CN105985198A - 一种定期释放包膜氮肥及其制备方法 - Google Patents

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李筱琳
陈智文
崔运城
李蒙
王柏
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Abstract

本发明涉及一种定期释放包膜氮肥及其制备方法，该定期释放包膜氮肥由以下重量配比的原料制成：普通大颗粒尿素（含N46%）200份，硫酸钾或硫酸钠8份，丙烯酸树脂100份；本发明是将有机物和无机物复配后制成溶胀材料和包衣材料，并以包膜的形式制备成可定期释放的包膜肥料，氮肥释放时期与玉米的两次需肥高峰相吻合。筛选出的溶胀材料和包衣材料均为天然材料或易采集的物料，不仅易获取，而且成本低廉。以此为基础的缓释掺混肥料具有成本低，对环境污染小的优点。

Description

一种定期释放包膜氮肥及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种肥料及其制备方法，具体的说是一种定期释放包膜氮肥及其制备方法。
背景技术
中国是一个有着13亿人口的农业大国，为了满足人们的日常生活需要，粮食的稳产和增产是我国国民经济发展的重要问题，而化肥的使用对粮食作物产量的增收起到了举足轻重的作用。但是作为世界上最大的化肥生产国和消费国之一，我国化肥的利用率处于较低的水平，化肥在农业生产中造成的养分资源的浪费是十分惊人的，并且由于施肥不同还会产生一定的环境污染问题。为了解决传统化学肥料所带来的这些问题，20世纪70年代以来，新型肥料的代表——包膜肥料、缓/控释肥料的研究与应用已经成为世界各国关注的热点。
化学肥料简称化肥，是用物理或化学方法人工制成的含有一种或几种农作物生长需要的营养元素的肥料。化肥的使用在农业生产中占据着重要的地位，它不仅能够提高土壤肥力，而且也是提高作物单位面积产量的重要措施。但是近年来，化肥在农业生产过程中也存在以下几个问题：
第一，化肥利用率低。目前我们所使用的化肥绝大部分都是无机肥料，这些肥料有一个共同的特点，就是均易溶于水。此外，还有一些化肥在常温下分解后容易挥发，如碳酸氢铵(NH4HCO3)。因此，在化肥的施用过程当中，大部分并没有为农作物所吸收，而是随雨水流失掉或者随空气挥发掉了，造成了养分的巨大损失。
第二，易结块，为施肥带来很大困难。化学肥料一般都会有一定的湿度，当温度降低时，溶解在化肥水分中的过饱和盐就会重新结晶，发生桥连作用而结块。另外，化肥在制成以后，由于在运输和销售过程中受到挤压、受潮的外界因素，也会导致化肥结块。结块以后的化肥，会大大增加运输和使用的困难性，提高成本，尤其是为机械化施肥带去很大困难。
第三， 资源浪费严重。农作物的种类不相同，或者相同种类的农作物在不同的生长阶段所需要化肥量都是不一样的。早期使用的肥料由于农作物吸收的量较少而损失掉很大一部分，而由于前期肥料的损失，在农作物生长的中期和后期又会由于肥量的不足而生长不良，所以人们通常会在作物生长的中期、后期追加化肥。而农民追肥时，往往会为了保证化肥充足而过量追肥，这样就可能会破坏植物根系的正常发育，反而影响到了植物的正常生长。因此，这样的施肥方式不仅浪费了大量的人力、物力以及财力资源，也在一定程度上降低了农业的生产效率。
第四，极易产生环境污染。首先，从化学肥料的开采到加工生产等过程，会带进来一些重金属元素或有毒物质。这些物质可以被作物吸收，对作物造成毒害。严重者还可以通过食物链的富集作用进入人体内，从而对人体健康产生危害。其次，化肥的施用还会造成微生物的活性降低，从而使土壤中的很多物质都难以转化及降解。再次，长期施用氮肥，还会造成土壤营养失调，加剧土壤磷、钾的耗竭，导致硝酸盐在土壤中大量累积。最后，长期施用化肥还会造成加速土壤酸化，从而使土壤肥力降低。
发明内容
本发明的目的是要提供一种定期释放包膜氮肥，该定期释放包膜氮肥是将有机物和无机物复配后制成溶胀材料和包衣材料，并以包膜的形式制备成可定期释放的包膜肥料，氮肥释放时期与玉米的两次需肥高峰相吻合。筛选出的溶胀材料和包衣材料均为天然材料或易采集的物料，不仅易获取，而且成本低廉。以此为基础的缓释掺混肥料具有成本低，对环境污染小的优点。本发明的另一目的在于提供了一种定期释放包膜氮肥制备方法。
本发明的目的是这样实现的：
该定期释放包膜氮肥由以下重量配比的原料制成：普通大颗粒尿素（含N46%）200份，硫酸钾或硫酸钠8份，丙烯酸树脂100份。
制备方法是：
将硫酸钾或硫酸钠（化学纯）粉碎磨细后，过200目筛，作为固体包膜材料备用；取含量：W[CO(NH2)2]≥95%的普通大颗粒尿素（含N46%）作为包膜核心放入流化床；包膜机（Labcoating IV型实验型高效包衣机）开机，调整风机温度，使进风温度低于尿素熔融温度（120～125℃），进物料温度控制在60～65℃；设定管路保温蒸汽压力为0.20～0.30MPa，流化床进风气压0.2-0.6Mpa，进风风速应小于排风风速，启动设备，设定流化床转盘转速为：120r/min，底部进气口进风，吹动尿素颗粒以一定的角度和速度在腔体内随机漂浮旋转，然后通过侧面高压喷嘴喷入丙烯酸树脂，等尿素颗粒表面均匀湿润后，从上部吹入固体包膜材料，重复几次直到包膜材料全部包到尿素颗粒上，进行烘干处理，烘干机进口气体温度：70～80℃，烘干机出口物料温度设定为60～70℃，物料水分W(H2O)＜3%后停止烘干，烘干后取出物料，敞开放置1h，等固-液反应胶联成膜后即为包膜氮肥成品。
本发明具有以下优点和积极效果：
包膜肥料是以颗粒性肥料为核心，将低水溶性或微溶性的无机物质或有机聚合物与液体成膜材料进行作用，一层或多层地喷于化肥的表面后，胶联成膜。通过这种工艺，可使肥料养分能够持续缓慢的释放于土壤当中，减少养分流失，提高肥效的一种新型肥料。相比于传统化学肥料而言，无论是无机包膜肥料还是有机包膜肥料，他们在农业生产中都具有着突出的特点，具体表现在：
1、提高肥料利用率
包膜肥料能控制养分的释放，使养分的释放与作物的需求基本同步，有效的提高了养分的当季利用率；释放出的养分既能满足作物吸收利用的需要，又不造成烧根烧苗与损失浪费。
2、提高作物产量, 促进作物生长，改善作物品质
包膜养分释放缓慢，与作物生长需肥基本一致，有利于作物的生长发育。包膜肥料对作物品质的影响研究同样得到了很好的效果。
3、提高土壤肥力，改善土壤性状
施用包膜肥料的土壤，当季保留的氮比施用普通肥料土壤有所提高，有机质明显增加，土壤容重降低，有效磷钾的含量也有所提高，从而改善了土壤肥力，为持续增产奠定基础。包膜肥料还可以改善土壤的物理化学性状，例如保水剂包膜尿素可提高土壤水分含量，增加土壤水分的有效性，改善土壤的保水、释水性能。
4、减少环境污染
包膜肥料可抑制土壤NH4 +向NO3 -氧化，减少土壤NO3 -的积累，从而减少氮肥以NO3 -形式淋溶损失，减少施肥对环境的污染。有关膜残留对环境的影响，到目前为止，还没有发现聚乙烯类地膜在化学上对土壤和作物产生任何有害影响。树脂包衣肥料的使用不会对环境造成污染，而使用可控释放型包衣肥料还可减少养分的损失降低肥料对环境的污染。
具体实施方式
实施例1：包膜氮肥样品A的制备
将40g硫酸钾或硫酸钠（化学纯）粉碎磨细后，过200目筛，作为固体包膜材料备用。取普通大颗粒尿素（含N46%）1kg作为包膜核心放入流化床。包膜机开机，调整风机温度，使进风温度低于尿素熔融温度（120～125℃），进物料温度控制在60～65℃；设定管路保温蒸汽压力为0.20～0.30MPa，流化床进风气压0.2-0.6Mpa。进风风速应小应小于排风风速。启动设备，设定流化床转盘转速为：120r/min，底部进气口进风，吹动尿素颗粒以一定的角度和速度在腔体内随机漂浮旋转，然后通过侧面高压喷嘴喷入500g丙烯酸树脂，等尿素颗粒表面均匀湿润后，从上部吹入固体包膜材料。重复几次直到包膜材料全部包到尿素颗粒上，进行烘干处理，烘干机进口气体温度：70～80℃，烘干机出口物料温度设定为60～70℃，物料水分W(H2O)＜3%后停止烘干，烘干后取出物料，敞开放置1h，等固-液反应胶联成膜后即为包膜氮肥成品，包膜系数（包膜后肥料质量/包膜前肥料质量）为1.4。
实施例2：包膜氮肥样品B的制备
按实施例1的步骤制备包膜氮肥样品B，不同之处在于包膜系数为1.6。
实施例3：包膜氮肥样品C的制备
按实施例1的步骤制备包膜氮肥样品C，不同之处在于包膜系数为1.8。
将实施1、2、3例中所得的包膜氮肥A、B、C在25℃水中进行溶解实验，计算氮素的初期溶出率，同时在模拟旱地中进行氮素在土壤中的溶出速率，结果如表1所示。结果表明，本发明方法所制得的包膜氮肥能很好的控制肥料的释放速率，氮肥的释放符合玉米的两次需肥高峰，效果良好。
样品 包膜系数 氮素释放80%所需天数（水中） 氮素释放80%所需天数（土壤中）
A 1.4 15 20
B 1.6 25 35
C 1.8 35 50

Claims (1)

1.一种定期释放包膜氮肥及其制备方法，其特征在于：该定期释放包膜氮肥由以下重量配比的原料制成：含N46%的普通大颗粒尿素200份，硫酸钾或硫酸钠8份，丙烯酸树脂100份；
制备方法是：
将硫酸钾或硫酸钠粉碎磨细后，过200目筛，作为固体包膜材料备用；取含量：W[CO(NH2)2]≥95%的普通大颗粒尿素作为包膜核心放入流化床；包膜机（Labcoating IV型实验型高效包衣机）开机，调整风机温度，使进风温度低于尿素熔融温度，进物料温度控制在60～65℃；设定管路保温蒸汽压力为0.20～0.30MPa，流化床进风气压0.2-0.6Mpa，进风风速应小于排风风速，启动设备，设定流化床转盘转速为：120r/min，底部进气口进风，吹动尿素颗粒以一定的角度和速度在腔体内随机漂浮旋转，然后通过侧面高压喷嘴喷入丙烯酸树脂，等尿素颗粒表面均匀湿润后，从上部吹入固体包膜材料，重复几次直到包膜材料全部包到尿素颗粒上，进行烘干处理，烘干机进口气体温度：70～80℃，烘干机出口物料温度设定为60～70℃，物料水分W(H2O)＜3%后停止烘干，烘干后取出物料，敞开放置1h，等固-液反应胶联成膜后即为包膜氮肥成品。
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