本发明涉及农作物施肥技术领域，具体涉及一种用于农作物的缓释肥料的制备方法。
背景技术：
肥料对于农作物的生长具有非常重要的作用，肥料作为农业持续发展的物质基础，也是农业生产中最大的物质投资，约占其全部生产性支出的50％，植物需要的营养元素可以通过化学过程，如交换、固定、沉淀和水解以及物理过程，如淋溶、径流和挥发而损失。传统的水溶性肥料往往导致大量的营养元素因淋溶和蒸发而损失，为此，开发一种向农作物经久释放营养元素的复合肥成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
现有技术中也涉及了诸多实现肥料缓慢释放的技术方案。如申请号为“cn200610079035.4”、发明名称为“一种可降解天然有机物包裹缓释肥料及其制备方法和用途”的发明专利申请，按照常规的圆盘造粒方法，通过粘结剂的作用，将包裹材料粘结到易溶性氮素肥料颗粒的表面；干燥后喷涂植物油脂作为封闭剂而得的。该缓释肥料使用可降解的有机物作为包裹材料，在控制肥料在土壤中缓慢释放的同时不会给土壤带来破坏；又如申请号为“cn201210576638.0”、发明名称为“缓释长效氯基氮钾复合肥料的制备方法”的发明专利申请，通过包膜材料将肥料颗粒包裹，该包膜材料易于被土壤中的微生物降解，有益于土壤、大气及水体环境保护。上述专利中用于实现肥料包裹的材料最终都会降解。对于缓释作用的重复使用并未提及，后续施肥时还需要继续播撒这种含有包裹层的肥料，对于控制肥料成本来说稍有不足。
技术实现要素：
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种用于农作物的缓释肥料的制备方法，提高肥料的作用效率；同时，该缓释肥料的载体可改善土壤的环境，重复多次的被利用。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：一种用于农作物的缓释肥料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将农作物秸秆初步粉碎至长度小于3cm，经真空碳化后揉碎成碳粉，然后与改性膨润土按重量比1：(3～8)混合均匀，得混合物i；
(2)将聚酯树脂与交联剂、可溶性金属盐、上述步骤(1)中的混合物i加入造粒机中熔融共混，经水冷、切粒得到混合物ii；
(3)将步骤(2)中的混合物ii用水浸泡洗脱，每隔30～60min换水一次，换水3～5次得到肥料载体；
(4)将肥料载体浸没到水溶性肥料中浸泡，施加3～10mpa的压力，得到所述的缓释肥料。
本发明中，通过聚酯树脂将具有吸附能力的碳粉和改性膨润土包覆起来，然后将添加在聚酯树脂中的可溶性金属盐洗脱，得到富有孔隙结构的肥料载体，该肥料载体浸没到水溶性肥料中可以充分吸附肥料中的营养元素，当播撒到土壤中时，起到长久有效的释放效果；同时，该颗粒状的树脂材料在土壤中可以提高土壤的透气性能，改善土壤环境，当需要再次向土壤中施肥时，原先的肥料载体可以将过多的肥料吸附，避免施肥过多造成土壤板结，同时，吸附了肥料的肥料载体可以实现再次的长久释放，如此，实现了肥料载体的多次利用。
本发明中利用长久以来被视为废弃物，即难以处理的农作物秸秆作为碳粉的来源，所述的农作物秸秆可以是但不局限于稻草秸秆、高粱秸秆、小麦秸秆、玉米秸秆或其混合物。将农作物秸秆处理得到的碳粉作为吸附材料用于肥料载体，不仅解决了吸附性材料的来源，同时处理掉了农作物秸秆，变废为宝，一举两得。
根据本发明，通过真空碳化的工艺将农作物秸秆变为碳粉，效率高，无污染，所述的真空碳化工艺为：将农作物秸秆放入真空烘箱中，控制压力为0.05～0.35mpa、压力为40～55℃。
根据本发明，所述的农作物秸秆的碳粉的吸附能力相对来说无法满足肥料的吸附，因此，拌以改性膨润土作为主要的吸附材料，所述的农作物秸秆碳粉与改性膨润土的重量比为1：(3～8)。
改性膨润土为将膨润土加入酸性物质酸化处理，然后经水漂洗至中性，干燥即得。通过酸性物质的酸化处理，膨润土中的可交换阳离子被酸中的h+交换下来，夹杂在膨润土中的金属氧化物或无机盐也与酸反应或变为可溶物而被除掉。经酸化处理后提高了膨润土的吸附性能。
本发明对酸性物质的种类没有特殊的要求，可以为所属领域技术人员所常知，例如所述酸源可以为无机酸和/或有机酸，所述无机酸可以为盐酸、硝酸、硫酸、硼酸、高氯酸、硫氰酸、亚硫酸、磷酸、亚磷酸、次氯酸等中的至少一种；所述有机酸可以为甲酸、乙酸、苯甲酸、苯磺酸等中的至少一种。进一步的，根据本发明，所述的步骤(2)中，用于造粒的各组分重量份为：聚酯树脂80～100份、交联剂0.1～1份、可溶性金属盐50～72份、混合物i30～42份。
所述的造粒机为双螺杆挤出机，所述双螺杆挤出机加工各温度区域的温度范围为220～230℃，主机转速的范围为400～800rpm，过滤器孔径为15～40μm，铸片冷却温度为15～25℃。
进一步的，所述的可溶性金属盐选自硫酸铜、氯化铜、硝酸铜、硫酸亚铁、三氯化铁、硝酸锌中的一种或一种以上的混合物。
进一步的，所述的交联剂为三羟甲基丙烷、三乙醇胺、二乙醇胺、二醇胺、双-2-(羟丙基)苯胺、小分子聚醚三醇中的一种。
通过造粒，将聚酯树脂包覆在农作物秸秆碳粉和改性膨润土的外侧，然后利用可溶性金属盐在水中溶解，洗脱，得到具有孔隙结构的颗粒状肥料载体。
本发明所述的聚酯树脂，可以是由二元羧酸成分和二元醇成分形成的聚酯，进一步的，可以举出如对苯二甲酸、间苯二甲酸、2,6-萘二甲酸、4,4’-联苯二甲酸、己二酸、葵二酸的二元羧酸成分。作为二元醇成分，可以举出例如乙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、1,6-己二醇。进一步的，所述的聚酯树脂优选为芳香族聚酯，特别优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。
与现有技术相比，本发明提供的用于农作物的缓释肥料，肥料载体吸附肥料后缓慢释放到土壤中对农作物进行补肥，防止了水溶性肥料随淋溶造成的浪费，同时，该肥料载体在下次施肥后将肥料中的营养元素固留到肥料载体中，从而达到对农作物的经久缓释作用，避免了过多施肥对农作物的伤害及肥料利用率低下的弊端。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
本发明所述的肥料，是指农作物生长所需要的包括但不限于氮、磷、钾、钙、镁、硫、硼、氯、锰、铁、锌、铜、钼和硒。
下面通过具体的实施例及相关测试对本发明的优点做进一步的说明。
实施例1
一种用于农作物的缓释肥料的制备方法：
(1)将稻草秸秆初步粉碎至长度小于3cm，放入真空烘箱中，控制压力为0.2mpa、压力为48℃，碳化后揉碎成碳粉；
将膨润土加入盐酸酸化处理，然后经水漂洗至中性、干燥，然后将稻草秸秆碳粉与改性膨润土按重量比1：5混合均匀，得混合物i；
(2)将90份聚对苯二甲酸乙二醇酯与0.5份交联剂三羟甲基丙烷、60份硫酸铜、6份农作物秸秆碳粉与30份改性膨润土的混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混，经水冷、切粒得到混合物ii；
(3)将步骤(2)中的混合物ii用水浸泡洗脱，每隔45min换水一次，换水4次得到肥料载体；
(4)将肥料载体浸没到水溶性肥料中浸泡，施加9mpa的压力，得到所述的缓释肥料。
实施例2
一种用于农作物的缓释肥料的制备方法：
(1)将稻草秸秆初步粉碎至长度小于3cm，放入真空烘箱中，控制压力为0.05mpa、压力为40℃，碳化后揉碎成碳粉；
将膨润土加入硝酸酸化处理，然后经水漂洗至中性、干燥，然后将稻草秸秆碳粉与改性膨润土按重量比1：3混合均匀，得混合物i；
(2)将80份聚对苯二甲酸乙二醇酯与0.1份交联剂三乙醇胺、50份硝酸铜、7.5份农作物秸秆碳粉与22.5份改性膨润土的混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混，经水冷、切粒得到混合物ii；
(3)将步骤(2)中的混合物ii用水浸泡洗脱，每隔30min换水一次，换水5次得到肥料载体；
(4)将肥料载体浸没到水溶性肥料中浸泡，施加3mpa的压力，得到所述的缓释肥料。
实施例3
一种用于农作物的缓释肥料的制备方法：
(1)将稻草秸秆初步粉碎至长度小于3cm，放入真空烘箱中，控制压力为0.35mpa、压力为55℃，碳化后揉碎成碳粉；
将膨润土加入盐酸酸化处理，然后经水漂洗至中性、干燥，然后将稻草秸秆碳粉与改性膨润土按重量比1：8混合均匀，得混合物i；
(2)将100份聚对苯二甲酸乙二醇酯与1份交联剂二乙醇胺、72份硫酸亚铁、4份农作物秸秆碳粉与32份改性膨润土的混合物加入双螺杆挤出机中熔融共混，经水冷、切粒得到混合物ii；
(3)将步骤(2)中的混合物ii用水浸泡洗脱，每隔60min换水一次，换水3次得到肥料载体；
(4)将肥料载体浸没到水溶性肥料中浸泡，施加10mpa的压力，得到所述的缓释肥料。
对比测试：
1.材料与方法
1.1试验地点：怀远县包集镇的棉花地
1.2供试土壤
试验地土壤属潮土田，肥力中等。土壤理化基本形状如下：ph6.35(水提取)、有机质24.1g/kg、碱解氮142mg/kg、有效磷10.8mg/kg、钾84mg/kg；
土壤测试方法：碱解氮-1n氢氧化钠扩散法，有效磷-0.5m碳酸氢钠浸提、钼锑抗比色法，速效钾-1n醋酸铵浸提。
1.3供试肥料
复合肥料(n、p、k含量≥5％，有机质≥50％)
1.4供试作物
棉花(皖棉13)
1.5试验方法
采取随机区排列，共设4个处理，3次重复，每处理区面积为40m2，
处理1：将上述复合肥料水溶后使用实施例1的肥料载体吸附，播撒施肥，施肥量为20kg/亩；
处理2：将上述复合肥料水溶后使用实施例2的肥料载体吸附，播撒施肥，施肥量为20kg/亩；
处理3：将上述复合肥料水溶后使用实施例3的肥料载体吸附，播撒施肥，施肥量为20kg/亩；
处理4(对比例1)：将上述复合肥料直接播撒施肥，施肥量为20kg/亩；
1.6田间管理
4月12日犁地，13日播种，4月23日出苗达80％以上，5月1日开始定苗，全生育期灌水4次。处理根据肥料实验的实施方案一次性施入作基肥，中耕除草2次。棉花出苗后，每个小区选一个代表点，定点10株进行棉花生育期调差，收获时按小区采样单收。
定于施肥播撒1天后测试及之后每隔2天检测土壤中肥料含量，并将测试结果记录到表中。
表1：
表2：
表3：
由上数据可以看出，常规的施肥方式，肥料流失较快，难以满足肥效。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。