本发明涉及肥料技术领域，尤其涉及一种环境友好型包膜缓释小麦肥。
背景技术：
小麦是世界上重要的粮食作物之一，含有丰富的淀粉、蛋白质和脂肪，也是人体重要的能量来源。全世界有约三分之一的人口以小麦主食，世界上小麦单产高的国家有法国、德国、英国、荷兰、丹麦等，单产水平6500-8200kg.hm2，约是世界平均单产的2.5-3.0倍。
在我国，小麦是仅次于水稻的第二大粮食作物，根据区域和生产布局将主产区分为东北春麦区、西北麦区、华北冬麦区、长江中下游冬麦区和西南麦区，这5个区覆盖了全国小麦总面积的99％，全年保有种植面积达到了1.5亿亩，小麦产业发展直接影响着13亿人口的温饱等民生问题。
然而，小麦由于生育期长达230-240天，分为出苗、分蘖、拔节期、孕穗、抽穗、开花、灌浆和成熟等生育期，对养分的需求量大而持久，如果要获得优质高产，常规施肥方法必须多次施肥，施肥人工成本高，极不易操作；特别是受当前现代化新农村建设的快速推进和农产品价格萎靡的影响，从事农业生产多为留守农村人员，这些人员的知识结构和劳动力薄弱，大量的不合理施肥或错误采购施用假冒伪劣化肥时有发生，导致土壤有机质下降，板结、酸碱化严重，土壤生态系统破坏。据统计，2000年以来，每年小麦上施肥量增长3％，而化肥对产量的贡献率却连年下降，小麦产量和品质随之下降严重，任其发展，将直接危及到我国的粮食安全和社会安定。针对这些问题，国内外开发了多种包膜型缓释肥，虽然可在一定程度上控制营养元素的释放，但这些包膜材料一般自身难以降解，造成土壤污染且包膜肥料昂贵的价格限制了其大规模使用。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种环境友好型包膜缓释小麦肥，该环境友好型包膜缓释小麦肥可充分供给小麦营养，养分供应持久协调，且可控制营养元素的释放，一次性施肥不用追肥，同时不会造成土壤污染，显著提高小麦品质与产量。
本发明提出一种环境友好型包膜缓释小麦肥，按重量百分比包括如下原料：尿素15-22％、磷酸一铵26-34％、氯化钾16-23％、硝铵磷6-12％、硫酸铵1-5％、硫酸钾1-3％、有机肥5-15％、微量元素肥2-5％、化肥增效剂0.1-0.5％、改性木薯粉4-10％、辅料2-8％；
所述环境友好型包膜缓释小麦肥的制备方法包括：将尿素、磷酸一铵、氯化钾、硝铵磷、有机肥、化肥增效剂、微量元素肥、辅料混匀后，加入改性木薯粉作为粘结剂，粉碎，造粒，得到内核颗粒；再将硫酸铵、硫酸钾预热后得到料浆，将所述料浆作为内包膜材料，均匀包裹在所述内核颗粒外层形成具有内包膜层的颗粒，并控制所述具有内包膜层的颗粒为预定粒径；将所述具有内包膜层的颗粒加湿后，加入改性木薯粉作为外包膜材料，再均匀包裹在具有内包膜层的颗粒外层，得到具有外包膜层的颗粒，最后经干燥，抛光，过筛后，得到所述环境友好型包膜缓释小麦肥。
优选地，所述环境友好型包膜缓释小麦肥中，总N含量为19-25wt％，P2O5含量为13-15wt％，K2O含量为12-15wt％，S含量≥2wt％；优选地，硝态氮，氨态氮，酰胺态氮的配比为1:3-4:3-5，更优选地，硝态氮，氨态氮，酰胺态氮的配比为1:3.5:4。
优选地，所述有机肥按重量百分比包括有机肥60-85％和腐殖酸15-40％，所述有机肥是由豆饼、秸秆粉、醋渣按照重量比4-6:1-2:1腐熟发酵而成。
优选地，所述改性木薯粉的制备方法包括：将木薯粉加水后升温至50-55℃，搅拌至形成糊状物，加入硫酸亚铁搅拌均匀，滴加含量为28-32％的双氧水，5-10min内完成滴加，搅拌均匀，再加入含量为30-35％的氢氧化钠溶液，调节pH为10-12，恒温搅拌反应0.5-1h，得到糊化木薯粉；将聚乙烯醇加水搅拌均匀后，升温至90-95℃，保温反应l-1.5h，依次加入所述糊化木薯粉、硼砂，继续升温至100-105℃，保温搅拌0.5-1h，蒸干水分后加入半水石膏混匀，造粒，水浸24-36h，再加入膨润土混匀，蒸干，研磨后，得到所述改性木薯粉。
优选地，木薯粉、双氧水、聚乙烯醇、硼砂、半水石膏、膨润土的重量配比为1:0.02-0.06:0.1-0.3:0.02-0.05:0.5-0.8:0.1-0.4。
优选地，所述化肥增效剂为2-氯-6-三氯甲基吡啶、正丁基硫代磷酰三胺、四氯吡啶甲酸、五氯吡啶中的任意一种或多种的混合物。
优选地，所述微量元素肥为硫酸镁、硫酸锰、硫酸亚铁、钼酸铵、硫酸锌、硼砂中的一种或者多种的混合物，优选地，所述微量元素肥为硫酸亚铁、硫酸锰、硼砂和硫酸锌的混合物，其中硫酸亚铁、硫酸锰、硼砂和硫酸锌的重量配比为0.5:1:1:1。
优选地，所述微量元素肥中，Zn含量≥0.2wt％，B含量≥0.1wt％，Fe含量≥0.09wt％，Mn含量≥0.25wt％。
优选地，所述辅料为高岭土、硅藻土、膨润土、活性白土、凹凸棒土、沸石粉中的任意一种或多种的混合物。
优选地，所述环境友好型包膜缓释小麦肥的制备方法具体包括如下步骤：
S1、按配比将尿素、磷酸一铵、氯化钾、硝铵磷、有机肥、化肥增效剂、微量元素肥、辅料混匀后，加入以配比量改性木薯粉为基准的35-45wt％改性木薯粉，混匀，粉碎后送入造粒机中造粒，得到内核颗粒；
S2、按配比将硫酸铵、硫酸钾混匀后加热至60-80℃得到料浆，将所述料浆喷入造粒机中，加入S1得到的内核颗粒一起进行造粒，得到具有内包膜层的第一颗粒，干燥，筛分至粒径为3.0-4.0mm；
S3、将S2得到的第一颗粒加湿后，送入造粒机中，加入剩余配比量的改性木薯粉一起进行造粒，得到具有外包膜层的第二颗粒；
S4、将S3得到的第二颗粒抛光，过筛后，得到所述环境友好型包膜缓释小麦肥。
本发明提出的一种环境友好型包膜缓释小麦肥的结构由内核、内膜层和外膜层组成，内核由尿素、磷酸一铵、氯化钾、硝铵磷、有机肥、化肥增效剂、微量元素肥、辅料、改性木薯粉造粒形成，内膜层由硫酸铵、硫酸钾形成，外膜层由改性木薯粉包膜形成。
本发明中，所述环境友好型包膜缓释小麦肥中，含有科学配比的大中微量元素肥和多形态氮肥，使肥料营养元素的协调作用大大加强，提高了肥料的利用效率，特别是氮肥的利用率，可以为小麦生长所必需的各种营养元素，进而提高小麦的品质与产量；同时，小麦肥中含有的有机肥除了与含氮、磷、钾等养分的无机肥料复配，有效地提高无机肥料的利用率，促进作物循环和长期利用以外，还能提高土壤有机质的含量，被土壤微生物分解后，生成大量的腐植酸类物质，其能与土壤中的发生络合或螯合反应,使其生成具有胶体性能的腐植酸钾或腐植酸微量元素盐类,有利于作物根系的吸收，并减少其随水而发生的流失，提高其利用率，从而改善土壤养分状况、颗粒结构，满足作物生长需求。本产品还能够结合小麦的生长特性和需肥规律，形成多层次的颗粒结构，通过将营养元素缓慢持久地释放出来，使肥料中养分释放的有效期延长，从而满足小麦生长中后期对于养分的需求，避免早衰和脱肥；即通过从天然生物提取木薯粉，再将木薯粉糊化后，与可生物降解的聚乙烯醇进行交联反应，可以显著增强木薯粉的粘接性能，同时由于聚乙烯醇和木薯粉分子中都具有羟基，其作为成膜材料吸水性强，导致缓释效果差，硼砂分子由于可以与有机物中的羟基发生化学反应生成以硼原子为架桥的环状聚合物，当将木薯粉-聚乙烯醇交联产物中加入硼砂进行改性，生成环状有机化合物，就能够达到掩蔽羟基，提高成膜材料耐水性的目的，再通过将上述反应得到的有机粘结剂和半水石膏、膨润土的无机填充物进行反应，制成表层致密的有机无机复合物包膜材料，除了能增强改性木薯粉的包膜效果以外，还能够提高抗水性，更能与尿素等颗粒肥间形成新的化学键，结合力强，有助于提高包膜颗粒的缓释性能；因此，本发明经改性后得到的木薯粉不仅具有良好的粘接性能，同时成膜性能优良，缓释效应显著，当本发明中将上述改性木薯粉的一部分用于与氮、磷、钾肥一起造粒，可以形成大分子铰联链，显著增加肥料颗粒的抗压强度，而剩余一部分则通过在肥料颗粒的外层形成薄膜结构，除了可以减缓颗粒的崩解，锁住养分缓慢的释放，而且改性木薯粉被分解后，还可以为土壤微生物提供繁殖生活的能量。
综合上述，本发明制备的环境友好型包膜缓释小麦肥，能够结合小麦的生长特性和需肥规律，制备出一种具有多层次包膜结构的缓释肥料，可将营养元素缓慢持久地释放出来，使肥料中养分的有效释放期延长，有效提高化肥的利用率，降低农业生产成本的同时，对环境也不会造成污染。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进行进一步说明。
实施例1
本实施例中，一种环境友好型包膜缓释小麦肥，按重量百分比包括如下原料：尿素15％、磷酸一铵34％、氯化钾16％、硝铵磷12％、硫酸铵1％、硫酸钾3％、有机肥5％、微量元素肥5％、2-氯-6-三氯甲基吡啶0.1％、改性木薯粉6.9％、高岭土2％；
其中，所述改性木薯粉的制备方法包括：将木薯粉加水后升温至50℃，搅拌至形成糊状物，加入硫酸亚铁搅拌均匀，滴加含量为32％的双氧水，5min内完成滴加，搅拌均匀，再加入含量为35％的氢氧化钠溶液，调节pH为10，恒温搅拌反应1h，得到糊化木薯粉；将聚乙烯醇加水搅拌均匀后，升温至90℃，保温反应1.5h，依次加入所述糊化木薯粉、硼砂，继续升温至100℃，保温搅拌1h，蒸干水分后加入半水石膏混匀，造粒，水浸24h，再加入膨润土混匀，蒸干，研磨后，得到所述改性木薯粉，木薯粉、双氧水、聚乙烯醇、硼砂、半水石膏、膨润土的重量配比为1:0.02:0.3:0.02:0.8:0.1；所述微量元素肥为硫酸亚铁、硫酸锰、硼砂和硫酸锌的混合物，其中硫酸亚铁、硫酸锰、硼砂和硫酸锌的重量配比为0.5:1:1:1；所述有机肥按重量百分比包括有机肥75％和腐殖酸25％，所述有机肥是由豆饼、秸秆粉、醋渣按照重量比5:1.5:1腐熟发酵而成；
所述环境友好型包膜缓释小麦肥的制备方法包括如下步骤：
S1、按配比将尿素、磷酸一铵、氯化钾、硝铵磷、有机肥、化肥增效剂、微量元素肥、辅料混匀后，加入以配比量改性木薯粉为基准的35wt％改性木薯粉，混匀，粉碎后送入造粒机中造粒，得到内核颗粒；
S2、按配比将硫酸铵、硫酸钾混匀后加热至80℃得到料浆，将所述料浆喷入造粒机中，加入S1得到的内核颗粒一起进行造粒，得到具有内包膜层的第一颗粒，干燥，筛分至粒径为3.0mm；
S3、将S2得到的第一颗粒加湿后，送入造粒机中，加入剩余配比量的改性木薯粉一起进行造粒，得到具有外包膜层的第二颗粒；
S4、将S3得到的第二颗粒抛光，过筛后，得到所述环境友好型包膜缓释小麦肥。
实施例2
本实施例中，一种环境友好型包膜缓释小麦肥，按重量百分比包括如下原料：尿素22％、磷酸一铵26％、氯化钾16％、硝铵磷6％、硫酸铵5％、硫酸钾1％、有机肥15％、微量元素肥2％、正丁基硫代磷酰三胺0.5％、改性木薯粉4％、硅藻土2.5％；
其中，所述改性木薯粉的制备方法包括：将木薯粉加水后升温至55℃，搅拌至形成糊状物，加入硫酸亚铁搅拌均匀，滴加含量为28％的双氧水，10min内完成滴加，搅拌均匀，再加入含量为30％的氢氧化钠溶液，调节pH为12，恒温搅拌反应0.5h，得到糊化木薯粉；将聚乙烯醇加水搅拌均匀后，升温至95℃，保温反应lh，依次加入所述糊化木薯粉、硼砂，继续升温至105℃，保温搅拌0.5h，蒸干水分后加入半水石膏混匀，造粒，水浸36h，再加入膨润土混匀，蒸干，研磨后，得到所述改性木薯粉，木薯粉、双氧水、聚乙烯醇、硼砂、半水石膏、膨润土的重量配比为1:0.06:0.1:0.05:0.5:0.4；所述微量元素肥为硫酸镁、硫酸锰、硫酸亚铁的混合物；所述有机肥按重量百分比包括有机肥85％和腐殖酸15％，所述有机肥是由豆饼、秸秆粉、醋渣按照重量比6:1:1腐熟发酵而成；
所述环境友好型包膜缓释小麦肥的制备方法包括如下步骤：
S1、按配比将尿素、磷酸一铵、氯化钾、硝铵磷、有机肥、化肥增效剂、微量元素肥、辅料混匀后，加入以配比量改性木薯粉为基准的45wt％改性木薯粉，混匀，粉碎后送入造粒机中造粒，得到内核颗粒；
S2、按配比将硫酸铵、硫酸钾混匀后加热至60℃得到料浆，将所述料浆喷入造粒机中，加入S1得到的内核颗粒一起进行造粒，得到具有内包膜层的第一颗粒，干燥，筛分至粒径为4.0mm；
S3、将S2得到的第一颗粒加湿后，送入造粒机中，加入剩余配比量的改性木薯粉一起进行造粒，得到具有外包膜层的第二颗粒；
S4、将S3得到的第二颗粒抛光，过筛后，得到所述环境友好型包膜缓释小麦肥。
实施例3
本实施例中，一种环境友好型包膜缓释小麦肥，按重量百分比包括如下原料：尿素15％、磷酸一铵26％、氯化钾23％、硝铵磷9％、硫酸铵3％、硫酸钾2％、有机肥6％、微量元素肥3.5％、四氯吡啶甲酸0.5％、改性木薯粉10％、沸石粉2％；
其中，所述改性木薯粉的制备方法包括：将木薯粉加水后升温至53℃，搅拌至形成糊状物，加入硫酸亚铁搅拌均匀，滴加含量为30％的双氧水，7min内完成滴加，搅拌均匀，再加入含量为33％的氢氧化钠溶液，调节pH为11，恒温搅拌反应0.7h，得到糊化木薯粉；将聚乙烯醇加水搅拌均匀后，升温至92℃，保温反应l.3h，依次加入所述糊化木薯粉、硼砂，继续升温至103℃，保温搅拌0.7h，蒸干水分后加入半水石膏混匀，造粒，水浸30h，再加入膨润土混匀，蒸干，研磨后，得到所述改性木薯粉，木薯粉、双氧水、聚乙烯醇、硼砂、半水石膏、膨润土的重量配比为1:0.04:0.2:0.03:0.6:0.3；所述微量元素肥为钼酸铵、硫酸锌、硼砂的混合物；所述有机肥按重量百分比包括有机肥60％和腐殖酸40％，所述有机肥是由豆饼、秸秆粉、醋渣按照重量比4:2:1腐熟发酵而成；
所述环境友好型包膜缓释小麦肥的制备方法包括如下步骤：
S1、按配比将尿素、磷酸一铵、氯化钾、硝铵磷、有机肥、化肥增效剂、微量元素肥、辅料混匀后，加入以配比量改性木薯粉为基准的38wt％改性木薯粉，混匀，粉碎后送入造粒机中造粒，得到内核颗粒；
S2、按配比将硫酸铵、硫酸钾混匀后加热至75℃得到料浆，将所述料浆喷入造粒机中，加入S1得到的内核颗粒一起进行造粒，得到具有内包膜层的第一颗粒，干燥，筛分至粒径为3.0mm；
S3、将S2得到的第一颗粒加湿后，送入造粒机中，加入剩余配比量的改性木薯粉一起进行造粒，得到具有外包膜层的第二颗粒；
S4、将S3得到的第二颗粒抛光，过筛后，得到所述环境友好型包膜缓释小麦肥。
实施例4
本实施例中，一种环境友好型包膜缓释小麦肥，按重量百分比包括如下原料：尿素15％、磷酸一铵26％、氯化钾18％、硝铵磷12％、硫酸铵1％、硫酸钾2％、有机肥5％、微量元素肥2.7％、化肥增效剂0.3％、改性木薯粉10％、辅料8％；
其中，所述改性木薯粉的制备方法包括：将木薯粉加水后升温至52℃，搅拌至形成糊状物，加入硫酸亚铁搅拌均匀，滴加含量为29％的双氧水，8min内完成滴加，搅拌均匀，再加入含量为32％的氢氧化钠溶液，调节pH为11，恒温搅拌反应0.8h，得到糊化木薯粉；将聚乙烯醇加水搅拌均匀后，升温至93℃，保温反应l.2h，依次加入所述糊化木薯粉、硼砂，继续升温至102℃，保温搅拌0.8h，蒸干水分后加入半水石膏混匀，造粒，水浸26h，再加入膨润土混匀，蒸干，研磨后，得到所述改性木薯粉，木薯粉、双氧水、聚乙烯醇、硼砂、半水石膏、膨润土的重量配比为1:0.03:0.2:0.04:0.7:0.2；所述化肥增效剂为四氯吡啶甲酸、五氯吡啶的混合物；所述微量元素肥为硫酸镁、硫酸锰、硫酸亚铁、钼酸铵、硫酸锌、硼砂的混合物；所述辅料为膨润土、活性白土、凹凸棒土的混合物；所述有机肥按重量百分比包括有机肥75％和腐殖酸25％，所述有机肥是由豆饼、秸秆粉、醋渣按照重量比5:1:1腐熟发酵而成；
所述环境友好型包膜缓释小麦肥的制备方法包括如下步骤：
S1、按配比将尿素、磷酸一铵、氯化钾、硝铵磷、有机肥、化肥增效剂、微量元素肥、辅料混匀后，加入以配比量改性木薯粉为基准的40wt％改性木薯粉，混匀，粉碎后送入造粒机中造粒，得到内核颗粒；
S2、按配比将硫酸铵、硫酸钾混匀后加热至70℃得到料浆，将所述料浆喷入造粒机中，加入S1得到的内核颗粒一起进行造粒，得到具有内包膜层的第一颗粒，干燥，筛分至粒径为4.0mm；
S3、将S2得到的第一颗粒加湿后，送入造粒机中，加入剩余配比量的改性木薯粉一起进行造粒，得到具有外包膜层的第二颗粒；
S4、将S3得到的第二颗粒抛光，过筛后，得到所述环境友好型包膜缓释小麦肥。
将实施例1-4中所述的环境友好型包膜缓释小麦肥在小麦播种或移栽前作为基肥每亩施用35-40公斤/亩，耕翻覆土。
实施例1-4中所述的环境友好型包膜缓释小麦肥对小麦产量方面的影响见下列表1：
表1不同肥料处理对小麦产量的影响
由表1可以看出，针对郑育麦9987与阜麦8号两种供试小麦，分别用常规肥料(18-12-15)与实施例1-4中研制的环境友好型包膜缓释小麦肥进行施肥处理。针对郑育麦9987供试小麦，相对于常规肥料(18-12-15)，施用环境友好型包膜缓释小麦肥平均每亩增产可达13.7％，针对阜麦8号供试小麦，平均每亩增产达到10.8％，施用环境友好型包膜缓释小麦肥具有明显的增产效果。
本发明提出的一种环境友好型包膜缓释小麦肥的结构由内核、内膜层和外膜层组成，内核由尿素、磷酸一铵、氯化钾、硝铵磷、有机肥、化肥增效剂、微量元素肥、辅料、改性木薯粉造粒形成，内膜层由硫酸铵、硫酸钾形成，外膜层由改性木薯粉包膜形成。
本发明中，所述环境友好型包膜缓释小麦肥中，含有科学配比的大中微量元素肥和多形态氮肥，使肥料营养元素的协调作用大大加强，提高了肥料的利用效率，特别是氮肥的利用率，可以为小麦生长所必需的各种营养元素，进而提高小麦的品质与产量；同时，小麦肥中含有的有机肥除了与含氮、磷、钾等养分的无机肥料复配，有效地提高无机肥料的利用率，促进作物循环和长期利用以外，还能提高土壤有机质的含量，被土壤微生物分解后，生成大量的腐植酸类物质，其能与土壤中的发生络合或螯合反应,使其生成具有胶体性能的腐植酸钾或腐植酸微量元素盐类,有利于作物根系的吸收，并减少其随水而发生的流失，提高其利用率，从而改善土壤养分状况、颗粒结构，满足作物生长需求。本产品还能够结合小麦的生长特性和需肥规律，形成多层次的颗粒结构，通过将营养元素缓慢持久地释放出来，使肥料中养分释放的有效期延长，从而满足小麦生长中后期对于养分的需求，避免早衰和脱肥；即通过从天然生物提取木薯粉，再将木薯粉糊化后，与可生物降解的聚乙烯醇进行交联反应，可以显著增强木薯粉的粘接性能，同时由于聚乙烯醇和木薯粉分子中都具有羟基，其作为成膜材料吸水性强，导致缓释效果差，硼砂分子由于可以与有机物中的羟基发生化学反应生成以硼原子为架桥的环状聚合物，当将木薯粉-聚乙烯醇交联产物中加入硼砂进行改性，生成环状有机化合物，就能够达到掩蔽羟基，提高成膜材料耐水性的目的，再通过将上述反应得到的有机粘结剂和半水石膏、膨润土的无机填充物进行反应，制成表层致密的有机无机复合物包膜材料，除了能增强改性木薯粉的包膜效果以外，还能够提高抗水性，更能与尿素等颗粒肥间形成新的化学键，结合力强，有助于提高包膜颗粒的缓释性能；因此，本发明经改性后得到的木薯粉不仅具有良好的粘接性能，同时成膜性能优良，缓释效应显著，当本发明中将上述改性木薯粉的一部分用于与氮、磷、钾肥一起造粒，可以形成大分子铰联链，显著增加肥料颗粒的抗压强度，而剩余一部分则通过在肥料颗粒的外层形成薄膜结构，除了可以减缓颗粒的崩解，锁住养分缓慢的释放，而且改性木薯粉被分解后，还可以为土壤微生物提供繁殖生活的能量。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。