CN1800118A - 一种包膜控释肥的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种固液反应包膜控释肥生产方法。利用固体粉末和液体粘结剂在尿素或复肥颗粒表面反应成膜，制成包膜控释复肥或包膜控释尿素。该反应在常温常压下进行，无需有机溶剂，不燃不爆，安全无毒；无需密封专用设备，产品无需干燥，可节省设备成本和运行成本。产品控释性能不亚于聚合物包膜控释肥，长效超100天，并可根据需要调节控释时间，肥料利用率可提高30％。国内外复肥厂和尿素厂均可采用该技术。
Description
技术领域
本发明属于肥料制造领域，具体涉及一种包膜控释肥的生产方法。
背景技术
化肥在农业生产中占有重要地位，是农业生产中最大的物质投资，约占其全部生产性支出的50％。然而化肥高投入与低利用率的现状不仅造成了巨大浪费，影响农民收入，而且由此产生的农业面源污染对环境的压力已越来越大。通过增加化肥的技术含量，研制高效、无污染的新型肥料，提高肥料利用率，在保证增产的同时减少肥料损失造成的污染是肥料科技创新的重要任务。
解决问题的方法和对策之一就是要加强肥料的科研和肥效监控。从肥料学的发展趋势看，以控释技术为特征的控释肥已成为今后肥料的发展方向，而控释肥料将是现代农业实现清洁生产的重要保证。
控释肥是一种对养分释放速度进行调节的新型肥料，其养分释放速度可以通过物理、化学以及生物技术手段来调控，实现促释或缓释的双向调节，使肥料中营养元素的供应与作物对养分的需求基本同步，实现动态平衡。这一新肥料的研制和推广应用，对减少养分的流失、提高肥料利用率及农业可持续发展具有重大意义。因而近年来控释技术作为高新技术在肥料领域发展很快。
控释肥按其控制溶解性的方式通常可分为4种类型：1)物理因素控制的水溶性肥料，主要是指包膜型肥料(Coated Fertilizer)，包括包硫尿素、热固型聚合物包膜肥料(如美国的Osmocote)、热塑型聚合物包膜肥料(如日本的Nutricote)、肥料包裹肥料(如中国的Luxecote)；2)微溶于水的合成有机氮化合物，包括尿醛肥料(ureaform，UF)、异丁又二尿(IBDU)等；3)微溶的无机化合物，如金属磷酸铵盐；4)加工过的天然有机肥料，如氨化腐质酸肥料、动(植)物加工过程中的副产品、干燥的活性污泥等(Hauck etal.，1985)。在上述4类控释肥中，包膜型控释肥研究发展最快，是21世纪化肥发展的方向之一。
在包膜控释肥中，以无机包膜材料研制的产品较少，最先的产品是包硫尿素。目前以包硫尿素为主的控释肥在美国有一定的市场需求。1990年美国非农业特种肥料的市场容量为1.61亿美元，其中包硫尿素占26％；在农业特种肥料市场份额中占61％。
我国20世纪70年代初由李庆逵等人研制成功由钙镁磷肥包膜的长效碳铵包膜肥，但未形成规模化生产。许秀成等自1983年以来相继开发了以钙镁磷肥、微溶性二价金属磷酸铵钾盐等为包膜材料的肥料包裹型控释肥并在美国及国内建厂生产，商品名为Luxecote(中国)或Luxacote(美国)，其养分控释性能比聚合物包膜肥料差，但以比普通包膜控释肥较低的价格优势受到欢迎。
在包膜控释肥的应用方面，美国主要用于优质观赏植物，其中高尔夫球场占24％、专业保养草坪占19％、苗圃及温室占15％，仅8％用于高值农作物如草莓、西红柿、坚果、蔬菜、柑桔等；西欧与美国相似；日本1995年包膜肥的70％用于水稻，20％用于西红柿、胡萝卜、莲藕等蔬菜。我国在水稻、小麦、甜菜、棉花和苗木等植物上有一些应用试验报道，由于价格等原因目前仍未大面积推广应用。
控释肥料的生产已有近50年的历史，至20世纪90年代中期，世界缓释/控释肥消费量仅占化肥总消费量的0.15％。控释肥作为一种可以对养分释放速度进行调节、能提高肥效、减少污染的环境友好型肥料，对可持续发展农业的重大意义已引起了世界各国政府和科研部门足够的重视，但生产和推广应用进展缓慢的主要原因在于生产设备要求高，工艺复杂，生产成本高，价格昂贵。
目前主要的非包膜控释肥产品，其工艺过程需要复杂而昂贵的设备，反应条件要求高，因而在生产上受到种种制约，且复杂的工艺过程和部分高价格原料的采用导致其生产成本提高；包膜控释肥中的主流产品——聚合物包膜控释肥因高分子包膜材料价格高，在生产上需特殊昂贵的设备(如封闭式悬浮包膜设备等)，工艺过程复杂，因而生产成本较高。高生产成本使控释肥的销售价格一般是同类普通化肥的2-10倍。昂贵的市场销售价格成为控释肥用于大田作物的主要障碍。
要充分发挥控释肥在农业生产中的作用，包括减少和消除因施肥造成的严重的农业面源污染，就必须在大田范围内广泛使用控释肥，而控释肥要在大田作物上推广必须大幅度降低生产成本，这需要从简化生产工艺、采用廉价但控释性能良好的控释材料等多方面进行研究开发。
我国在包膜控释肥方面的研究起步较晚，目前多数仍停留在研制阶段，包膜控释肥商品性的大规模生产能力尚待形成。作为一个发展中的农业大国，开发新型廉价包膜控释材料和以常规设备、简单工艺生产包膜控释肥，大幅度降低包膜控释肥的生产成本，是实现控释肥走向大田的技术关键。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、成本低廉，控释性良好的生产包膜控释肥产品的方法。
本发明提供了一种包膜控释肥的生产方法，其特征在于，用包膜设备，将肥料颗粒表面包覆包膜材料，包膜层固化，得到包膜控释肥；其中包膜材料采用固体粉末和液体粘结剂。
优选地，所述方法包括步骤：
(1)在转动的包膜设备容器中加入肥料颗粒，淋洒液体粘结剂，肥料颗粒和液体粘结剂在包膜设备容器中转动至肥料颗粒表面形成一层粘结液；
(2)在转动的包膜设备容器中加入固体粉末包膜材料，转动至固体粉末包膜材料包覆于肥料颗粒表面，形成包膜层；
(3)重复步骤(1)、(2)1-5次，至固体粉末包膜材料和液体粘结剂全部包裹于肥料颗粒表面；
(4)包膜层固化，得到包膜控释肥。
本发明所述方法，其中固体粉末包膜材料的用量占包膜控释肥料总质量的9％-70％；液体粘结剂的用量占包膜控释肥料总质量的1％-20％。
本发明所述方法，其中固体粉末包膜材料选自沸石、蒙脱石、海泡石、麦饭石、磷矿粉、钾长石、木质素、滑石粉、粉煤灰、脱硫石膏、石膏、碳酸钙中的一种或多种。
本发明所述方法，其中固体粉末包膜材料的粒径范围为0.4mm-0.01mm，优选地，粒径范围为0.1mm-0.04mm。
本发明所述方法，其中液体粘结剂包膜材料为异氰酸酯，优选多异氰酸酯，更优选芳香族多异氰酸酯。
其中多异氰酸酯单体为：R(NCO)x；其中R为分子量为56-1000的脂肪或芳香或环状碳链；其中脂肪碳链的碳原子个数范围为4-18，芳香碳链的碳原子个数范围为7-15，环状碳链的碳原子个数范围为5-15；其中X为多异氰酸酯单体中含(NCO)的个数，X≥2。
本发明液体粘结剂包膜材料选自4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、液化MDI、多苯基多亚甲基多异氰酸酯PAPI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、甲苯二异氰酸酯TDI、苯二亚甲基二异氰酸酯XDI、2，6-二异氰酸基己酸甲酯LDI、二聚脂肪酸二异氰酸酯DDI、反丁烯二酸二乙酯二异氰酸酯FDI、2，2，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯TMDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、萘-1，5-二异氰酸酯NDI、甲基环己基二异氰酸酯HTDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI、四甲基二亚甲基二异氰酸酯TMXDI中的一种或多种。
各种固体粉末包膜材料和各种液体粘结剂包膜材料之间的用量比没有特殊的要求。
本发明所述方法，其特征在于，所述的包膜设备是指包膜容器可转动的设备：可以是开放式常规造粒设备，包括圆盘造粒机、糖衣机、滚筒造粒机等，也可以是包膜容器可转动的密闭型设备。
本发明所述的生产方法，其中肥料颗粒包括颗粒状化学肥料、颗粒状有机肥料和颗粒状有机无机复肥。优选地，肥料颗粒的颗粒为圆形，其粒径范围为0.5mm-10mm，优选的粒径范围为1mm-6mm。
本发明产品的质量检测：
本发明生产的包膜控释肥产品的控释性能可以通过“水中溶出率法”和“土柱淋溶法”测定。
其中，水中溶出率法的检测方法可参照日本山添文雄等的方法：分别称取待测肥料样品5g于带塞的250ml三角瓶中，加100ml蒸馏水(肥水比为1∶20)，加塞密封于30℃恒温箱中放置，每处理8次重复。分别于24h、7d取出其中4个重复过滤，测定滤液中全氮或全磷或全钾等养分含量(测定的养分依被包膜肥料所含养分定，如包膜尿素测定滤液全氮含量)。
土柱淋溶法的检测方法可采用间歇淋溶法：在事先用200目滤布封底口，并在滤布上垫有少量砂子(25g)的塑料管(直径5cm，高30cm)中模拟耕层按1.3g/cm3容重先装入250g(约10cm高)土壤(风干，过2mm筛)，再在其上按同样紧实度装入与250g土壤混合的土肥混合物(如1g-N/kg土，即250mg-N/管)，土柱上面再以少量砂子(25g)覆盖以防加水时扰乱土层(图2)。以不加肥料的土柱作为对照，每个处理重复四次。第一次先加150ml水使土壤水分接近饱和，再以100ml水一次加入淋溶土柱，收集淋溶液，以刺有小孔的塑料薄膜封闭塑料管上口，室温下培养3d后，用100ml水进行第2次淋溶，以后各次按同样操作进行，即培养3d，淋溶一次，如此进行50-90天。量取各次淋溶液体积，分析全氮或全磷或全钾含量(测定的养分依被包膜肥料所汉养分定，如包膜尿素测定滤液全氮含量)。
本发明产品特性：
肥效：在广东、新疆、上海、河南等地区甘蔗、水稻、棉花、番茄、蔬菜、瓜果和花卉等多种大田作物上的应用试验表明，等重量施肥条件下，产品肥与原料肥成本相当，但肥效不减或有提高，肥料利用率提高30％左右，可实现一次性施肥，且产品质量提高。不亚于美国Osmocote、日本Long等控释肥。
性能：产品肥控释性能好，肥效可超过100天，长效可达到美国Osmocote包膜肥的水平，并可根据需要调节控释时间。
环保：包膜控释材料无毒、无污染，产品的施用能明显提高作物品质(如降低蔬菜硝酸盐含量等)、减少农业面源污染，且具有一定的改土作用。
本发明的优点：
本发明采用廉价的无机矿物为主要包膜材料，通过开放式常规设备和简捷工艺生产包膜控释肥，能大幅度降低包膜控释肥的生产成本，有利于包膜控释肥突破高价壁垒走向大田，且简捷的生产设备和工艺，有利于广大中小型企业投资生产，从而使包膜控释肥在农业的广大范围使用成为可能。本技术发明的推广应用将对减少农业面源污染，提高肥料利用率，提高作物产量和质量发挥积极的作用。
针对当前国际上包膜控释肥包膜材料昂贵、工艺复杂，导致生产成本高，价格贵，推广应用困难等问题，本发明采用廉价的包膜材料，通过开放式常规设备和简捷工艺生产包膜控释肥，能大幅度降低包膜控释肥的生产成本，有利于包膜控释肥突破高价壁垒走向大田，且简单的生产设备和工艺，有利于广大中小型企业投资生产，从而使包膜控释肥在农业的广大范围使用成为可能。本技术发明的推广应用将对减少农业面源污染，提高肥料利用率，提高作物产量和质量发挥积极的作用。
附图说明
图1本发明包膜控释肥生产工艺流程。
图2土柱淋溶法示意图。
图3盆栽氮素淋溶损失曲线。
具体实施方式
实施例1：采用圆盘造粒机生产包膜控释尿素
开动圆盘，在转动的圆盘中加入粒径为2-4mm的圆颗粒尿素100kg，淋洒1.5kg液体黏结剂PM200(青岛万华聚氨酯有限公司产)，使尿素和液体黏结剂在圆盘中转动至尿素表面形成一层粘结液，撒布15kg过100目筛的沸石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一层包膜层；再淋洒1.5kg液体黏结剂PM200(青岛万华聚氨酯有限公司产)以浸润包膜层，撒布15kg过100目筛的沸石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋洒1.5kg液体黏结剂PM200(青岛万华聚氨酯有限公司产)以浸润包膜层，撒布15kg过100目筛的沸石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包装，即制得固液反应包膜控释尿素产品。
实施例2：采用糖衣机生产包膜控释尿素
开动糖衣机，在转动的圆鼓容器中加入粒径为0.8-1.2mm的圆颗粒尿素100kg，淋洒1.5kg液体黏结剂TMDI(青岛万华聚氨酯有限公司产)，使尿素和液体黏结剂在圆鼓容器中转动至尿素表面形成一层粘结液，撒布15kg过100目筛的蒙脱石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一层包膜层；再淋洒1.5kg液体黏结剂TMDI(青岛万华聚氨酯有限公司产)以浸润包膜层，撒布15kg过100目筛的蒙脱石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋洒1.5kg液体黏结剂TMDI(青岛万华聚氨酯有限公司产)，以浸润包膜层，撒布15kg过100目筛的蒙脱石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包装，即制得固液反应包膜控释尿素产品。
实施例3：采用转鼓造粒机生产包膜控释尿素
开动转鼓造粒机，在转动的转鼓中加入粒径为6-8mm的圆颗粒尿素100kg，淋洒1.5kg液体黏结剂HTDI(美国Dow Chemical产)，使尿素和液体黏结剂在圆鼓容器中转动至尿素表面形成一层粘结液，撒布15kg过100目筛的海泡石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一层包膜层；再淋洒1.5kg液体黏结剂HTDI(美国Dow Chemical产)，以浸润包膜层，撒布15kg过100目筛的海泡石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋洒1.5kg液体黏结剂HTDI(美国Dow Chemical产)以浸润包膜层，撒布15kg过100目筛的海泡石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包装，即制得固液反应包膜控释尿素产品。
实施例4：采用圆盘造粒机生产包膜控释复肥
开动圆盘，在转动的圆盘中加入粒径为2-4mm的圆颗粒复肥(氮、磷、钾养分含量为：15-15-15)100kg，淋洒1.5kg液体黏结剂TMXDI(德国Bayer公司产)，使尿素和液体黏结剂在圆盘中转动至尿素表面形成一层粘结液，撒布15kg过100目筛的磷矿粉，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一层包膜层；再淋洒1.5kg液体黏结剂TMXDI(德国Bayer公司产)以浸润包膜层，撒布10kg过100目筛的磷矿粉，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋洒1.5kg液体黏结剂TMXDI(德国Bayer公司产)以浸润包膜层，撒布10kg过100目筛的磷矿粉，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包装，即制得固液反应包膜控释复肥产品。
实施例5：采用糖衣机生产包膜控释复肥
开动糖衣机，在转动的圆鼓容器中加入粒径为2-4mm的圆颗粒复合(氮、磷、钾养分含量为：15-15-15)100kg，淋洒1.5kg液体黏结剂XDI(德国Bayer公司产)，使尿素和液体黏结剂在圆鼓容器中转动至尿素表面形成一层粘结液，撒布15kg过100目筛的钾长石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一层包膜层；再淋洒1.5kg液体黏结剂XDI(德国Bayer公司产)以浸润包膜层，撒布10kg过100目筛的钾长石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋洒1.5kg液体黏结剂XDI(德国Bayer公司产)以浸润包膜层，撒布10kg过100目筛的钾长石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包装，即制得固液反应包膜控释复肥产品。
实施例6：采用转鼓造粒机生产包膜控释复肥
开动转鼓造粒机，在转动的容器中加入粒径为2-4mm的圆颗粒复合(氮、磷、钾养分含量为：15-15-15)100kg，淋洒1.5kg液体黏结剂DDI(德国Bayer公司产)，使尿素和液体黏结剂在容器中转动至尿素表面形成一层粘结液，撒布15kg过100目筛的麦饭石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一层包膜层；再淋洒1.5kg液体黏结剂DDI(德国Bayer公司产)以浸润包膜层，撒布10kg过100目筛的麦饭石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋洒1.5kg液体黏结剂DDI(德国Bayer公司产)以浸润包膜层，撒布10kg过100目筛的麦饭石，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包装，即制得固液反应包膜控释复肥产品。
实施例7：采用混合固体粉末和液体黏结剂为包膜材料生产包膜尿素(以圆盘造粒机生产为例)
开动圆盘，在转动的圆盘中加入粒径为2-4mm的圆颗粒尿素100kg，淋洒1.5kg液体黏结剂TDI(美国Dow Chemical产)，使尿素和液体黏结剂在圆盘中转动至尿素表面形成一层粘结液，撒布15kg过100目筛的沸石和石膏按1∶1混合均匀的混合物，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一层包膜层；再淋洒1.5kg液体黏结剂TDI(美国Dow Chemical产)以浸润包膜层，撒布15kg过100目筛的沸石和石膏按1∶1混合均匀的混合物，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋洒1.5kg液体黏结剂TDI(美国Dow Chemical产)以浸润包膜层，撒布15kg过100目筛的沸石和石膏按1∶1混合均匀的混合物，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包装，即制得固液反应包膜控释尿素产品。
实施例8：采用混合固体粉末和液体黏结剂为包膜材料生产包膜尿素(以圆盘造粒机生产为例)
开动圆盘，在转动的圆盘中加入粒径为2-4mm的圆颗粒尿素100kg，淋洒1.5kg液体黏结剂IPDI(德国Bayer公司产)，使尿素和液体黏结剂在圆盘中转动至尿素表面形成一层粘结液，撒布15kg过100目筛的磷矿粉和木素按1∶1混合均匀的混合物，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一层包膜层；再淋洒1.5kg液体黏结剂IPDI(德国Bayer公司产)以浸润包膜层，撒布15kg过100目筛的磷矿粉和木素按1∶1混合均匀的混合物，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋洒1.5kg液体黏结剂IPDI(德国Bayer公司产)以浸润包膜层，撒布15kg过100目筛的磷矿粉和木素按1∶1混合均匀的混合物，转动至固体粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包装，即制得固液反应包膜控释尿素产品。
肥效实验例1：本发明包膜尿素水稻肥效试验
材料与方法：供试氮肥包括普通尿素(N46％)、本发明包膜尿素PRU(N25.5％)和本发明包膜尿素PYU(N25.5％)；供试土壤为华南农业大学农场水稻土；供试水稻为胜泰1号。盆栽试验设5个处理，4次重复，CK0不施氮肥，CK1、CK2分别施普通尿素2.94g/盆、1.63g/盆，T1、T2分别施包膜尿素PRU和PYU。每盆装风干土5kg，P2O5、K2O施用量分别为120mg/kg、150mg/kg，氮素施用量CK2、T1、T2为150mg/kg，CK1为270mg/kg。2001-04-18移栽水稻苗，7月17日收获。盆栽期间分别于移栽后第3、7、13、19、29、39天拔掉盆底侧小孔塞使漏水，收集渗漏液400ml，测渗漏液全氮。
结果与分析：
盆栽试验氮淋溶损失测定结果(图3)显示：各处理氮素淋溶损失主要集中在前三次，其中两个尿素处理(对照)前三次淋溶氮素损失量分别占淋溶损失总量的74.75％、79.66％。而两个包膜尿素处理氮素淋溶损失在后期低水平条件下相对较多，这是包膜尿素在供肥上持久的表现。
盆栽试验结果(表1)表明，供试两种本发明包膜尿素能明显提高水稻生物量和稻谷产量，其氮素利用率可提高20-39个百分点。
表1盆栽水稻生物量和经济产量(干重)与氮素利用率
| 处理 | 生物量(g/pot) | 稻谷(g/pot) | 氮素利用率(％) |
| CK0(空白对照)CK1(尿素等重对照)CK2(尿素等氮对照)T1(本发明包膜尿素PRU)T2(本发明包膜尿素FSU) | 66.45d88.37ab72.53c89.66a85.45b | 31.08d39.78a34.03c37.70b39.16ab | --30.25d42.81b69.87a62.75a |
表中数据的多重比较采用SSR法，P＝0.05，表中同列数据中，具相同字母数据间无显著差异
肥效实验例2：本发明包膜复肥玉米肥效试验
材料与方法：
供试肥料：无机复肥(15-0-15)，产自深圳；包膜复肥PRF、FSF、PRXF、PRALF是以无机复肥I为核心，用液体黏结剂PM200分别与磷矿粉、沸石、磷矿粉加滑石粉、磷矿粉加木素包膜制得的包膜肥，其中FSF养分含量为10.43-0-10.43，PRXF、PRALF、养分含量均为9.96-0-9.96。包膜复肥Osmocote产自美国，养分含量为15-11-13。
供试作物：玉米，品种为粤龙9号。
供试土壤：采自华南农业大学农场水稻田。
试验方法：试验设8个处理(见表2)，每处理4次重复。每盆装风干土4kg，肥料与土壤混匀后作基肥一次性施入。2001年4月20日播种，每盆播4颗发芽玉米种子，4月25日间苗，每盆留3株玉米苗。6月11日收获，生育期为52天。6月15日分别将各盆土敲碎，混匀取50g土样供分析，余下的倒回原盆。于6月18日播种第二造(不再施肥)，6月24日间苗，每盆留3株，8月12日收获，生育期为55天。
两造收获后均称鲜重及干重，并测植株N吸收量。
表2包膜复合肥玉米盆栽试验方案
| 处理号 | 肥料种类 | 肥料(克/盆) | 过磷酸钙(克/盆) | 施肥量(mg/kg)(N-P2O5-K2O) |
| CK0CK1CK2CK3T1T2T3T4 | --无机复肥(等重)无机复肥(等NPK)OsmocoteFSFPRFPRXFPRALF | --6.044.004.005.756.046.046.04 | 3.73.73.7--3.73.73.73.7 | 0-110-0226.5-110-226.5150-110-150150-110-130150-110-150150-110-150150-110-150150-110-150 |
注：除Osmocote外，供试肥料为N、K二元复肥，故施过磷酸钙以补充磷。
结果与分析：
包膜复肥玉米盆栽试验生物量及氮素利用率结果见表3。从表中可以看出，六种包膜复肥处理的玉米生物量在第一第二造中均较等养分普通复肥处理的CK2有显著的增产，两造累积生物量增产达11.75-23.67％。在本次试验中固-液反应型包膜复肥PRXF、PRF表现了较好的肥效，累积生物量比聚合物包膜复肥Osmocote处理的CK3分别增产8.46％、4.25％。六种包膜复肥处理的玉米生物量均未能达到等重普通无机复肥处理(CK1)的增产效果。CK1在施肥量上比各包膜肥处理提高了51％，产量略高是在肥料的低利用率和高损失率下获得的，这无论从经济角度还是环保方面都不合算。各包膜肥处理的生物量较CK1低4.35％-14.04％，若增施10％-5％，有可能在比CK1较低的养分施入量条件下获得获得增产，且同时保持较高的肥料利用率。
五种包膜复肥均能显著提高当造玉米的氮素利用率，比等养分的普通复肥当造氮肥利用率提高了13-23个百分点。
表3包膜复肥盆栽玉米生物量(干重)及氮肥利用率
| 处理 | 生物量(g/pot) | 第一造氮肥利用率(％) | ||||
| 第一造 | 第二造 | 累积 | 累积增产(％) | |||
| 较CK2 | 较CK3 | |||||
| CK0CK1无机复肥I(等重)CK2无机复肥I(等NPK)CK3 OsmocoteT1 FSFT2 PRFT3 PRXFT4 PRALF | 23.31f51.78a40.40e44.96d46.44c47.42c49.53b44.51d | 2.10e7.61a5.65d7.55a6.14c7.32a7.42a6.95b | 25.4158.3946.0552.5152.5854.7456.9551.46 | --26.80--14.0314.1818.8723.6711.75 | --11.20----0.134.258.460.80 | --29.20e36.63d49.37c53.97b54.02b58.01a49.88c |
注：表中数据用SAS软件进行分析，多重比较采用Duncan法。同列数据中具有相同字母的数据无显著性差异(ρ＝0.05)。
肥效实验例3：本发明包膜尿素玉米(大田)肥效试验
材料与方法：
供试肥料：普通尿素，含氮量46％；本发明包膜尿素PRCU、ZECU，含氮量为30％；包膜复肥Osmocote产自美国，养分含量为15-11-13。
供试作物：水稻品种为胜泰1号；玉米品种为粤农9号；
供试土壤：试验于华南农业大学农场玉米-水稻轮作田进行，土壤有机质33.80g/kg，全氮1.60g/kg，有效氮、磷、钾分别为78.60mg/kg，43.88mg/kg和112.05mg/kg。
试验方法：设5个施肥处理：对照，以120kg-P2O5/hm2、150kg-K2O/hm2施肥水平施用过磷酸钙、和氯化钾；以225kg-N/hm2施肥水平施用Osmocote，以225kg-N/hm2施肥水平施用PRCU、ZECU和普通尿素，并以与对照相同的施肥水平补充磷(过磷酸钙)、钾(氯化钾)肥。玉米出苗后在距玉米10cm处开10cm深的穴，供试肥料和补充的磷钾肥均按株施在穴内。试验小区面积30m×12m，玉米行距60cm，株距30cm，排水沟宽50cm，4次重复，共20个小区。玉米2001年4月17日播种，6月26日收获，生育期70d。
结果与分析
表4的结果表明，3种控释肥处理较尿素处理玉米籽粒都有显著的增产作用，增产幅度在8.01％-15.72％之间，生物学产量增产幅度较小，仅0.92％-9.76％之间。施用两种本发明的包膜尿素无论是玉米籽粒产量还是生物量均达到或超过聚合物包膜复肥Osmocote，从统计结果看，施用本发明两种包膜尿素的玉米籽粒产量和生物量与施用聚合物包膜复肥Osmocote没有显著差异。
表4不同施肥处理的玉米产量
| 处理 | 籽粒产量(kg/hm2) | 生物产量(kg/hm2) | 较对照增产(％) | 较尿素增产(％) | 籽粒/秸秆 | ||
| 籽粒 | 生物产量 | 籽粒 | 生物产量 | ||||
| 对照尿素OsmocotePRCUZECU | 2819±127c3982±215b4510±222a4301±113a4608±174a | 7970±331c11265±229b11369±326ab11729±311ab12365±121a | 41.2659.9952.5763.46 | 41.3442.6547.1655.14 | 13.268.0115.72 | 0.924.129.76 | 0.550.550.660.580.59 |
注：表中数据用SAS软件进行分析，多重比较采用Duncan法。同列数据中具有相同字母的数据无显著性差异(ρ＝0.05)。
Claims (12)
1、一种包膜控释肥的生产方法，其特征在于，用包膜设备，将肥料颗粒表面包覆包膜材料，包膜层固化，得到包膜控释肥；其中包膜材料采用固体粉末和液体粘结剂。
2、根据权利要求1所述的方法，包括步骤：
(1)在转动的包膜设备容器中加入肥料颗粒，淋洒液体粘结剂，肥料颗粒和液体粘结剂在包膜设备容器中转动至肥料颗粒表面形成一层粘结液；
(2)在转动的包膜设备容器中加入固体粉末包膜材料，转动至固体粉末包膜材料包覆于肥料颗粒表面，形成包膜层；
(3)重复步骤(1)、(2)1-5次，至固体粉末包膜材料和液体粘结剂全部包裹于肥料颗粒表面；
(4)包膜层固化，得到包膜控释肥。
3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的固体粉末包膜材料的用量占包膜控释肥料总质量的9％-70％；液体粘结剂的用量占包膜控释肥料总质量的1％-20％。
4、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的固体粉末包膜材料选自沸石、蒙脱石、海泡石、麦饭石、磷矿粉、钾长石、木质素、滑石粉、粉煤灰、脱硫石膏、石膏、碳酸钙中的一种或多种。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的固体粉末包膜材料的粒径范围为0.4mm-0.01mm。
6、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的液体粘结剂包膜材料为异氰酸酯。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的液体粘结剂包膜材料为多异氰酸酯。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的液体粘结剂多异氰酸酯单体为：R(NCO)x；其中R为分子量为56-1000的脂肪或芳香或环状碳链；其中脂肪碳链的碳原子个数范围为4-18，芳香碳链的碳原子个数范围为7-15，环状碳链的碳原子个数范围为5-15；其中X为多异氰酸酯单体中含(NCO)的个数，X≥2。
9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的液体粘结剂包膜材料选自4，4′-二苯基甲烷二异氰酸酯MDI、液化MDI、多苯基多亚甲基多异氰酸酯PAPI、六亚甲基二异氰酸酯HDI、甲苯二异氰酸酯TDI、苯二亚甲基二异氰酸酯XDI、2，6-二异氰酸基己酸甲酯LDI、二聚脂肪酸二异氰酸酯DDI、反丁烯二酸二乙酯二异氰酸酯FDI、2，2，4-三甲基六亚甲基二异氰酸酯TMDI、异佛尔酮二异氰酸酯IPDI、萘-1，5-二异氰酸酯NDI、甲基环己基二异氰酸酯HTDI、二环己基甲烷二异氰酸酯HMDI、四甲基二亚甲基二异氰酸酯TMXDI中的一种或多种。
10、根据权利要求1或2所述的方法，其中包膜设备是开放式造粒设备或包膜容器可转动的密闭型设备。
11、根据权利要求1或2所述的方法，其中肥料颗粒选自颗粒状化学肥料、颗粒状有机肥料、颗粒状有机无机复肥中的一种或多种。
12、根据权利要求11所述的方法，其中肥料颗粒的颗粒为圆形，其粒径范围为0.5mm-10mm。
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