CN118055912A

CN118055912A - 为了质量和农艺效益而在肥料中掺入海藻酸盐

Info

Publication number: CN118055912A
Application number: CN202280044412.8A
Authority: CN
Inventors: J·L·莱特; A·理查德; M·舒尔茨
Original assignee: Mosaic Co
Current assignee: Mosaic Co
Priority date: 2021-06-23
Filing date: 2022-06-23
Publication date: 2024-05-17
Also published as: AU2022403763A1; AR126218A1; IL309603A; WO2023105293A3; CO2024000540A2; WO2023105293A2; EP4359371A2; CA3224753A1

Abstract

一种肥料产品及其制造方法，其包括基础肥料材料(例如NPK类肥料)，还包括海藻酸盐。海藻酸盐可以与交联剂(例如二价阳离子)交联以产生水凝胶。海藻酸盐可以以保护层、共造粒、嵌入组分或其组合的形式掺入肥料产品中。肥料产品还可以包括疏水组分，例如与海藻酸盐乳化的油或蜡。

Description

为了质量和农艺效益而在肥料中掺入海藻酸盐

相关申请

本申请要求于2021年6月23日提交的美国临时申请号63/214,244的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及肥料材料。更具体地，本发明涉及包含海藻酸盐的肥料材料。

背景技术

肥料为土壤和植物提供重要的大量营养素和微量营养素，促进土壤健康和植物生长。植物从土壤中获取包括氮、磷和钾的主要营养素，因此它们构成了用于补充缺乏这些营养素的土壤的肥料的主要部分。常规上，肥料是以干燥的小颗粒或液体形式施用的，在土壤和植物能够利用营养素之前，这些肥料可能容易流失或降解。肥料也可能受到抑制适当吸收的恶劣环境条件的影响。

海藻酸盐是指常见于褐藻和海藻中的天然阴离子聚合物。来自褐藻的海藻酸盐的一些常用来源包括北方海带(Laminaria hyperborea)、掌状海带(Laminaria digitata)、日本海带(Laminaria japonica)、泡叶藻(Ascophyllum nodosum)和巨藻(Macrocystispyrifer)。海藻酸盐也可以通过细菌生物合成从细菌固氮菌(Azotobacter)和假单胞菌(Pseudomonas)中生产。海藻酸盐存在于海藻的细胞壁中，可能以混合盐的形式存在，主要是钠、钙、镁和钾阳离子以及一些微量的金属抗衡离子。游离酸形式的海藻酸盐、海藻酸和某些二价和多价金属离子的海藻酸盐不溶于水。

海藻酸盐由于其生物相容性和低毒性而被用于制药工业。当将二价阳离子添加到海藻酸盐中时，海藻酸盐的直链会交联在一起形成网络或水凝胶。由于这些特性，海藻酸盐已用于药物递送系统以提供药物化合物的缓慢或延迟释放。海藻酸盐还表现出具有可生物降解的特性和相对无毒的特性。

仍然需要在例如肥料的广阔市场中利用海藻酸盐的有利特性。

发明内容

本发明的实施方式涉及一种包含海藻酸盐的肥料颗粒产品，例如可选复合为水凝胶的海藻酸盐，其可以改善土壤健康、充当其他微量营养素的载体、通过提供疏水性以保护基础肥料材料、为肥料材料提供缓释特性和/或下文描述的其他益处。在一些实例中，可以掺入海藻酸盐作为实质上包封基础肥料材料的保护层的一部分。另外或替代地，海藻酸盐可以与基础肥料材料共造粒以形成同时含有基础肥料材料和海藻酸盐颗粒的肥料颗粒，或者可以在造粒过程中混合到基础肥料材料中。在其他实施方式中，含有分散在具有海藻酸盐外壳的载体(例如水)中的微量营养素的海藻酸盐胶囊是共造粒的基础材料。本公开还描述了制备所公开的肥料颗粒的方法。

在一个实施方式中，肥料产品可以包含基础肥料材料和实质上包封基础肥料材料的保护层。保护层可以包含海藻酸盐和可选的疏水材料。形成包封的肥料产品的方法可以包括用包含交联剂的粉末涂覆颗粒状基础肥料材料，并用包含海藻酸盐和可选的疏水组分的溶液喷涂粉末涂覆的颗粒状基础肥料材料，以形成实质上包封颗粒状基础肥料材料的保护层。

在另一个实施方式中，形成包封的肥料产品的方法可以包括形成包含水溶液和疏水组分的乳液。水溶液可以包含海藻酸盐，而疏水组分可以包含配置为与海藻酸盐交联的交联剂。然后用乳液喷涂或涂覆颗粒状基础肥料材料以形成实质上包封颗粒状基础肥料材料的保护层。然后可以干燥保护层。

在另一个实施方式中，肥料产品可以包括多个颗粒，每个颗粒包含基础肥料材料、包含与交联剂交联的海藻酸盐的水凝胶、以及可选的疏水材料。在实施方式中，水凝胶嵌入基础肥料材料内，例如通过将基础肥料材料和水凝胶共造粒或压实在一起。形成肥料产品的方法可以包括将基础肥料材料与交联剂混合以形成肥料混合物，在肥料混合物的造粒期间用包含海藻酸盐和可选的疏水组分的溶液喷涂肥料混合物以形成颗粒状肥料产品。

在一些实施方式中，交联剂以相对于海藻酸盐至多5:1的重量比添加。在一些实施方式中，交联剂是二价阳离子。二价阳离子可以包括氯化钙、碳酸钙、硫酸钙、氯化镁或其组合。在实施方式中，肥料产品包括含有海藻酸盐和疏水组分的乳液。在实施方式中，海藻酸盐和交联剂形成水凝胶。

在实施方式中，基础肥料材料可以包括氮基肥料、钾基肥料、磷酸盐基肥料或其组合。在实施方式中，疏水组分是蜡或油。在实施方式中，疏水组分以相对于海藻酸盐约1重量百分比(wt.％)至约90重量百分比(wt.％)的量存在。

本发明的以上概述并非旨在描述本发明的每个示例性实施方式或每个实施情形。以下的详细描述更具体地举例说明了这些实施方式。

附图说明

图1是包含用含有海藻酸盐的保护层实质上包封的基础肥料材料的肥料产品的示意性的横截面图。

图2是包含基础肥料材料和海藻酸盐材料的共混混合物的肥料产品的示意性的横截面图。

图3是包含共造粒在一起的基础肥料材料和海藻酸盐材料的肥料产品的示意性的横截面图。

尽管本发明适应各种修改和替代形式，已借助附图中的实施例显示了其具体形式，并将对这些具体形式进行更详细的描述。然而，应当理解，并非意在将本发明限制于所描述的特定实施方式。相反，意图在于涵盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同方式和替代方式。

具体实施方式

本发明的实施方式涉及利用海藻酸盐与肥料来为土壤健康和作物植物提供有益效果。在肥料中使用海藻酸盐可以为土壤和作物植物健康提供生物益处。例如，已经发现海藻除了提供对生物胁迫和非生物胁迫的抵抗力之外，还发现海藻对种子发芽和成活，以及作物性能和生长产量产生积极影响。海藻产品还可以表现出生长刺激活性和生物刺激活性，提供大量和微量元素营养素、氨基酸、维生素、细胞分裂素、生长素和脱落酸样生长物质，这些物质可能影响处理过的植物的细胞代谢、促进生长和提升产量。海藻还可以通过改善持水能力和促进有益土壤微生物的生长来影响土壤的物理、化学和生物特性。褐藻富含聚糖醛酸(polyuronides)，例如海藻酸盐和岩藻聚糖。这些多糖的胶凝能力和螯合能力及其亲水特性使这些化合物在食品加工以及农业和制药行业中发挥着重要作用。海藻提取物在低浓度(稀释为1:1000或更高)时具有生物活性。

一项研究表明主要从褐藻中提取的海藻酸经酶降解产生的海藻酸低聚糖可以显著刺激丛枝菌根(AM)真菌的菌丝生长和延申，并激发对枳实(trifoliate orange)幼苗的感染性。各种海洋褐藻(日本海带Laminaria japonica)的提取物可以用作AM真菌的生长促进剂。在同一项研究中，当在柑橘园中通过喷洒系统施用含有海藻(日本海带)(tangle(L.japonica))提取物的液体肥料时，显示与对照组相比土著AM真菌的根部定殖率提高了27％，孢子数量增加了约21％。研究人员还报告称，红藻和绿藻的有机级分(25％ MeOH洗脱液)显著改善了AM真菌的体外菌丝生长。他们的结果表明，在木瓜(Carica papaya Linn.)和百香果(Passiflora edulis Sims.)根部施用红藻和绿藻的25％ MeOH洗脱液，比对照处理更能改善菌根的发育。结果表明，红藻和绿藻都含有AM刺激化合物，这些化合物在高等植物的菌根发育中发挥作用。

由于其独特的物理特性，某些种类的海藻酸盐可以选择性地用于各种肥料配方中，从而提供特定的益处。例如，海藻酸盐可以用于减缓或延迟肥料中营养素的释放，对土壤健康产生积极影响，对土壤、微生物或作物植物提供生物刺激作用，或改善肥料颗粒的质量。海藻酸盐可以生物降解且相对无毒，使其成为肥料中一种有吸引力的选择。此外，当海藻酸的盐与土壤中的金属离子结合时，海藻酸盐可以通过溶胀而吸收和保持水分，改善土壤的团粒质地和土壤通气性。这可以改善土壤孔隙的毛细管活性，从而刺激植物根系的生长并增强土壤微生物活性。

海藻酸盐可以通过各种交联方法(包括使用例如Ca2+、Mg2+的二价阳离子)生成水凝胶。海藻酸盐与土壤中的金属离子结合的水凝胶可以形成吸收水分、溶胀、保持土壤水分、改善团粒结构的高分子量的复合物。这导致更好的土壤通气和土壤孔隙的毛细管活性，这进而刺激植物根系的生长并增强土壤微生物活性。

海藻酸盐水凝胶的物理特性可能取决于海藻酸盐的来源、交联方法和分子以及凝胶中掺入的其他组分。例如，海藻酸盐包括沿着聚合物主链的(1,4)-连接的β-D-甘露糖醛酸盐(M)和α-L-古罗糖醛酸盐(G)的重复嵌段结构。通常，海藻酸盐将包含连续G残基(GGGGGG)、连续M残基(MMMMM)和交替残基(GMGMGM)的嵌段的组合。海藻酸盐的G和M含量以及嵌段的长度取决于海藻酸盐的来源。在不受科学理论限制的情况下，据信G残基参与是产生水凝胶的交联反应的主要参与者。因此，海藻酸盐的G与M残基的比率、序列、G嵌段的长度以及分子量都可以影响海藻酸盐形成的凝胶的物理特性。通常可以通过增加G嵌段的长度和分子量来增强海藻酸盐凝胶的机械特性。不同的海藻酸盐来源提供具有一系列化学结构的聚合物(例如，由固氮菌(Azotobacter)产生的细菌藻酸盐具有高浓度的G-嵌段，与具有较高M-嵌段含量的海藻酸盐相比，可以产生具有相对较高刚度(stiffness)的水凝胶)。

在一些实施方式中，所得海藻酸盐水凝胶可以用于携带各种分子并将其输送到土壤中，其尺寸范围从微量营养素和小化学药物到大分子蛋白质不等。根据交联剂类型和交联方法的不同，负载的材料可以以受控的方式从海藻酸盐水凝胶中释放出来。水凝胶的物理特性(例如，溶胀性、交联能力)控制凝胶的稳定性和分子(例如，微量营养素)从水凝胶释放到周围土壤中的速度。因此，海藻酸盐水凝胶可以提供微量营养素的缓慢或延迟释放递送机制，否则这些微量营养素(例如硼)将在酸性环境中浸出。公开的海藻酸盐材料还可以对客户作物的土壤健康产生持续的积极影响，超过独立的肥料产品，并由于对土壤微生物和作物植物积极的相互作用，对多种土壤和作物提供生物刺激作用。

现在参考图1，描绘了一个实施方式的肥料产品10的示意性的横截面图，该肥料产品10包含用含有海藻酸盐的保护层14实质上包封(例如，完全包封或几乎包封)的基础肥料材料12。如下文进一步描述的，保护层14可以包含海藻酸盐材料本身或作为水凝胶的海藻酸盐。另外，在一些实施方式中，保护层还可以包含疏水材料，例如蜡或油。

基础肥料材料12可以是任何合适的材料。在一些实施方式中，基础肥料颗粒12可以包含多种合适的NPK肥料中的任何一种，包括例如氮基肥料(例如尿素)、钾基肥料(例如钾碱或氯化钾(MOP))或磷酸盐基肥料(例如MAP、DAP和/或TSP)或其组合。基础肥料材料12还可以可选地含有一种或多种来源的微量营养素和/或次要营养素，或与一种或多种来源的微量营养素和/或次要营养素共造粒，所述一种或多种来源的微量营养素和/或次要营养素包括但不限于包括硼(B)、锌(Zn)、锰(Mn)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)和/或氯(Cl)在内的微量营养素，和/或包括单质形式的硫(S)源、氧化硫酸盐形式的硫(SO₄)、镁(Mg)和/或钙(Ca)在内的次要营养素，或其各种浓度的各种组合中的任一种。

保护层14实质上包封了基础肥料材料12和一种或多种海藻酸盐材料。为了产生保护层14，可以将海藻酸盐聚合物施加并交联在基础肥料材料12上，以建立实质上包封基础颗粒的水凝胶。

交联工序可以多种方式产生，包括通过离子交联或共价交联。在离子交联中，水凝胶可以由与离子交联剂(例如二价阳离子，即Ca2+或Mg2+)组合的海藻酸盐水溶液制备。据信二价阳离子仅与海藻酸盐链的G-嵌段结合，因为古罗糖醛酸盐嵌段的结构允许二价离子的高度配位。然后，一种聚合物的G嵌段与相邻聚合物链的G嵌段形成连接，从而形成凝胶结构。氯化钙(CaCl₂)、硫酸钙(CaSO₄)和碳酸钙(CaCO₃)都是可用于与海藻酸盐形成离子交联的钙源实例。

与海藻酸盐材料形成离子交联的一项挑战是交联和胶凝的速度。由于CaCl₂在水溶液中的溶解度较高，CaCl₂通常会导致快速且难以控制的胶凝。在一些实例中，可以使用含有磷酸盐(例如，六偏磷酸钠)的缓冲液来减慢和控制胶凝，因为缓冲液中的磷酸根基团在与钙离子的反应中会与海藻酸盐的羧基基团竞争，从而减慢胶凝。如果交联和胶凝发生得太快，则可能在将材料施加到基础肥料材料12之前发生胶凝。因此，减慢胶凝速度或在施加之后发生胶凝以确保基础肥料材料12的充分包封可能是有益的。

由于CaSO₄和CaCO₃的溶解度较低，其也可以减慢海藻酸盐水凝胶的胶凝速度并延长其工作时间。例如，海藻酸盐水溶液可以与CaCO₃混合，而后者在中性pH下不溶于水。然后可以将葡萄糖酸-δ-内酯添加到海藻酸盐/CaCO₃混合物中，以便通过降低pH将Ca2+从CaCO₃解离。释放的Ca2+随后以更渐进的方式引发海藻酸盐溶液的胶凝。因此，可以将溶液预混合并喷涂到基础肥料材料12上，随后发生胶凝以提供保护层14。

当使用二价阳离子时，胶凝速度有助于控制凝胶均匀性和强度，较慢的胶凝速度可以产生更均匀的结构，从而改善机械完整性或保护层14。凝胶化温度也可能影响胶凝速度以及水凝胶保护层14的所得机械特性。在较低的施加温度下，离子交联剂(例如Ca2+或Mg2+)的反应性降低，交联速度和由此的凝胶化速度也会变慢。所得交联网络结构也可能具有更高的有序性，从而提高所得保护层14的机械特性。如前所述，离子交联的海藻酸盐水凝胶的机械特性可能根据海藻酸盐的化学结构而变化。因此，可以选择控制胶凝速度并结合所选海藻酸盐的化学结构，以在最终产品中提供所需的物理特性。

离子交联的海藻酸盐水凝胶在生理条件下可能表现出有限的长期稳定性降低，因为这些水凝胶可能由于与单价阳离子的交换反应而将二价离子释放到周围介质中而溶解。这些特征可能是有利的，也可能是不利的，这取决于具体情况(例如，是否需要短期或长期释放包含在水凝胶或基础肥料材料12中的材料)。

在优选水凝胶具有更高的长期稳定性的实例中，可以优选提供共价交联的海藻酸盐水溶液。共价交联已研究用于改善水凝胶的许多应用的物理特性。随着交联的解离和在其他地方重组，施加到离子交联的海藻酸盐水凝胶的应力松弛，水从凝胶中失去，导致塑性变形。虽然共价交联的凝胶中也会发生水迁移，导致应力松弛，但是由于无法解离和重组键，凝胶可以保持弹性变形特性。然而，应加强对交联剂的审查，以确保所得水凝胶保持无毒并符合环境标准。

海藻酸盐的共价交联可以使用合适的交联剂(例如各种分子量的聚(乙二醇)-二胺)进行。研究表明，虽然弹性模量最初随着水凝胶中聚(乙二醇)(PEG)交联密度或重量分数的增加而逐渐增加，但是当交联之间的分子量小于较软的PEG的分子量时，弹性模量会降低。随后证明，通过使用不同种类的交联分子并控制交联密度，可以严格调节海藻酸盐水凝胶的机械特性和溶胀。交联分子的化学性质也可能影响水凝胶的溶胀。引入亲水交联分子作为第二种大分子(例如PEG)可以补偿由交联反应导致的水凝胶亲水特性的损失。

在一个实施方式中，保护层14可以包含与疏水材料组合或没有与疏水材料组合的海藻酸盐。例如，在不存在疏水材料的情况下，可将基础肥料材料12造粒并与干粉交联剂混合。可以将两种组分混合在一起(例如，翻滚)以在颗粒状基础肥料12的外部提供交联剂的粉末涂层。接下来，可以将粉末涂覆的基础肥料材料用包含海藻酸盐(例如，约1重量％至10重量％的海藻酸盐溶液)的水溶液喷涂涂覆。当与粉末状交联剂接触时，海藻酸盐将交联生成水凝胶保护层14。交联剂和海藻酸盐可以以任何合适的比例添加，例如交联剂与海藻酸盐的重量比为至多5:1。在一些这样的实例中，保护层可以主要由水凝胶海藻酸盐制成(例如，由多于50重量百分比(wt.％)构成)。

为了确保最终肥料产品10的合适的水分控制，可以加热水凝胶涂层，使保护层14脱水以去除水分，并在储藏和运输期间提供固体涂层。在一些实例中，可以将涂覆产品加热/脱水至最终水分含量小于5重量％，更具体地小于3重量％。

在其他实例中，可以在保护层14中包含疏水组分，以帮助固化外层、控制水分含量、改变材料的释放曲线等。在这类实例中，上述水溶液可以与约1重量％至约90重量％的油或蜡共混形成乳液。然后在高温下将乳液施加到粉末涂覆的基础肥料12，其中海藻酸盐和交联剂会至少部分反应以形成所公开的海藻酸盐水凝胶。施加温度应保持足够高从而确保任何油或蜡组分保持可喷涂的熔融形式(例如，高于55摄氏度)。一旦充分覆盖，可将产品冷却至室温，使保护层14固化，从而包封基础肥料材料12。可选地，还可以将所得肥料产品10进一步脱水以达到期望的最终水分含量。

在另一个含有疏水材料的实施方式中，交联剂和海藻酸盐可以在单独的相中组合并作为乳液喷涂施加到基础肥料材料上。例如，利用上述比例，可以将海藻酸盐溶解在水溶液中，同时将交联剂(二价阳离子，例如CaCl₂、MgCl₂等)溶解或悬浮在加热的蜡或油中(例如，充分加热至足以产生液体)。然后将海藻酸盐水溶液和含有交联剂的油或蜡的疏水溶液乳化在一起并喷涂施加至基础肥料颗粒。海藻酸盐和交联剂的迁移将使材料发生反应并产生所描述的水凝胶。一旦涂覆，可以冷却颗粒，从而固化保护涂层14。可以根据需要进一步脱水。

在一些实施方式中，保护涂层14还可以包含一种或多种有益的添加剂，例如随时间的推移从水凝胶释放到土壤中的微量营养素。这些添加剂可以与上述水相或疏水相组合。另外或替代地，基础肥料材料12也可以包含添加剂。这类添加剂可以包括但不限于微量营养素和/或次要营养素，例如，所述微量营养素和/或次要营养素包括硼(B)、锌(Zn)、锰(Mn)、钼(Mo)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)和/或氯(Cl)在内的微量营养素，和/或包括另外的单质形式的硫(S)源、氧化硫酸盐形式的硫(SO4)、镁(Mg)和/或钙(Ca)在内的次要营养素，或其各种浓度的各种组合中的任一种。

所公开的海藻酸盐材料和保护涂层14还可以改善产品质量或操作体验。众所周知，肥料产品多尘并且容易降解，特别是在暴露于高温和高湿度的情况下。所公开的掺有海藻酸盐材料的保护层14可以积极改善这些质量度量，因此可以改善客户体验，并且可能还可以扩展到所选的肥料产品在其他情况下无法承受环境条件的市场。

图2是包含基础肥料材料22和海藻酸盐材料24的共混混合物的肥料产品20的示意性的横截面图。这两种组分可以以任何合适的方式组合并压实在一起。在一些实施方式中，交联剂可以首先与基础肥料材料混合(例如，相对于海藻酸盐以至多约5:1的比例)。如果进料没有足够的交联阳离子，则可以将选择的二价阳离子(包括Ca、Mg等)与进料共混，其浓度与海藻酸盐溶液浓度的比例至多5:1。

然后，可以将含有交联剂的肥料材料与含有溶解的海藻酸盐的水性材料(例如，含有1％至10％的海藻酸盐的溶液)共混。一旦将交联剂和海藻酸盐组合和混合，交联剂和海藻酸盐会发生反应从而形成所公开的水凝胶海藻酸盐材料24，其嵌入在基础肥料材料22内。如果需要，这类实施例还可以在共混物中包含所公开的疏水材料。混合后，可以通过常规加工技术输送所得肥料产品20以将产品造粒为多个颗粒。肥料产品20可以与常规的粉尘控制剂(DCA)一起喷涂，例如常规上施加到一些肥料产品的那样，或者可替代地涂覆本文描述的包封保护层14。

在其他实例中，可以在肥料压实之前将干燥形式的基础肥料材料22和海藻酸盐材料34混合在一起。干燥海藻酸盐材料的含量可以是基础肥料22的约1重量％至约10重量％。可以使用常规技术将材料压实在一起。肥料产品20可以与常规DCA一起喷涂，和/或可替代地涂覆本文描述的包封保护层14。

图3是包含共造粒在一起的基础肥料材料32和海藻酸盐材料34的肥料产品30的示意性的横截面图。例如，可以将预先造粒的干燥海藻酸盐材料以基础肥料材料32的约1重量％至约10重量％的量添加到基础肥料材料的肥料压实进料中。可以使用常规技术进行造粒以生产颗粒肥料产品30。肥料产品30可以与常规DCA一起喷涂，和/或可替代地涂覆本文描述的包封保护层14。

在另一个实施方式中，海藻酸盐材料和基础肥料材料可以混合在一起以形成肥料产品。海藻酸盐材料可以是水凝胶球体或胶囊的形式，其含有分散或溶解在载体(例如水)内的微量营养素、次要营养素和/或主要营养素材料。例如，海藻酸盐可以溶解(例如，1重量％至10重量％)在水基载体中。类似地，含有二价阳离子(例如，Ca²⁺、Zn²⁺、Mg²⁺等源)的粉末状微量营养素材料可以溶解(例如，1重量％至10重量％)在相容的水基载体中。然后可以将含有海藻酸盐的水溶液以逐滴的方式添加到含有二价阳离子的溶液中以形成水凝胶。逐滴添加产生多个含有海藻酸盐和包封的微量营养素材料的水凝胶材料微球。可以将水凝胶球从溶液中取出并与基础肥料材料混合。

在一些实施方式中，可以将海藻酸盐材料与基础肥料材料一起挤压以生产肥料材料的颗粒(例如粒料)。例如，海藻酸盐可以溶解(1重量％至10重量％)在水基载体中。交联剂例如二价阳离子可以以一定的相对浓度溶解或悬浮在加热的蜡或油中(例如，充分加热至足以熔化蜡/油组分，即>55摄氏度)，该相对浓度将导致与海藻酸盐的比例为至多约5:1。然后可以将含有海藻酸盐的水溶液乳化成交联剂/乳化剂/蜡组合中的一种或全部。然后可以将熔融乳液与基础肥料材料混合并挤压以形成混合肥料产品。混合物可以通过压铸件挤压成特定的尺寸和形状。挤压工序期间和之后的部分冷却将使熔融颗粒硬化并凝固，从而产生肥料颗粒。

本文已经描述了系统、设备和方法的各种实施方式。这些实施方式仅以示例的方式给出，并不旨在限制所要求保护的发明的范围。此外，应当理解，已经描述的实施方式的各种特征可以以各种方式组合以产生许多另外的实施方式。此外，虽然已经描述了用于所公开的实施方式的各种材料、尺寸、形状、构造和位置等，但是在不超出所要求保护的发明的范围的情况下，也可以使用除了所公开的那些以外的材料、尺寸、形状、配置和位置等。

相关领域的普通技术人员将认识到，本文的主题可以包括比上面描述的任何单独实施方式中所示出的特征更少的特征。本文所描述的实施方式并不意味着是对可以组合本文的主题的各种特征的方式的详尽呈现。因此，实施方式不是特征的互斥组合；相反，如本领域的普通技术人员所理解的，各种实施方式可以包括从不同的单独实施方式中选择的不同的单独特征的组合。此外，除非另有说明，否则关于一个实施方式描述的要素可以在其他实施方式中实现，即使该要素没有在这些实施方式中描述过。

虽然从属权利要求可以在权利要求中引用与一个或多个其他权利要求的特定组合，但是其他实施方式还可以包括从属权利要求与每个其他从属权利要求的主题的组合，或者一个或多个特征与其他从属权利要求或独立权利要求的组合。除非声明并非旨在特定的组合，否则在本文中提出了此类组合。

通过引用并入的上述文献的任何内容均限制为没有并入与本文明确公开的内容相反的主题。通过引用并入的上述文献受到进一步为使得包括在该文献中的权利要求并未通过引用并入本文。除非明确地包括在本文中，否则任何通过引用并入的上述文献仍被更进一步限制，使得在该文献中提供的任何定义不通过引用并入本文。

出于解释权利要求的目的，明确旨在不援引35U.S.C.§112(f)的规定，除非在权利要求中记载了具体术语“用于……的装置”或“用于……的步骤”。

Claims

1.一种肥料产品，其包括：

基础肥料材料；以及

实质上包封了所述基础肥料材料的保护层，所述保护层包含海藻酸盐和可选的疏水材料。

2.一种形成包封肥料产品的方法，其包括：

用包含交联剂的粉末涂覆颗粒状基础肥料材料；以及

用包含海藻酸盐和可选的疏水组分的溶液喷涂经粉末涂覆的颗粒状基础肥料材料，以形成实质上包封所述颗粒状基础肥料材料的保护层。

3.一种形成包封肥料产品的方法，其包括：

形成包含水溶液和疏水组分的乳液，其中所述水溶液包含海藻酸盐，并且其中所述疏水组分包含配置为与所述藻酸盐交联的交联剂；

用所述乳液喷涂颗粒状基础肥料材料以形成实质上包封所述颗粒状基础肥料材料的保护层。

4.如权利要求2或3所述的方法，其进一步包括干燥所述保护层。

5.如前述权利要求中任一项所述的肥料产品或方法，其中，所述保护层通过使所述海藻酸盐与交联剂交联而形成。

6.一种包含多个颗粒的肥料产品：

基础肥料材料；

包含与交联剂交联的海藻酸盐的水凝胶；和

可选的疏水材料。

7.如权利要求6所述的肥料产品，其中，所述多个颗粒中的每个颗粒包括：所述基础肥料材料和嵌入在所述基础肥料材料中的水凝胶。

8.如权利要求6所述的肥料产品，其中，所述多个颗粒中的每个颗粒包括：共造粒在一起的所述基础肥料材料和所述水凝胶。

9.如权利要求6所述的肥料产品，其中，所述多个颗粒中的每个颗粒包括：多个包含所述水凝胶的微球。

10.如权利要求6所述的肥料产品，其中，将所述基础肥料材料和所述水凝胶混合并挤压在一起以形成所述肥料产品。

11.一种形成肥料产品的方法，其包括：

将基础肥料材料与交联剂混合以形成肥料混合物；和

在所述肥料混合物的造粒期间用包含海藻酸盐和可选的疏水组分的溶液喷涂所述肥料混合物以形成颗粒状肥料产品。

12.如权利要求5至11中任一项所述的肥料产品或方法，其中，所述交联剂以相对于所述海藻酸盐至多5:1的重量比添加。

13.如权利要求5至12中任一项所述的肥料产品，其中，所述交联剂是二价阳离子。

14.如权利要求13所述的肥料产品，其中，所述二价阳离子是氯化钙、碳酸钙、硫酸钙、氯化镁或其组合。

15.如前述权利要求中任一项所述的肥料产品或方法，其中，所述肥料产品包括含有所述海藻酸盐和所述疏水组分的乳液。

16.如前述权利要求中任一项所述的肥料产品或方法，其中，所述海藻酸盐和所述交联剂形成水凝胶。

17.如前述权利要求中任一项所述的肥料产品或方法，其中，所述基础肥料材料包括氮基肥料、钾基肥料、磷酸盐基肥料或其组合。

18.如前述权利要求中任一项所述的肥料产品或方法，其中，所述疏水组分是蜡或油。

19.如前述权利要求中任一项所述的肥料产品或方法，其中，所述疏水组分以相对于海藻酸盐约1重量百分比(wt.％)至约90wt.％的量存在。