CN103304321A - 一种环保无机复合膜控释肥及制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保无机复合膜控释肥，所述的环保无机复合膜控释肥包括无机复合肥或尿素及其外包覆的无机包衣膜，所述的无机包衣膜材料由植物纤维浆料、高岭土、湿强剂、稀土稳定剂制成的，以颗粒肥料为核心，表面涂覆一层低水溶性的包衣膜，包衣膜的缓慢降解促进或延缓养分的释放，可人为控制肥料养分的释放速度，同时，由于包衣膜材料主要成份是植物纤维和助剂，降解后即成为土壤中被植物吸收的有机肥料和微量元素，增加了土壤中的养分，改善了土壤结构。

Description

一种环保无机复合膜控释肥及制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合肥料，尤其涉及一种环保无机复合膜控释肥及制备方法。

背景技术

肥料是农业生产最重要的生产资料之一，对提高作物产量、改善农产品品质起着举足轻重的作用。然而近几十年来，世界各国在化肥产业(主要是氮肥产业)存在着大量生产、不合理使用及低利用率等问题。提高化学肥料的利用率，减少因施化学肥料而造成的环境污染，发展可持续高效农业已成为世界各国共同关注的问题。自20世纪80年代以来，缓/控释肥以其优越性已成为化学肥料革新和研究的热点。这一新肥料的研制，对减少养分的流失，提高肥料利用率及农业可持续发展具有重大意义。

控释肥料是以颗粒肥料(单质或复合肥)为核心，表面涂覆一层低水溶性的无机物质或有机聚合物，或者应用化学方法将肥料均匀地融入分解在聚合物中，形成多孔网络体系，并根据聚合物的降解情况而促进或延缓养分的释放，使养分的供应能力与作物生长发育的需肥要求相一致协调的一种新型肥料。缓/控释肥的优势在于：可以极大地提高肥料养分利用率。通常缓/控释肥可比速效氮肥利用率提高10％-30％；消除养分在土壤中的损失，减少施肥量，减轻施肥对环境的污染；促进施肥技术的创新，节约用肥，省时省工，提高产量，增加农民收入。

发明内容

本发明的目的是提供一种低成本、工艺简单、生产过程环保的无溶剂热固性无机复合膜控释肥料。

本发明的另一目的是提供一种无机复合膜控释肥的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，本发明所述的环保无机复合膜控释肥包括无机复合肥或尿素及其外包覆的无机包衣膜。

所述的无机包衣膜材料由植物纤维浆料、高岭土、湿强剂、稀土稳定剂制成的，其中植物纤维100％，高岭土、湿强剂、稀土稳定剂分别占植物纤维干物质重量的11-15％、3-7％、13-17％。优选的高岭土、湿强剂、稀土稳定剂分别占植物纤维干物质重量的13％、5％、15％。

所述高岭土选择质软、良好的可塑性和高的粘结性、良好的抗酸溶性、很低的阳离子交换量。

所述湿强剂为含固量：12.5±0.5％、粘度：35～70cp(25℃)、PH：4～5的PAE造纸湿强剂。

所述稀土稳定剂为稀土氧化物。

所述植物纤维取自玉米、小麦等植物的秸杆，切成3-10毫米的颗料，用常温循环水浸泡除尘，然后通过分别揉搓、挤压、自然汽爆撕裂，改变其物理特性，获得初始叩解度达20°SR以上的植物粗纤维，筛分除杂，然后打浆，至叩解度为30-40°SR时放出浆料备用。

其包衣膜材料的制备方法：将上述用植物秸杆制成的植物纤维浆料，依次按比例加入高岭土、湿强剂、稀土稳定剂，每种助剂加入以后以30r/min匀速搅拌10-15分钟，加入量占浆料干物质重量的11-15％、3-7％、13-17％。

其复合膜控释肥的制备方法为：将上述制备成的包衣膜材料，加水充分搅拌，配制成质量浓度为30-50％的包衣液，将该包衣液送至空气雾化喷雾系统，以雾化的形式将该包衣液均匀喷涂到预热至30-60℃的无机复合肥或尿素颗粒上，同时，复合肥或尿素在高效包衣机作连续低剪切运动，高效包衣机的热空气循环系统迅速蒸发掉溶液中的水分，形成一层致密光滑的包膜，制成质量可靠的复合膜控释肥。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明制成的控释肥，它是以颗粒肥料为核心，表面涂覆一层低水溶性的包衣膜，包衣膜的缓慢降解促进或延缓养分的释放，可人为控制肥料养分的释放速度，一般在土壤环境中3-4个月降解完，根据作物营养阶段性、连续性等营养特性，尽可能使肥料养分释放速度与作物各生育期养分需求速度基本同步，充分提高养分利用率。可比速效氮肥利用率提高30％-50％。

2、本发明使用的包衣膜材料主要成份是植物纤维和助剂，降解后即成为土壤中被植物吸收的有机肥料和微量元素，增加了土壤中的养分，改善了土壤结构，降解率为100％。

3、促进施肥技术的创新，节约用肥，提高产量，增加农民收入。由于控释肥料的养分可缓慢释放，一次性大量施用不会对作物根系和叶片产生伤害，满足作物各生长阶段的需要，推进了作物生产上一次全量基肥施用替代传统施肥的进程。

田间试验资料

在夏玉米上的试验资料：试验地为潮土，地势平坦，排灌方便，地力均匀一致，设3种处理，A：复合膜控释肥(N∶P∶K＝20∶10∶10)90kg/亩，氯化钾2kg/亩，播后定苗时一次施入；B：磷酸二铵13kg/亩，氯化钾25kg/亩，播后定苗时一次施入，尿素于定苗和大口期以3∶7的比例两次施入，共计30kg/亩；C：磷酸二铵15kg/亩，氯化钾25kg/亩，尿素30kg/亩，播后定苗时一次施入。机械化播种，供试品种为郑单958。宽窄行种植，宽行80cm，窄行40cm，小区长12m，宽6m，种植密度4000株/亩，重复3次。6月4日播种，9月18号收获。播后及时浇水以保全苗。其他依照一般大田管理。夏玉米成熟期每小区收中间两行计算产量，不同处理产量比较见表1。

表1不同肥料水平对夏玉米产量的影响

从表1中看出，就穗粗、穗长、产量这3个指标来说，处理A大于处理B，处理B又大于处理C，秃尖长则相反。

在水稻上的试验资料：试验设3个处理，3次重复，小区面积为60m2，随机区组排列。6月3日施小区底肥，人工翻地、拉平。6月4日插秧，6月7日施返青肥，6月14日一次蘖肥，6月20日二次蘖肥，7月14日施穗肥。各处理具体施肥情况如下：处理1：底肥施复合膜控释肥(24-12-10)50kg/亩，返青肥施尿素10kg/亩；

处理2：底肥施复合肥(15-15-15)25kg/亩+二铵7kg/亩，返青肥施硫铵15kg/亩+硫酸锌2kg/亩+硫酸钾4kg/亩，一次分蘖施尿素10kg/亩，二次分蘖施尿素8kg/亩，穗粒肥施尿素5kg/亩；

处理3：底肥施二铵13kg/亩+钾肥10kg/亩+尿素8kg/亩，返青肥施硫铵15kg/亩，一次分蘖施尿素10kg/亩，二次分蘖施尿素8kg/亩，穗粒肥施尿素4kg/亩。水稻成熟后收获称重，产量结果见表2。

表2不同处理水稻产量比较

由表2可见，处理1比处理3增产91.2kg/亩，增产率14.0％；处理2比处理3减产26.6kg/亩，减产率4.1％；处理1比处理2增产117.8kg/亩，增产率18.8％。

具体实施方式

实施例一：

无机复合膜控释肥为无机复合肥颗粒外包覆无机包衣膜，无机包衣膜材料由植物纤维浆料、高岭土、湿强剂、稀土稳定剂制成的，其中植物纤维100％，植物纤维取自玉米、小麦等植物的秸杆，切成3-10毫米的颗料，用常温循环水浸泡除尘，然后通过分别揉搓、挤压、自然汽爆撕裂，改变其物理特性，获得初始叩解度达20°SR以上的植物粗纤维，筛分除杂，然后打浆，至叩解度为35°SR时放出浆料备用。

其包衣膜材料的制备方法：将上述用植物秸杆制成的植物纤维浆料，依次按比例加入高岭土、PAE造纸湿强剂、稀土氧化物，每种助剂加入以后以30r/min匀速搅拌15分钟，加入量占浆料干物质重量的13％、5％、15％。

其复合膜控释肥的制备方法为：将上述制备成的包衣膜材料，加水充分搅拌，配制成质量浓度为40％的包衣液，将该包衣液送至空气雾化喷雾系统，以雾化的形式将该包衣液均匀喷涂到预热至50℃的无机复合肥或尿素颗粒上，同时，复合肥或尿素在高效包衣机作连续低剪切运动，高效包衣机的热空气循环系统迅速蒸发掉溶液中的水分，形成一层致密光滑的包膜，制成质量可靠的复合膜控释肥。

实施例二：

无机复合膜控释肥为尿素颗粒外包覆无机包衣膜，无机包衣膜材料由植物纤维浆料、高岭土、湿强剂、稀土稳定剂制成的，其中植物纤维100％，植物纤维取自玉米、小麦等植物的秸杆，切成3-10毫米的颗料，用常温循环水浸泡除尘，然后通过分别揉搓、挤压、自然汽爆撕裂，改变其物理特性，获得初始叩解度达20°SR以上的植物粗纤维，筛分除杂，然后打浆，至叩解度为38°SR时放出浆料备用。

其包衣膜材料的制备方法：将上述用植物秸杆制成的植物纤维浆料，依次按比例加入高岭土、PAE造纸湿强剂、稀土氧化物，每种助剂加入以后以30r/min匀速搅拌10分钟，加入量占浆料干物质重量的11％、7％、17％。

其复合膜控释肥的制备方法为：将上述制备成的包衣膜材料，加水充分搅拌，配制成质量浓度为30％的包衣液，将该包衣液送至空气雾化喷雾系统，以雾化的形式将该包衣液均匀喷涂到预热至60℃的无机复合肥或尿素颗粒上，同时，复合肥或尿素在高效包衣机作连续低剪切运动，高效包衣机的热空气循环系统迅速蒸发掉溶液中的水分，形成一层致密光滑的包膜，制成质量可靠的复合膜控释肥。

Claims (4)

1.一种无机复合膜控释肥，其特征在于包括无机复合肥或尿素及其外包覆的无机包衣膜，所述的无机包衣膜材料由植物纤维浆料、高岭土、湿强剂、稀土稳定剂制成的，其中植物纤维100％，高岭土、湿强剂、稀土稳定剂分别占植物纤维干物质重量的11-15％、3-7％、13-17％。

2.根据权利要求1所述的一种无机复合膜控释肥，其特征在于高岭土、湿强剂、稀土稳定剂分别占植物纤维干物质重量的13％、5％、15％。

3.根据权利要求1所述的一种无机复合膜控释肥，其特征在于所述植物纤维取自玉米、小麦等植物的秸杆，切成3-10毫米的颗料，用常温循环水浸泡除尘，然后通过分别揉搓、挤压、自然汽爆撕裂，改变其物理特性，获得初始叩解度达20°SR以上的植物粗纤维，筛分除杂，然后打浆，至叩解度为30-40°SR时放出浆料，在浆料中依次按比例加入高岭土、湿强剂、稀土稳定剂，每种助剂加入以后以30r/min匀速搅拌10-15分钟。

4.一种复合膜控释肥的制备方法，其特征在于将上述制备成的包衣膜材料，加水充分搅拌，配制成质量浓度为30-50％的包衣液，将该包衣液送至空气雾化喷雾系统，以雾化的形式将该包衣液均匀喷涂到预热至30-60℃的无机复合肥或尿素颗粒上，同时，复合肥或尿素在高效包衣机作连续低剪切运动，高效包衣机的热空气循环系统迅速蒸发掉溶液中的水分，形成一层致密光滑的包膜。