CN1074205A - 树脂肥及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及带微生物可分解包裹层的颗粒肥料 及其制备方法，该包裹层以骨胶等蛋白质物质为活性 组分，加入分解速率控制剂松香皂，能在广阔的时间 范围内控制肥效的释放，而且能针对作物生长旺盛期 的需求释放肥效。本发明以易实现生产的方法进行 对各种肥料的包裹，尤其能制成微量元素的颗粒肥 料，生产成本低，无环境污染，产品适用于常规作物和 各种经济作物，具有显著的经济效益。

Description

本发明涉及带可分解的颗粒肥料及其制备方法。具体涉及该包裹层是微生物可分解的蛋白质物质，被包裹的肥料与蛋白质物质可以呈非均匀、非封闭式包裹，尤其在以微肥为被包裹的肥料的时候。

与本发明相关的技术分别存在下述缺陷：

玻璃肥料通常是把微量元素和玻璃烧结在一起的一种微量元素肥料，靠植物的根部分泌的微量酸腐蚀玻璃，使微量元素缓慢析出被植物吸收，由于玻璃肥料依赖于植物根部的有机酸分解，因而难以控制微量元素的析出时间，况且，生产玻璃肥料需要1200℃左右的高温，此时，有些微量元素已熔融为枸溶体或不溶体，不能发生肥效了。

包膜肥料通常是在氮、磷、钾三大肥料颗粒外包覆一层合成树脂膜，利用树脂的孔隙均匀释放肥效，树脂膜在一定时间内降解肥效即告终结。包膜肥料难以制成满足植物微量元素需求的包膜微肥，对于三大肥料也不能按植物生长不同期间的不同需求释放肥效，况且包膜肥料的生产需要特定的设备和较高技术要求的复杂工艺，生产过程中将释放大量苯类或含氯离子的有害溶剂，污染环境。

至于与本发明最接近的申请号为87105842的专利申请，发现了一种可被土壤中微生物分解的聚合物（聚3-羟基-3-烷基丙酸），必须用前述包膜肥料的特定生产方法将该聚合物涂覆于三大肥料颗粒上去生产受很多制约条件的限制，没有涉及对微肥的涂覆，且该聚合物的分解不随温度变化而变化，生产成本高，环境污染大不利于推广应用。

本发明的目的在于提供一种能克服现有技术诸多缺陷的颗粒肥料;选择一种既容易实现生产，又能够包裹微量元素、中量元素乃至三大肥料的包裹层物质，释放肥效时包裹层能被土壤中的微生物分解掉，又能依据不同作物、不同生长期间对肥料的不同需求来控制肥效的释放速率，且能避免同类产品生产过程中对环境的污染。

为了避免包膜肥料的某些树脂在肥效释放完毕后还长期存留在土壤内或土壤表层中，本发明人努力寻求一种可以被土壤中微生物分解掉的树脂，而通常的树脂不是难以被微生物分解就是不容易实现包膜，不能包裹微量元素（如前述专利申请），所以本发明人在通常的树脂概念范畴外去寻求替代物，发现用蛋白质物质来制备颗粒肥料能达到本发明的目的，尤其当选用特定的蛋白质物质时会以意想不到的效果解决已有技术中存在的诸多问题。

本发明分为两部分，以下列（1）和（9）为主要内容，具体组成为（2）至（8）和（10）。

（1）、本发明以蛋白质物质作为各种肥料的包裹层制备得颗粒肥料，该包裹层能够被土壤中的微生物分解。

（2）、按照第（1）项的颗粒肥料，其包裹层物质是选自下列物质或其组合：骨胶、皮胶、明胶、骨粉、大豆蛋白、谷物蛋白。

（3）、按照第（1）项或第（2）项的颗粒肥料，加入松香皂控制包裹层的分解速率，从而控制肥料释放时间。

（4）、按照第（1）项或第（2）项的颗粒肥料，被包裹物质是选自下列物质或其组合，微量元素、中量元素、氮肥、磷肥、钾肥、混合氨基酸、松香皂。

封闭式（5）、按照第（4）项的颗粒肥料，被包裹物质与包裹层可以不呈包裹，即包裹层的厚度可以是不均匀的，不封闭的。

（6）、按照第（5）项的颗粒肥料，包裹层外还可以填充下列物质或其组合：骨粉、硫粉、氮肥、磷肥、钾肥、草灰、混合氨基酸、松香皂。

（7）、按照第（6）项的颗粒肥料，优选重量百分比的范围可以是：

硫酸铜0.5-2  骨胶8-12

硫酸锰0.5-2  松香皂0.2-4

硫酸锌0.5-4  混合氨基酸1-3

硫酸亚铁0.5-3  尿素20-40

硫酸镁0.5-3  磷胺10-30

钼酸铵0.5-3  硫酸钾15-35

硝酸钙0.5-3

（8）、按照第（7）项的颗粒肥料，最佳重量百分比是：

硫酸铜1  骨胶10

硫酸锰1  松香皂2

硫酸锌2  混合氨基酸2

硫酸亚铁1.5  尿素30

硫酸镁1.5  磷胺20

钼酸铵1.5  硫酸钾26

硝酸钙1.5

（9）、一种带微生物可分解的包裹层的颗粒肥料的生产方法，包括将包裹层物质（例如骨胶）加水溶胀，所加的水为预先将被包裹物质（例如微量元素）溶于其中的水溶液或悬浮液，然后加热使包裹层物质溶解，加入分解速率调节剂（例如松香皂）并分散均匀，用蒸发等手段除去水份，使体系呈胶质状，将胶质状物质制成便于干燥的膜状，用烘烤等方式使其干燥，然后冷却、粉碎到所需的粒径，即为颗粒肥料。

（10）、按照第（9）项的方法，将颗粒肥料与下列物质之一或其组合进一步混合：骨粉、硫粉、氮肥、磷肥、钾肥、草灰、混各氨基酸、松香皂。

本发明的构成详细叙述于下。

蛋白质物质是易于被微生物分解的物质，这是人们熟知的常识，蛋白质分解后的氨基酸也是农作物的氮素营养来源，但由于直观上蛋白质物质难以实现包膜而未引起包膜肥料制造者的重视;本发明正是突破了这种直观上的局限性，实现了以蛋白质物质作为各种肥料的包裹层物质生产颗粒肥料。这是继前述专利申请在“世界上首次发现的一种带微生物可分解高分子材料的控制溶出肥料”之后发现的一种更容易实现生产的、能根据植物需要控制肥效释放的微生物可分解缓释肥料，由于可以用水作为溶剂，还避免了同类产品生产过程中的环境污染问题。

本发明利用骨胶或皮胶溶于热水的特性实现各种肥料的包裹，干燥冷却后能够粉碎为任意粒径的颗粒，又利用受潮溶胀后易于被微生物分解的特性使包裹其中的肥料逐步释放肥效，而且在一定条件下可以用常规的涂覆技术制备涂层厚度均匀的包膜肥料，也可以用本发明的简易生产工艺制成厚度不均匀不封闭的包裹肥料。还能利用不同温度下蛋白质物质分解速率不同而满足植物生长旺盛期对肥料的不均匀需求，还可以加入抑制剂和介质，以控制肥料的析出时间。此外，明胶或其下脚料、骨粉、大豆蛋白、谷物蛋白都是易于被微生物分解的物质，都可以用作各种肥料的包裹层或填充介质。

气温高时是作物生长旺盛期，对肥料的需求增大，本发明利用骨胶在土壤中受潮后高温时分解速率快这一特点，满足作物生长旺盛期对肥料的较大需求，这一点是其他颗粒肥料所不及的。本发明的颗粒肥料的肥效释放时间是由其包裹层的分解速率所决定的，而分解速率不仅与颗粒肥料的粒径有关，还可以加入杀虫杀菌剂来控制，本发明加入松香皂控制细菌的繁殖速度，进而控制包裹层的分解速率。

植物生长需要矿物质，人们早已知道植物对氮、磷、钾三大元素需要量很大，通常的包膜肥料就是针对三大肥料的，主要是起到缓释的作用。进一步的分析表明，植物体内尚需极微量的镁、铁、硼、锰、钴、钼、铜、钡、镍、锶、钛、锡等微量元素，一般含量为植物体新鲜重量的十万分之一以下，我们把含微量元素的肥料（如微量元素的水溶盐、玻璃肥料等）叫做微肥，植物缺乏微肥时就会代谢异常，甚至死亡，而大量施用微肥则植物又受不了，玻璃肥料就是为了解决此问题而产生的;本发明的颗粒微肥能起到玻璃肥料的作用且更易实现生产，优于玻璃肥料之处在于能控制肥料的析出时间。

本发明不仅能按已有的包膜技术制备常规肥料的包膜肥料（施放按亩施三大肥料总量不低于40Kg控制），而且能克服通常的包膜技术难以制备包膜微肥的缺陷，制得以满足植物对微量元素需求的树脂微肥，这里的树脂是指本发明的可被微生物分解的高分子包裹层物质。还能制备中量元素（对农作物来说需要量比微量元素多，但比三大元素少的元素，如钙、镁、硫等）的树脂肥。此外氨基酸是蛋白质的分解产物，极易细菌繁殖，又是植株氮素营养的来源，混合氨基酸是制取胱氨酸的下脚料，廉价易得，可以提高树脂肥的分解速率，此外，氨基酸具有能与微量元素产生络合作用的特性，能于微观结构进一步包裹和固定微量元素，适于制造树脂微肥，加入松香皂是为了调节控制分解速率。

本发明的颗粒肥料-树脂肥，被包裹的肥料与包裹层可以不呈封闭式排列，以骨胶等物质实现了对被包裹肥料的包裹后，可以根据需要将该颗粒肥料粉碎为任意粒径，此时包裹层厚度就不象通常的包膜肥料那样是均匀的了，而且被包裹的肥料有一部分裸露在颗粒表面，施放于土壤中会直接被植物吸收，而包裹在骨胶内部的大部分肥料仍旧是在骨胶被土壤中的微生物缓慢分解后逐渐析出被植物吸收，特别在所包裹的为微肥时，应该将颗粒肥料稀释后施放，按每亩施微量元素总量0.5-0.7g控制。本发明往往在已实现包裹的颗粒肥料外再填充大量的介质，介质的加入数量以将原颗粒肥料稀释1至50倍为依据，通常采用的稀释倍数为5至10倍，填充介质的选择根据需要可选易被微生物分解的骨粉、硫粉、混合氨基酸等，并加入松香皂控制分解速率，也可选用常规肥料如氮肥、磷肥、钾肥，也可选择前述专利申请所述的无机或有机粉末，本发明的树脂肥可以和基肥或追肥一道施用，也可以和清水或清粪一道施用，一季作物只施一次就够了，不需花额外的施放人工费用。

涉及本发明的颗粒肥料的具体配比，提供了如前述第（7）项的优选配比范围，该配比中的各种金属盐类是按常规农作物对微量元素的一般需求选择的，依此配比制备的颗粒肥料按亩施0.5-1.5Kg控制，用骨胶包裹微量元素及松香皂，骨胶的量以溶解后够包裹微量元素且易于除去水份来确定，混合氨基酸可以和微量元素一起包裹，也可作为填充介质，其它物质是作为填充介质的常规肥料。

本发明还提供了一个如前述第（8）项的最佳配比，各物质数量的确定不仅要依据前述的选择条件，还考虑到施放时便于计算稀释倍数，按此配比制得的颗粒肥料按亩施1Kg施放。

决定本发明的颗粒肥料在土壤中的分解速率的是颗粒的粒径以及骨胶及松香皂的含量，粒径大的分解的缓慢，粒径小的分解的快，骨胶的含量可以是5～90%，优先配比中提供的8～12%是考虑到便于去除水份造粒。骨胶的含量高，分解则缓慢，骨胶含量低则分解较快，松香皂的含量也可以是0.05～10%，优先配比中提供的是0.2-4%，松香皂的含量高，则分解缓慢，松香皂的含量低则分解较快。此外，植物对从包裹层中析出的肥料的吸收还决定于肥料的溶解性，土壤中的微生物的浓度以及包裹层是否均均、封闭等。

不同的作物生长期长短不同，对微量元素的需求也不同，本发明通过控制颗粒料肥料的粒度、骨胶的含量、松香皂的含量及三者的组合，能够制造出与作物相适应的颗粒肥料品种，即可控制颗粒肥料在土壤中被微生物分解而释放肥效的时间，这个时间可以是几小时至几年，通常是按一季作物的生长期间来确定这一时间的。由此可见，本发明的颗粒肥料不仅能适用于常规农作物，也可适用于蘑菇、黄瓜、草莓、葡萄等娇贵植物，还可适用于花卉、烟草、茶叶、果树等经济作物。

本发明的颗粒肥料的制备方法可以按常规包膜肥料的制备方法制得均匀包裹层的封闭式包裹颗粒肥料，也可以按前述第（9）项或第（10）项的方法制备包裹层不均匀、不封闭的颗粒肥料，具体制备可以先确定颗粒的粒径而改变骨胶和松香皂的含量，也可以象下述方法那样先确定骨胶和松香皂的含量，再制得不同粒径的颗粒肥料。

1、预先制备水溶性松香钠皂，原料配比为：苛性钠∶生松香∶水＝0.8∶1∶4～5。

先将水放入锅中，再加入碱，加热煮沸使碱溶解，再把粉碎的生松香慢慢加入，边煮边搅拌，注意用热水补充以保持原来的水量，使松香全部溶化，变成黑褐色液体，其比重为1.2左右，松香皂含量约14%。

2、按前述第（7）项的优先配比范围确定一个总量为100%的配比，按此配比分别称量各种物质，将各种金属盐预先加入水中（水量按骨胶重量的3-5倍确定），然后将骨胶粉末加入该水溶液中溶胀0.5-2小时，于反应釜中加热至80℃使骨胶溶解，加入松香皂搅拌均匀，加热到100℃，不断搅拌使水份大量蒸发，使体系呈粘稠的胶质状。

3、用刷涂法将胶体刷在干燥板上，于100℃左右烘干，冷却后，将胶片于粉碎机中粉碎为40-100目的颗粒，按比例与预先粉碎为40-100目的混合氨基酸、尿素、磷胺、硫酸钾等粉末混合，在搅拌机中充分搅匀（约0.5小时）。

4、用筛网将混合粉末分为不同粒径的颗粒肥料，检验、包装，即得成品。

本发明的实施例是按前述第（8）项的最佳配比称取总量为100Kg的各种物质。

1、预先制取比重为1.2，松香皂含量为14%的松香钠皂，称取2Kg。

2、准确称量各金属盐，溶于反应釜中的40Kg水中，加入骨胶粉末，溶胀1小时，加热至80℃，搅拌0.5小时使骨胶溶解，边搅拌边加入松香皂，加热到100℃，不断搅拌使水份蒸发，体系呈胶质状时停止搅拌。

3、趁热放出胶状物，涂刷于干燥板上，于100℃烘烤约0.5小时，冷却，将胶片粉碎为40-100目的颗粒，在搅拌机中与远预先粉碎的填充介质混合，搅拌0.5小时。

4、用筛网将混合粉末分为40目、60目、80目、100目的颗粒肥料，检验，按每包250g包装，得到总量为95Kg的成品。

本发明由于所选用的包裹物质廉价易得，生产容易实现，又无环境污染，产品施放简易，生产和施放成本低，与同类已有产品相比，具有显而易见的优越性和突出的经济效益，还有相当可观的发展前景，而且有出口创汇的巨大潜力。

包裹物质以骨胶为例，是利用次等畜骨制得的廉价产品，本身也是作物可利用的营养物质，与已有技术的相应高分子聚合物比较，生产成本低，又能同样起到包裹肥料的作用，且能满足被微生物分解的条件，特别是能实现对微生肥的包裹，在土壤中的分解速率因骨胶的特性而具有随温度增高而加快分解，恰好能满足植株在温度较高时（生长旺盛期）对肥料的更大需求，符合植株的需肥规律，这些是已有技术产品所不及的。相对于玻璃肥料，本发明既能节能降耗，又避免了高温对微量元素的破坏，还能实现对三大肥料的包裹。

由于骨胶溶于热水，干燥冷却后又凝结为固体，因而可以按通常的包膜技术制造包膜肥料，且骨胶凝结为固体后还可以任意粉碎，而一般的包膜高分子聚合物是难以粉碎的，所以不能象本发明的方法那样应用简易的工艺生产带可分解包裹层的颗粒肥料，本发明尤其能实现对微量元素的包裹，而且能任意控制粒径来调节颗粒肥料在土壤中的分解速率，此外，加入细菌抑制剂松香皂，可以在很大的时间范围内控制颗粒肥料的分解速率，从而按植株的需求释放肥效。

将本发明的颗粒肥料（含微量元素）进行田间试验，取得了产值平均比对照区增加15%以上的显著经济效益，同时植物的果实品位也比对照区高。

综上所述，本发明的颗粒肥料开辟了包膜肥料和微肥领域更具生产实用性的途径，由于所选用的包裹物质的特殊性质，实现了对不同作物，不同生长期相应释放肥效的控制，适用于各种常规农作物和经济作物，具有明显的经济效益和广阔的市场，还有着出口创汇的可观前景。

Claims (10)

1、一种带可分解包裹层的颗粒肥料，该包裹层以蛋白质物质为其活性组分。

2、根据权利要求1所述的颗粒肥料，其包裹层的蛋白质物质是至少一种选自下列物质的组分：骨胶、皮胶、明胶、骨粉、大豆蛋白、谷物蛋白。

3、根据权利要求1或2所述的颗粒肥料，其特征在于以松香皂为分解速率调节剂。

4、根据权利要求1或2所述的颗粒肥料，其被包裹物质是至少一种选自下列物质的组分：微量元素、中量元素、氮肥、磷肥、钾肥、混合氨基酸、松香皂。

5、根据权利要求4所述的颗粒肥料，其特征在于被包裹物质与包裹层可以不呈封闭式排列。

6、根据权利要求5所述的颗粒肥料，其特征在于包裹层外还填充有至少一种选自下物质的组分：骨粉、硫粉、氮肥、磷肥、钾肥、草灰、混合氨基酸、松香皂。

7、根据权利要求6所述的颗粒肥料，其优选配比（重量%）为：

硫酸铜0.5-2  骨胶8-12

硫酸锰0.5-2  松香皂0.2-4

硫酸锌0.5-4  混合氨基酸1-3

硫酸亚铁0.5-3  尿素20-40

硫酸镁0.5-3  磷胺10-30

钼酸铵0.5-3  硫酸钾15-35

硝酸钙0.5-3

8、根据权利要求7所述的颗粒肥料，其最佳配比（重量%）为：

硫酸铜1  骨胶10

硫酸锰1  松香皂2

硫酸锌2  混合氨基酸2

硫酸亚铁1.5  尿素30

硫酸镁1.5  磷胺20

钼酸铵1.5  硫酸钾26

硝酸钙1.5

9、一种带可分解包裹层的颗粒肥料的生产方法，包括将包裹层物质加水溶胀;所加的水是以被包裹物质的水溶液或悬浮液，加热使包裹物质溶解，加入杀菌剂并分散，蒸发水份使体系呈胶质状，成膜、干燥、冷却、粉碎。

10、根据权利要求9所述的方法，其粉碎后所获得的颗粒肥料还可混入至少一种选自下列物质的组分：骨粉、硫粉、氮肥、磷肥、钾肥、草灰、混合氨基酸、松香皂。