CN102850132A

CN102850132A - 冬小麦专用机施控释肥料的制备方法

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Publication number: CN102850132A
Application number: CN2012103581375A
Authority: CN
Inventors: 颜明霄; 周涛; 孙刚
Original assignee: HEZE JINZHENGDA ECO-ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: HEZE JINZHENGDA ECO-ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2013-01-02
Anticipated expiration: 2032-09-24
Also published as: CN102850132B

Abstract

本发明涉及一种冬小麦专用机施控释肥料制备方法。该方法包括：按配比取尿素、磷酸一铵、氯化钾、硫酸锌高塔造粒制得颗粒核心肥料，在核心肥上喷尿素熔液形成尿素膜，得尿素包膜肥料；取环氧树脂和聚氨酯并添加固化剂T31、稀释剂苄基缩水甘油醚和滑石粉,混匀得外层膜包膜剂；将外层膜包膜剂喷涂到尿素包膜肥料上,得到外层膜包膜剂量分别占尿素包膜肥料3wt%、5wt%、7wt%的三种双层包膜控释肥I、II、III，再按配比进一步复配即得。本发明按冬小麦对氮、磷、钾、锌养分的吸收要求配制小麦专用核心肥料；再采用双层包膜,内层膜改善肥料颗粒表面特性,外层膜对养分释放起控制作用,使之更适合冬小麦养分吸收要求并适于机施。

Description

冬小麦专用机施控释肥料的制备方法

技术领域

本发明涉及一种适用于机械施用的冬小麦专用控释肥料的制备方法，属于肥料生产及应用技术领域。

背景技术

在我国，小麦是仅次于水稻的主要粮食作物，播种面积为3.5426亿亩，是粮食作物总面积的20-27%，总产1.1246亿公斤。目前我国农村劳动力严重不足,小麦种植区的田间管理主要依靠老人和妇女,迫切需要实现播种、收获、施肥等操作的机械化。事实上，小麦生产是机械化程度最高的农作物之一，但与之相适应的肥料品种不能满足需求,特别是专用于机械施用的控释肥还未见报道。

首先，机械施肥与人工施肥对肥料的要求有很大的不同，如肥料颗粒大小要均一，肥料颗粒硬度要大，耐磨、不易破碎等。再者，冬小麦生长期内土壤温度变化和水分条件也与其他作物有较大不同,如温度起伏大、土壤水分相对较少，这对控释肥的养分释放有一定的影响，要求包膜材料必须适应冬小麦生长的土壤条件才能满足养分释放要求。

CN200710114006.1提供了一种硫磺、树脂包膜小麦专用控释肥及其制造方法，根据小麦的需肥规律，将5％、6％和7％热塑性树脂包膜尿素、硫磺包膜尿素与氯化钾复合肥、氯化钾、磷酸二铵和硫酸锌进行精确复配，形成小麦专用配方控释肥。CN201110379195.1公开了一种壳聚糖、硫磺包膜小麦专用控释肥及其制备方法，将5%壳聚糖包膜尿素、6%壳聚糖包膜尿素、硫磺包膜尿素、磷酸一铵、氯化钾、腐殖酸、EDTA螯合铁按规定配比配料，经充分混合、计量、包装即得。

上述小麦专用控释肥具有养分释放与小麦吸收相吻合,一次性施用,不必追肥,节省劳动成本，减少肥料流失，提高利用效率等优点。但是，上述肥料中硫磺包膜尿素的包膜材料韧性及抗摩擦能力差，易破碎，不适于机械施肥；其次他们由不同的肥料品种配制而成，其颗粒均匀性差；再者，所含的锌肥为粉状，容易使机械施肥不匀。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种冬小麦专用机施控释肥料的制备方法。本发明还提供该肥料的应用方法。

发明概述

本发明首先按照冬小麦对氮、磷、钾、锌等养分的吸收要求，利用尿素、磷酸一铵、氯化钾、硫酸锌进行复配，高塔造粒，形成冬小麦专用颗粒核心肥料；再采用双层包膜，内层膜改善肥料颗粒表面特性，外层膜对养分释放起控制作用，并采用不同的外层膜厚度对养分释放进一步调节，使之更适合冬小麦养分吸收要求。经过试验,取得了良好的效果。

术语说明：

高塔造粒，是一种颗粒肥料生产工艺，主要原理是先将原料制备成高温熔浆，从高塔顶部抛撒，液体在下降过程中由于表面张力原因变成球状，落入塔底即成颗粒肥料。高塔造粒肥料不用烘干，水分含量低，颗粒硬度好。在复合肥（或复混肥）生产中，高塔造粒适应的氮素含量高，主要用于高氮复合肥（或复混肥）和高氮作物专用肥的生产。

机施肥料：适用于机械施用的肥料。

发明详述

冬小麦专用机施控释肥料制备方法，步骤如下：

（1）核心肥料的制备

按质量比1∶(0.5～0.8)∶(0.2～0.45)∶(0.015～0.025)取尿素、磷酸一铵、氯化钾、硫酸锌，混合均匀，按现有技术高塔造粒制得颗粒复混肥，过筛，选取粒径2-4毫米的颗粒状肥料，作为核心肥料备用。

（2）底层尿素包膜肥料的制备

将步骤（1）的核心肥料在转鼓中预热至40°C～50°C，将125°C熔融的尿素液喷涂到转鼓中不断转动的核心肥料颗粒上，形成尿素膜，尿素膜质量占核心肥料质量的4~7wt%,得尿素包膜肥料；

（3）配制外层膜包膜剂

按质量比(9～9.5)∶(0.5～1)取环氧树脂(E-42)和聚氨酯（PUR）,混合均匀,再加入占环氧树脂和聚氨酯总量10～20wt%的固化剂T31、15～25wt%稀释剂苄基缩水甘油醚(D-921)和1～2wt%的滑石粉，混合均匀,得外层膜包膜剂。

（4）不同外层膜包膜量的三种双层包膜控释肥的制备

将步骤(2)制备的尿素包膜肥料在转鼓中预热至80°C～90°C，将步骤(3)制备的外层膜包膜剂喷涂到不断转动的尿素包膜肥料上。

所述外层膜包膜剂的用量分别占尿素包膜肥料质量的3wt%、5wt%、7wt%,分别得到相应的双层包膜控释肥I、双层包膜控释肥II、双层包膜控释肥III。

（5）复配

按质量比1∶(1～3)∶(1～2),将步骤(4)制备的双层包膜控释肥I、双层包膜控释肥II、双层包膜控释肥III进行复配，即得本发明冬小麦专用机施控释肥料。

根据本发明，优选的：

步骤（1）所述核心肥料中尿素、磷酸一铵、氯化钾、硫酸锌的质量比为1∶0.8∶0.2∶0.016。

步骤（2）中核心肥料在转鼓中预热至45°C，尿素膜质量占核心肥料质量的6%。

步骤（3）中，按质量比9.5∶0.5，取环氧树脂(E-42)和聚氨酯（PUR）,混合均匀,再加入占环氧树脂和聚氨酯总量13wt%的固化剂（T31）、15wt%稀释剂苄基缩水甘油醚(D-921)和1.8wt%的滑石粉，混合均匀，得外层膜包膜剂。

步骤（5）中，按质量比1∶2∶2,将步骤（4）制得的双层包膜控释肥I、双层包膜控释肥II、双层包膜控释肥III混合均匀,得本发明冬小麦专用机施控释肥料。

本发明的方法中所用原料均为市购产品。包膜装置为本领域现有技术。

本发明的技术特点：

一、按照冬小麦对氮、磷、钾、锌等养分的吸收要求，将尿素、磷酸一铵、氯化钾、硫酸锌按特定的比例进行复配，高塔造粒，形成核心肥料。

二、一般来说，高塔造粒肥料颗粒粒径范围较大,不适宜直接包膜。本发明通过筛分，缩小粒径范围并选取合适的大小，使后续肥料包膜更均匀。

三、对高塔造粒颗粒复混肥先包一层尿素膜,制备成表面更光滑、坚硬的尿素包膜肥,节约外层包膜剂,并使包膜更加均匀。

四、冬小麦在全生育期内所处的土壤是温度变化大，由于冬、春季雨水少，土壤水分含量相对较低,对控释肥的包膜材料要求是在土壤水分不饱和状态下也能有良好的释放性能，且对温度的变化敏感。本发明所应用的外层包膜材料能够满足这一要求。再者，本发明将外层膜设计成不同的厚度进行二次复配，使养分释放更好地满足冬小麦需求。

本发明制备的冬小麦专用机施控释肥料使用方便，方法如下列之一：

ⅰ利用机械全部在冬小麦播种时施用，施肥位置是种子正下方或一侧，距离地表8-12厘米；或者，

ⅱ在冬小麦播种前利用机械均匀撒施于地表,然后翻耕入土。

本发明制备的冬小麦专用机施控释肥料施肥用量：折合成纯氮、五氧化二磷、氧化钾三者总量每亩30-40公斤。

本发明的优良效果：

1.肥料颗粒物理性状好，不易破碎

本发明肥料有三个主要特征，一是颗粒坚硬，高塔肥料是将物料在熔融状态下造粒，所含水分很少，形成的颗粒硬度大；二是内层膜为尿素，颗粒表面更光滑；三是外层膜材料成膜均匀，韧性好，抗摩擦能力强，机械施肥不易破碎。

2.施肥均匀

现有的作物专用控释肥主要是由不同控释时间、不同的肥料品种通过复配生产的掺混型控释肥，由于肥料颗粒大小不同，很容易造成分层，致使养分不匀。本发明核心肥料利用了高塔复混肥生产工艺，生产的肥料养分均匀，肥料利用率高。

3.养分释放和养分配比符合冬小麦吸收要求

本发明肥料从两方面满足冬小麦对养分的吸收要求，一是配方中原料养分配比考虑了冬小麦全生育期总的养分需求，二是通过调节具有养分控释作用外层膜的厚度使肥料的养分释放尽量满足冬小麦不同生育阶段对养分的吸收需求。

附图说明

图1是本发明实施例2肥料氮、磷、钾三种养分释放规律与冬小麦的营养吸收规律曲线图，粗线为本发明肥料氮、磷、钾总养分释放规律线，细线为冬小麦的氮、磷、钾总养分吸收规律曲线，横坐标是冬小麦播种后的时间(天)，纵坐标是不同阶段肥料氮、磷、钾总养分释放占肥料施用总量的质量百分比和不同阶段冬小麦吸收氮、磷、钾总养占冬小麦吸收总量的质量百分比。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。实施例中的原料用量%均为质量百分比。环氧树脂(E-42)、聚氨酯（PUR）、固化剂T31、稀释剂苄基缩水甘油醚(D-921)，江苏三木化工股份有限公司。

实施例1：

冬小麦专用机施控释肥料制备方法，步骤如下：

（1）取尿素450公斤，磷酸一铵350公斤，氯化钾200公斤，硫酸锌10公斤,混合均匀，按现有技术高塔造粒，将所得颗粒复混肥过筛，取粒径2-4毫米的颗粒状肥料，得核心肥料。

（2）取步骤（1）制备的核心肥料放入转鼓中预热至40°C，将125°C快速熔融的尿素液通过喷嘴喷涂到转鼓中不断转动的核心肥料颗粒上，形成尿素膜，尿素膜质量占核心肥料质量的5wt%，得尿素包膜肥料。

（3）按质量比9∶1，取环氧树脂(E-42)18公斤、聚氨酯（PUR）2公斤,混合均匀,再加入固化剂（T31)3.0公斤、稀释剂苄基缩水甘油醚(D-921)4公斤、滑石粉0.30公斤，混合均匀，得外层膜包膜剂。

（4）取步骤(2)制备的尿素包膜肥料加入转鼓中预热至85°C，将步骤(3)制备的外层膜包膜剂通过喷流嘴喷到不断转动的尿素包膜肥料上，形成外层膜。按质量比，外层膜包膜剂占尿素包膜肥料的3wt%,得双层包膜控释肥I。

另取步骤(2)制备的尿素包膜肥料在转鼓中预热至85°C，将步骤(3)制备的外层膜包膜剂通过喷流嘴喷到不断转动的尿素包膜肥料上,形成外层膜。按质量比，外层膜包膜剂占尿素包膜肥料的5wt%,得双层包膜控释肥II。

另取步骤(2)制备的尿素包膜肥料在转鼓中预热至85°C，将步骤(3)制备的外层膜包膜剂通过喷流嘴喷到不断转动的尿素包膜肥料上，形成外层膜。按质量比，外层膜包膜剂占尿素包膜肥料的7wt%,得双层包膜控释肥III。

（5）按质量比1∶2∶1,将步骤(4)制得的双层包膜控释肥I、双层包膜控释肥II、双层包膜控释肥III混合均匀,得本发明冬小麦专用机施控释肥料。

实施例2：

冬小麦专用机施控释肥料制备方法，步骤如下：

（1）取尿素500公斤，磷酸一铵400公斤，氯化钾100公斤，硫酸锌8公斤,混合均匀，按现有技术高塔造粒，将所得颗粒肥料过筛，取粒径2-4毫米的颗粒状肥料，得核心肥料。

（2）取步骤（1）制备的核心肥料放入转鼓中预热至45°C，将125°C快速熔融的尿素液通过喷嘴喷涂到转鼓中不断转动的核心肥料颗粒上，形成尿素膜，尿素膜质量占核心肥料质量的6wt%，得尿素包膜肥料。

（3）按质量比9.5∶0.5，取环氧树脂(E-42)19公斤、聚氨酯（PUR）1公斤,混合均匀,再加入固化剂(T31)2.6公斤、稀释剂苄基缩水甘油醚(D-921)3公斤、滑石粉0.36公斤，混合均匀，得外层膜包膜剂。

（4）双层包膜控释肥I，双层包膜控释肥II，双层包膜控释肥III的制备同实施例1。

（5）按质量比1∶2∶2,将步骤(4)制得的双层包膜控释肥I、双层包膜控释肥II、双层包膜控释肥III混合均匀,得本发明冬小麦专用机施控释肥料。

实施例3：

冬小麦专用机施控释肥料制备方法，步骤如下：

（1）取尿素550公斤，磷酸一铵300公斤，氯化钾150公斤，硫酸锌12公斤,混合均匀，按现有技术高塔造粒，将所得颗粒肥料过筛，取粒径2-4毫米的颗粒状肥料，得核心肥料。

（2）取步骤（1）制备的核心肥料放入转鼓中预热至50°C，将125°C快速熔融的尿素液通过喷嘴喷涂到转鼓中不断转动的核心肥料颗粒上，形成尿素膜，尿素膜质量占核心肥料质量的4wt%，得尿素包膜肥料。

（3）按质量比9.3∶0.7，取环氧树脂(E-42)18.6公斤、聚氨酯（PUR）1.4公斤,混合均匀,再加入固化剂(T31)2公斤、稀释剂苄基缩水甘油醚(D-921)5公斤、滑石粉0.2公斤，混合均匀，得外层膜包膜剂。

（5）按质量比1∶3∶1,将步骤(4)制得的双层包膜控释肥I、双层包膜控释肥II、双层包膜控释肥III混合均匀,得本发明冬小麦专用机施控释肥料。

实施例4

冬小麦专用机施控释肥料制备方法，步骤如下：

（1）取尿素470公斤，磷酸一铵370公斤，氯化钾160公斤，硫酸锌9公斤,混合均匀，按现有技术高塔造粒，将所得颗粒肥料过筛，取粒径2-4毫米的颗粒状肥料，得核心肥料。

（2）取步骤（1）制备的核心肥料在转鼓中预热至43°C，将125°C快速熔融的尿素液通过喷嘴喷涂到转鼓中不断转动的核心肥料颗粒上，形成尿素膜，尿素膜质量占核心肥料质量的7wt%，得尿素包膜肥料。

（3）按质量比9.2∶0.8，取环氧树脂(E-42)18.4公斤、聚氨酯（PUR）1.6公斤,混合均匀,再加入固化剂(T31)3.6公斤、稀释剂苄基缩水甘油醚(D-921)4.6公斤、滑石粉0.4公斤，混合均匀，得外层膜包膜剂。

（5）按质量比1∶1∶1,将步骤(4)制得的双层包膜控释肥I、双层包膜控释肥II、双层包膜控释肥III混合均匀,得本发明冬小麦专用机施控释肥料。

对比例：

基肥：氮、磷、钾三元素普通复混肥(16-16-16)，含氮16wt%、五氧化二磷16wt%、氧化钾16wt%。菏泽金正大生态工程有限公司生产。

追肥：普通尿素，含氮量46wt%。

实施例1～4制备的冬小麦专用机施控释肥料和对比例的肥料应用效果试验：

试验地点：山东省平原县；河南省遂平县。

试验时间：2011年10月至2012年6月。

供试冬小麦品种:平原县用济麦22号，遂平县用驻麦6号。

设实施例1－4冬小麦专用机施控释肥料和对比例肥料共5个处理，每个处理小区面积320平方米。实施例1－4冬小麦专用机施控释肥料和对比例的肥料用量相同，折合成纯氮、五氧化二磷、氧化钾三者总量每亩28公斤。实施例1－4的肥料施用方法是：利用机械全部在冬小麦播种前均匀撒施于地表后翻耕入土，不再追施尿素；对比例中的氮、磷、钾三元素复合肥施肥方法与实施例1-4的肥料施用方法相同，尿素在冬小麦拔节期作追肥施用。其它管理措施相同。应用效果见表1。

表1.与对比例相比实施例1-4的应用效果

Claims

1.一种冬小麦专用机施控释肥料制备方法，步骤如下：

（1）按质量比1∶(0.5～0.8)∶(0.2～0.45)∶(0.015～0.025)取尿素、磷酸一铵、氯化钾、硫酸锌，混合均匀，按现有技术高塔造粒制得颗粒复混肥，过筛，选取粒径2-4毫米的颗粒状肥料，作为核心肥料备用；

（2）将步骤（1）的核心肥料在转鼓中预热至40°C～50°C，将125°C熔融的尿素液喷涂到转鼓中不断转动的核心肥料颗粒上，形成尿素膜，尿素膜质量占核心肥料质量的4~7wt%,得尿素包膜肥料；

（3）按质量比(9～9.5)∶(0.5～1)取环氧树脂(E-42)和聚氨酯（PUR）,混合均匀,再加入占环氧树脂和聚氨酯总量10～20wt%的固化剂T31、15～25wt%稀释剂苄基缩水甘油醚和1～2wt%的滑石粉，混合均匀。得外层膜包膜剂；

（4）将步骤(2)制备的尿素包膜肥料在转鼓中预热至80°C～90°C，将步骤(3)制备的外层膜包膜剂喷涂到不断转动的尿素包膜肥料上；

所述外层膜包膜剂的用量分别占尿素包膜肥料质量的3wt%、5wt%、7wt%,分别得到相应的双层包膜控释肥I、双层包膜控释肥II、双层包膜控释肥III；

（5）按质量比1∶(1～3)∶(1～2),将步骤(4)制备的双层包膜控释肥I、双层包膜控释肥II、双层包膜控释肥III进行复配，即得。

2.根据权利要求1所述的冬小麦专用机施控释肥料制备方法，其特征在于步骤（1）所述核心肥料中尿素、磷酸一铵、氯化钾、硫酸锌的质量比为1∶0.8∶0.2∶0.016。

3.根据权利要求1所述的冬小麦专用机施控释肥料制备方法，其特征在于步骤（2）中核心肥料在转鼓中预热至45°C，尿素膜质量占核心肥料质量的6%。

4.根据权利要求1所述的冬小麦专用机施控释肥料制备方法，其特征在于步骤（3）中，按质量比9.5∶0.5，取环氧树脂(E-42)和聚氨酯（PUR）,混合均匀,再加入占环氧树脂和聚氨酯总量13wt%的固化剂T31、15wt%稀释剂苄基缩水甘油醚(D-921)和1.8wt%的滑石粉，混合均匀，得外层膜包膜剂。

5.根据权利要求1所述的冬小麦专用机施控释肥料制备方法,其特征在于步骤（5）中，按质量比1∶2∶2,将步骤（4）制得的双层包膜控释肥I、双层包膜控释肥II、双层包膜控释肥III混合均匀,得冬小麦专用机施控释肥料。