CN101298401B - 一种基质性控释肥料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及控释肥料，具体地说是一种基质性控释肥料，由控释材料、速溶性大量元素N、P、K肥料及絮凝剂组成，控释材料包括控释剂和固化剂，用水作为溶剂，其中控释剂为聚乙烯醇，固化剂为聚丙烯酸钠和氢氧化钙，控释剂与固化剂各成分的重量比，即聚乙烯醇∶聚丙烯酸钠∶氢氧化钙∶水＝2.0-3.0∶0.2-0.35∶0.2-0.35∶97.6-96.3；絮凝剂为腐殖酸，其与肥料的重量比为8-12∶92-88；控释材料及水在最终产品基质性控释肥料中的重量百分含量为8-12％。本发明具有低加工成本、长效并养分的释放与作物生长需求相协调、控释材料无二次累积污染、易加工制造的优点。
Description
技术领域
本发明涉及控释肥料，具体地说是一种基质性控释肥料，其成分包括控释材料的控释剂、固化剂及肥料，其营养成分可以是氮、磷、钾及其它需要控制释放的营养成分，包括絮凝剂(凝固剂)。
背景技术
目前，提高肥料利用率已是各国在肥料领域的研究热点，现有肥料由于自身化学性质的影响，使得其利用率低、肥效期短。为能很好的解决这一问题，国际上先后研究开发出了缓释氮素肥料(脲醛类)、包膜肥料(控释肥等)及稳定性肥料(含有抑制剂的肥料)，以包膜类肥料利用率最高。但是由于包膜材料和工艺的限制，使该种肥料成本过高，其中Nutricote和Osmocote为≥1600美元/吨，影响了这类肥料在农业生产中的应用。另外，该类肥料效果最好的都是用树脂等材料包膜，这类材料一方面需高挥发性的有机溶剂溶解后才能使用，一方面溶剂加大了肥料的成本，同时还易造成火灾，且另一方面对工艺条件要求非常严格，需要在密闭条件下进行，对设备要求严格。再者，这种包膜材料在土壤中不易降解，应用后易造成土壤的二次污染。包膜肥料的这些问题限制了它在农业生产中的大量推广应用。到目前为止，这种肥料只能用于高档花卉和草坪；脲醛类的肥料由于分子量过大，需在微生物的作用下降解才能释放出养分，营养释放过于均衡，不能满足作物生长高峰期对养分的需求，因此，在农业生产中往往造成作物生长量不够而减产；稳定性肥料目前是长效肥的主流，但它无法控制养分释放，常因土壤中肥料的渗透压较高造成烧苗。为解决上述各类肥料存在的问题，使缓释肥料能更有效地应用到农业生产中，本专利另辟蹊径，通过构建网络状的框架控释体，替代包膜，应用亲水性材料替代树脂材料，从而解决了树脂包膜中存在的工艺复杂、成本高、二次污染的问题，使肥料达到适合于农业生产的需求。
发明内容
本发明是要克服现有包膜肥料中存在的成本高，二次污染及不能很好地应用到农业生产中的问题，提供一种具有低加工成本、长效并养分的释放与作物生长需求相协调、控释材料无二次累积污染、易加工制造的新型控释肥。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种基质性控释肥料，由控释材料、速溶性大量元素N、P、K肥料及絮凝剂组成，
控释材料包括控释剂和固化剂，用水作为溶剂，其中控释剂为聚乙烯醇，固化剂为聚丙烯酸钠和氢氧化钙，控释剂与固化剂各成分的重量比，即聚乙烯醇∶聚丙烯酸钠∶氢氧化钙∶水＝2.0-3.0∶0.2-0.35∶0.2-0.35∶97.6-96.3；
絮凝剂为腐殖酸，其与肥料的重量比为8-12∶92-88；
控释材料及水在最终产品基质性控释肥料中的重量百分含量为8-12％。
所述聚乙烯醇分子量为0.3×105-1.5×105；聚丙烯酸钠的分子量为3×107-4×108，固含量≥40％；腐殖酸细度80-200目，活性腐殖酸含量≥35％。
所述速溶性大量元素N、P、K肥料，即氮、磷、钾营养元素。
其加工过程为：由控释剂与固化剂组合而成控释材料，并与絮凝剂一同使用加工此类控释肥料。控释剂为聚乙烯醇，分子量要求(0.3×105-1.5×105)：制成2.5％-4.0％的溶液；液体固化剂由聚丙烯酸钠(分子量≥3×107，固含量≥40％)与Ca(OH)2组成，将上述两种材料以1∶1混合，制成2％-3％溶液。絮凝剂为粉状用于增强固化效果，是由腐殖酸构成(腐殖酸含量≥50％)。
将控释剂与固化剂按7-10∶1混合反应后即制成控释材料。将肥料粉碎后与控释材料按比例配合，比例为肥料量的8％-12％，并在造粒时于造粒器(园盘或转股筒)加入控释材料，即按每生产一吨肥料加入80-120kg。经过成粒过程使控释材料将养分分层包裹，形成具有网络状的框架控释体(即多间隔控释体)的肥料。
本发明具有如下优点：
1.采用了亲水性材料使溶剂由以往挥发性有机化合物改成了水，包膜控释材料由树脂改为亲水性材料，降低了成本，免除了有机溶剂的使用。
2.简化了工艺本发明的基质性缓释肥生产工艺简单，无需另外添加繁琐复杂的设备，也无需进行单独的加工过程，只在造粒过程中，将控释材料代替水加入到造粒盘(筒)中进行造粒即可，这样与普通包膜肥料相比省去了另行包膜工艺过程，也无需成膜器或流化床设备。
3.控释材料降解快，不存在二次污染问题本发明所选用的控释材料均为亲水性的材料，并且所形成的高分子链易断裂，在土壤中由于微生物的作用可以在三年内全部降解，而不存在累积污染。
4.长效、养分利用率高本发明的基质性缓释肥的养分释放受控释体的作用，可以根据需要通过调节控释材料的组成比例及用量调控释放时间，有效期为120天左右的肥料，养分利用率可提高20％。
5.成本低发明的肥料与树脂包膜的肥料相比，成本增加只有100-110元/吨，低300-500元/吨。
6.固化效果好，不存在吸潮问题由于应用了固化剂与絮凝剂相结合的固化方式，使肥料解决了吸湿膨大的问题。
具体实施方式
实施例1
聚乙烯醇2.4kg，加水70kg，在100℃条件下溶解成控释剂；将0.27kg聚丙烯酸钠与0.27kg氢氧化钙兑水10kg，制成液体固化剂，混合两种液体制成控释材料。将营养元素等磷酸一铵227kg，尿素380kg，氯化钾167kg，腐殖酸100kg，膨润土126kg，经分别粉碎混合后造粒，造粒时加入上述80kg控释材料，造粒后烘干即成为基质性控释肥。
实施例2
氮钾基质性控释肥∶聚乙烯醇2.0kg，聚丙烯酸钠0.3kg，氢氧化钙0.3kg，加水90kg，制成控释材料。取尿素200kg，硝铵磷肥318kg，氯化钾167kg，腐殖酸150kg；膨润土80kg，沸石粉85kg，分别粉碎后混合，并在造粒设备中造粒，在造粒过程中将控释材料加入，造粒后干燥即可。
实施例3
棕榈专用肥∶聚乙烯醇3.0kg，聚丙烯酸钠0.35kg，水90kg在100℃条件下溶解制成控释剂。取尿素198kg，磷酸氢二铵326kg，氯化钾250kg，分别粉碎后与120kg腐殖酸、膨润土106kg混合造粒，在造粒过程中加入控释材料，烘干后即成为成品肥料。该肥料为15∶15∶15基质性控释肥，有效期达180天，比普通肥长100～120天，其初期溶出率为38.03％，普通肥料为75.48％，降低了49.6％。微分溶出率为1.03％，是普通肥料9.01％的11.4％。
Claims (2)
1.一种基质性控释肥料，其特征在于：由控释材料、可溶性N、P、K肥料之一或其混合及絮凝剂组成，
控释材料包括控释剂和固化剂，用水作为溶剂，其中控释剂为聚乙烯醇，固化剂为聚丙烯酸钠和氢氧化钙，控释剂与固化剂各成分的重量比，即聚乙烯醇∶聚丙烯酸钠∶氢氧化钙∶水＝2.0-3.0∶0.2-0.35∶0.2-0.35∶97.6-96.3；
絮凝剂为腐殖酸，其与肥料的重量比为8-12∶92-88；
控释材料及水在最终产品基质性控释肥料中的重量百分含量为8-12％。
2.按照权利要求1所述基质性控释肥料，其特征在于：所述聚乙烯醇分子量为0.3×105-1.5×105；聚丙烯酸钠的分子量为3×107-4×108，固含量≥40％；腐殖酸细度80-200目，活性腐殖酸含量≥35％。
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