CN1396143A - 用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层，它是由缓释材料和粘结剂制成的，其中缓释材料的用量为50％－90％，粘结剂的用量为10％－50％；缓释材料是用滑石粉、石膏粉和磷酸一铵粉制成的，其中滑石粉的用量为10％－85％，石膏粉的用量为10％－85％，磷酸一铵粉的用量为1％－20％；粘结剂可以是下列之一①聚乙烯醇缩甲醛水溶液；②用聚乙烯醇、硅酸钾和水制成的水溶液；③用聚乙烯醇、硅酸钠和水制成的水溶液；④SiO₂浓度为15％－20％的硅溶胶；⑤用硅酸钾、磷酸和水制成的水溶液；⑥用硅酸钠、磷酸和水制成的水溶液；本发明所述的包裹型缓释肥料的缓释外包裹层具有原料廉价易得、缓释性能好、生产工艺简单的特点。

Description

用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层

技术领域：本发明涉及一种缓释肥料，特别是指一种用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层。

背景技术：目前，生产和使用缓释肥料已经成为提高肥料利用率、降低肥料的使用成本和提高农作物收获量的一个重要的途径之一，现有的缓释肥料分为化合型、包裹型、包膜型和混合型四大类；其中，包裹型缓释肥料主要在中国得到发展，包裹型缓释肥料相对于其它类型的缓释肥料来说具有成本低、制造工艺较为简单的特点，如专利号为85101008，名称为《包裹肥料及其制造法》的中国发明专利就公开了一种以颗粒状尿素、硝酸铵等为肥料核心，以氮磷泥浆为粘结剂，以钙镁磷肥、沉淀磷肥为缓释材料的包裹型缓释肥料，其虽然具有原料廉价易得、生产工艺简单的优点，但是其缓释性较差，将其浸入水中，其肥料核心中的氮素在1.5-2个小时内即全部溶出；又如专利号为95109720.2，名称为《一种控制释放肥料》的中国发明专利公开了一种用3-5层微溶性二价金属磷酸铵钾盐包裹水溶性肥料核心的包裹型缓释肥料，其具有较好的缓释性能，但是由于其包裹层中的缓释材料成本高、生产工艺复杂，其成本是普通肥料的2倍，所以限制了其在大田作物中的广泛应用。

发明内容：本发明的目的是提供一种原料廉价易得、缓释性能好、生产工艺简单的用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层。

本发明的目的是这样实现的，一种用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层，它是由缓释材料和粘结剂制成的，其中(重量百分数)缓释材料的用量为50％-90％，粘结剂的用量为10％-50％。

上述的缓释材料是用滑石粉、石膏粉和磷酸一铵粉制成的；其中(重量百分数)滑石粉的用量为10％-85％，石膏粉的用量为10％-85％，磷酸一铵粉的用量为1％-20％。

上述的粘结剂可以是下述粘结剂之一(重量百分数)：

①浓度为4％-10％的聚乙烯醇缩甲醛水溶液；

②用醇解度≥97％的聚乙烯醇、模数为1-3的硅酸钾和水制成的水溶液；其中聚乙烯醇的用量为2％-6％，硅酸钾的用量为10％-30％，余量为水。

③用醇解度≥97％的聚乙烯醇、模数为1-3的硅酸钠和水制成的水溶液；其中聚乙烯醇的用量为2％-6％，硅酸钠的用量为10％-30％，余量为水。

④SiO₂浓度为15％-20％的硅溶胶；

⑤用模数为1-3的硅酸钾、磷酸和水制成的水溶液；其中硅酸钾的用量为5％-30％，磷酸的用量为1％-45％，余量为水。

⑥用模数为1-3的硅酸钠、磷酸和水制成的水溶液；其中硅酸钠的用量为5％-30％，磷酸的用量为1％-45％，余量为水。

本发明所述用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层是将粉末状缓释材料用粘结剂均匀地粘附到直径为2-4毫米光滑圆润的颗粒状水溶性普通肥料的外表面之上，再经过烘干后形成的；缓释材料中的滑石粉不溶于水，石膏粉微溶于水，磷酸一铵溶于水，将上述三种成份按不同的比例搭配混合使用，可以获得具有不同渗透性的缓释外包裹层，从而达到获得具有不同缓释性能的包裹型缓释肥料的目的；由于缓释材料中的主要成份为矿石粉，其本身就是土壤成份的一种，而且石膏粉还具有改良盐碱土壤和补充土壤中硫元素的作用，所以缓释材料不会带来污染，而且缓释材料的各组份廉价易得；本发明中的粘结剂均为水溶性粘结剂，没有使用其它化学有机溶剂，所以其在生产过程中不存在有机溶剂挥发造成的环境污染，并且粘结剂中的其它成份在土壤中可以逐渐降解，不会造成残留污染；另外，通过调整本发明所述缓释外包裹层的厚度，也可以实现调整包有本发明所述缓释外包裹层的缓释肥料的缓释性能的目的。综上所述，本发明与现有技术相比具有下述特点：a.成本低；用本发明生产的包裹型缓释肥料的成本，只比普通的同等养分肥料增加20％左右，但由于其肥效利用率提高了50％-100％，因此可以节约1/3～1/2的使用量，再加上可以减少施肥的次数和用工量，所以其整体使用成本比使用普通肥料要低，因此可以被广泛地在大田农作物中使用；b.缓释性能好；经不完全试验表明，采用本发明的缓释肥料其缓释期可达100天以上；c.无污染。

具体实施方式：下面结合实施例对本发明作进一步的描述，一种用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层，它是由缓释材料和粘结剂制成的，其中(重量百分数)缓释材料的用量为50％-90％，粘结剂的用量为10％-50％。

制造上述缓释外包裹层的方法可以是：a.先按比例秤取缓释材料和粘结剂；b.取直径为2-4毫米、表面光滑圆润的颗粒状水溶性普通肥料为核心，将其放入圆盘包裹机中，在转动的情况下，分数次先将粘结剂喷淋到颗粒状水溶性普通肥料之上，使其表面被粘结剂浸润，再加入缓释材料，使缓释材料均匀地粘附到颗粒状水溶性普通肥料的外表面之上，如此重复直至全部的缓释材料和粘结剂用完为止；c.将上步所得的包裹型缓释肥料颗粒在70℃以下的温度下干燥至含水量为4％以下即得含有本发明所述缓释外包裹层的包裹型缓释肥料。

缓释材料是用滑石粉、石膏粉和磷酸一铵粉制成的；其中(重量百分数)滑石粉的用量为10％-85％，石膏粉的用量为10％-85％，磷酸一铵粉的用量为1％-20％。

滑石粉(3MgO·4SiO₂·H₂O)是指MgO＞27％，SiO₂＞55％，细度为过100-200目筛的滑石粉(重量百分数)。

石膏粉(CaSO₄·2H₂O)是指CaSO₄·2H₂O＞75％，细度为过100-200目筛的石膏粉(重量百分数)。

磷酸一铵粉(NH₄H₂PO₄)是指P₂O₅＞50％，N＞10％，细度为过100-200目筛的磷酸一铵粉(重量百分数)。

制造上述缓释材料的方法可以是：a.按比例分别秤取滑石粉、石膏粉和磷酸一铵粉；b.将上步所得的滑石粉、石膏粉和磷酸一铵粉均匀混合后即得本发明所述缓释材料。

粘结剂可以是下述粘结剂之一(重量百分数)：

①浓度为4％-10％的聚乙烯醇缩甲醛水溶液；

②用醇解度≥97％的聚乙烯醇、模数为1-3的硅酸钾和水制成的水溶液；其中聚乙烯醇的用量为2％-6％，硅酸钾的用量为10％-30％，余量为水。

③用醇解度≥97％的聚乙烯醇、模数为1-3的硅酸钠和水制成的水溶液；其中聚乙烯醇的用量为2％-6％，硅酸钠的用量为10％-30％，余量为水。

④SiO₂浓度为15％-20％的硅溶胶；

⑤用模数为1-3的硅酸钾、磷酸和水制成的水溶液；其中硅酸钾的用量为5％-30％，磷酸的用量为1％-45％，余量为水。

⑥用模数为1-3的硅酸钠、磷酸和水制成的水溶液；其中硅酸钠的用量为5％-30％，磷酸的用量为1％-45％，余量为水。

粘结剂②和③可以是用下述方法制成的：a.按比例秤取聚乙烯醇、硅酸钾或硅酸钠和水；b.将水加热到85-95度后，将聚乙烯醇投入到水中，并搅拌使其充分溶解；c.将上步所得溶液降温到40度左右时，向其中加入硅酸钾或硅酸钠，并充分搅拌均匀后所得水溶液即为粘结剂②或粘结剂③。

粘结剂⑤和粘结剂⑥可以是用下述方法制成的：a.按比例秤取硅酸钾或硅酸钠、磷酸和水；b.将硅酸钾或硅酸钠溶于水中，并混合均匀；c.向上步所得溶液中加入磷酸，并混合均匀；d.将上步所得水溶液冷却至50度以下即得粘结剂⑤或粘结剂⑥。表1                                缓释材料实施例实施例      1     2       3      4     5       6     7      8        9       10     11滑石粉      10％  47.5％  85％  75％   37.5％  12％  64％   29.5％   20％    75％   37％石膏粉      80％  40％    14％  10％   47.5％  85％  35％   60％     60％    23％   56％磷酸一铵粉  10％  12.5％  1％   15％   15％    3％   1％    10.5％   20％    2％    7％过筛目数    100   150     200   100    150     200   100    150      200     200    200

按表1所述比例秤取的滑石粉、石膏粉和磷酸一铵粉混合均匀后即得本发明所述缓释材料。

粘结剂①的实施例：a.取浓度为4％的聚乙烯醇缩甲醛水溶液备用；b.取浓度为7％的聚乙烯醇缩甲醛水溶液备用；c.取浓度为10％的聚乙烯醇缩甲醛水溶液备用。表2                       粘结剂②和③的实施例实施例            1               2                3

聚乙烯醇      2％             4％              6％粘结剂②硅酸钾    10％            20％             30％

水            88％            76％             64％

聚乙烯醇      2％             4％              6％粘结剂③硅酸钠    10％            20％             30％

水            88％            76％             64％

按表2所述比例秤取的聚乙烯醇、硅酸钾或硅酸钠和水，按照前述粘结剂②和③的制备方法加工后，既可以得到粘结剂②和③。

粘结剂④的实施例：a.取SiO₂浓度为15％的硅溶胶备用；b.取SiO₂浓度为17.5％的硅溶胶备用；c.取SiO₂浓度为20％的硅溶胶备用。表3                        粘结剂⑤和⑥的实施例实施例               1            2               3

硅酸钾           5％          17.5％          30％粘结剂⑤磷酸         1％          23％            45％

水               94％         59.5％          25％

硅酸钠           5％          17.5％          30％粘结剂⑥磷酸         1％          23％            45％

水               94％         59.5％          25％

按表3所述比例秤取的硅酸钾或硅酸钠、磷酸和水，按照前述粘结剂⑤和⑥的制备方法加工后，既可以得到粘结剂⑤和⑥。

包有本发明所述用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层的缓释肥料实施例如下：

实施例1.取100份颗粒状氮磷钾复混肥做为肥料核心，按缓释材料∶粘结剂＝90％∶10％的比例秤取36份缓释材料和4份粘结剂备用；

将100份颗粒状氮磷钾复混肥全部投入圆盘包裹机中，在转动的情况下，向肥料核心上喷洒粘结剂2份，然后向肥料核心上撒入缓释材料18份，等投入的缓释材料均包裹到肥料核心上之后，再向其喷洒2份粘结剂，然后再向其撒入缓释材料18份，待第二次投入的缓释材料全部包裹到肥料核心上之后，将其取出在70度以下的温度下干燥至含水量达到4％以下既可，所得包裹型缓释肥料颗粒的外包裹层即为本发明所述的用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层。

实施例2.取100份颗粒状氮磷钾复混肥做为肥料核心，按缓释材料∶粘结剂＝70％∶30％的比例秤取28份缓释材料和12份粘结剂备用；

将100份颗粒状氮磷钾复混肥全部投入圆盘包裹机中，在转动的情况下，向肥料核心上喷洒粘结剂6份，然后向肥料核心上撒入缓释材料14份，等投入的缓释材料均包裹到肥料核心上之后，再向其喷洒6份粘结剂，然后再向其撒入缓释材料14份，待第二次投入的缓释材料全部包裹到肥料核心上之后，将其取出在70度以下的温度下干燥至含水量达到4％以下既可，所得包裹型缓释肥料颗粒的外包裹层即为本发明所述的用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层。

实施例3.取100份颗粒状氮磷钾复混肥做为肥料核心，按缓释材料∶粘结剂＝50％∶50％的比例秤取30份缓释材料和30份粘结剂备用；

将100份颗粒状氮磷钾复混肥全部投入圆盘包裹机中，在转动的情况下，向肥料核心上喷洒粘结剂15份，然后向肥料核心上撒入缓释材料15份，等投入的缓释材料均包裹到肥料核心上之后，再向其喷洒15份粘结剂，然后再向其撒入缓释材料15份，待第二次投入的缓释材料全部包裹到肥料核心上之后，将其取出在70度以下的温度下干燥至含水量达到4％以下既可，所得包裹型缓释肥料颗粒的外包裹层即为本发明所述的用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层。

实施例4.取100份颗粒状氮磷钾复混肥做为肥料核心，按缓释材料∶粘结剂＝67.6％∶32.4％的比例秤取25份按表1中缓释材料实施例10所述比例配置的缓释材料和12份粘结剂①备用；

将100份颗粒状氮磷钾复混肥全部投入圆盘包裹机中，在转动的情况下，向肥料核心上喷洒粘结剂6份，然后向肥料核心上撒入缓释材料12.5份，等投入的缓释材料均包裹到肥料核心上之后，再向其喷洒6份粘结剂，然后再向其撒入缓释材料12.5份，待第二次投入的缓释材料全部包裹到肥料核心上之后，将其取出在70度以下的温度下干燥至含水量达到4％以下既可，所得包裹型缓释肥料颗粒的外包裹层即为本发明所述的用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层。

实施例5.取100份颗粒状氮磷钾复混肥做为肥料核心，按缓释材料∶粘结剂＝67.6％∶32.4％的比例秤取25份按表1中缓释材料实施例11所述比例配置的缓释材料和12份粘结剂①备用；

将100份颗粒状氮磷钾复混肥全部投入圆盘包裹机中，在转动的情况下，向肥料核心上喷洒粘结剂6份，然后向肥料核心上撒入缓释材料12.5份，等投入的缓释材料均包裹到肥料核心上之后，再向其喷洒6份粘结剂，然后再向其撒入缓释材料12.5份，待第二次投入的缓释材料全部包裹到肥料核心上之后，将其取出在70度以下的温度下干燥至含水量达到4％以下既可，所得包裹型缓释肥料颗粒的外包裹层即为本发明所述的用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层。

上述肥料核心还可以是任何一种其它的水溶性颗粒状肥料。

下面是用上述实施例4和实施例5所制得的包裹型氮磷钾缓释肥料4#和5#，以及做为肥料核心的颗粒状氮磷钾复混肥F三者之间所作的缓释效果对比试验和肥效对比试验；

缓释效果对比试验：将4#、5#和F三种肥料各秤取5g放置于尼龙网袋之内，于2001年4月17日埋于新疆农业科学院院内的草坪下15cm深的土壤之中，期间浇水4次；于同年4月25日、5月2日、5月16日、6月14日、7月12日、8月10日取出网袋，测定试验样品中的残余含氮量，以计算缓释期；表4               三种肥料样品埋土试验残余含氮量(％)样品名  肥料含氮量(w％)    肥料埋土不同天数后的残余含氮量

                       0      7     14    28    56    84    112天4#      15.4               100    86    66    55    40    30    255#      15.4               100    80    65    45    30    20    10F       20                 100    30    16    10    2

从表4中可以看出，本发明所述用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层具有较好的缓释效果，其中4#样品埋土112天释放出75％的氮素，5#样品埋土84天释放出80％的氮素，而普通肥料样品F埋土14天后就释放出84％的氮素，由此可见，4#样品埋土的氮素释放期可达110天以上，5#样品埋土的氮素释放期可达84天以上。

肥效对比试验：2001年5月至9月在新疆农科院土壤肥料研究所国家灰漠土肥力监测基地网室内进行了微区试验，供试土壤为灰漠土，土壤有机质的含量为12.58g/kg，全氮0.674g/kg，速效氮51.0mg/kg，速效磷18.2mg/kg，速效钾271mg/kg；供试验的植物为黑麦草，品种为维也娜；微区面积2m²，3个微区在试验前各施入N14.6g、P₂O₅12.3g和K₂O3.85g，做为基肥；试验采用随机排列，重复3次。表5             三种肥料样品对植物养分利用率及增产效率的影响样品名  N的利用率(％)  P的利用率(％)  每Kg养分增产干物质公斤数F           22.5         15.0                 7.844#          62.5         26.5                 11.845#          60.0         30.2                 10.99

从表5中可以看出，包有本发明所述的用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层的缓释肥料样品4#和5#与普通颗粒状氮磷钾复混肥F相比，N的利用率由22.5％提高到62.5％和60％，P的利用率由15％提高到26.5％和30.2％，增产效率由7.84提高到11.84和10.99；上述试验结果证明包有本发明所述的用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层的缓释肥料能够有效地提高肥料养分的利用率和起到明显的增产效果。

Claims (6)

1.一种用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层，其特征在于它是由缓释材料和粘结剂制成的，其中(重量百分数)缓释材料的用量为50％-90％，粘结剂的用量为10％-50％。

2.根据权利要求1所述的一种用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层，其特征是所述的缓释材料是用滑石粉、石膏粉和磷酸一铵粉制成的；其中(重量百分数)滑石粉的用量为10％-85％，石膏粉的用量为10％-85％，磷酸一铵粉的用量为1％-20％。

3.根据权利要求2所述的一种用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层，其特征是(重量百分数)所述的滑石粉是指MgO＞27％，SiO₂＞55％，细度为过100-200目筛的滑石粉。

4.根据权利要求2所述的一种用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层，其特征是(重量百分数)所述的石膏粉是指CaSO₄·2H₂O＞75％，细度为过100-200目筛的石膏粉。

5.根据权利要求2所述的一种用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层，其特征是(重量百分数)所述的磷酸一铵粉是指P₂O₅＞50％，N＞10％，细度为过100-200目筛的磷酸一铵粉。

6.根据权利要求1所述的一种用于包裹型缓释肥料的缓释外包裹层，其特征是所述的粘结剂是下述粘结剂之一(重量百分数)：

①浓度为4％-10％的聚乙烯醇缩甲醛水溶液；

②用醇解度≥97％的聚乙烯醇、模数为1-3的硅酸钾和水制成的水溶液；其中聚乙烯醇的用量为2％-6％，硅酸钾的用量为10％-30％，余量为水。

③用醇解度≥97％的聚乙烯醇、模数为1-3的硅酸钠和水制成的水溶液；其中聚乙烯醇的用量为2％-6％，硅酸钠的用量为10％-30％，余量为水。

④SiO₂浓度为15％-20％的硅溶胶；

⑤用模数为1-3的硅酸钾、磷酸和水制成的水溶液；其中硅酸钾的用量为5％-30％，磷酸的用量为1％-45％，余量为水。

⑥用模数为1-3的硅酸钠、磷酸和水制成的水溶液；其中硅酸钠的用量为5％-30％，磷酸的用量为1％-45％，余量为水。