CN103102223A - 一种棉花专用卵磷脂包膜缓释肥及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种棉花专用卵磷脂包膜缓释肥。它由下述原料制成：尿素、磷酸一铵、氯化钾、氯化铵、普钙、硫酸锌、硼砂、卵磷脂和脒基硫脲；它首先将磷酸一铵、氯化钾、氯化铵、普钙、硫酸锌、硼砂和大部分尿素（熔融后使用）进行造粒后形成内层颗粒，由剩余的尿素（熔融后使用）和脒基硫脲混合喷涂在内层颗粒上；外层用卵磷脂包裹。本发明选用缓释材料（卵磷脂）和控释材料（脒基硫脲既是脲酶抑制剂又是硝化抑制剂），将氮肥的肥效期从30天左右提高到121天，大大提高了氮肥的肥效期和棉花的氮肥利用率，棉花当季氮肥利用率提高了37%，而且减少了磷钾肥的固定和流失，棉花当季磷钾肥利用率分别提高13%和5%。

Description

一种棉花专用卵磷脂包膜缓释肥及其生产方法
技术领域
本发明涉及一种棉花专用卵磷脂包膜缓释肥及其生产方法，属于肥料技术领域。 
背景技术
针对当前化肥使用中存在的肥效期短、施用成本高、低利用效率及其给环境、农产品等带来的系列危害问题,开展缓/控释肥料的研究正成为植物营养与肥料学科研究的热点问题之一。 
目前，关于包膜缓释肥料的研究主要集中在膜材料的选择上。理想的包膜缓释材料必须具有以下特点：第一，无毒无害。包膜缓释肥料在生产和使用过程中，对人体及周围环境要安全；包膜肥料施于土壤中被作物吸收而转化为食物后，应对人畜完全无毒；养分释放后，包膜物能被分解、转化，不会在土壤中残留而影响土壤的理化性质，不会污染环境。第二，良好的力学及物理性质的稳定性。包膜材料要与肥料有较强的结合能力，容易包膜；成膜后具有一定的强度，经过摩擦、挤压后不会破碎，利于储存运输。第三，包膜材料来源广泛，成本低廉，工艺简单，利于大规模生产。 
目前，无机物作为包膜材料主要有硫磺、钙镁磷肥、沸石、石膏等。而有机高分子聚合物作为包膜材料可分为三类物质：其一，渗透性膜，包膜物质为渗透性材料，水分子可经渗透膜扩散到内部，借助于内外部液压差造成包膜破裂。其二，完整密闭包膜，须经化学、微生物或腐蚀作用的分解，肥料养分才能释放。其三，微生物不能分解的不透水性膜，肥料溶出是通过膜上的微孔进行释放的。如聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、羟乙基甲丙烯酯，还有一些淀 粉、纤维素、木质素及其改性物质。目前使用缓释和控施技术一般能将尿素的肥效期从30天左右提高到60天左右，黄河流域春棉一般生育期120天以上，通过一次施肥解决棉花全生育期氮肥需要，实现一次机械播种施肥，减少人工成本，仍是生产上面临的重要难题之一。 
卵磷脂即磷脂酰胆碱,是由希腊文“Lekiths”派生出来的，它是生命的基础物质,几乎存在于所有动物的细胞之中,主要集中在脑、肝脏、心脏、肾脏等重要的器官，经研究确认的有实用价值的卵磷脂原料主要是大豆和蛋黄。它自1844年被Gohley发现以来,引起了很多专家的兴趣，主要在动物营养方面进行了大量的研究,发现它具有重要的营养作用以及安全有效、无副作用、天然等独特的特点被称为与蛋白质、维生素并列的第三大营养素，而且大豆卵磷脂是在饲料添加剂中应用最广的乳化剂，但在植物营养研究方面尚属于空白。 
发明内容
本发明为解决现有技术存在的不足，提供一种棉花专用卵磷脂包膜缓释肥及其生产方法，该方法包膜效果好，肥效期长，营养均衡，肥料利用率高，安全环保、生产成本低，肥效显著。 
解决该技术问题所采用的技术方案是：一种棉花专用卵磷脂包膜缓释肥，其特征是，由下述重量份的原料制成：尿素300，磷酸一铵150，氯化钾300，氯化铵100，普钙100，硫酸锌10，硼砂10，卵磷脂20和脒基硫脲10；它是将磷酸一铵、氯化钾、氯化铵、普钙、硫酸锌、硼砂和大部分尿素进行造粒后形成内层颗粒，由剩余的尿素和脒基硫脲混合喷涂在内层颗粒上；外层用卵磷脂包裹；所述尿素均熔融后使用，前后两次的用量比为14：1。 
生产方法，具体如下： 
（1）按下述重量份称取各原料：尿素280，磷酸一铵150，氯化钾300，氯化 铵100，普钙100，硫酸锌10，硼砂10；其中主要原料的含量：磷酸一铵（N11%，P2O544%）、氯化钾（K2O≥60%）、尿素（N≥46%）、氯化铵（N≥25%）、普钙（P2O518%）； 
将磷酸一铵、氯化钾、氯化铵、硫酸锌和硼砂混合后形成固体物料，再经破碎后进入转鼓造粒机；将尿素在溶解槽内经蒸汽作用熔融后，经料浆泵送至转鼓造粒机内，使熔融尿素涂布在破碎后的固体物料上，利用料浆的液相经转鼓造粒机带动团聚成球； 
（2）通过输送带将造粒后的物料输入干燥机进行干燥，然后送入冷却机进行冷却；所述干燥机入口温度205～255℃，干燥出口物料温度65～85℃；所述冷却机出口物料温度45±5℃； 
（3）将冷却后的物料输入振动筛，进行第一筛分，粒径介于1-4mm的物料输入包膜机，其余返回到步骤（1）的破碎机重新破碎； 
（4）将尿素在溶解槽内经蒸汽作用熔融，同时尿素溶液中加入脒基硫脲形成尿素溶液；将粒径介于1-4mm的物料通过尿液补氮涂膜机给肥料颗粒表面喷涂一层尿素溶液，最后通过包裹机在颗粒成品表面喷涂卵磷脂；所述粒径介于1-4mm的物料、涂膜用尿素、卵磷脂（纯度≥90%）和脒基硫脲的重量比为950：20：20：10；所述尿素溶液温度100～105℃；所述包裹卵磷脂温度85±5℃。 
（5）包膜后的物料输入振动筛，进行第二次筛分，分成大颗粒、中颗粒和小颗粒三种规格；然后计量包装入库。 
本发明的有益效果是： 
（1）本发明使用的包膜剂-卵磷脂，天然、无毒、无污染、无公害，而且能为土壤微生物提供C、N和P源，改善土壤微生物的群落结构，间接提高土壤肥力； 
（2）卵磷脂是一种较好的表面活性剂和乳化剂，既溶于水又溶于油，在降低水油表面张力的同时，能在这层界面上形成一层致密的界面膜，对分散的颗粒有保护作用。由于卵磷脂的吸附和摩擦等作用使得液滴带点，带点液滴在界面的两侧形成双电层结构，同时由于双电层的排斥作用使得液滴难以凝聚，从而提高了乳化液的稳定性，包膜效果比较理想，坚固而不脱落。然后通过吸附、包裹、亲和、螯合等作用使肥料缓慢释放，特别是使氮肥的释放期延长到121天。 
（3）该包膜肥料针对山东省主要棉区土壤养分供应现状和棉花的需肥特性，筛选出的最佳配方，生产出的肥料氮磷钾总含量≥45%(N:P2O5:K2O=19:8:18)，并含有Zn、B等微量元素，营养均衡、肥效长而显著，质量完全符合GB15063-2000标准。 
（4）该包膜肥料选用缓释材料（卵磷脂）和控释材料（脒基硫脲既是脲酶抑制剂又是硝化抑制剂），将氮肥的肥效期从30天左右提高到121天，大大提高了氮肥的肥效期和棉花的氮肥利用率，棉花当季氮肥利用率提高了37%，而且减少了磷钾肥的固定和流失，棉花当季磷钾肥利用率分别提高13%和5%。 
（5）棉花一次性基施该包膜肥料，可保证全生育期需要，不用再追肥，节约了人工，实现了棉花施肥的机械化。 
典型试验情况为： 
在山东省三大主要棉区鲁西南棉区的金乡、鲁西棉区的临清和鲁北棉区的东营，以现有品种鲁棉研28号为试验品种，种植密度2700株／亩，每亩基施本发明包膜肥60公斤，以同样配方的未包膜复混肥为对照组（前期基肥尿素8公斤、磷酸一铵9公斤、氯化钾18公斤、普钙6公斤、硫酸锌0.6公斤、硼砂0.6公斤，花铃期追尿素10公斤，氯化铵6公斤），其它施肥和管理措施完全相同， 在三大主要棉区对照组籽棉平均亩产量分别为278.8公斤、262.5公斤和227.3公斤，施用本发明包膜肥籽棉平均亩产量分别为346.5公斤、315.5公斤和254.4公斤，可见，在肥料施用量同样的情况下，施用本发明包膜肥分别比对照组增产24.3%、20.2%和11.9%。 
具体实施方式
实施例1 
配比（公斤）：尿素300，磷酸一铵150，氯化钾300，氯化铵100，普钙100，硫酸锌10，硼砂10，卵磷脂20和脒基硫脲10。 
其中主要原料的含量：磷酸一铵（N11-P2O544）、氯化钾（K2O≥60%）、尿素（N≥46%）、氯化铵（N≥25%）、普钙（P2O518%），卵磷脂纯度为90%以上。 
（1）计量、搅拌、破碎 
将磷酸一铵、氯化钾、氯化铵、硫酸锌和硼砂按配方计量后，经搅拌、破碎，进入转鼓造粒机。链式破碎机、立式搅拌机型号分别为：XW-100、
Figure BDA00002885503400051
（2）尿素熔融 
将280公斤尿素在溶解槽内经蒸汽作用熔融后，经料浆泵送至造粒机内。尿素溶解槽规格为
Figure BDA00002885503400052
（3）造粒 
熔融尿素涂布在步骤（1）含磷、钾的物料上，利用料浆的液相经转鼓造粒机带动团聚成球。转鼓蒸汽造粒
Figure BDA00002885503400053
蒸汽压为1.2个大气压。 
（4）干燥 
通过输送带将造粒后的物料输入干燥机进行干燥。干燥机
Figure BDA00002885503400054
干燥机入口温度205～255℃，干燥出口物料温度65～85℃。 
（5）冷却 
通过输送带将干燥后的物料输入冷却机，进行冷却。冷却机冷却机出口物料温度45±5℃。 
（6）筛分 
通过输送带将冷却后的物料输入振动筛，进行第一筛分，粒径介于1-4ｍｍ之间的物料输入包膜机，其余返回到破碎机重新破碎。振动筛型号ZS-10。 
（7）包膜 
将20公斤尿素在溶解槽内经蒸汽作用熔融，同时尿素溶液中加入10公斤脒基硫脲形成尿素溶液；将950公斤粒径介于1-4mm的物料通过尿液补氮涂膜机给肥料颗粒表面喷涂一层尿素溶液（共30公斤），最后通过包裹机在颗粒成品表面喷涂卵磷脂20公斤。其中尿液补氮涂膜机
Figure BDA00002885503400062
尿液温度100～105℃；包裹机
Figure BDA00002885503400063
包裹温度85±5℃。 
（8）筛分 
包膜后的物料输入振动筛，进行第二次筛分，分成大颗粒、中颗粒和小颗粒三种规格。振动筛型号ZS-7。 
（9）计量包装。 
（10）成品入库。 

Claims (9)

1.一种棉花专用卵磷脂包膜缓释肥，其特征是，由下述重量份的原料制成：尿素300，磷酸一铵150，氯化钾300，氯化铵100，普钙100，硫酸锌10，硼砂10，卵磷脂20和脒基硫脲10；将磷酸一铵、氯化钾、氯化铵、普钙、硫酸锌、硼砂和大部分尿素进行造粒后形成内层颗粒，由剩余的尿素和脒基硫脲混合喷涂在内层颗粒上，外层用卵磷脂包裹；所述尿素均熔融后使用，前后两次的用量比为14：1。
2.如权利要求1所述的棉花专用卵磷脂包膜缓释肥，其特征是，所述氯化钾的钾含量以K2O计为≥60%；所述尿素的氮含量≥46%；所述氯化铵的氮含量≥25%。
3.如权利要求1所述的棉花专用卵磷脂包膜缓释肥，其特征是，所述卵磷脂纯度≥90%。
4.如权利要求1所述的棉花专用卵磷脂包膜缓释肥，其特征是，所述磷酸一铵的氮含量为11%，磷含量以P2O5计为44%；所述普钙的磷含量以P2O5计为18%。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的棉花专用卵磷脂包膜缓释肥生产方法，其特征是，
（1）按下述重量份称取各原料：尿素280，磷酸一铵150，氯化钾300，氯化铵100，普钙100，硫酸锌10，硼砂10；
将磷酸一铵、氯化钾、氯化铵、硫酸锌和硼砂混合后形成固体物料，再经破碎后进入转鼓造粒机；将尿素在溶解槽内经蒸汽作用熔融后，经料浆泵送至转鼓造粒机内，使熔融尿素涂布在破碎后的固体物料上，利用料浆的液相经转鼓造粒机带动团聚成球；
（2）通过输送带将造粒后的物料输入干燥机进行干燥，然后送入冷却机进行冷却；
（3）将冷却后的物料输入振动筛，进行第一筛分，粒径介于1-4mm的物料输入包膜机，其余返回到步骤（1）的破碎机重新破碎；
（4）将尿素在溶解槽内经蒸汽作用熔融，同时尿素溶液中加入脒基硫脲形成尿素溶液；将粒径介于1-4mm的物料通过尿液补氮涂膜机给肥料颗粒表面喷涂一层尿素溶液，最后通过包裹机在颗粒成品表面喷涂卵磷脂；所述粒径介于1-4mm的物料、涂膜用尿素、卵磷脂和脒基硫脲的重量比为950：20：20：10；
（5）包膜后的物料输入振动筛后进行筛分后计量包装入库。
6.如权利要求5所述的生产方法，其特征是，所述步骤（3）干燥机入口温度为205～255℃，干燥出口物料温度65～85℃。
7.如权利要求5所述的生产方法，其特征是，所述步骤（3）冷却机出口物料温度45±5℃。
8.如权利要求5所述的生产方法，其特征是，所述步骤（4）的尿素溶液温度100～105℃。
9.如权利要求6-7中任意一项所述的生产方法，其特征是，所述步骤（4）的包裹卵磷脂温度为85±5℃。
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