本发明涉及肥料制备
技术领域：
，具体涉及一种共混材料包膜的菠菜专用缓释肥及其制备方法。
背景技术：
：菠菜又名波斯菜、赤根菜、鹦鹉菜等一年生草本植物。植物高可达1米，根圆锥状，带红色，较少为白色，叶戟形至卵形，鲜绿色，全缘或有少数牙齿状裂片，它富含类胡萝卜素、维生素c、维生素k、矿物质(钙质、铁质等)、辅酶q10等多种营养素，菠菜含有大量的植物粗纤维，具有促进肠道蠕动的作用，利于排便，且能促进胰腺分泌，帮助消化。对于痔疮、慢性胰腺炎、便秘、肛裂等病症有治疗作用，菠菜中所含的胡萝卜素，在人体内转变成维生素a，能维护正常视力和上皮细胞的健康，增加预防传染病的能力，促进儿童生长发育。由于菠菜具有极高的食用价值和营养价值，因此菠菜的栽培技术便相继出现，菠菜栽培过程中肥料的控制尤其关键，由于菠菜栽培在土壤中，在施用肥料一段时间后，除了一小部分会被菠菜吸收外，其他的则会流失，造成大量的浪费，而且还会造成土壤的污染，随着环境科学研究的深入，人们逐渐认识到重金属对土壤的污染危害是十分严重的，为了减少这种损失，必须要求肥料的养分的释放规律与菠菜的养分吸收协调，因此控释肥的研制变得越来越多。随着环境科学研究的深入，人们逐渐认识到土壤重金属土壤中重金属的存在形态可分为：可交换态；碳酸盐结合态；铁锰氧化物结合态；硫化物及有机结合态；残渣态等。可交换态属于有效的且容易被作物吸收利用，称为可利用态；碳酸盐结合态是指与碳酸盐结合的重金属；铁锰结合态是指与铁锰结合的重金属离子，它们之间有很强的结合能力；硫化物及有机结合态是指与硫结合的重金属和与有机物形成络合物的重金属离子；残渣态是指已提取上述四个组分后以层状硅酸盐形态存在的重金属离子，其中可交换态和有机结合态重金属的生物有效性较高，而其它的生物有效性低。因此如何降低可交换态和有机结合态重金属的生物有效性是处理土壤中的重金属的关键所在，现有处理土壤中重金属的方法主要有：固化/稳定化、化学试剂提取、微生物淋滤、焚烧、植物修复等方法。化学法、生物法、植物修复法和焚烧法的缺点在于：从土壤中去除重金属不仅需要大量的财力、物力，而且面对土壤采取这种方法显然是不实际的，而那些吸收富集了重金属的植物，也存在着难以进一步处理，并可能会造成二次污染问题。为此本发明人通过大量的实验和研究，提供了一种不仅能够对菠菜生长提供营养，还能有效解决营养元素流失，土壤重金属污染，有毒有害物质污染的共混材料包膜的菠菜专用缓释肥及其制备方法。技术实现要素：为解决上述技术问题，本发明提供了一种共混材料包膜的菠菜专用缓释肥及其制备方法。本发明是通过以下技术方案予以实现的：一种共混材料包膜的菠菜专用缓释肥，它由以下重量份原料制成：偏磷酸铵17-23份、硫酸铵10-16份、尿素45-65份、过磷酸钙4-10份、磷酸二氢钾21-27份、外加剂6-12份、反应助剂13-19份、改性蒙脱石20-26份、聚乳酸55-61份、聚乙烯醇50-56份。所述共混材料包膜的菠菜专用缓释肥由以下重量份原料制成：偏磷酸铵19-21份、硫酸铵12-14份、尿素50-60份、过磷酸钙6-8份、磷酸二氢钾23-25份、外加剂8-10份、反应助剂15-17份、改性蒙脱石22-24份、聚乳酸57-59份、聚乙烯醇52-54份。所述共混材料包膜的菠菜专用缓释肥由以下重量份原料制成：偏磷酸铵20份、硫酸铵13份、尿素55份、过磷酸钙7份、磷酸二氢钾24份、外加剂9份、反应助剂16份、改性蒙脱石23份、聚乳酸58份、聚乙烯醇53份。所述外加剂为海藻酸、糖醇、植物生长调节剂、除草剂按照等比配置而成。所述植物生长调节剂为赤霉素、氯吡脲、6-苄基氨基嘌呤，油菜素内酯，三十烷醇中的一种。所述除草剂为48％拉索乳油、72％都尔乳油、50％乙草胺乳油、50％西玛津可湿粉剂按照体积比为1:2:1:1的比例配制而成。所述反应助剂为硫代硫酸钠、硫代硫酸钾、硫代硫酸铵中的一种。所述改性蒙脱石的制备方法为：(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为600-1000w下处理20-40min，再送入煅烧塔中用300-600℃的高温煅烧90-120min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散10-18min后离心分离，重复超声分散、离心2-3次，随后再加入蒸馏水中，超声分散10-15min后离心分离，重复超声分散、离心2-3次；(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为20-40％的蒙脱石矿浆，接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.5-0.8mpa，温度40-60℃，转速1000r/min，时间80-100min，微波功率为10-18kw，得改性蒙脱石。所述插层剂为乙二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种。本发明还提供了上述共混材料包膜的菠菜专用缓释肥的制备方法，该方法是将偏磷酸铵、硫酸铵、尿素、过磷酸钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，n：p2o5：k2o的摩尔比为3:1:2的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为(1-1.2)：1的比例进行包裹即得到共混材料包膜的菠菜专用缓释肥。本发明的有益效果在于：本发明先将各原料共混后制得复合肥，并控制复合肥中的氮磷钾的元素含量及复合肥的粒径大小，提升了肥料的透气性，与蒙脱石混合后再由聚乳酸、聚乙烯共混后得到的可降解材料进行包裹其降解周期与菠菜的生长期相近，使得制备出的控释肥能够满足菠菜生长所需的营养，由于本缓释肥采用了改性蒙脱石，能够和肥料中的硫代硫化物产生协同作用，即改性蒙脱石将重金属胶粒吸附，并将重金属离子交换出来，提高土壤溶液中重金属含量，利于重金属离子与硫代硫化物进行反应，而硫代硫化物与重金属离子发生反应生产沉淀，从而将重金属离子进行固定，阻止其通过淋溶和径流迁移，另外，硫代硫酸钠将高价重金属离子还原成低价态，从而降低其毒性和溶解性，本共混材料包膜的菠菜专用缓释肥含有多种营养成分，能满足菠菜对多种养分的需要，而且由于本缓释肥的原料中加入了硫代硫酸物、植物生长调节剂、除草剂等原料，在菠菜栽培过程中使用本缓释肥不仅能有效的解决土壤重金属污染、有毒有害物质残留问题，还能起到改善种植环境，抑制杂草生长，提高菠菜长势的优点。具体实施方式以下结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步描述，但要求保护的范围并不局限于所述。实施例一配方：偏磷酸铵17份、硫酸铵10份、尿素45份、过磷酸钙4份、磷酸二氢钾21份、外加剂6份、反应助剂13份、改性蒙脱石20份、聚乳酸55份、聚乙烯醇50份。改性蒙脱石的制备方法：(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为600w下处理20min，再送入煅烧塔中用300℃的高温煅烧90min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散10min后离心分离，重复超声分散、离心2次，随后再加入蒸馏水中，超声分散10min后离心分离，重复超声分散、离心2次；(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为20％的蒙脱石矿浆，接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.5mpa，温度40℃，转速1000r/min，时间80min，微波功率为10kw，得改性蒙脱石。共混材料包膜的菠菜专用缓释肥的制备方法：将偏磷酸铵、硫酸铵、尿素、过磷酸钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，n：p2o5：k2o的摩尔比为3:1:2的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1：1的比例进行包裹即得到共混材料包膜的菠菜专用缓释肥。实施例二配方：偏磷酸铵23份、硫酸铵16份、尿素65份、过磷酸钙10份、磷酸二氢钾27份、外加剂12份、反应助剂19份、改性蒙脱石26份、聚乳酸61份、聚乙烯醇56份。改性蒙脱石的制备方法：(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为1000w下处理40min，再送入煅烧塔中用600℃的高温煅烧120min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散18min后离心分离，重复超声分散、离心3次，随后再加入蒸馏水中，超声分散15min后离心分离，重复超声分散、离心3次；(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为40％的蒙脱石矿浆，接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.8mpa，温度60℃，转速1000r/min，时间100min，微波功率为18kw，得改性蒙脱石。共混材料包膜的菠菜专用缓释肥的制备方法：将偏磷酸铵、硫酸铵、尿素、过磷酸钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，n：p2o5：k2o的摩尔比为3:1:2的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1.2：1的比例进行包裹即得到共混材料包膜的菠菜专用缓释肥。实施例三配方：偏磷酸铵19份、硫酸铵12份、尿素50份、过磷酸钙6份、磷酸二氢钾23份、外加剂8份、反应助剂15份、改性蒙脱石22份、聚乳酸57份、聚乙烯醇52份。改性蒙脱石的制备方法：(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为600w下处理20min，再送入煅烧塔中用300-℃的高温煅烧90min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散10min后离心分离，重复超声分散、离心2次，随后再加入蒸馏水中，超声分散10min后离心分离，重复超声分散、离心2次；(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为20％的蒙脱石矿浆，接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.5mpa，温度40℃，转速1000r/min，时间80min，微波功率为10kw，得改性蒙脱石。共混材料包膜的菠菜专用缓释肥的制备方法：将偏磷酸铵、硫酸铵、尿素、过磷酸钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，n：p2o5：k2o的摩尔比为3:1:2的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1：1的比例进行包裹即得到共混材料包膜的菠菜专用缓释肥。实施例四配方：偏磷酸铵21份、硫酸铵14份、尿素60份、过磷酸钙8份、磷酸二氢钾25份、外加剂10份、反应助剂17份、改性蒙脱石24份、聚乳酸59份、聚乙烯醇54份。改性蒙脱石的制备方法：(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为1000w下处理40min，再送入煅烧塔中用600℃的高温煅烧120min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散18min后离心分离，重复超声分散、离心3次，随后再加入蒸馏水中，超声分散15min后离心分离，重复超声分散、离心3次；(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为40％的蒙脱石矿浆，接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.8mpa，温度60℃，转速1000r/min，时间100min，微波功率为18kw，得改性蒙脱石。共混材料包膜的菠菜专用缓释肥的制备方法：将偏磷酸铵、硫酸铵、尿素、过磷酸钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，n：p2o5：k2o的摩尔比为3:1:2的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1.2：1的比例进行包裹即得到共混材料包膜的菠菜专用缓释肥。实施例五配方：偏磷酸铵20份、硫酸铵13份、尿素55份、过磷酸钙7份、磷酸二氢钾24份、外加剂9份、反应助剂16份、改性蒙脱石23份、聚乳酸58份、聚乙烯醇53份。改性蒙脱石的制备方法：(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为800w下处理30min，再送入煅烧塔中用450℃的高温煅烧105min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散14min后离心分离，重复超声分散、离心2次，随后再加入蒸馏水中，超声分散12.5min后离心分离，重复超声分散、离心3次；(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为30％的蒙脱石矿浆，接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.65mpa，温度50℃，转速1000r/min，时间90min，微波功率为14kw，得改性蒙脱石。共混材料包膜的菠菜专用缓释肥的制备方法：将偏磷酸铵、硫酸铵、尿素、过磷酸钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，n：p2o5：k2o的摩尔比为3:1:2的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1.1：1的比例进行包裹即得到共混材料包膜的菠菜专用缓释肥。实施例六配方：偏磷酸铵17份、硫酸铵16份、尿素45份、过磷酸钙10份、磷酸二氢钾21份、外加剂12份、反应助剂13份、改性蒙脱石26份、聚乳酸55份、聚乙烯醇56份。改性蒙脱石的制备方法：(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为600w下处理20min，再送入煅烧塔中用300℃的高温煅烧90min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散10min后离心分离，重复超声分散、离心2次，随后再加入蒸馏水中，超声分散10min后离心分离，重复超声分散、离心2次；(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为20％的蒙脱石矿浆，接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.5mpa，温度40℃，转速1000r/min，时间80min，微波功率为10kw，得改性蒙脱石。共混材料包膜的菠菜专用缓释肥的制备方法：将偏磷酸铵、硫酸铵、尿素、过磷酸钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，n：p2o5：k2o的摩尔比为3:1:2的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1：1的比例进行包裹即得到共混材料包膜的菠菜专用缓释肥。实施例七配方：偏磷酸铵23份、硫酸铵10份、尿素65份、过磷酸钙4份、磷酸二氢钾27份、外加剂6份、反应助剂19份、改性蒙脱石20份、聚乳酸61份、聚乙烯醇50份。改性蒙脱石的制备方法：(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为1000w下处理40min，再送入煅烧塔中用600℃的高温煅烧120min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散18min后离心分离，重复超声分散、离心3次，随后再加入蒸馏水中，超声分散15min后离心分离，重复超声分散、离心3次；(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为40％的蒙脱石矿浆，接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.8mpa，温度60℃，转速1000r/min，时间100min，微波功率为18kw，得改性蒙脱石。共混材料包膜的菠菜专用缓释肥的制备方法：将偏磷酸铵、硫酸铵、尿素、过磷酸钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，n：p2o5：k2o的摩尔比为3:1:2的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1.2：1的比例进行包裹即得到共混材料包膜的菠菜专用缓释肥。实施例八配方：偏磷酸铵19份、硫酸铵14份、尿素50份、过磷酸钙8份、磷酸二氢钾23份、外加剂10份、反应助剂15份、改性蒙脱石24份、聚乳酸57份、聚乙烯醇54份。改性蒙脱石的制备方法：(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为600w下处理20min，再送入煅烧塔中用300-℃的高温煅烧90min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散10min后离心分离，重复超声分散、离心2次，随后再加入蒸馏水中，超声分散10min后离心分离，重复超声分散、离心2次；(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为20％的蒙脱石矿浆，接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.5mpa，温度40℃，转速1000r/min，时间80min，微波功率为10kw，得改性蒙脱石。共混材料包膜的菠菜专用缓释肥的制备方法：将偏磷酸铵、硫酸铵、尿素、过磷酸钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，n：p2o5：k2o的摩尔比为3:1:2的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1：1的比例进行包裹即得到共混材料包膜的菠菜专用缓释肥。实施例九配方：偏磷酸铵21份、硫酸铵12份、尿素60份、过磷酸钙6份、磷酸二氢钾25份、外加剂8份、反应助剂17份、改性蒙脱石22份、聚乳酸59份、聚乙烯醇52份。改性蒙脱石的制备方法：(1)粉碎：将蒙脱石用球磨机球磨成细度≤0.04mm的细粉，得蒙脱石粉；(2)活化：将蒙脱石粉送入超声设备中，在超声功率为1000w下处理40min，再送入煅烧塔中用600℃的高温煅烧120min，冷却后将蒙脱石粉加入无水乙醇中，超声分散18min后离心分离，重复超声分散、离心3次，随后再加入蒸馏水中，超声分散15min后离心分离，重复超声分散、离心3次；(3)插层：将活化后的蒙脱石粉加水调节成质量百分比浓度为40％的蒙脱石矿浆，接着加入含有胺基的插层剂，反应时控制压强0.8mpa，温度60℃，转速1000r/min，时间100min，微波功率为18kw，得改性蒙脱石。共混材料包膜的菠菜专用缓释肥的制备方法：将偏磷酸铵、硫酸铵、尿素、过磷酸钙、磷酸二氢钾、外加剂、反应助剂混合均匀后造粒得到粒径为2-5mm，n：p2o5：k2o的摩尔比为3:1:2的复合肥，再将该复合肥与改性蒙脱石混合均匀得到混合料，采用由聚乳酸、聚乙烯共混后得到的可降解材料与混合料按照质量比为1.2：1的比例进行包裹即得到共混材料包膜的菠菜专用缓释肥。下面结合具体实验例对本发明做进一步的说明：实验例1本缓释肥田间示范试验，实验田地处于贵州，气候温和，雨水充沛，采用每亩田地标号实验，一共选择10亩田地，采用常规施肥以及常规施肥+本实施例1-9制备出的缓释肥进行菠菜栽培实验，实验结果如表1所示：表1缓释肥田间示范试验项目理论亩产量(公斤)实际亩产量(公斤)常规施肥2200-31002892常规施肥+实施例一2500-33003467常规施肥+实施例二2500-33003575常规施肥+实施例三2500-33003463常规施肥+实施例四2500-33003561常规施肥+实施例五2500-33003433常规施肥+实施例六2500-33003520常规施肥+实施例七2500-33003423常规施肥+实施例八2500-33003377常规施肥+实施例九2500-33003518由上可以看出采用常规施肥的方式进行菠菜的种植其产量在理论值内，而采用常规施肥+本实施例1-9制备出的缓释肥进行菠菜的种植其产量不仅高于理论值而且还远远高于单独采用常规施肥的，因此采用本发明进行菠菜的种植是具有较高的增产效果的。实验例2土壤重金属处理实验：以贵州省无污染的褐土为载体添加外源重金属污染物测其土层深度5-20cm处含pb100mg/kg、cd6mg/kg、cr900mg/kg、cu980mg/kg，将该土壤作为实验土壤，将本发明实施例中制备出的缓释肥投放入实验土壤中，15天后进行土壤土层深度5-20cm处重金属浓度检测，其检测结果如表2所示：表2土壤重金属处理实验结果由上可知，采用本发明实施例中制备出的缓释肥投放入实验土壤中15天后，土壤5-15cm处的重金属含量显著降低，说明了本缓释肥中含有的硫代硫化物与重金属离子发生反应生产沉淀，从而将重金属离子进行固定，阻止其通过淋溶和径流迁移，另外本缓释肥中的硫代硫化物还能将高价重金属离子还原成低价态，有效的降低其毒性和溶解性。当前第1页12