專利名稱：一種包膜控釋肥的生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于肥料制造領(lǐng)域，具體涉及一種包膜控釋肥的生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最大的物質(zhì)投資，約占其全部生產(chǎn)性支出的50％。然而化肥高投入與低利用率的現(xiàn)狀不僅造成了巨大浪費(fèi)，影響農(nóng)民收入，而且由此產(chǎn)生的農(nóng)業(yè)面源污染對(duì)環(huán)境的壓力已越來(lái)越大。通過(guò)增加化肥的技術(shù)含量，研制高效、無(wú)污染的新型肥料，提高肥料利用率，在保證增產(chǎn)的同時(shí)減少肥料損失造成的污染是肥料科技創(chuàng)新的重要任務(wù)。
解決問(wèn)題的方法和對(duì)策之一就是要加強(qiáng)肥料的科研和肥效監(jiān)控。從肥料學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)看，以控釋技術(shù)為特征的控釋肥已成為今后肥料的發(fā)展方向，而控釋肥料將是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的重要保證。
控釋肥是一種對(duì)養(yǎng)分釋放速度進(jìn)行調(diào)節(jié)的新型肥料，其養(yǎng)分釋放速度可以通過(guò)物理、化學(xué)以及生物技術(shù)手段來(lái)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)促釋或緩釋的雙向調(diào)節(jié)，使肥料中營(yíng)養(yǎng)元素的供應(yīng)與作物對(duì)養(yǎng)分的需求基本同步，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。這一新肥料的研制和推廣應(yīng)用，對(duì)減少養(yǎng)分的流失、提高肥料利用率及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有重大意義。因而近年來(lái)控釋技術(shù)作為高新技術(shù)在肥料領(lǐng)域發(fā)展很快。
控釋肥按其控制溶解性的方式通?？煞譃?種類型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、熱固型聚合物包膜肥料(如美國(guó)的Osmocote)、熱塑型聚合物包膜肥料(如日本的Nutricote)、肥料包裹肥料(如中國(guó)的Luxecote)；2)微溶于水的合成有機(jī)氮化合物，包括尿醛肥料(ureaform，UF)、異丁又二尿(IBDU)等；3)微溶的無(wú)機(jī)化合物，如金屬磷酸銨鹽；4)加工過(guò)的天然有機(jī)肥料，如氨化腐質(zhì)酸肥料、動(dòng)(植)物加工過(guò)程中的副產(chǎn)品、干燥的活性污泥等(Hauck etal.，1985)。在上述4類控釋肥中，包膜型控釋肥研究發(fā)展最快，是21世紀(jì)化肥發(fā)展的方向之一。
在包膜控釋肥中，以無(wú)機(jī)包膜材料研制的產(chǎn)品較少，最先的產(chǎn)品是包硫尿素。目前以包硫尿素為主的控釋肥在美國(guó)有一定的市場(chǎng)需求。1990年美國(guó)非農(nóng)業(yè)特種肥料的市場(chǎng)容量為1.61億美元，其中包硫尿素占26％；在農(nóng)業(yè)特種肥料市場(chǎng)份額中占61％。
我國(guó)20世紀(jì)70年代初由李慶逵等人研制成功由鈣鎂磷肥包膜的長(zhǎng)效碳銨包膜肥，但未形成規(guī)?；a(chǎn)。許秀成等自1983年以來(lái)相繼開發(fā)了以鈣鎂磷肥、微溶性二價(jià)金屬磷酸銨鉀鹽等為包膜材料的肥料包裹型控釋肥并在美國(guó)及國(guó)內(nèi)建廠生產(chǎn)，商品名為L(zhǎng)uxecote(中國(guó))或Luxacote(美國(guó))，其養(yǎng)分控釋性能比聚合物包膜肥料差，但以比普通包膜控釋肥較低的價(jià)格優(yōu)勢(shì)受到歡迎。
在包膜控釋肥的應(yīng)用方面，美國(guó)主要用于優(yōu)質(zhì)觀賞植物，其中高爾夫球場(chǎng)占24％、專業(yè)保養(yǎng)草坪占19％、苗圃及溫室占15％，僅8％用于高值農(nóng)作物如草莓、西紅柿、堅(jiān)果、蔬菜、柑桔等；西歐與美國(guó)相似；日本1995年包膜肥的70％用于水稻，20％用于西紅柿、胡蘿卜、蓮藕等蔬菜。我國(guó)在水稻、小麥、甜菜、棉花和苗木等植物上有一些應(yīng)用試驗(yàn)報(bào)道，由于價(jià)格等原因目前仍未大面積推廣應(yīng)用。
控釋肥料的生產(chǎn)已有近50年的歷史，至20世紀(jì)90年代中期，世界緩釋/控釋肥消費(fèi)量?jī)H占化肥總消費(fèi)量的0.15％?？蒯尫首鳛橐环N可以對(duì)養(yǎng)分釋放速度進(jìn)行調(diào)節(jié)、能提高肥效、減少污染的環(huán)境友好型肥料，對(duì)可持續(xù)發(fā)展農(nóng)業(yè)的重大意義已引起了世界各國(guó)政府和科研部門足夠的重視，但生產(chǎn)和推廣應(yīng)用進(jìn)展緩慢的主要原因在于生產(chǎn)設(shè)備要求高，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高，價(jià)格昂貴。
目前主要的非包膜控釋肥產(chǎn)品，其工藝過(guò)程需要復(fù)雜而昂貴的設(shè)備，反應(yīng)條件要求高，因而在生產(chǎn)上受到種種制約，且復(fù)雜的工藝過(guò)程和部分高價(jià)格原料的采用導(dǎo)致其生產(chǎn)成本提高；包膜控釋肥中的主流產(chǎn)品——聚合物包膜控釋肥因高分子包膜材料價(jià)格高，在生產(chǎn)上需特殊昂貴的設(shè)備(如封閉式懸浮包膜設(shè)備等)，工藝過(guò)程復(fù)雜，因而生產(chǎn)成本較高。高生產(chǎn)成本使控釋肥的銷售價(jià)格一般是同類普通化肥的2-10倍。昂貴的市場(chǎng)銷售價(jià)格成為控釋肥用于大田作物的主要障礙。
要充分發(fā)揮控釋肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用，包括減少和消除因施肥造成的嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源污染，就必須在大田范圍內(nèi)廣泛使用控釋肥，而控釋肥要在大田作物上推廣必須大幅度降低生產(chǎn)成本，這需要從簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝、采用廉價(jià)但控釋性能良好的控釋材料等多方面進(jìn)行研究開發(fā)。
我國(guó)在包膜控釋肥方面的研究起步較晚，目前多數(shù)仍停留在研制階段，包膜控釋肥商品性的大規(guī)模生產(chǎn)能力尚待形成。作為一個(gè)發(fā)展中的農(nóng)業(yè)大國(guó)，開發(fā)新型廉價(jià)包膜控釋材料和以常規(guī)設(shè)備、簡(jiǎn)單工藝生產(chǎn)包膜控釋肥，大幅度降低包膜控釋肥的生產(chǎn)成本，是實(shí)現(xiàn)控釋肥走向大田的技術(shù)關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、成本低廉，控釋性良好的生產(chǎn)包膜控釋肥產(chǎn)品的方法。
本發(fā)明提供了一種包膜控釋肥的生產(chǎn)方法，其特征在于，用包膜設(shè)備，將肥料顆粒表面包覆包膜材料，包膜層固化，得到包膜控釋肥；其中包膜材料采用固體粉末和液體粘結(jié)劑。
優(yōu)選地，所述方法包括步驟(1)在轉(zhuǎn)動(dòng)的包膜設(shè)備容器中加入肥料顆粒，淋灑液體粘結(jié)劑，肥料顆粒和液體粘結(jié)劑在包膜設(shè)備容器中轉(zhuǎn)動(dòng)至肥料顆粒表面形成一層粘結(jié)液；
(2)在轉(zhuǎn)動(dòng)的包膜設(shè)備容器中加入固體粉末包膜材料，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于肥料顆粒表面，形成包膜層；(3)重復(fù)步驟(1)、(2)1-5次，至固體粉末包膜材料和液體粘結(jié)劑全部包裹于肥料顆粒表面；(4)包膜層固化，得到包膜控釋肥。
本發(fā)明所述方法，其中固體粉末包膜材料的用量占包膜控釋肥料總質(zhì)量的9％-70％；液體粘結(jié)劑的用量占包膜控釋肥料總質(zhì)量的1％-20％。
本發(fā)明所述方法，其中固體粉末包膜材料選自沸石、蒙脫石、海泡石、麥飯石、磷礦粉、鉀長(zhǎng)石、木質(zhì)素、滑石粉、粉煤灰、脫硫石膏、石膏、碳酸鈣中的一種或多種。
本發(fā)明所述方法，其中固體粉末包膜材料的粒徑范圍為0.4mm-0.01mm，優(yōu)選地，粒徑范圍為0.1mm-0.04mm。
本發(fā)明所述方法，其中液體粘結(jié)劑包膜材料為異氰酸酯，優(yōu)選多異氰酸酯，更優(yōu)選芳香族多異氰酸酯。
其中多異氰酸酯單體為R(NCO)x；其中R為分子量為56-1000的脂肪或芳香或環(huán)狀碳鏈；其中脂肪碳鏈的碳原子個(gè)數(shù)范圍為4-18，芳香碳鏈的碳原子個(gè)數(shù)范圍為7-15，環(huán)狀碳鏈的碳原子個(gè)數(shù)范圍為5-15；其中X為多異氰酸酯單體中含(NCO)的個(gè)數(shù)，X≥2。
本發(fā)明液體粘結(jié)劑包膜材料選自4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯MDI、液化MDI、多苯基多亞甲基多異氰酸酯PAPI、六亞甲基二異氰酸酯HDI、甲苯二異氰酸酯TDI、苯二亞甲基二異氰酸酯XDI、2，6-二異氰酸基己酸甲酯LDI、二聚脂肪酸二異氰酸酯DDI、反丁烯二酸二乙酯二異氰酸酯FDI、2，2，4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯TMDI、異佛爾酮二異氰酸酯IPDI、萘-1，5-二異氰酸酯NDI、甲基環(huán)己基二異氰酸酯HTDI、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯HMDI、四甲基二亞甲基二異氰酸酯TMXDI中的一種或多種。
各種固體粉末包膜材料和各種液體粘結(jié)劑包膜材料之間的用量比沒有特殊的要求。
本發(fā)明所述方法，其特征在于，所述的包膜設(shè)備是指包膜容器可轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)備可以是開放式常規(guī)造粒設(shè)備，包括圓盤造粒機(jī)、糖衣機(jī)、滾筒造粒機(jī)等，也可以是包膜容器可轉(zhuǎn)動(dòng)的密閉型設(shè)備。
本發(fā)明所述的生產(chǎn)方法，其中肥料顆粒包括顆粒狀化學(xué)肥料、顆粒狀有機(jī)肥料和顆粒狀有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)肥。優(yōu)選地，肥料顆粒的顆粒為圓形，其粒徑范圍為0.5mm-10mm，優(yōu)選的粒徑范圍為1mm-6mm。
本發(fā)明產(chǎn)品的質(zhì)量檢測(cè)本發(fā)明生產(chǎn)的包膜控釋肥產(chǎn)品的控釋性能可以通過(guò)“水中溶出率法”和“土柱淋溶法”測(cè)定。
其中，水中溶出率法的檢測(cè)方法可參照日本山添文雄等的方法分別稱取待測(cè)肥料樣品5g于帶塞的250ml三角瓶中，加100ml蒸餾水(肥水比為1∶20)，加塞密封于30℃恒溫箱中放置，每處理8次重復(fù)。分別于24h、7d取出其中4個(gè)重復(fù)過(guò)濾，測(cè)定濾液中全氮或全磷或全鉀等養(yǎng)分含量(測(cè)定的養(yǎng)分依被包膜肥料所含養(yǎng)分定，如包膜尿素測(cè)定濾液全氮含量)。
土柱淋溶法的檢測(cè)方法可采用間歇淋溶法在事先用200目濾布封底口，并在濾布上墊有少量砂子(25g)的塑料管(直徑5cm，高30cm)中模擬耕層按1.3g/cm3容重先裝入250g(約10cm高)土壤(風(fēng)干，過(guò)2mm篩)，再在其上按同樣緊實(shí)度裝入與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)覆蓋以防加水時(shí)擾亂土層(圖2)。以不加肥料的土柱作為對(duì)照，每個(gè)處理重復(fù)四次。第一次先加150ml水使土壤水分接近飽和，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閉塑料管上口，室溫下培養(yǎng)3d后，用100ml水進(jìn)行第2次淋溶，以后各次按同樣操作進(jìn)行，即培養(yǎng)3d，淋溶一次，如此進(jìn)行50-90天。量取各次淋溶液體積，分析全氮或全磷或全鉀含量(測(cè)定的養(yǎng)分依被包膜肥料所漢養(yǎng)分定，如包膜尿素測(cè)定濾液全氮含量)。
本發(fā)明產(chǎn)品特性肥效在廣東、新疆、上海、河南等地區(qū)甘蔗、水稻、棉花、番茄、蔬菜、瓜果和花卉等多種大田作物上的應(yīng)用試驗(yàn)表明，等重量施肥條件下，產(chǎn)品肥與原料肥成本相當(dāng)，但肥效不減或有提高，肥料利用率提高30％左右，可實(shí)現(xiàn)一次性施肥，且產(chǎn)品質(zhì)量提高。不亞于美國(guó)Osmocote、日本Long等控釋肥。
性能產(chǎn)品肥控釋性能好，肥效可超過(guò)100天，長(zhǎng)效可達(dá)到美國(guó)Osmocote包膜肥的水平，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)控釋時(shí)間。
環(huán)保包膜控釋材料無(wú)毒、無(wú)污染，產(chǎn)品的施用能明顯提高作物品質(zhì)(如降低蔬菜硝酸鹽含量等)、減少農(nóng)業(yè)面源污染，且具有一定的改土作用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用廉價(jià)的無(wú)機(jī)礦物為主要包膜材料，通過(guò)開放式常規(guī)設(shè)備和簡(jiǎn)捷工藝生產(chǎn)包膜控釋肥，能大幅度降低包膜控釋肥的生產(chǎn)成本，有利于包膜控釋肥突破高價(jià)壁壘走向大田，且簡(jiǎn)捷的生產(chǎn)設(shè)備和工藝，有利于廣大中小型企業(yè)投資生產(chǎn)，從而使包膜控釋肥在農(nóng)業(yè)的廣大范圍使用成為可能。本技術(shù)發(fā)明的推廣應(yīng)用將對(duì)減少農(nóng)業(yè)面源污染，提高肥料利用率，提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量發(fā)揮積極的作用。
針對(duì)當(dāng)前國(guó)際上包膜控釋肥包膜材料昂貴、工藝復(fù)雜，導(dǎo)致生產(chǎn)成本高，價(jià)格貴，推廣應(yīng)用困難等問(wèn)題，本發(fā)明采用廉價(jià)的包膜材料，通過(guò)開放式常規(guī)設(shè)備和簡(jiǎn)捷工藝生產(chǎn)包膜控釋肥，能大幅度降低包膜控釋肥的生產(chǎn)成本，有利于包膜控釋肥突破高價(jià)壁壘走向大田，且簡(jiǎn)單的生產(chǎn)設(shè)備和工藝，有利于廣大中小型企業(yè)投資生產(chǎn)，從而使包膜控釋肥在農(nóng)業(yè)的廣大范圍使用成為可能。本技術(shù)發(fā)明的推廣應(yīng)用將對(duì)減少農(nóng)業(yè)面源污染，提高肥料利用率，提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量發(fā)揮積極的作用。


圖1本發(fā)明包膜控釋肥生產(chǎn)工藝流程。
圖2土柱淋溶法示意圖。
圖3盆栽氮素淋溶損失曲線。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1采用圓盤造粒機(jī)生產(chǎn)包膜控釋尿素開動(dòng)圓盤，在轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤中加入粒徑為2-4mm的圓顆粒尿素100kg，淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑PM200(青島萬(wàn)華聚氨酯有限公司產(chǎn))，使尿素和液體黏結(jié)劑在圓盤中轉(zhuǎn)動(dòng)至尿素表面形成一層粘結(jié)液，撒布15kg過(guò)100目篩的沸石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一層包膜層；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑PM200(青島萬(wàn)華聚氨酯有限公司產(chǎn))以浸潤(rùn)包膜層，撒布15kg過(guò)100目篩的沸石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑PM200(青島萬(wàn)華聚氨酯有限公司產(chǎn))以浸潤(rùn)包膜層，撒布15kg過(guò)100目篩的沸石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包裝，即制得固液反應(yīng)包膜控釋尿素產(chǎn)品。
實(shí)施例2采用糖衣機(jī)生產(chǎn)包膜控釋尿素開動(dòng)糖衣機(jī)，在轉(zhuǎn)動(dòng)的圓鼓容器中加入粒徑為0.8-1.2mm的圓顆粒尿素100kg，淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑TMDI(青島萬(wàn)華聚氨酯有限公司產(chǎn))，使尿素和液體黏結(jié)劑在圓鼓容器中轉(zhuǎn)動(dòng)至尿素表面形成一層粘結(jié)液，撒布15kg過(guò)100目篩的蒙脫石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一層包膜層；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑TMDI(青島萬(wàn)華聚氨酯有限公司產(chǎn))以浸潤(rùn)包膜層，撒布15kg過(guò)100目篩的蒙脫石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑TMDI(青島萬(wàn)華聚氨酯有限公司產(chǎn))，以浸潤(rùn)包膜層，撒布15kg過(guò)100目篩的蒙脫石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包裝，即制得固液反應(yīng)包膜控釋尿素產(chǎn)品。
實(shí)施例3采用轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)生產(chǎn)包膜控釋尿素開動(dòng)轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)，在轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)鼓中加入粒徑為6-8mm的圓顆粒尿素100kg，淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑HTDI(美國(guó)Dow Chemical產(chǎn))，使尿素和液體黏結(jié)劑在圓鼓容器中轉(zhuǎn)動(dòng)至尿素表面形成一層粘結(jié)液，撒布15kg過(guò)100目篩的海泡石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一層包膜層；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑HTDI(美國(guó)Dow Chemical產(chǎn))，以浸潤(rùn)包膜層，撒布15kg過(guò)100目篩的海泡石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑HTDI(美國(guó)Dow Chemical產(chǎn))以浸潤(rùn)包膜層，撒布15kg過(guò)100目篩的海泡石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包裝，即制得固液反應(yīng)包膜控釋尿素產(chǎn)品。
實(shí)施例4采用圓盤造粒機(jī)生產(chǎn)包膜控釋復(fù)肥開動(dòng)圓盤，在轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤中加入粒徑為2-4mm的圓顆粒復(fù)肥(氮、磷、鉀養(yǎng)分含量為15-15-15)100kg，淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑TMXDI(德國(guó)Bayer公司產(chǎn))，使尿素和液體黏結(jié)劑在圓盤中轉(zhuǎn)動(dòng)至尿素表面形成一層粘結(jié)液，撒布15kg過(guò)100目篩的磷礦粉，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一層包膜層；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑TMXDI(德國(guó)Bayer公司產(chǎn))以浸潤(rùn)包膜層，撒布10kg過(guò)100目篩的磷礦粉，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑TMXDI(德國(guó)Bayer公司產(chǎn))以浸潤(rùn)包膜層，撒布10kg過(guò)100目篩的磷礦粉，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包裝，即制得固液反應(yīng)包膜控釋復(fù)肥產(chǎn)品。
實(shí)施例5采用糖衣機(jī)生產(chǎn)包膜控釋復(fù)肥開動(dòng)糖衣機(jī)，在轉(zhuǎn)動(dòng)的圓鼓容器中加入粒徑為2-4mm的圓顆粒復(fù)合(氮、磷、鉀養(yǎng)分含量為15-15-15)100kg，淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑XDI(德國(guó)Bayer公司產(chǎn))，使尿素和液體黏結(jié)劑在圓鼓容器中轉(zhuǎn)動(dòng)至尿素表面形成一層粘結(jié)液，撒布15kg過(guò)100目篩的鉀長(zhǎng)石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一層包膜層；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑XDI(德國(guó)Bayer公司產(chǎn))以浸潤(rùn)包膜層，撒布10kg過(guò)100目篩的鉀長(zhǎng)石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑XDI(德國(guó)Bayer公司產(chǎn))以浸潤(rùn)包膜層，撒布10kg過(guò)100目篩的鉀長(zhǎng)石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包裝，即制得固液反應(yīng)包膜控釋復(fù)肥產(chǎn)品。
實(shí)施例6采用轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)生產(chǎn)包膜控釋復(fù)肥開動(dòng)轉(zhuǎn)鼓造粒機(jī)，在轉(zhuǎn)動(dòng)的容器中加入粒徑為2-4mm的圓顆粒復(fù)合(氮、磷、鉀養(yǎng)分含量為15-15-15)100kg，淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑DDI(德國(guó)Bayer公司產(chǎn))，使尿素和液體黏結(jié)劑在容器中轉(zhuǎn)動(dòng)至尿素表面形成一層粘結(jié)液，撒布15kg過(guò)100目篩的麥飯石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一層包膜層；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑DDI(德國(guó)Bayer公司產(chǎn))以浸潤(rùn)包膜層，撒布10kg過(guò)100目篩的麥飯石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑DDI(德國(guó)Bayer公司產(chǎn))以浸潤(rùn)包膜層，撒布10kg過(guò)100目篩的麥飯石，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包裝，即制得固液反應(yīng)包膜控釋復(fù)肥產(chǎn)品。
實(shí)施例7采用混合固體粉末和液體黏結(jié)劑為包膜材料生產(chǎn)包膜尿素(以圓盤造粒機(jī)生產(chǎn)為例)開動(dòng)圓盤，在轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤中加入粒徑為2-4mm的圓顆粒尿素100kg，淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑TDI(美國(guó)Dow Chemical產(chǎn))，使尿素和液體黏結(jié)劑在圓盤中轉(zhuǎn)動(dòng)至尿素表面形成一層粘結(jié)液，撒布15kg過(guò)100目篩的沸石和石膏按1∶1混合均勻的混合物，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一層包膜層；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑TDI(美國(guó)Dow Chemical產(chǎn))以浸潤(rùn)包膜層，撒布15kg過(guò)100目篩的沸石和石膏按1∶1混合均勻的混合物，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑TDI(美國(guó)Dow Chemical產(chǎn))以浸潤(rùn)包膜層，撒布15kg過(guò)100目篩的沸石和石膏按1∶1混合均勻的混合物，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包裝，即制得固液反應(yīng)包膜控釋尿素產(chǎn)品。
實(shí)施例8采用混合固體粉末和液體黏結(jié)劑為包膜材料生產(chǎn)包膜尿素(以圓盤造粒機(jī)生產(chǎn)為例)開動(dòng)圓盤，在轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤中加入粒徑為2-4mm的圓顆粒尿素100kg，淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑IPDI(德國(guó)Bayer公司產(chǎn))，使尿素和液體黏結(jié)劑在圓盤中轉(zhuǎn)動(dòng)至尿素表面形成一層粘結(jié)液，撒布15kg過(guò)100目篩的磷礦粉和木素按1∶1混合均勻的混合物，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面，形成一層包膜層；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑IPDI(德國(guó)Bayer公司產(chǎn))以浸潤(rùn)包膜層，撒布15kg過(guò)100目篩的磷礦粉和木素按1∶1混合均勻的混合物，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面；再淋灑1.5kg液體黏結(jié)劑IPDI(德國(guó)Bayer公司產(chǎn))以浸潤(rùn)包膜層，撒布15kg過(guò)100目篩的磷礦粉和木素按1∶1混合均勻的混合物，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于被包膜肥料表面。取出，包裝，即制得固液反應(yīng)包膜控釋尿素產(chǎn)品。
肥效實(shí)驗(yàn)例1本發(fā)明包膜尿素水稻肥效試驗(yàn)材料與方法供試氮肥包括普通尿素(N46％)、本發(fā)明包膜尿素PRU(N25.5％)和本發(fā)明包膜尿素PYU(N25.5％)；供試土壤為華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)場(chǎng)水稻土；供試水稻為勝泰1號(hào)。盆栽試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理，4次重復(fù)，CK0不施氮肥，CK1、CK2分別施普通尿素2.94g/盆、1.63g/盆，T1、T2分別施包膜尿素PRU和PYU。每盆裝風(fēng)干土5kg，P2O5、K2O施用量分別為120mg/kg、150mg/kg，氮素施用量CK2、T1、T2為150mg/kg，CK1為270mg/kg。2001-04-18移栽水稻苗，7月17日收獲。盆栽期間分別于移栽后第3、7、13、19、29、39天拔掉盆底側(cè)小孔塞使漏水，收集滲漏液400ml，測(cè)滲漏液全氮。
結(jié)果與分析
盆栽試驗(yàn)氮淋溶損失測(cè)定結(jié)果(圖3)顯示各處理氮素淋溶損失主要集中在前三次，其中兩個(gè)尿素處理(對(duì)照)前三次淋溶氮素?fù)p失量分別占淋溶損失總量的74.75％、79.66％。而兩個(gè)包膜尿素處理氮素淋溶損失在后期低水平條件下相對(duì)較多，這是包膜尿素在供肥上持久的表現(xiàn)。
盆栽試驗(yàn)結(jié)果(表1)表明，供試兩種本發(fā)明包膜尿素能明顯提高水稻生物量和稻谷產(chǎn)量，其氮素利用率可提高20-39個(gè)百分點(diǎn)。
表1盆栽水稻生物量和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量(干重)與氮素利用率

表中數(shù)據(jù)的多重比較采用SSR法，P＝0.05，表中同列數(shù)據(jù)中，具相同字母數(shù)據(jù)間無(wú)顯著差異肥效實(shí)驗(yàn)例2本發(fā)明包膜復(fù)肥玉米肥效試驗(yàn)材料與方法供試肥料無(wú)機(jī)復(fù)肥(15-0-15)，產(chǎn)自深圳；包膜復(fù)肥PRF、FSF、PRXF、PRALF是以無(wú)機(jī)復(fù)肥I為核心，用液體黏結(jié)劑PM200分別與磷礦粉、沸石、磷礦粉加滑石粉、磷礦粉加木素包膜制得的包膜肥，其中FSF養(yǎng)分含量為10.43-0-10.43，PRXF、PRALF、養(yǎng)分含量均為9.96-0-9.96。包膜復(fù)肥Osmocote產(chǎn)自美國(guó)，養(yǎng)分含量為15-11-13。
供試作物玉米，品種為粵龍9號(hào)。
供試土壤采自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)場(chǎng)水稻田。
試驗(yàn)方法試驗(yàn)設(shè)8個(gè)處理(見表2)，每處理4次重復(fù)。每盆裝風(fēng)干土4kg，肥料與土壤混勻后作基肥一次性施入。2001年4月20日播種，每盆播4顆發(fā)芽玉米種子，4月25日間苗，每盆留3株玉米苗。6月11日收獲，生育期為52天。6月15日分別將各盆土敲碎，混勻取50g土樣供分析，余下的倒回原盆。于6月18日播種第二造(不再施肥)，6月24日間苗，每盆留3株，8月12日收獲，生育期為55天。
兩造收獲后均稱鮮重及干重，并測(cè)植株N吸收量。
表2包膜復(fù)合肥玉米盆栽試驗(yàn)方案

注除Osmocote外，供試肥料為N、K二元復(fù)肥，故施過(guò)磷酸鈣以補(bǔ)充磷。
結(jié)果與分析包膜復(fù)肥玉米盆栽試驗(yàn)生物量及氮素利用率結(jié)果見表3。從表中可以看出，六種包膜復(fù)肥處理的玉米生物量在第一第二造中均較等養(yǎng)分普通復(fù)肥處理的CK2有顯著的增產(chǎn)，兩造累積生物量增產(chǎn)達(dá)11.75-23.67％。在本次試驗(yàn)中固-液反應(yīng)型包膜復(fù)肥PRXF、PRF表現(xiàn)了較好的肥效，累積生物量比聚合物包膜復(fù)肥Osmocote處理的CK3分別增產(chǎn)8.46％、4.25％。六種包膜復(fù)肥處理的玉米生物量均未能達(dá)到等重普通無(wú)機(jī)復(fù)肥處理(CK1)的增產(chǎn)效果。CK1在施肥量上比各包膜肥處理提高了51％，產(chǎn)量略高是在肥料的低利用率和高損失率下獲得的，這無(wú)論從經(jīng)濟(jì)角度還是環(huán)保方面都不合算。各包膜肥處理的生物量較CK1低4.35％-14.04％，若增施10％-5％，有可能在比CK1較低的養(yǎng)分施入量條件下獲得獲得增產(chǎn)，且同時(shí)保持較高的肥料利用率。
五種包膜復(fù)肥均能顯著提高當(dāng)造玉米的氮素利用率，比等養(yǎng)分的普通復(fù)肥當(dāng)造氮肥利用率提高了13-23個(gè)百分點(diǎn)。
表3包膜復(fù)肥盆栽玉米生物量(干重)及氮肥利用率

注表中數(shù)據(jù)用SAS軟件進(jìn)行分析，多重比較采用Duncan法。同列數(shù)據(jù)中具有相同字母的數(shù)據(jù)無(wú)顯著性差異(ρ＝0.05)。
肥效實(shí)驗(yàn)例3本發(fā)明包膜尿素玉米(大田)肥效試驗(yàn)材料與方法供試肥料普通尿素，含氮量46％；本發(fā)明包膜尿素PRCU、ZECU，含氮量為30％；包膜復(fù)肥Osmocote產(chǎn)自美國(guó)，養(yǎng)分含量為15-11-13。
供試作物水稻品種為勝泰1號(hào)；玉米品種為粵農(nóng)9號(hào)；供試土壤試驗(yàn)于華南農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)場(chǎng)玉米-水稻輪作田進(jìn)行，土壤有機(jī)質(zhì)33.80g/kg，全氮1.60g/kg，有效氮、磷、鉀分別為78.60mg/kg，43.88mg/kg和112.05mg/kg。
試驗(yàn)方法設(shè)5個(gè)施肥處理對(duì)照，以120kg-P2O5/hm2、150kg-K2O/hm2施肥水平施用過(guò)磷酸鈣、和氯化鉀；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，并以與對(duì)照相同的施肥水平補(bǔ)充磷(過(guò)磷酸鈣)、鉀(氯化鉀)肥。玉米出苗后在距玉米10cm處開10cm深的穴，供試肥料和補(bǔ)充的磷鉀肥均按株施在穴內(nèi)。試驗(yàn)小區(qū)面積30m×12m，玉米行距60cm，株距30cm，排水溝寬50cm，4次重復(fù)，共20個(gè)小區(qū)。玉米2001年4月17日播種，6月26日收獲，生育期70d。
結(jié)果與分析表4的結(jié)果表明，3種控釋肥處理較尿素處理玉米籽粒都有顯著的增產(chǎn)作用，增產(chǎn)幅度在8.01％-15.72％之間，生物學(xué)產(chǎn)量增產(chǎn)幅度較小，僅0.92％-9.76％之間。施用兩種本發(fā)明的包膜尿素?zé)o論是玉米籽粒產(chǎn)量還是生物量均達(dá)到或超過(guò)聚合物包膜復(fù)肥Osmocote，從統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，施用本發(fā)明兩種包膜尿素的玉米籽粒產(chǎn)量和生物量與施用聚合物包膜復(fù)肥Osmocote沒有顯著差異。
表4不同施肥處理的玉米產(chǎn)量

注表中數(shù)據(jù)用SAS軟件進(jìn)行分析，多重比較采用Duncan法。同列數(shù)據(jù)中具有相同字母的數(shù)據(jù)無(wú)顯著性差異(ρ＝0.05)。
權(quán)利要求
1.一種包膜控釋肥的生產(chǎn)方法，其特征在于，用包膜設(shè)備，將肥料顆粒表面包覆包膜材料，包膜層固化，得到包膜控釋肥；其中包膜材料采用固體粉末和液體粘結(jié)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括步驟(1)在轉(zhuǎn)動(dòng)的包膜設(shè)備容器中加入肥料顆粒，淋灑液體粘結(jié)劑，肥料顆粒和液體粘結(jié)劑在包膜設(shè)備容器中轉(zhuǎn)動(dòng)至肥料顆粒表面形成一層粘結(jié)液；(2)在轉(zhuǎn)動(dòng)的包膜設(shè)備容器中加入固體粉末包膜材料，轉(zhuǎn)動(dòng)至固體粉末包膜材料包覆于肥料顆粒表面，形成包膜層；(3)重復(fù)步驟(1)、(2)1-5次，至固體粉末包膜材料和液體粘結(jié)劑全部包裹于肥料顆粒表面；(4)包膜層固化，得到包膜控釋肥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的固體粉末包膜材料的用量占包膜控釋肥料總質(zhì)量的9％-70％；液體粘結(jié)劑的用量占包膜控釋肥料總質(zhì)量的1％-20％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的固體粉末包膜材料選自沸石、蒙脫石、海泡石、麥飯石、磷礦粉、鉀長(zhǎng)石、木質(zhì)素、滑石粉、粉煤灰、脫硫石膏、石膏、碳酸鈣中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述的固體粉末包膜材料的粒徑范圍為0.4mm-0.01mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述的液體粘結(jié)劑包膜材料為異氰酸酯。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述的液體粘結(jié)劑包膜材料為多異氰酸酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述的液體粘結(jié)劑多異氰酸酯單體為R(NCO)x；其中R為分子量為56-1000的脂肪或芳香或環(huán)狀碳鏈；其中脂肪碳鏈的碳原子個(gè)數(shù)范圍為4-18，芳香碳鏈的碳原子個(gè)數(shù)范圍為7-15，環(huán)狀碳鏈的碳原子個(gè)數(shù)范圍為5-15；其中X為多異氰酸酯單體中含(NCO)的個(gè)數(shù)，X≥2。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述的液體粘結(jié)劑包膜材料選自4，4′-二苯基甲烷二異氰酸酯MDI、液化MDI、多苯基多亞甲基多異氰酸酯PAPI、六亞甲基二異氰酸酯HDI、甲苯二異氰酸酯TDI、苯二亞甲基二異氰酸酯XDI、2，6-二異氰酸基己酸甲酯LDI、二聚脂肪酸二異氰酸酯DDI、反丁烯二酸二乙酯二異氰酸酯FDI、2，2，4-三甲基六亞甲基二異氰酸酯TMDI、異佛爾酮二異氰酸酯IPDI、萘-1，5-二異氰酸酯NDI、甲基環(huán)己基二異氰酸酯HTDI、二環(huán)己基甲烷二異氰酸酯HMDI、四甲基二亞甲基二異氰酸酯TMXDI中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中包膜設(shè)備是開放式造粒設(shè)備或包膜容器可轉(zhuǎn)動(dòng)的密閉型設(shè)備。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中肥料顆粒選自顆粒狀化學(xué)肥料、顆粒狀有機(jī)肥料、顆粒狀有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)肥中的一種或多種。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中肥料顆粒的顆粒為圓形，其粒徑范圍為0.5mm-10mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種固液反應(yīng)包膜控釋肥生產(chǎn)方法。利用固體粉末和液體粘結(jié)劑在尿素或復(fù)肥顆粒表面反應(yīng)成膜，制成包膜控釋復(fù)肥或包膜控釋尿素。該反應(yīng)在常溫常壓下進(jìn)行，無(wú)需有機(jī)溶劑，不燃不爆，安全無(wú)毒；無(wú)需密封專用設(shè)備，產(chǎn)品無(wú)需干燥，可節(jié)省設(shè)備成本和運(yùn)行成本。產(chǎn)品控釋性能不亞于聚合物包膜控釋肥，長(zhǎng)效超100天，并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)控釋時(shí)間，肥料利用率可提高30％。國(guó)內(nèi)外復(fù)肥廠和尿素廠均可采用該技術(shù)。
文檔編號(hào)C05G5/00GK1800118SQ200510011978
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月21日
發(fā)明者毛小云, 廖宗文, 谷文祥 申請(qǐng)人:華南農(nóng)業(yè)大學(xué)