CN116848075A - 尿素硫酸钙包覆的尿素肥料及其共混物 - Google Patents

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Abstract

公开了一种肥料颗粒，其包含含有至少90重量％尿素的核和含有尿素硫酸钙(UCS)加合物的壳，其中壳覆盖核的外表面的至少一部分，以及公开了该肥料颗粒与其它肥料的共混物。还公开了制备和使用该肥料颗粒和共混物的方法。

Description

尿素硫酸钙包覆的尿素肥料及其共混物
相关申请的交叉引用
本申请要求2020年12月23日提交的美国临时专利申请序列第63/129843号的优先权权益，其通过引用整体并入本文。
发明背景
A.发明领域
本发明一般涉及包覆的尿素肥料颗粒。特别地，本发明涉及尿素硫酸钙加合物包覆的尿素肥料颗粒及其共混物。
B.相关技术说明
土壤养分如氮、磷、钾和硫以及次要和微量元素养分如钙、铁、锌、铜和镁都对实现农业的蓬勃发展和植物的生长有益。经过反复的种植周期，土壤中这些养分的量可能会耗尽，从而导致植物生长受阻和产量下降。为抵消这种影响，研制出了肥料来帮助替代耗尽的重要养分，并建立养分的恰当平衡。
含有多种植物养分如氮、磷、钾和硫的肥料已被用于通过单一施用提供多种养分。然而，尿素，一种常用的氮素养分，与其他肥料如磷、钾和硫肥的共混物通常不稳定。随着时间的推移和/或储存，这种共混物会形成湿结块和黏性物质，使它们不太适合用作肥料。此外，尿素可以在土壤中被土壤细菌快速水解。尿素的快速水解会减少植物可利用的氮量，恶化土壤健康，并会产生环境问题，如温室气体排放和地下水污染。
已经尝试制备含有尿素以及尿素和其它植物养分的共混物的相对稳定的肥料组合物。含有无机酸和碱的替代层已被用于包覆和稳定尿素。例如，EP2890662A2公开了含有包覆有一层酸和一层碱的尿素的肥料组合物。然而，为了获得相对高的尿素稳定性，尿素颗粒可能需要多层交替的无机酸和碱的包膜，并且可能由于使用大量的酸和碱而产生其它问题。US4026696A和US4028088A公开了使用高含量的硫酸钙，例如至少10重量％来稳定氮肥。然而，使用如此高含量的硫酸钙可能会限制肥料组合物中其它养分例如氮的量。
发明内容
已经发现了上述问题中的至少一些的解决方案。一方面，解决方案在于提供用尿素硫酸钙(UCS)加合物包覆的尿素颗粒。发现用UCS加合物包覆尿素可以稳定尿素。通过使用UCS包覆的尿素颗粒，实现了植物对氮的有效吸收和相对较低的尿素氮损失。此外，如实施例中以非限制性方式说明的，与含有未包覆的尿素颗粒的肥料共混物相比，含有UCS包覆的尿素颗粒和其它肥料的肥料共混物随着时间推移相对稳定，并且不形成结块或形成较少结块。
本发明的一个方面涉及肥料颗粒。肥料颗粒可以包含核和覆盖核的至少一部分外表面的壳。核可以包含尿素。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含至少90重量％的尿素。壳可以包含尿素硫酸钙(UCS)加合物。UCS加合物可以具有CaSO4.4CO(NH2)2的化学式。在一些方面，基于壳的总重量，壳可以包含20重量％至100重量％，或30重量％至90重量％，或45重量％至80重量％的UCS加合物。
在一些方面，壳可以包含额外的尿素和额外的硫酸钙，其不作为加合物被包含(“游离存在”)。在一些方面，至少95重量％的壳可以由UCS加合物、尿素(例如，游离存在)和硫酸钙(例如，游离存在)组成。在一些方面，基于壳的总重量，壳可以包含i)18重量％至40重量％的氮(N)(例如，来自游离存在和作为加合物的尿素)，ii)2重量％至18重量％的钙(Ca)(例如，来自游离存在和作为加合物存在的硫酸钙)，和iii)1重量％至12重量％的硫(S)(例如，来自游离存在和作为加合物存在的硫酸钙)。在一些方面，壳中氮(N)与钙(Ca)的重量％比可以是15∶1至1∶1，优选5∶1至2∶1。在一些方面，肥料颗粒的总Ca含量可以是2.8重量％或少于2.8重量％。在一些方面，肥料颗粒的总氮(N)含量可以为41重量％或多于41重量％。
核和/或壳还可以独立地包含脲酶抑制剂、硝化抑制剂、一种或多于一种次要养分、一种或多于一种微量元素养分、或一种或多于一种黏合剂、或其任意组合。在一些方面，脲酶抑制剂可以是硫代磷酸三胺衍生物，例如N-(正丁基)硫代磷酸三胺(NBPT)。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含0.01重量％至0.07重量％的脲酶抑制剂，例如NBPT。在一些方面，基于壳的总重量，壳可以包含0.01重量％至0.07重量％的脲酶抑制剂，例如NBPT。在一些方面，硝化抑制剂可以是3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、硫脲(TU)、双氰胺(DCD)、2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶(三氯甲基吡啶)、5-乙氧基-3-三氯甲基-1,2,4-噻二唑(氯唑灵)、2-氨基-4-氯-6-甲基-嘧啶(AM)、2-巯基-苯并噻唑(MBT)或2-磺胺噻唑(ST)、或其任意组合，优选DCD。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含0.01重量％至0.04重量％的硝化抑制剂，例如DCD。在一些方面，基于壳的总重量，壳可以包含0.01重量％至0.04重量％的硝化抑制剂，例如DCD。微量元素养分可以是植物可接受形式的无机或有机金属化合物如硼、铜、铁、氯化物、锰、钼、镍或锌。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含有0.1重量％至1.0重量％的微量元素养分。在一些方面，基于壳的总重量，壳可包含0.1重量％至1.0重量％的微量元素养分。次要养分是可以向植物输送钙、镁和/或硫的物质。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含0.5重量％至2.5重量％的次要养分，例如硫酸钙、石灰、过磷酸钙或其任意组合。在一些方面，除了作为硫酸钙(游离的和作为加合物)存在的钙和硫酸盐之外，壳可以包含基于壳总重量的0.5重量％至2.5重量％的其它次要养分，例如石灰、过磷酸钙或其任意组合。黏合剂可以是阿拉伯胶。在一些方面，基于壳的总重量，壳可以包含0.01重量％至0.1重量％的黏合剂。
在一些方面，肥料颗粒中核和壳的重量比可以是90∶10至99.5∶0.5。在一些方面，核可占肥料颗粒总重量的约90％至99.5％或93％至99％，或96％至98％。在一些方面，壳可占肥料颗粒总重量的约0.5％至10％，或1％至7％，或2％至4％。
在一些方面，肥料颗粒可以包含位于核和至少一部分壳之间的黏合层。黏合层可以包含适用于肥料的黏合剂。在某些方面，黏合剂可以是阿拉伯胶。
核和/或肥料颗粒可以是任何合适的形状。非限制性的形状包括球形、立方形、圆柱形、圆盘形、椭圆形和长方形，尽管也可以制备具有其他形状的核和/或肥料颗粒。在一些方面，核和/或肥料颗粒可以是球形的。在一些方面，核和/或肥料颗粒可以独立地是具有圆形、椭圆形、卵形、三角形、正方形、矩形、五边形或六边形横截面的圆柱体，尽管也可以制备具有其它形状横截面的圆柱体核。在一些方面，肥料颗粒可具有如长度、宽度、高度和/或横截面直径为0.5mm至6mm的尺寸。在一些方面，肥料颗粒可具有平均直径为0.5mm至5mm，优选1mm至4mm的基本球形形状。
在一些方面，壳可以覆盖核外表面的至少10％、20％、30％、40％、或10％至50％。在其他方面，壳可以覆盖核外表面的大部分(例如，大于50％)。在一些方面，壳可以覆盖核外表面的大于50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％或100％。在某些方面，壳可以覆盖核外表面的60％至100％、或80％至100％、或90％至100％。在一些方面，肥料颗粒可以包含在组合物中。该组合物可以包含多个肥料颗粒。
某些方面涉及肥料共混物。该肥料共混物可以包含10重量％至90重量％的第一颗粒肥料组合物和10重量％至90重量％的第二颗粒肥料组合物。第一颗粒肥料组合物可以包含本文所述的肥料颗粒(例如，包含核和壳的肥料颗粒)。在某些方面，第一颗粒肥料组合物可以包含多个本文所述的含有核壳的肥料颗粒。第二颗粒肥料组合物可以不同于第一颗粒肥料组合物。在一些方面，第二颗粒肥料组合物可以包含磷肥和/或钾肥。在一些方面，第二颗粒肥料组合物可以包含磷酸二铵(DAP)、过磷酸钙(SSP)、重过磷酸钙(TSP)或氯化钾(MOP)或其任意组合。在某些方面，第二颗粒肥料组合物可以包含过磷酸钙(SSP)，并且肥料共混物可以包含40重量％至60重量％的第一颗粒肥料组合物和40重量％至60重量％的SSP。在某些方面，第二颗粒肥料组合物可以包含过磷酸钙(SSP)和氯化钾(MOP)，并且肥料共混物可以包含15重量％至40重量％的第一颗粒肥料组合物、45重量％至70重量％的SSP和10重量％至30重量％的MOP。在某些方面，第二颗粒肥料组合物可以包含磷酸二铵(DAP)和氯化钾(MOP)，并且肥料共混物可以包含15重量％至40重量％的第一颗粒肥料组合物、30重量％至50重量％的DAP和20重量％至45重量％的MOP。在某些方面，第二颗粒肥料组合物可以包含重过磷酸钙(TSP)，并且肥料共混物可以包含40重量％至60重量％的第一颗粒肥料组合物和40重量％至60重量％的TSP。
第二颗粒肥料组合物可以含有各种形状和大小的粒子。第二颗粒肥料组合物粒子的非限制性形状包括球形、圆柱形、圆盘形、椭圆形或长方形。第二颗粒肥料组合物粒子的尺寸可以大于、小于和/或等于第一颗粒肥料组合物的核-壳粒子。在一些方面，第二颗粒肥料组合物粒子的最长尺寸可以为0.5mm至8mm。在一些特定方面，第二颗粒肥料粒子可以具有直径为0.5mm至6mm的基本球形形状。
在一些情况下，根据IFDC S-104方案，肥料共混物当储存2周、3周、4周、5周、6周、7周、8周、9周或10周，或3个月、4个月、5个月、6个月、7个月、8个月、9个月、10个月、11个月或12个月时可以是稳定的(例如，水分含量增加不超过10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、110％、120％、130％、140％、150％、160％、170％、180％、190％、200％、250％、300％或多于300％，或保持自由流动，或保持无结块，或保持不黏)。
本发明的一个方面涉及用于制备肥料颗粒，例如本文所述的核壳肥料颗粒的方法。该方法可以包括形成或提供含尿素的核，并用UCS加合物包覆核的外表面以形成肥料颗粒。在某些方面，核可以用含有UCS加合物的粉末材料包覆。粉末材料可以包含平均尺寸为10微米至80微米的粒子，并且还可以包含尿素(例如，游离存在)和硫酸钙(例如，游离存在)。粉末材料可以通过研磨和/或压碎含有UCS加合物的颗粒来形成。在一些方面，核可以形成为小球或核可以通过将含有尿素和任选的脲酶抑制剂、硝化抑制剂、一种或多于一种次要养分和/或一种或多于一种微量元素养分的组合物造粒、压实和/或粒化来形成。
在某些方面，核和UCS加合物，例如含有UCS加合物的粉末材料，可以在水的存在下混合，以在核的至少一部分外表面上形成UCS加合物的包膜，从而形成肥料颗粒。在一些方面，水可以是热水，具有50℃至80℃的温度。在某些方面，包膜可以通过在容器中旋转核和粉末材料来形成。在某些方面，每1000g核和粉末材料的总重量可以加入10ml至50ml的水，例如热水。在一些方面，在加入水之前，核和粉末材料可以预先混合。在某些方面，任选的壳成分，例如脲酶抑制剂、硝化抑制剂、一种或多于一种次要养分、一种或多于一种微量元素养分、或一种或多于一种黏合剂、或其任意组合，可以加入到容器中，并且核上的包膜(例如壳)可以包括任选的壳成分。该容器可以是任何合适的容器，包括但不限于造粒机，例如盘式造粒机，或鼓式造粒机。
在某些方面，核可以与黏合剂接触以形成黏合层，包覆核外表面的至少一部分，以形成黏合剂包覆的核。黏合剂包覆的核可以与UCS加合物，例如含有UCS加合物的粉末材料接触，在黏合剂包覆的核的至少一部分外表面上形成UCS加合物的包膜，从而形成肥料颗粒。在某些方面，核可以与含有黏合剂的黏合剂溶液接触。黏合剂溶液可以是含有黏合剂的水溶液。该水溶液可以包含0.8∶1至1∶0.8的黏合剂与水的重量比。在某些方面，黏合剂可以是阿拉伯胶。在一些方面，核、黏合剂溶液和UCS加合物可以在容器中接触。在某些方面，任选的壳成分，例如脲酶抑制剂、硝化抑制剂、一种或多于一种次要养分、一种或多于一种微量元素养分、或一种或多于一种黏合剂、或其任意组合，可以加入到容器中，并且核例如黏合剂包覆的核上的包膜(例如壳)可以包括任选的壳成分。该容器可以是任何合适的容器，包括但不限于造粒机，例如盘式造粒机，或鼓式造粒机。
本发明的一个方面涉及制备肥料共混物的方法。该方法可以包括形成和/或提供本文所述的第一颗粒肥料组合物，提供本文所述的第二颗粒肥料组合物，并使第一颗粒肥料组合物与第二颗粒肥料组合物以1∶9至9∶1的重量比接触，以形成第一颗粒肥料组合物和第二颗粒肥料组合物的共混物。第一颗粒肥料组合物和第二颗粒肥料组合物可以通过本领域已知的方法共混。
本发明的一个方面涉及施肥方法，该方法包括将本文所述的肥料颗粒和/或肥料共混物施用到土壤、作物或土壤和作物的至少一部分上。还公开了促进植物生长的方法，包括向土壤、植物或土壤和植物施用有效量的包含本发明肥料共混物的组合物。
还公开了本发明的以下方面1至20。
方面1是肥料颗粒，其包含：包含至少90重量％尿素的核；和包含尿素硫酸钙(UCS)加合物的壳，其中壳覆盖核的外表面的至少一部分，并且其中肥料颗粒的钙(Ca)含量为2.8重量％或低于2.8重量％和/或肥料颗粒的氮(N)含量为41重量％或高于41重量％。
方面2是方面1的肥料颗粒，其中基于壳的总重量，壳包含20重量％至100重量％的UCS加合物。
方面3是方面1至2中任一方面的肥料颗粒，其中核还包含脲酶抑制剂、硝化抑制剂、一种或多于一种次要养分、或一种或多于一种微量元素养分、或其任意组合。
方面4是方面1至3中任一方面的肥料颗粒，其中壳还包含尿素和硫酸钙。
方面5是方面1至4中任一方面的肥料颗粒，其中至少95重量％的壳由UCS加合物、尿素和硫酸钙组成。
方面6是方面1至5中任一方面的肥料颗粒，其中壳中N与Ca的重量％比为15∶1至1∶1，优选5∶1至2∶1。
方面7是方面1至6中任一方面的肥料颗粒，其中UCS加合物的化学式为CaSO4.4CO(NH2)2。
方面8是方面1至7中任一方面的肥料颗粒，其中壳还包含脲酶抑制剂、硝化抑制剂、一种或多于一种次要养分、一种或多于一种微量元素养分、或一种或多于一种黏合剂、或其任意组合。
方面9是方面1至8中任一方面的肥料颗粒，其还包含黏合层，其中所述黏合层的至少一部分位于核和壳之间。
方面10是方面1至9中任一方面的肥料颗粒，其中核和壳的重量比为90∶10至99.5∶0.5。
方面11是肥料共混物，其包含：10重量％至90重量％的第一颗粒肥料组合物，所述第一颗粒肥料组合物包含肥料颗粒，所述肥料颗粒包含含尿素的核和含尿素硫酸钙(UCS)加合物的壳，其中壳覆盖核的外表面的至少一部分；和10重量％至90重量％的第二颗粒肥料组合物，其中第一颗粒肥料组合物不同于第二颗粒肥料组合物，其中第二颗粒肥料组合物与第一颗粒肥料组合物共混。
方面12是方面11的肥料共混物，其中第一颗粒肥料组合物包含方面1至10中任一方面的肥料颗粒。
方面13是方面11至12中任一方面的肥料共混物，其中第二颗粒肥料组合物包含磷肥。
方面14是方面11至13中任一方面的肥料共混物，其中第二颗粒肥料组合物包含钾肥。
方面15是方面11至14中任一方面的肥料共混物，其中第二颗粒肥料组合物包含磷酸二铵(DAP)、过磷酸钙(SSP)、重过磷酸钙(TSP)或氯化钾(MOP)或其任意组合。
方面16是方面11至15中任一方面的肥料共混物，其中第二颗粒肥料组合物包含过磷酸钙(SSP)，并且肥料共混物包含40重量％至60重量％的第一肥料组合物，和40重量％至60重量％的SSP。
方面17是方面11至15中任一方面的肥料共混物，其中第二颗粒肥料组合物包含过磷酸钙(SSP)和氯化钾(MOP)，并且肥料共混物包含15重量％至40重量％的第一肥料组合物、45重量％至70重量％的SSP和10重量％至30重量％的MOP。
方面18是方面11至15中任一方面的肥料共混物，其中第二颗粒肥料组合物包含磷酸二铵(DAP)和氯化钾(MOP)，并且肥料共混物包含15重量％至40重量％的第一肥料组合物、30重量％至50重量％的DAP和20重量％至45重量％的MOP。
方面19是方面11至15中任一方面的肥料共混物，其中第二颗粒肥料组合物包含重过磷酸钙(TSP)，并且肥料共混物包含40重量％至60重量％的第一肥料组合物，和40重量％至60重量％的TSP。
方面20是施肥方法，该方法包括将方面1至10中任一方面的肥料颗粒和/或方面11至19中任一方面的肥料共混物施用于土壤、作物或土壤和作物的至少一部分。
在本发明的上下文中，肥料颗粒和/或肥料共混物颗粒也可以称为粒子、颗粒、肥料颗粒、小球或肥料小球。
术语“肥料”的定义是施用于土壤或者植物组织的物质，以提供一种或多于一种的对植物生长重要或有益的植物养分，和/或增加或促进植物生长的刺激剂或增强剂。
术语“颗粒”可以包括固体物质。颗粒可具有各种不同的形状，其非限制性实例包括球形、圆盘形、椭圆形、杆状、长方形或随机形状。
术语“粒子”可以包括最大尺寸小于1毫米的固体物质。
术语“微粒”或“粉末”可以包括多个粒子。
术语“基于水的”被定义为包含水或在干燥前预先包含在水中。
术语“大约”或“近似”被定义为如本领域普通技术人员所理解的接近于。在一个非限制性实施方案中，该术语定义为偏差在10％以内，优选5％以内，更优选1％以内，最优选0.5％以内。
术语“重量％”、“体积％”或“摩尔％”分别指基于包含组分的总重量、材料总体积或总摩尔数的该组分的重量、体积或摩尔百分比。在一个非限制性实例中，100克材料中的10克组分是10重量％的组分。
术语“基本上”被定义为包括偏差在10％以内、5％以内、1％以内或0.5％以内的范围。
当在权利要求和/或说明书中使用时，术语“抑制”或“减少”或“防止”或“避免”包括用以实现期望的结果的任何可测量的减少或完全抑制。
作为本说明书和/或权利要求中所使用的术语，术语“有效的”表示适于实现希望的、期望的或预期的结果。
当与权利要求或说明书中的任何术语“包含”，“包括”，“含有”或“具有”结合使用时，在元素前不使用数字可以表示“一个”，但是它也与“一个或多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的含义一致。
短语“和/或”可以包括“和”或“或”。举例而言，A、B和/或C可以包括：单独的A、单独的B、单独的C、A和B的组合、A和C的组合、B和C的组合或A、B和C的组合。
词语“包含”、“包括”、“具有”或“含有”都是包容性的或开放的并且不排除其他未提及的要素或方法步骤。
根据以下附图、详细说明和实施例，本发明的其他目的、特征和优点将变得显而易见。然而，应当理解的是，附图、详细说明和实施例虽然表明了本发明的具体实施方案，但是仅以说明的方式给出，并不意味着限制。另外，可以预期的是，对于所属领域技术人员来说，从这篇说明书详细描述中得到属于本发明精神和范围内的变化和调整是显而易见的。在其它实施方案中，来自特定实施方案的特征可以与来自其他实施方案的特征组合。例如，来自一个实施方案的特征可以与来自任何其他实施方案的特征组合。在其它实施方案中，可以将附加特征添加到本文描述的特定实施方案中。
附图简要说明
得益于以下详细描述并参考附图，本发明的优点对本领域技术人员将变得明显。尽管本发明容易获得各种各样的修改和替代形式，其具体实施方案通过在附图中以示例的方式示出。附图并非按照比例绘制。
图1：A)根据本发明实施例的肥料颗粒的横截面图。B)根据本发明另一实施例的肥料颗粒的横截面图。
图2：示出了用于生产根据本发明的实施例的肥料颗粒的方法的流程图。
图3：示出了用于生产根据本发明的另一个实施例的肥料颗粒的方法的流程图。
图4：A)、B)、C)和D)示出了示例UCS包覆的尿素颗粒的扫描电子显微镜(SEM)图像。
图5：A)、B)、C)和D)示出了示例UCS包覆的尿素颗粒的扫描电子显微镜(SEM)图像。
图6：图4A至图4D的暗区域(A)、灰区域(B)和亮区域(C)以及图5A至图5D的暗区域(D)、灰区域(E)和亮区域(F)的示例性能量色散X射线光谱(EDX)谱。
图7：在第1天(A)和储存3周后(B)的表1的制剂1。在第1天(C)和储存3周后(D)的表1的制剂4。在第1天(E)和储存3周后(F)的表1的制剂7。
本发明的详细描述
本发明的肥料颗粒可以包含含尿素的核和含尿素硫酸钙(UCS)加合物的壳。本发明的肥料共混物可以包含核-壳肥料颗粒与至少一种其它肥料的共混物。如实施例中以非限制性方式说明的，发现与含有未包覆的尿素颗粒的比较肥料共混物相比，含有UCS包覆的尿素颗粒和其它肥料的肥料共混物随着时间推移相对稳定，并且不形成结块或形成较少结块。
在以下部分中更详细地讨论了本发明的这些和其他非限制性方面。
A.肥料颗粒
肥料颗粒可以包含核和在核上形成包膜的壳。肥料颗粒的90重量％至99.5重量％或90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％和99.5重量％中的至少任何一个、等于任何一个或介于任何两个之间可以由核组成。肥料颗粒的0.5重量％至10重量％或0.5重量％、1重量％、2重量％、3重量％、4重量％、5重量％、6重量％、7重量％、8重量％、9重量％和10重量％中的至少任何一个、等于任何一个或介于任何两个之间可以由壳组成。壳可以覆盖核的外表面的5％至100％，或5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％和100％中的至少任何一个、等于任何一个或介于任何两个之间。在一些方面，在核的外表面上，壳可以具有20微米至60微米的平均厚度。
核可以包含尿素。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含90重量％至100重量％或90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.2重量％、99.4重量％、99.5重量％、99.6重量％、99.8重量％、99.9重量％和100重量％中的至少任何一个、等于任何一个或介于任何两个之间的尿素。在一些方面，肥料颗粒的核中可以包含或不包含除尿素之外的其他肥料物质。如果包含的话，可以基于某些类型的土壤、气候或其他生长条件的特定需求选择其它肥料，以使肥料颗粒在促进植物生长和提高作物产量上的功效最大化。
肥料颗粒的核可以具有期望的物理性质，例如期望水平的耐磨性、颗粒强度、成粒性、吸湿性、颗粒形状和粒度分布，这些是肥料核的重要性质。
壳可以包含UCS加合物。UCS加合物可以具有CaSO4.4CO(NH2)2的化学式。在一些方面，UCS加合物可以使用以下反应由尿素和石膏形成
Ca(H2PO4)2·H2O+4CO(NH2)2→Ca(H2PO4)2·4CO(NH2)2+H2O
在一些方面，基于壳的总重量，壳可以包含20重量％至100重量％或20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.2重量％、99.4重量％、99.5重量％、99.6重量％、99.8重量％、99.9重量％和100重量％中的至少任何一个、等于任何一个或介于任何两个之间的UCS加合物。在一些方面，基于壳的总重量，壳可以包含30重量％至90重量％、40重量％至85重量％、45重量％至80重量％、40重量％至50重量％、45重量％至55重量％、45重量％至50重量％、70重量％至80重量％、75重量％至80重量％的UCS加合物。在一些方面，壳还可以包含尿素(例如，游离存在，不是作为加合物存在)和硫酸钙(例如，游离存在，不是作为加合物存在)。壳中UCS加合物、尿素(例如，游离存在)和硫酸钙(例如，游离存在)的总重量％可以是95重量％至100重量％，或95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％、99.2重量％、99.4重量％、99.5重量％、99.6重量％、99.8重量％、99.9重量％和100重量％中的至少任何一个、等于任何一个或介于任何两个之间。在一些方面，基于壳的总重量，壳可包含i)18重量％至40重量％，或18重量％、20重量％、22重量％、24重量％、26重量％、28重量％、30重量％、32重量％、34重量％、36重量％、38重量％和40重量％中的至少任何一个、等于任何一个或介于任何两个之间的氮(N)(例如，来自尿素，游离存在和作为加合物存在)，ii)2重量％至18重量％，或2重量％、4重量％、6重量％、8重量％、10重量％、12重量％、14重量％、16重量％和18重量％中的至少任何一个、等于任何一个或介于任何两个之间的钙(Ca)(例如，来自硫酸钙，游离存在和作为加合物存在)和iii)1重量％至12重量％,或1重量％、2重量％、4重量％、6重量％、8重量％、10重量％和12重量％中的至少任何一个、等于任何一个或介于任何两个之间的硫(S)(例如，来自硫酸钙，游离存在和作为加合物存在)。在一些方面，壳中氮(N)与钙(Ca)的重量％比可以是15∶1至1∶1，优选5∶1至2∶1，或者15∶1、14∶1、13∶1、12∶1、11∶1、10∶1、9∶1、8∶1、7∶1、6∶1、5∶1、4.5∶1、4∶1、3.5∶1、3∶1、2.5∶1、2∶1和1∶1中的至少任何一个、等于任何一个或介于任何两个之间。
核和/或壳可以任选地独立地包含脲酶抑制剂、硝化抑制剂、一种或多于一种次要养分、一种或多于一种微量元素养分、或一种或多于一种黏合剂、或其任意组合。在一些方面，脲酶抑制剂可以是硫代磷酸三胺衍生物，例如N-(正丁基)硫代磷酸三胺(NBPT)。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含0.01重量％至0.07重量％的脲酶抑制剂，例如NBPT。在一些方面，基于壳的总重量，壳可以包含0.01重量％至0.07重量％的脲酶抑制剂，例如NBPT。在一些方面，硝化抑制剂可以是3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、硫脲(TU)、双氰胺(DCD)、2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶(三氯甲基吡啶)、5-乙氧基-3-三氯甲基-1,2,4-噻二唑(氯唑灵)、2-氨基-4-氯-6-甲基-嘧啶(AM)、2-巯基-苯并噻唑(MBT)或2-磺胺噻唑(ST)、或其任意组合，优选DCD。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含0.01重量％至0.04重量％的硝化抑制剂，例如DCD。在一些方面，基于壳的总重量，壳可以包含0.01重量％至0.04重量％的硝化抑制剂，例如DCD。微量元素养分可以是植物可接受形式的无机或有机金属化合物，如硼、铜、铁、氯化物、锰、钼、镍或锌。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含0.1重量％至1.0重量％的微量元素养分。在一些方面，基于壳的总重量，壳可包含0.1重量％至1.0重量％的微量元素养分。次要养分是可以向植物输送钙、镁和/或硫的物质。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含0.5重量％至2.5重量％的次要养分，例如硫酸钙、石灰、过磷酸钙或其任意组合。在一些方面，除了作为硫酸钙(游离和作为加合物)存在的钙和硫酸盐之外，壳可以包含基于壳总重量的0.5重量％至2.5重量％的其它次要养分，例如石灰、过磷酸钙或其任意组合。
黏合剂可以是阿拉伯胶、黄原胶、瓜尔胶、木质素磺酸钙等。在一些方面，基于壳的总重量，壳可以包含0.001重量％至0.01重量％的黏合剂。在一些情况下，黏合剂可以均匀地包含在含有UCS加合物的包膜中。在一些情况下，黏合剂包含在至少部分位于核和含有UCS加合物的层之间的层中。在一些情况下，包含黏合剂的层可以包含50重量％、60重量％、70重量％、80重量％、90重量％、92重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％或100重量％的黏合剂。在一些情况下，包含黏合剂的层覆盖核表面的50％、60％、70％、80％、90％、92％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％。
肥料颗粒的水分含量可以小于0.6重量％，例如0.4重量％至0.6重量％。
基于肥料颗粒的重量，肥料颗粒的总Ca含量可以为2.8重量％或少于2.8重量％，或2.4重量％或少于2.4重量％，或0.1重量％至2.2重量％，或0.1重量％、0.2重量％、0.4重量％、0.6重量％、0.8重量％、1重量％、1.2重量％、1.4重量％、1.6重量％、1.8重量％、2重量％和2.2重量％中的至多任何一个、等于任何一个或介于任何两个之间。基于肥料颗粒的重量，肥料颗粒的总氮(N)含量可以是41重量％或高于41重量％，或41重量％至46.2重量％，或41重量％、42重量％、43重量％、44重量％、45重量％、46重量％、46.1重量％和46.2重量％中的至少任何一个，等于任何一个，或介于任何两个之间。
在一些特定的方面，核可以组成为或基本上组成为尿素和水分。在一些特定的方面，壳可以组成为或基本上组成为尿素、UCS加合物、钙、硫酸盐和水分。在一些特定的方面，肥料颗粒可以组成为或基本上组成为尿素、UCS加合物、钙、硫酸盐和水分。
核和肥料颗粒独立地可以是任何合适的形状。非限制性形状包括球形、立方形、圆柱形、圆盘形、椭圆形和长方形。在一些方面，核和/或肥料颗粒可以是具有圆形、椭圆形、卵形、三角形、正方形、矩形、五边形或六边形横截面的圆柱体，尽管也可以制备具有其它形状横截面的圆柱体核。在一些方面，肥料颗粒可以具有如长度、宽度、高度和/或横截面直径为0.5mm至6mm，或0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm和6mm中的至少任何一个，等于任何一个，或介于任何两个之间的尺寸。在一些特定方面，肥料颗粒可具有基本上球形的形状，其平均直径为0.5mm至5mm，或1mm至4mm，0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm和5mm中的至少任何一个，等于任何一个，或介于任何两个之间。在一些方面，核可以具有如长度、宽度、高度和/或横截面直径为0.5mm至6mm，或0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm和6mm中的至少任何一个，等于任何一个，或介于任何两个之间的尺寸。在一些特定的方面，核可具有基本上球形的形状，其平均直径为0.5mm至5mm，或1mm至4mm，或0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm和5mm中的至少任何一个，等于任何一个，或介于任何两个之间。
图1A显示了根据本发明一个实施例的肥料颗粒100的横截面，其包含核101和包覆核101外表面的壳102。壳102被表示为覆盖核101的整个外表面，尽管可以容易地制备壳102覆盖核101的外表面的一部分的肥料颗粒。图1B显示了根据本发明的另一个实施例的肥料颗粒200的横截面，其包含核201、包覆核201的外表面的黏合层202和包覆包覆有黏合剂的核(例如，黏合层包覆的核)的外表面的壳203。黏合层202被表示为覆盖核201的整个外表面，尽管可以容易地制备黏合层202覆盖核201的外表面的一部分的肥料颗粒制备。壳203被表示为覆盖了黏合剂包覆的核的整个外表面，尽管可以容易地制备壳203覆盖黏合剂包覆的核的外表面的一部分的肥料颗粒制备。
本文所述的肥料颗粒可以包含在用于施用于土壤的组合物中。
B.肥料共混物
除了肥料颗粒之外，该组合物可以包含其它肥料化合物、微量元素养分、主要养分、额外的尿素、额外的氮素养分、杀虫剂、除草剂或杀真菌剂、或其组合。在一些情况下，肥料颗粒包含在肥料共混物中。本发明的肥料共混物可以包含i)10重量％至90重量％，或者至少、等于或介于以下任意两项之间：10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％和90重量％的第一颗粒肥料组合物，和ii)10重量％至90重量％，或者至少、等于或介于以下任意两项之间：10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％和90重量％的第二颗粒肥料组合物。第一和第二颗粒肥料组合物可各自包含多个粒子，例如，第一肥料组合物可包含多个前述核-壳粒子/颗粒，第二肥料组合物可包含多个第二肥料粒子；该共混物可以包括多个核-壳粒子和第二肥料粒子的混合物。肥料共混物可以是第一颗粒肥料组合物和第二颗粒肥料组合物的均匀或非均匀共混物。
基于第二颗粒肥料组合物的总重量，第二颗粒肥料组合物可以含有50重量％至100重量％，或者至少、等于或介于以下任意两项之间：50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％和100重量％的除尿素之外的其它植物肥料。
其它植物肥料可以包括磷(P)源、除尿素之外的氮(N)源、钾(K)源、氮和磷(NP)源、磷和钾(PK)源、氮、磷和钾(NPK)源、微量元素养分、钙源、硫源或其任意组合。在一些方面，微量元素养分可包括植物可接受形式的无机或有机金属化合物，例如硼、铜、铁、氯化物、锰、钼、镍和/或锌。在一些方面，第二颗粒肥料组合物可包含硫酸铵、磷酸一铵(MAP)、磷酸二铵(DAP)、氯化钾(MOP)、磷酸一钾(MKP)、重过磷酸钙(TSP)、磷矿粉、过磷酸钙(SSP)或其任意组合。
在一些方面，第二颗粒肥料组合物还可以包含尿素。在一些方面，第二颗粒肥料组合物可以包含除尿素之外的两种或多于两种其它植物肥料。在一些特定的方面，第二颗粒肥料组合物可以在单个粒子中包含两种或多于两种其它植物肥料。在一些特定的方面，两种或多于两种其它植物肥料可以作为两种或多于两种类型的粒子包含在第二颗粒肥料组合物中。在某些方面，第二颗粒可以包含磷酸二铵(DAP)、过磷酸钙(SSP)、重过磷酸钙(TSP)或氯化钾(MOP)或其组合。
在一些特定的方面，第二颗粒肥料组合物可包含SSP，并且基于肥料共混物的总重量，肥料共混物可包含i)40重量％至60重量％，或者至少、等于或介于以下任意两项之间：40重量％、45重量％、50重量％、55重量％和60重量％的第一颗粒肥料组合物；和ii)40重量％至60重量％，或者至少、等于或介于以下任意两项之间：40重量％、45重量％、50重量％、55重量％和60重量％的SSP。
在一些特定的方面，第二颗粒肥料组合物可以包含SSP和MOP，基于肥料共混物的总重量，肥料共混物可以包含i)15重量％至40重量％，或者至少、等于或介于以下任意两项之间：15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％和40重量％的第一颗粒肥料组合物；ii)45重量％至70重量％，或者至少、等于或介于以下任意两项之间：45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％和70重量％的SSP和iii)10重量％至30重量％或者至少、等于或介于以下任意两项之间：10重量％、15重量％、20重量％、25重量％和30重量％的MOP。
在一些特定的方面，第二颗粒肥料组合物可以包含DAP和MOP，基于肥料共混物的总重量，肥料共混物可以包含i)15重量％至40重量％，或者至少、等于或介于以下任意两项之间：15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％和40重量％的第一颗粒肥料组合物；ii)30重量％至50重量％，或者至少、等于或介于以下任意两项之间：30重量％、35重量％、40重量％、45重量％和50重量％的DAP和iii)20重量％至45重量％，或者至少、等于或介于以下任意两项之间：20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％和45重量％的MOP。
在一些特定的方面，第二颗粒肥料组合物可包含TSP，并且基于肥料共混物的总重量，肥料共混物可包含i)40重量％至60重量％，或者至少、等于或介于以下任意两项之间：40重量％、45重量％、50重量％、55重量％和60重量％的第一颗粒肥料组合物；和ii)40重量％至60重量％，或者至少、等于或介于以下任意两项之间：40重量％、45重量％、50重量％、55重量％和60重量％的TSP。
本发明的肥料共混物粒子如第一颗粒肥料组合物粒子和/或第二颗粒肥料组合物粒子可具有期望的物理性质，如期望水平的耐磨性、颗粒强度、成粒性、吸湿性、颗粒形状和粒度分布，这些是肥料的重要性质。
本文所述的肥料共混物可以包含在用于施用于土壤的组合物中。除了肥料共混物之外，该组合物可以包括其它肥料化合物、微量元素养分、主要养分、额外的尿素、额外的氮素养分、杀虫剂、除草剂或杀真菌剂、或其组合。
在一些情况下，根据IFDC S-104方案，肥料共混物当储存2周、3周、4周、5周、6周、7周、8周、9周或10周，或3个月、4个月、5个月、6个月、7个月、8个月、9个月、10个月、11个月或12个月时可以是稳定的(例如，水分含量增加不超过10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、110％、120％、130％、140％、150％、160％、170％、180％、190％、200％、250％、300％或多于300％，或保持自由流动，或保持无结块，或保持不黏)。
C.制备肥料颗粒的方法
用于制备肥料颗粒的方法可以包括提供或形成含尿素的核，用UCS加合物接触并包覆核的至少一部分外表面以形成壳和含核壳的肥料颗粒。
图2显示了用于制备根据本发明的实施例的肥料颗粒的方法300的流程图。参考图2，尿素颗粒301可以用含有UCS加合物302的粉末材料包覆，以在核上形成壳和含有核壳的肥料颗粒303。图3显示了用于制备根据本发明的另一个实施例的肥料颗粒的方法400的流程图。参考图3，尿素颗粒401可以用黏合剂402包覆以形成黏合剂包覆的核403，黏合剂包覆的核403可以用含有UCS加合物404的粉末材料包覆以在黏合剂包覆的核上形成壳和含有核壳的肥料颗粒405。
在某些方面，核和UCS加合物可以在水的存在下混合，以在核的至少一部分外表面上形成UCS加合物的包膜，从而形成肥料颗粒。在一些方面，含有UCS加合物的粉末材料可以与核混合。粉末材料可以包含平均尺寸为10微米至80微米的粒子，并且还可以包含尿素(例如，游离存在)和硫酸钙(例如，游离存在)。粉末材料可以通过研磨和/或压碎含有UCS加合物的颗粒来形成。在一些方面，水可以是热水，具有50℃至80℃的温度。在某些方面，包膜可以通过在容器中旋转核和粉末材料来形成。在一些方面，在包覆UCS粉末期间，容器可以以10RPM至12RPM的速度旋转。在某些方面，每1000g核和粉末材料的总重量可加入10ml至50ml，或者至少、等于或介于以下任意两项之间：10ml、15ml、20ml、25ml、35ml、40ml、45ml和50ml的水，例如热水。在一些方面，在加入水之前，核和粉末材料可以预先混合。在某些方面，任选的壳成分，例如脲酶抑制剂、硝化抑制剂、一种或多于一种次要养分、一种或多于一种微量元素养分、或一种或多于一种黏合剂、或其任意组合，可以加入到容器中，并且核上的包膜(例如壳)可以包含任选的壳成分。该容器可以是任何合适的容器，包括但不限于造粒机，例如鼓式造粒机、搅拌机、盘式造粒机或转鼓式造粒机。
在某些方面，核可以与黏合剂接触以形成黏合层，包覆核外表面的至少一部分，以形成黏合剂包覆的核。黏合剂包覆的核可以与UCS加合物，例如含有UCS加合物的粉末材料接触，在黏合剂包覆的核的至少一部分外表面上形成UCS加合物的包膜，从而形成肥料颗粒。在某些方面，黏合剂可以作为黏合剂溶液与核接触。黏合剂溶液可以是含有黏合剂的水溶液。该水溶液可以包含0.8∶1至1∶0.8，或0.8∶1、0.9∶1、1∶1、1∶0.9和1∶0.8中的至少任何一个、等于任何一个，或者介于任何两个之间的黏合剂与水的重量比。在某些方面，黏合剂可以是阿拉伯胶。在一些方面，核、黏合剂溶液和UCS加合物可以在容器中接触。在某些方面，任选的壳成分，例如脲酶抑制剂、硝化抑制剂、一种或多于一种次要养分、一种或多于一种微量元素养分、或一种或多于一种黏合剂、或其任意组合，可以加入到容器中，并且核例如黏合剂包覆的核上的包膜(例如壳)可以包含任选的壳成分。该容器可以是任何合适的容器，包括但不限于造粒机，例如鼓式造粒机、搅拌机、盘式造粒机或转鼓式造粒机。
在一些方面，核可以形成为小球或核可以通过将含有尿素和任选的脲酶抑制剂、硝化抑制剂、一种或多于一种次要养分或一种或多于一种微量元素养分、或其组合的组合物造粒、压实和/或粒化来形成。
D.制备肥料共混物的方法
本发明的肥料共混物可以通过将第一颗粒肥料组合物和第二颗粒肥料组合物以1∶9至9∶1，或1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5、6∶4、7∶3、8∶2和9∶1中的至少任何一个，等于任何一个，或者介于任何两个之间的重量比共混来形成。第一颗粒肥料组合物和第二颗粒肥料组合物可以通过本领域已知的方法共混。例如，第一颗粒肥料组合物和第二颗粒肥料组合物可以通过干混以颗粒形式共混。在一些方面，颗粒形式的第一颗粒肥料组合物可以与颗粒形式的第二颗粒肥料组合物接触并混合，形成肥料共混物。第一颗粒肥料组合物和第二颗粒肥料组合物可以在本领域已知的设备如搅拌机中共混，例如混合。
E.肥料颗粒和/或共混物的使用方法
本发明的肥料颗粒、含有肥料颗粒的组合物和含有肥料颗粒的肥料共混物可用于提高土壤中氮素和和任选的其他植物养分的量的方法以及促进植物生长的方法中。这些方法可以包括向土壤施用有效量的含有本发明肥料颗粒的组合物和/或共混物。该方法可以包括提高作物、树木、观赏植物等的生长和产量，例如棕榈树、椰子、水稻、小麦、玉米、大麦、燕麦和/或大豆。该方法可以包括将本发明的肥料共混物施用于土壤、有机体、液体载体、液体溶剂等中的至少一种。
可受益于本发明肥料的植物的非限制性实例包括藤本植物、乔木、灌木、秸秆植物、蕨类植物等。植物可以包括果园作物、藤本植物、观赏植物、粮食作物、木料和收获性植物。植物可包括裸子植物、被子植物和/或蕨类植物。裸子植物可以包括来自南洋杉科、柏科、松科、罗汉松科、金松科、红豆杉科、苏铁科和银杏科的植物。被子植物可以包括来自槭树科、龙舌兰科、漆树科、番荔枝科、夹竹桃科、冬青科、五加科、棕榈科、独尾草科、菊科、小檗科、桦木科、紫葳科、木棉科、紫草科、橄榄科、黄杨科、白樟科、大麻科、山柑科、忍冬科、番木瓜科、木麻黄科、卫矛科、连香树科、可可李科、金丝桃科、使君子科、山茱萸科、鞣木科、澳楸科、柿树科、胡颓子科、杜鹃花科、大戟科、豆科、壳斗科、茶藨子科、金缕梅科、七叶树科、八角科、胡桃科、樟科、玉蕊科、千屈菜科、木兰科、金虎尾科、锦葵科、野牡丹科、楝科、桑科、辣木科、文定果科、苦橄榄科、杨梅科，紫金牛科，桃金娘科，南青冈科，紫茉莉科，蓝果树科、铁青树科、木犀科、酢浆草科、露兜树科、罂粟科、叶下珠科、海桐科、悬铃木科、禾本科、蓼科、山龙眼科、石榴科、鼠李科、红树科、蔷薇科、茜草科、芸香科、杨柳科、无患子科、皂荚科、苦木科、茄科、省沽油科、梧桐科、旅人蕉科、安息香科、海人树科、山榄科、柽柳科、山茶科、刺萝桐科、瑞香科、椴树科、榆科、马鞭草科和/或葡萄科的植物。
包含本发明肥料颗粒的组合物的有效性可以通过在将肥料组合物施用于土壤后在不同时间测量土壤中的氮和任选的其它养分的量来确定。应当理解，不同的土壤具有不同的特性，这会影响土壤中氮的稳定性。通过在相同条件下在相同土壤中进行并排比较，也可以直接比较肥料组合物与其他肥料组合物(例如，含有未包覆的尿素颗粒而不是UCS包覆的尿素颗粒)的有效性。
实施例
本发明会通过具体的实施例进行更详细地描述。提供实施例仅作说明目的,而不是以任何方式来限制本发明。本领域技术人员会容易地识别出可以修改或改变以产生基本相同结果的各种非关键性参数。
实施例1
含有UCS包覆的尿素的肥料颗粒
UCS包覆的尿素是通过盘式造粒法制备的。将800g尿素颗粒加入盘式造粒机中。将200g含有UCS加合物的粉末材料(10微米至80微米)加入到造粒机中。通过喷雾将20ml至30ml 80℃的水加入造粒机中。旋转造粒机中的尿素和粉末材料，并在水的存在下混合，以形成含有UCS包覆的尿素的肥料颗粒，其中包膜占UCS包覆的尿素总重量的2重量％至4重量％。进行了两个平行实验。在第一个实验中，用于包覆的粉末材料(标记为UCS-27)具有27.6重量％的N、9.13重量％的Ca和6.86重量％的S，并且UCS加合物含量为75.62重量％。在第二个实验中，用于包覆的粉末材料(标记为UCS-33)具有34重量％的N、5.22重量％的Ca和6.08重量％的S，并且UCS加合物含量为48重量％。图4A至图4D显示了实施例1中获得的UCS-27的四个UCS包覆的尿素颗粒，颗粒1至4的扫描电子显微镜(SEM)图像。图5A至图5D显示了颗粒1至4在更高放大倍数下的SEM图像。在图4A至图4D和图5A至图5D中，暗区域由尿素组成(用箭头a标记)，灰区域由尿素硫酸钙加合物组成(用箭头b标记)，白色/亮区域由硫酸钙组成(用箭头c标记)。图6A、图6B和图6C分别示出了如图4A至图4D所示的暗区域(A)、灰区域(B)和亮区域(C)的能量色散X射线光谱(EDX)谱。图6D、图6E和图6F分别示出了如图5A至图5D所示的暗区域(A)、灰区域(B)和亮区域(C)的EDX谱。
实施例2
含有黏合剂和UCS包覆的尿素的肥料颗粒
将尿素颗粒加入到包膜转鼓中。将含有阿拉伯胶的1∶1水溶液喷洒到转鼓中的尿素颗粒上，在尿素颗粒上形成黏合剂包膜，例如阿拉伯胶，从而形成黏合剂包覆的尿素。将含有UCS加合物的粉末材料加入到包膜转鼓中，并与黏合剂包覆的尿素颗粒接触，在颗粒上形成UCS包膜层。改变用于包覆的粉末材料的量，以获得包含基于肥料颗粒重量的2重量％、3重量％和4重量％的包膜的肥料颗粒。
实施例3
包含UCS包覆的尿素和第二肥料组合物的肥料共混物
将从实施例1的实验1和2中获得的UCS包覆的尿素颗粒与其它肥料组合物共混。共混物(制剂6至11)的组成列于表1。使用IFDC方案(IFDC S-104“共混物的化学相容性”)测试共混物的稳定性。为了比较，还制备了含有未包覆的尿素的共混物(制剂1至5，表1)。
简而言之，每种共混物都在200ml玻璃瓶中制备。对于每种共混物，大约三分之二的玻璃瓶被该共混物填充。将新鲜制成的共混物样品盖紧在玻璃瓶中，并放在30℃的烘箱中至少30天。每天检查共混物，并记录所有润湿、结块、崩解或气体逸出的情况。基于以下相容性等级，在储存三周后对共混物进行评级
D＝干燥，自由流动-(相容)通过；
W1＝水分斑块，但可用-(多数情况下相容)通过；
W2＝湿润且略黏，但可能可用-(多数情况下相容)通过；
W3＝湿透并且黏，不适合使用-(多数情况下不相容)失败；
W4＝很湿，不适合使用-(不相容)失败；
H＝硬结块在一起，不适合使用-(不相容)失败。
表1
共混物的相容性等级示于表1。从表1中可以看出，储存3周后，含有UCS包覆的尿素的共混物自由流动，显示出很少或没有结块，而含有未包覆的尿素的共混物形成黏性物质和/或硬结块。图7A和图7B显示了在第1天和储存3周后，含有未包覆的尿素和SSP的制剂1。图7C和图7D显示了在第1天和储存3周后，含有未包覆的尿素和TSP的制剂4。图7E和图7F显示了在储存的第1天和第3周，含有UCS包覆的尿素和SSP的制剂7。从图7A至图7F可以看出，虽然制剂7在储存3周后保持干燥和自由流动，但制剂1和4在储存3周后变成黏性物质。因此，表1和图7A至图7F显示用UCS加合物包覆的尿素稳定了尿素与其它肥料组合物的共混物。

Claims (20)

1.一种肥料颗粒，其包含：
包含至少90重量％尿素的核；和
包含尿素硫酸钙(UCS)加合物的壳，其中壳覆盖核的外表面的至少一部分，并且
其中肥料颗粒的钙(Ca)含量为2.8重量％或低于2.8重量％，和/或肥料颗粒的氮(N)含量为41重量％或多于41重量％。
2.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中基于壳的总重量，壳包含20重量％至100重量％的UCS加合物。
3.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中核还包含脲酶抑制剂、硝化抑制剂、一种或多于一种次要养分、或一种或多于一种微量元素养分、或其任意组合。
4.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中壳还包含尿素和硫酸钙。
5.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中至少95重量％的壳由UCS加合物、尿素和硫酸钙组成。
6.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中壳中N与Ca的重量％比为15∶1至1∶1。
7.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中UCS加合物的化学式为CaSO4.4CO(NH2)2。
8.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中壳还包含脲酶抑制剂、硝化抑制剂、一种或多于一种次要养分、一种或多于一种微量元素养分、或一种或多于一种黏合剂、或其任意组合。
9.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其还包含黏合层，其中黏合层的至少一部分位于核和壳之间。
10.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中核和壳的重量比为90∶10至99.5∶0.5。
11.一种肥料共混物，其包含：
10重量％至90重量％的第一颗粒肥料组合物，所述第一颗粒肥料组合物包含肥料颗粒，所述肥料颗粒包含含有尿素的核和含有尿素硫酸钙(UCS)加合物的壳，其中壳覆盖核的外表面的至少一部分；和
10重量％至90重量％的第二颗粒肥料组合物，其中第一颗粒肥料组合物不同于第二颗粒肥料组合物，
其中第二颗粒肥料组合物与第一颗粒肥料组合物共混。
12.根据权利要求11所述的肥料共混物，其中第一颗粒肥料组合物包含核，所述核包含至少90重量％的尿素，并且其中肥料颗粒的钙(Ca)含量为2.8重量％或低于2.8重量％，和/或肥料颗粒的氮(N)含量为41重量％或高于41重量％。
13.根据权利要求11所述的肥料共混物，其中第二颗粒肥料组合物包含磷肥。
14.根据权利要求11所述的肥料共混物，其中第二颗粒肥料组合物包含钾肥。
15.根据权利要求11所述的肥料共混物，其中第二颗粒肥料组合物包含磷酸二铵(DAP)、过磷酸钙(SSP)、重过磷酸钙(TSP)或氯化钾(MOP)或其任意组合。
16.根据权利要求11所述的肥料共混物，其中第二颗粒肥料组合物包含过磷酸钙(SSP)，并且肥料共混物包含40重量％至60重量％的第一肥料组合物和40重量％至60重量％的SSP。
17.根据权利要求11所述的肥料共混物，其中第二颗粒肥料组合物包含过磷酸钙(SSP)和氯化钾(MOP)，并且肥料共混物包含15重量％至40重量％的第一肥料组合物、45重量％至70重量％的SSP和10重量％至30重量％的MOP。
18.根据权利要求11所述的肥料共混物，其中第二颗粒肥料组合物包含磷酸二铵(DAP)和氯化钾(MOP)，并且肥料共混物包含15重量％至40重量％的第一肥料组合物、30重量％至50重量％的DAP和20重量％至45重量％的MOP。
19.根据权利要求11所述的肥料共混物，其中第二颗粒肥料组合物包含重过磷酸钙(TSP)，并且肥料共混物包含40重量％至60重量％的第一肥料组合物和40重量％至60重量％的TSP。
20.一种施肥方法，所述方法包括将根据权利要求1所述的肥料颗粒施用于土壤、作物或土壤和作物的至少一部分。
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