本发明涉及化肥制造技术领域，具体来说，涉及一种生物降解型氮磷缓释化肥的制备方法。
背景技术：
化肥在农业生产中占有举足轻重的地位。我国作为一个农业大国，农业生产中对化肥的需求量很高，据统计化肥已经成为农业生产中最大的物质投资，约占全部生产性支出的50％左右。我国的化肥产量与使用量均为世界第一，其中产量约占世界化肥产量的20％，使用量已占世界化肥用量的28％；然而，由于化肥的性质以及对土壤环境的要求，继而导致土壤物理性质不断恶化，这样不仅影响农作物的提高，而且对环境也造成了巨大污染；因此，提高化肥利用率，减少施肥过量，避免环境污染已经成为发展可持续农业迫切需要解决的问题。缓释肥料又称控释肥料(controlreleasefertilizers)便应运而生。
缓释化肥有以下优势：1)减少养分流失，提高化肥利用率，2)使土壤中引起植物不能利用形式的化学与生物固定作用减少，3)减少了脱氮作用以及氮硝化作用而造成的氮元素损失；然而，现有缓释化肥存在如下问题：1)包裹层成膜物多为合成高分子聚合物，不易生物降解；2)直接使用纯淀粉或各种植物秸秆粉末加化学粘合剂包裹，缓释周期短或缓释速率难以控制；3)所用包覆物质价格昂贵如硅烷、钛酸酯或铝酸酯等偶联剂，成本高不利于大规模推广应用。
技术实现要素：
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种生物降解型氮磷缓释化肥的制备方法，本发明提供了一种稳定可靠，成本低，氮磷含量合适，所用材料可生物降解，不改变土壤环境的降解型控释化肥的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种生物降解型氮磷缓释化肥的制备方法,一种生物降解型氮磷缓释化肥的制备方法，包括以下步骤：
a)以重量份计，将200份卡拉胶、120～140份大豆磷脂、140～160份菜籽油、20～30份0.2～0.4mol/l磷酸二氢钾溶液、20～28份膨胀蛭石、50～70份鱼蛋白粉和60～70份硬脂酸钠混合后，超声分散50～60分钟，得到混合液；
b)取肥料母粒a，将肥料母粒a重量30～40％的混合液采用气压喷雾方式均匀涂覆在肥料母粒a的表面，之后在60～70℃下干燥40～50分钟后冷却至室温，制得化肥颗粒；
c)取化肥颗粒重量1～1.2倍的肥料母粒b和化肥颗粒重量20～26％的膨化玉米粉与化肥料颗粒混合，在80～90℃下搅拌混合30～40分钟，制得复合化肥颗粒；
d)取复合化肥颗粒重量20～30％的β-环糊精和复合化肥颗粒重量2～10％的0.1～0.14mol/l硝酸钾溶液，先将硝酸钾溶液和β-环糊精混合搅拌成糊状，然后加入复合化肥颗粒，在30～40℃下搅拌80～120分钟，之后干燥并冷却到室温后，制得生物降解型氮磷缓释化肥。
本制备方法制备的缓释肥是具有4层结构的缓释肥，其中具有两个缓释层和两个化肥层，可以使本化肥的起效时间更久；由外向内依次是由β-环糊精为主要原料的最外侧缓释层，β-环糊精是一种良好的包覆材料，可与多种化合物形成包结复合物，使其稳定、增溶、缓释、乳化、抗氧化、抗分解、保温、防潮，可以使得化肥在平时储存过程和在施用后不会因水或空气中氧气氧化等原因而失效，可以保证缓释肥在较长的时间内保存；虽然，β-环糊精在水或空气或光照条件下不会发生分解，但是在包覆有β-环糊精的缓释肥施用后，土壤中固有的微生物会逐渐分解缓释肥表面的β-环糊精，从而使其中的化肥暴露出来，从而使化肥生效，增加土壤的肥力；β-环糊精内侧是由肥料母粒b构成的肥料层，肥料母粒b与肥料母粒a的区别仅仅是其粒径不同，肥料母粒b的粒径约为肥料母粒a粒径的1/10左右，这是为了肥料母粒b可以更容易的包覆在肥料母粒a的外侧，但最外侧的缓释层β-环糊精被土壤中的微生物分解后，肥料母粒b暴露出来，其中所含的鱼蛋白肥和磷、氮肥料开始起效，为土壤提供肥力；于此同时，由于肥料母粒b内侧有由卡拉胶、大豆磷脂和鱼蛋白粉为原料制得的第二层缓释层，此时在最内侧的肥料母粒a由第二缓释层保护，不释放肥力；当肥料母粒b释放完肥力并被分解后，第二缓释层开始分解，进而当第二缓释层被完全分解后，肥料母粒a开始起效，直至最终整个缓释肥释放完肥力。通常情况下这个过程可以持续几周到几个月。卡拉胶、大豆磷脂、菜籽油、膨胀蛭石和鱼蛋白粉制得的混合液作为第二缓释层的原料，该混合物可以保证最内侧的肥料母粒a在一个较长的时间内保持稳定，而硬脂酸钠则作为乳化剂，使其余四种原料混合的更加均匀，并使混合物乳化，更易于包覆在肥料母粒a的外侧；同时真空喷涂技术，可以增进混合液在肥料母粒a外侧的附着能力；步骤c中，采用膨化玉米粉作为粘结剂将肥料母粒b粘结在今包覆后的肥料母粒a的外侧。
作为优选，步骤a中，超声分散时超声频率为80～90mhz，温度为120～130℃。
作为优选，制得的生物降解型氮磷缓释化肥的含水量为10～12wt％。
作为优选，肥料母粒a通过以下步骤制得：以重量份计，取200份煅烧膨润土、40～50份淀粉、70～80份鱼蛋白肥、46～50份磷源、50～56份氮源、12～16份双氰胺、20～30份羧甲基纤维素、60～100份0.16～0.18mol/l的碳酸钾溶液和16～20份木质素磺酸钠，先将淀粉与碳酸钾溶液、木质素磺酸钠混合搅拌成糊状，接着加入羧甲基纤维素和双氰胺在转速为10～20rpm下搅拌4～6分钟，然后加入鱼蛋白肥、磷源和氮源在转速为20～40rpm搅拌4～6分钟，之后加入煅烧膨润土在转速为30～50rpm搅拌8～10分钟，最后干燥粉碎至60～80目，制得肥料母粒a。
肥料母粒a中主要添加了用以结合各种原料的煅烧膨润土，该种煅烧膨润土由膨润土经由碱酸处理和活化处理后制得，其具有较强的吸附性能，可以将肥料母粒a的各种原料富集在较小的体积内；由于鱼蛋白肥中的氨基酸和氮源容易在硝化作用下变成不易被吸收的硝基氮肥，为了防止这类反应的发生，在原料中添加适量的硝化抑制剂双氰胺；淀粉即可作为一种可降解的肥料也可以作为氮磷钾肥料的一个负载体，使其可以被煅烧膨润土末附着，但又不至于被吸附到煅烧膨润土末内部的孔道中；木质素磺酸钠作为分散剂使各种原料分布更加的均匀，同时起到将各原料乳化的作用；羧甲基纤维素则起到增稠的作用，使可溶性含氮磷钾肥料不至于快速流失。
作为优选，肥料母粒b的原料与肥料母粒a相同，肥料母粒b的制备方法除最后粉碎至140～160目外与肥料母粒a的制备方法相同。
肥料母粒b与肥料母粒a的区别仅仅是其粒径不同，肥料母粒b的粒径约为肥料母粒a粒径的1/10左右，这是为了肥料母粒b可以更容易的包覆在肥料母粒a的外侧。
作为优选，煅烧膨润土由以下步骤制得：将膨润土清洗干燥粉碎，然后将粉碎后的膨润土在0.5～1mol/l的氢氧化钠溶液中浸泡40～60分钟，之后取出用水清洗，接着在ph值为5～6的硫酸溶液中浸泡20～30分钟，浸泡后取出用水清洗，然后在1～2mol/l的硝酸钾溶液中浸泡4～6小时，浸泡后取出用水清洗烘干，之后在600～800℃下煅烧1～2小时，最后粉碎至200～240目，制得煅烧膨润土。
膨润土先粉碎，后在碱性溶液中浸泡，去除膨润土上可能存在的蛋白质等一些非矿物组织，接着在酸溶液中浸泡，进一步去除杂质，之后在硝酸钾溶液中进行浸泡活化膨润土颗粒的吸附能力，使栗壳制成粉末加入到肥料母粒原料中时可以吸附更多的含氮磷钾元素的肥料和各种有效添加剂，最后将处理后的膨润土在高温下煅烧充分激发其吸附性能。
作为优选，磷源为过磷酸钙，氮源为硝酸铵。
因此，本发明具有以下有益效果：
(1)与现有使用淀粉胶与粉状木材剩余物制造缓释肥料壳体相比，本发明可弥补因粉状木材剩余物颗粒及空隙过大对化肥包裹不均匀，缓释时间短且不易控制的不足；
(2)本方法可适用于各种水溶性缓释化肥的制备，且所用包覆层的材料均为可完全生物降解材料，对土壤无污染，不改变土壤环境；
(3)所用包覆物均可生物降解，与现有使用各种合成高分子胶黏剂做包裹胶膜相比，可弥补合成高分子不可生物降解，对土壤和环境污染的不足；
(4)本发明的工艺简单，操作方便，工艺过程周期短，能耗低,且不产生废弃物，符合原子经济绿色环保的理念,利于工业化推广应用。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行详细说明。
实施例1：
一种生物降解型氮磷缓释化肥的制备方法，一种生物降解型氮磷缓释化肥的制备方法，包括以下步骤：
a)以重量份计，将200份卡拉胶、120份大豆磷脂、140份菜籽油、20份0.2mol/l磷酸二氢钾溶液、20份膨胀蛭石、50份鱼蛋白粉和60份硬脂酸钠混合后，超声分散50分钟，得到混合液；超声分散时超声频率为80mhz，温度为120℃；
b)取肥料母粒a，将肥料母粒a重量30％的混合液采用气压喷雾方式均匀涂覆在肥料母粒a的表面，之后在60℃下干燥40分钟后冷却至室温，制得化肥颗粒；
c)取化肥颗粒重量1倍的肥料母粒b和化肥颗粒重量20％的膨化玉米粉与化肥料颗粒混合，在80℃下搅拌混合30分钟，制得复合化肥颗粒；
d)取复合化肥颗粒重量20％的β-环糊精和复合化肥颗粒重量2％的0.1mol/l硝酸钾溶液，先将硝酸钾溶液和β-环糊精混合搅拌成糊状，然后加入复合化肥颗粒，在30℃下搅拌80分钟，之后干燥并冷却到室温后，制得生物降解型氮磷缓释化肥；制得的生物降解型氮磷缓释化肥的含水量为10wt％；
其中，肥料母粒a通过以下步骤制得：以重量份计，取200份煅烧膨润土、40份淀粉、70份鱼蛋白肥、46份过磷酸钙、50份硝酸铵、12份双氰胺、20份羧甲基纤维素、60份0.16mol/l的碳酸钾溶液和16份木质素磺酸钠，先将淀粉与碳酸钾溶液、木质素磺酸钠混合搅拌成糊状，接着加入羧甲基纤维素和双氰胺在转速为10rpm下搅拌4分钟，然后加入鱼蛋白肥、过磷酸钙和硝酸铵在转速为20rpm搅拌4分钟，之后加入煅烧膨润土在转速为30rpm搅拌8分钟，最后干燥粉碎至60目，制得肥料母粒a；肥料母粒b的原料与肥料母粒a相同，肥料母粒b的制备方法除最后粉碎至140目外与肥料母粒a的制备方法相同；
煅烧膨润土由以下步骤制得：将膨润土清洗干燥粉碎，然后将粉碎后的膨润土在0.5mol/l的氢氧化钠溶液中浸泡40分钟，之后取出用水清洗，接着在ph值为5的硫酸溶液中浸泡20分钟，浸泡后取出用水清洗，然后在1mol/l的硝酸钾溶液中浸泡4小时，浸泡后取出用水清洗烘干，之后在600℃下煅烧1小时，最后粉碎至200目，制得煅烧膨润土。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上进行改进，一种生物降解型氮磷缓释化肥的制备方法，包括以下步骤：
a)以重量份计，将200份卡拉胶、130份大豆磷脂、150份菜籽油、25份0.3mol/l磷酸二氢钾溶液、24份膨胀蛭石、60份鱼蛋白粉和65份硬脂酸钠混合后，超声分散55分钟，得到混合液；超声分散时超声频率为85mhz，温度为125℃；
b)取肥料母粒a，将肥料母粒a重量35％的混合液采用气压喷雾方式均匀涂覆在肥料母粒a的表面，之后在65℃下干燥45分钟后冷却至室温，制得化肥颗粒；
c)取化肥颗粒重量1.1倍的肥料母粒b和化肥颗粒重量23％的膨化玉米粉与化肥料颗粒混合，在85℃下搅拌混合35分钟，制得复合化肥颗粒；
d)取复合化肥颗粒重量25％的β-环糊精和复合化肥颗粒重量6％的0.12mol/l硝酸钾溶液，先将硝酸钾溶液和β-环糊精混合搅拌成糊状，然后加入复合化肥颗粒，在35℃下搅拌100分钟，之后干燥并冷却到室温后，制得生物降解型氮磷缓释化肥；制得的生物降解型氮磷缓释化肥的含水量为11wt％；
其中，肥料母粒a通过以下步骤制得：以重量份计，取200份煅烧膨润土、45份淀粉、75份鱼蛋白肥、48份过磷酸钙、53份硝酸铵、14份双氰胺、25份羧甲基纤维素、80份0.17mol/l的碳酸钾溶液和18份木质素磺酸钠，先将淀粉与碳酸钾溶液、木质素磺酸钠混合搅拌成糊状，接着加入羧甲基纤维素和双氰胺在转速为15rpm下搅拌5分钟，然后加入鱼蛋白肥、过磷酸钙和硝酸铵在转速为30rpm搅拌5分钟，之后加入煅烧膨润土在转速为40rpm搅拌9分钟，最后干燥粉碎至70目，制得肥料母粒a；肥料母粒b的原料与肥料母粒a相同，肥料母粒b的制备方法除最后粉碎至150目外与肥料母粒a的制备方法相同；
煅烧膨润土由以下步骤制得：将膨润土清洗干燥粉碎，然后将粉碎后的膨润土在0.7mol/l的氢氧化钠溶液中浸泡50分钟，之后取出用水清洗，接着在ph值为5.5的硫酸溶液中浸泡25分钟，浸泡后取出用水清洗，然后在1.5mol/l的硝酸钾溶液中浸泡5小时，浸泡后取出用水清洗烘干，之后在700℃下煅烧1.5小时，最后粉碎至220目，制得煅烧膨润土。
实施例3：
本实施例在实施例1的基础上进行改进，一种生物降解型氮磷缓释化肥的制备方法，包括以下步骤：
a)以重量份计，将200份卡拉胶、140份大豆磷脂、160份菜籽油、30份0.4mol/l磷酸二氢钾溶液、28份膨胀蛭石、70份鱼蛋白粉和70份硬脂酸钠混合后，超声分散60分钟，得到混合液；超声分散时超声频率为90mhz，温度为130℃；
b)取肥料母粒a，将肥料母粒a重量30～40％的混合液采用气压喷雾方式均匀涂覆在肥料母粒a的表面，之后在70℃下干燥50分钟后冷却至室温，制得化肥颗粒；
c)取化肥颗粒重量1.2倍的肥料母粒b和化肥颗粒重量26％的膨化玉米粉与化肥料颗粒混合，在90℃下搅拌混合40分钟，制得复合化肥颗粒；
d)取复合化肥颗粒重量30％的β-环糊精和复合化肥颗粒重量10％的0.14mol/l硝酸钾溶液，先将硝酸钾溶液和β-环糊精混合搅拌成糊状，然后加入复合化肥颗粒，在40℃下搅拌120分钟，之后干燥并冷却到室温后，制得生物降解型氮磷缓释化肥；制得的生物降解型氮磷缓释化肥的含水量为12wt％；
其中，肥料母粒a通过以下步骤制得：以重量份计，取200份煅烧膨润土、50份淀粉、80份鱼蛋白肥、50份过磷酸钙、56份硝酸铵、16份双氰胺、30份羧甲基纤维素、100份0.18mol/l的碳酸钾溶液和20份木质素磺酸钠，先将淀粉与碳酸钾溶液、木质素磺酸钠混合搅拌成糊状，接着加入羧甲基纤维素和双氰胺在转速为20rpm下搅拌6分钟，然后加入鱼蛋白肥、过磷酸钙和硝酸铵在转速为40rpm搅拌6分钟，之后加入煅烧膨润土在转速为50rpm搅拌10分钟，最后干燥粉碎至80目，制得肥料母粒a；肥料母粒b的原料与肥料母粒a相同，肥料母粒b的制备方法除最后粉碎至160目外与肥料母粒a的制备方法相同；
煅烧膨润土由以下步骤制得：将膨润土清洗干燥粉碎，然后将粉碎后的膨润土在1mol/l的氢氧化钠溶液中浸泡60分钟，之后取出用水清洗，接着在ph值为6的硫酸溶液中浸泡30分钟，浸泡后取出用水清洗，然后在2mol/l的硝酸钾溶液中浸泡6小时，浸泡后取出用水清洗烘干，之后在800℃下煅烧2小时，最后粉碎至240目，制得煅烧膨润土。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。