本發(fā)明涉及肥料緩釋，具體為一種溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥。
背景技術(shù)：
1、溫度響應(yīng)性水凝膠是一類在一定的溫度范圍內(nèi)，能在溫度的變化過程中發(fā)生相轉(zhuǎn)變的水凝膠，而之所以會產(chǎn)生這種變化主要是由于水凝膠中含有具有溫敏性聚合物。這些聚合物一般都具有最低臨界轉(zhuǎn)變溫度(lcst)或最高臨界轉(zhuǎn)變溫度(ucst)。具有l(wèi)cst的響應(yīng)型聚合物在較低溫度時表現(xiàn)出親水性，容易發(fā)生溶脹行為；在溫度升高到臨界溫度以上時表現(xiàn)出疏水性，容易發(fā)生收縮行為。
2、n-異丙基丙烯酰胺(nipam)是一種典型的溫度響應(yīng)性聚合物，使用nipam制備的水凝膠具有典型的溫度敏感性，在溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥中，由于包膜材料具有溫敏性，因此肥料的養(yǎng)分釋放速率可以隨著土壤溫度的變化而調(diào)整，從而更好地滿足植物在不同生長階段的需要；但是在實際使用的過程中，由于缺乏對n-異丙基丙烯酰胺的研究，對其溫度響應(yīng)性能以及在不同溫度土壤中的持水保水與緩控釋性能的了解不夠，導(dǎo)致無法將其作為溫度響應(yīng)性緩釋肥料的包覆材料，嚴(yán)重制約了溫度響應(yīng)性的包膜緩釋肥的發(fā)展，基于此，本發(fā)明設(shè)計了一種溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥，以解決上述問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥，解決了背景技術(shù)中的對nipam研究不夠從而制約包膜緩釋肥發(fā)展的問題。
2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、一種溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥，包括以下原料：
4、非晶態(tài)淀粉：起始原料為普通玉米淀粉；
5、交聯(lián)劑：n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺(mba)；
6、n-異丙基丙烯酰胺(nipam)：用于賦予凝膠溫度響應(yīng)性；
7、丙烯酰胺(am)：作為共聚單體以改善凝膠性能；
8、尿素：作為緩釋肥的核心成分；
9、無水乙醇：用于潤濕尿素表面，促進(jìn)sna粉末的均勻包覆。
10、優(yōu)選的，所述非晶態(tài)淀粉的制備方法，包括以下步驟：
11、步驟s101，將25克至35克范圍內(nèi)的普通玉米淀粉加入盛有100毫升至150毫升體積分?jǐn)?shù)為45％至55％乙醇的三口圓底燒瓶中；
12、步驟s102，將燒瓶置于80℃至90℃的水浴中，以140rpm至160rpm的速度機(jī)械攪拌1.5小時至2.5小時；
13、步驟s103，對攪拌處理后的混合反應(yīng)液進(jìn)行抽濾，分離出固體物質(zhì)，并使用體積分?jǐn)?shù)為45％至55％的乙醇反復(fù)洗滌至少三次，以去除雜質(zhì)和未反應(yīng)的物質(zhì)；
14、步驟s104，將洗滌后的固體物質(zhì)放入鼓風(fēng)干燥箱中，在45℃至55℃下干燥20小時至28小時；
15、步驟s105，將干燥后的固體物質(zhì)粉碎，并通過80目至120目的篩網(wǎng)篩分，得到所需的非晶態(tài)淀粉粉末。
16、優(yōu)選的，溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠(sna)的制備方法包括以下步驟：
17、步驟s201，稱取4克至6克根據(jù)權(quán)利要求1制備的非晶態(tài)淀粉于三口圓底燒瓶中，并加入90毫升至100毫升蒸餾水，攪拌使淀粉溶解均勻；
18、步驟s202，以特定摩爾比(如nipam:am＝1:1至3:1)稱取n-異丙基丙烯酰胺(nipam)和丙烯酰胺(am)，并加入一定量的n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺(mba)作為交聯(lián)劑，mba的加入量為淀粉質(zhì)量的0.5％至2％；
19、步驟s203，在50℃至60℃水浴中以140rpm至160rpm的速度攪拌預(yù)交聯(lián)處理25分鐘至35分鐘；
20、步驟s204，稱取過硫酸鉀(kps)作為引發(fā)劑，其質(zhì)量為淀粉質(zhì)量的0.1％至0.5％，溶解于5毫升水中形成引發(fā)劑溶液，并緩慢滴加至燒瓶中；
21、步驟s205，升溫至預(yù)設(shè)溫度(如60℃至70℃)，使混合溶液發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，直至反應(yīng)完全；
22、步驟s206，將制得的凝膠取出，放入45℃至55℃的真空干燥箱中干燥44小時至52小時，將部分凝膠研磨至所需粒度備用。
23、優(yōu)選的，一種溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥的制備方法，包括以下步驟：
24、步驟s301，將無水乙醇以5毫升至15毫升的量噴灑在尿素表面，使其表面均勻潤濕；
25、步驟s302，取根據(jù)權(quán)利要求2制備的并研磨至小于100目的sna粉末，利用圓盤法均勻地包覆在尿素表面，涂覆層數(shù)為2層至4層；
26、步驟s303，在45℃至55℃下干燥44小時至52小時，得到溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥(sna-srf)。
27、優(yōu)選的，所述步驟s302中，sna粉末的涂覆層數(shù)優(yōu)選為3層，尿素顆粒的粒徑控制在1毫米至3毫米之間。
28、優(yōu)選的，所述溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥(sna-srf)可根據(jù)環(huán)境溫度變化調(diào)節(jié)養(yǎng)分的釋放速率，特別用于提高肥料利用率、減少養(yǎng)分流失和環(huán)境污染的場合。
29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的有益效果是：
30、1、本發(fā)明，通過將nipam與丙烯酰胺(am)共聚，并引入交聯(lián)劑n,n'-亞甲基雙丙烯酰胺(mba)，本發(fā)明成功制備了具有優(yōu)異溫度響應(yīng)性的sna凝膠，該凝膠能夠根據(jù)不同土壤溫度自動調(diào)節(jié)內(nèi)部微孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)而精準(zhǔn)控制養(yǎng)分的釋放速率，有效解決了傳統(tǒng)緩釋肥無法根據(jù)環(huán)境變化動態(tài)調(diào)整養(yǎng)分釋放的問題，滿足了植物在不同生長階段對養(yǎng)分的差異化需求。
31、2、本發(fā)明，sna-srf包膜層不僅能夠調(diào)節(jié)養(yǎng)分釋放，還顯著提高了土壤的持水率和保水率，特別是在干旱和寒冷地區(qū)，其溫敏性特性有助于減緩水分蒸發(fā)，為作物提供穩(wěn)定的水分環(huán)境，有助于減少灌溉次數(shù)，提高水資源利用效率。
32、3、本發(fā)明，sna-srf的溫度響應(yīng)性使其能夠適應(yīng)不同季節(jié)和地區(qū)的氣候變化，特別是在溫差較大的地區(qū)表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，這一特性使得該肥料在多種農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)用前景，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了更加靈活和高效的養(yǎng)分管理方案。
1.一種溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥，其特征在于，包括以下原料：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥，其特征在于，所述非晶態(tài)淀粉的制備方法，包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥，其特征在于，溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠(sna)的制備方法包括以下步驟：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥，其特征在于：一種溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥的制備方法，包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥，其特征在于：所述步驟s302中，sna粉末的涂覆層數(shù)優(yōu)選為3層，尿素顆粒的粒徑控制在1毫米至3毫米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥，其特征在于：所述溫度響應(yīng)性淀粉基凝膠包膜緩釋肥(sna-srf)可根據(jù)環(huán)境溫度變化調(diào)節(jié)養(yǎng)分的釋放速率，特別用于提高肥料利用率、減少養(yǎng)分流失和環(huán)境污染的場合。