CN101985409B - 一种胶粘型控释肥料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种胶粘型控释肥料及其制备方法。所述胶粘型控释肥料的原料配方中各组份及重量比为：预胶化淀粉4～10%，桐油2～4%，歧化松香3～6%，凹凸棒粉7～15%，木质素磺酸盐0～15%，风化煤0～15%，聚乙烯醇0～6%，羧甲基纤维素0～6%，羧甲基纤维素0～6%，其余为化肥。制备方法为：在化肥中加入占物料总重量10%～20%的水，使部分化肥溶化，加热至沸腾的同时分别加入胶粘材料，边添加边搅拌，充分混匀后，继续搅拌使混合物干燥至水分低于10%，用造粒机造粒，或将混合物熔融进行喷浆造粒。该胶粘型控释肥料能够减缓肥料养分释放速度，提高养分利用率，且生产工艺较为简单，生产成本相对较低。
Description
技术领域
本发明属于肥料学中缓/控释肥料技术领域，特别是涉及一种胶粘型控释肥料及其制备方法。
背景技术
近几十年来，世界化肥用量不断增加，消耗了大量的不可再生资源。然而，肥料的肥料利用率还较低，氮肥利用率仅为40%-60%（稻田20%-40%），磷肥10%-20%，钾肥40%-60%。我国肥料利用率相比之下还要低，分别为30%-35%、10%-25%和35-50%，每年所施化肥的一半左右由各种途径而损失掉，造成巨大的经济损失和资源浪费，更严重的是，损失的化肥已引起水体污染、农产品污染和大气温室效应等问题。
肥料利用率低的一个重要原因是目前的化肥为速溶性肥料，大量施用后来不及被作物吸收，而土壤将其保持的能力有限。因此氮肥会以氨挥发、反硝化和淋失等途径损失掉，钾肥通过淋失损失，磷肥则被土壤固定变成缓效或无效态，还有一部分磷会淋失掉，这些现象均降低肥料利用率。
提高肥料利用率，减少肥料污染，发展可持续高效农业已引起各国的广泛关注。有关研究人员都在积极寻求提高肥料利用率的有效途径。控释肥料（controlled/Slow Release fertilizer）这一高技术化肥为解决上述问题提出了的新思路。控释肥料具有养分释放与作物吸收（需求）相同步的功能，一次施用能满足作物整个生长期不同的需求，损失（挥发、淋失、固定等）小或不损失，施用方便，重施不伤害作物，不污染环境等优点。80年代以来，控释肥料成为化肥革新的热点。
缓/控释肥料的制造大体上可以通过3种技术方法：（1）合成有机氮化合物，（2）通过包膜（裹）方法，（3）通过载体法。
然而，尽管控释肥料的研究取得了较大的进展，但是还存在诸多不足，尤其是生产工艺较复杂、生产成本过高和某些控释材料难于降解等方面的问题尚未解决，以至于半个多世纪以来，控释肥料的商品化进展不大，所占的市场份额还非常小，仅占化肥用量的1%，主要在花卉、草坪、苗圃等经济价值比较高的非农业领域上使用，限制了这些肥料在各种大田作物上的广泛使用。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种胶粘型控释肥料及其制备方法；该胶粘型控释肥料能够减缓肥料养分释放速度，提高养分利用率，且生产工艺较为简单，生产成本相对较低。
为了实现上述目的，本发采用的技术方案如下：
本发明所述的胶粘型控释肥料，其原料配方中各组份及重量比为：
预胶化淀粉 4～10%，
桐油 2～4%，
歧化松香 3～6%，
凹凸棒粉 7～15%，
木质素磺酸盐 0～15%，
风化煤 0～15%，
聚乙烯醇（PVA） 0～6%，
羧甲基纤维素（CMC） 0～6%，
其余为化肥。
更优选地，原料配方中各组份及重量比为：
预胶化淀粉 4%，
桐油 2%，
歧化松香 4%，
凹凸棒粉 7～15%，
木质素磺酸盐 7～13%，
风化煤 0～15%，
聚乙烯醇（PVA） 0～4%，
羧甲基纤维素（CMC） 0～6%，
其余为化肥。
所述胶粘型控释肥料的制备方法如下：
在化肥中加入占物料总重量10%～20%的水，使部分化肥溶化，加热至沸腾的同时分别加入胶粘材料，边添加边搅拌，充分混匀后，继续搅拌使混合物干燥至水分低于10%，用造粒机造粒，或将混合物熔融进行喷浆造粒。所述物料总重量为本发明的胶粘型控释肥料的原料总重量
本发明的以胶粘材料与化肥相结合的胶粘型控释肥料，其关键在于胶粘材料种类的筛选和比例复配，从而达到有效地粘结、携载肥料养分、控制养分逐渐释放和有利于作物吸收的目的。胶粘材料均为环境友好型，其组分包括预胶化淀粉、桐油、歧化松香、木质素磺酸盐、风化煤、凹凸棒、聚乙烯醇（PVA）、羧甲基纤维素（CMC）中的三种以上的组合。化肥选用农业生产上使用的任意一种或几种混合使用。可根据胶粘材料与不同化肥品种的重量比例，生产含单一养分、二种养分、三种养分或多种养分（包括中、微量元素）和不同养分比例的胶粘型控释肥料。该方法可生产单一养分的胶粘肥料，也可根据肥料养分种类、比例生产出通用型或专用型的胶粘复合肥料，在作物上实行一次施肥。
本发明的有益效果：
（1）本发明的胶粘型控释肥料生产工艺简单，生产成本较低，解决了现有控释肥料生产技术中因为工艺复杂、成本较高、难于在大田作物上大面积推广的难题。
（2）本发明的胶粘型控释肥料的原料均为天然或半天然材料，解决了某些控释材料难于降解的问题。
（3）本发明的胶粘型控释肥料可以减缓肥料养分释放速度，提高养分利用率，减少肥料损失，减轻施肥带来的环境压力，具有良好的生态环境效益。
（4）在相同施肥量的条件下，本发明的胶粘型控释肥料在减少多次追肥的处理下还可以增加作物产量，降低劳动成本，提高作物生产的经济效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅限于此。
实施例一
原料配方中各组份及重量比为：
预胶化淀粉 4%，
桐油 2%，
歧化松香 4%，
凹凸棒粉 13%，
木质素磺酸盐 13%，
聚乙烯醇（PVA） 4%，
羧甲基纤维素（CMC） 4%，
其余为化肥。
称取重量为24%的尿素、17%的磷二铵、7%的氯化钾和8%的硫酸钾加入150kg/吨的水，使化肥部分溶化，然后加入预胶化淀粉、木质素磺酸盐、聚乙烯醇（PVA）、羧甲基纤维素（CMC），用动力搅拌机搅拌，加热至沸腾，再加入凹凸棒粉，继续搅拌，将预先用歧化松香熔化在加热桐油中的混合液加入，然后边搅拌边加热蒸干，当干燥到肥料水分在10%以下，用整粒机造粒，为了防止肥料粘机和肥料颗粒之间粘结，可以安装扑粉装置，用凹凸棒扑粉，生产出直径为3mm的粒状肥料，进一步烘干，冷却，装袋。木质素磺酸盐可以采用木质素磺酸铵、木质素磺酸钠或木质素磺酸镁。
实施例二
预胶化淀粉 4%，
桐油 2%，
歧化松香 4%，
凹凸棒粉 15%，
木质素磺酸盐 7%，
风化煤 12%，
其余为化肥。
称取重量为23%的尿素、18%的磷二铵、7%的氯化钾和8%的硫酸钾，加入150kg/吨的水，使化肥部分溶化，风化煤和凹凸棒粉同时加入，加工过程同实例一。
实施例三
预胶化淀粉 5%，
桐油 2%，
歧化松香 5%，
凹凸棒粉 7%，
木质素磺酸盐 7%，
其余为化肥。
称取重量为30%的尿素、24%的磷二铵、9%的氯化钾和11%的硫酸钾，加入150kg/吨的水，使化肥部分溶化，加工过程同实例一。
实施例四
将实例一至三中制成的胶粘型控释肥料与普通尿素（养分含量46%），磷酸二铵（五氧化二磷含量46%，氮含量18%），氯化钾（氧化钾含量60%）和硫酸钾（氧化钾含量50%）进行比较。将10g的胶粘型控释肥料与等养分量的普通肥料分别放入装有100ml去离子水的三角瓶中，盖上瓶盖，在25℃恒温箱中静置培养。胶粘型控释肥料12小时的氮、磷、钾释放率分别比普通肥料降低了10.8～19.8个百分点、31～53.5个百分点和6.9～16.5个百分点。
将15g的胶粘型控释肥料和等养分量的普通肥料与2kg风干土混合均匀，装入装PVC管进行养分溶出率对比试验。胶粘型控释肥料前4天的N素溶出比普通肥料降低了5.5～13.5个百分点，P素降低了7.1～8.7个百分点,K素降低了4.5～8.4个百分点。
实施例五
将实例一至三中制成的胶粘型控释肥料与普通尿素（养分含量46%），磷酸二铵（五氧化二磷含量46%，氮含量18%），氯化钾（氧化钾含量60%）、硫酸钾（氧化钾含量50%）进行比较。经多年、多点、多种作物（玉米、花生、大白菜、小麦、油菜等）的盆栽与田间肥效试验表明：本发明的胶粘型控释肥料具有显著增加产量（增产10%以上）和改善品质的作用，显著提高肥料利用率（10%以上），具有良好的经济、生态和社会效益。
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Claims (2)
1.一种胶粘型控释肥料，其特征在于：所述胶粘型控释肥料的原料配方中各组份及重量比为：
预胶化淀粉 4～10%，
桐油 2～4%，
歧化松香 3～6%，
凹凸棒粉 7～15%，
木质素磺酸盐 0～15%，
风化煤 0～15%，
聚乙烯醇 0～6%，
羧甲基纤维素 0～6%，
其余为化肥；
制备方法为：在化肥中加入占物料总重量10%～20%的水，使部分化肥溶化，加热至沸腾的同时分别加入胶粘材料，边添加边搅拌，充分混匀后，继续搅拌使混合物干燥至水分低于10%，用造粒机造粒，或将混合物熔融进行喷浆造粒。
2.根据权利要求1所述的胶粘型控释肥料，其特征在于：所述胶粘型控释肥料的原料配方中各组份及重量比为：
预胶化淀粉 4%，
桐油 2%，
歧化松香 4%，
凹凸棒粉 7～15%，
木质素磺酸盐 7～13%，
风化煤 0～15%，
聚乙烯醇（PVA） 0～4%，
羧甲基纤维素（CMC） 0～6%，
其余为化肥。
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