專利名稱：肥料懸浮液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及穩(wěn)定的、濃縮的、含水的和水溶性的肥料懸浮液，其被配制以為生 長中的植物提供植物養(yǎng)分，且更具體地涉及礦物鹽和養(yǎng)分添加劑的穩(wěn)定的、濃縮的、含 水的和水溶性的懸浮液。
背景技術(shù)：
為了健康和快速生長，尤其在水栽環(huán)境下，植物需要營養(yǎng)均衡的可溶性養(yǎng)分供 給方案。包括礦物鹽在內(nèi)的一些液態(tài)礦物肥料在水中具有有限的溶解度。另外，植物生 長所需的一些元素在低濃度水平時(shí)形成沉淀的不溶性化合物。液態(tài)肥料通常包含氮、磷 和鉀堿的主要的常量營養(yǎng)元素和微量元素鐵、錳、鋅、銅、硼、鉬以及經(jīng)常忽略鈣、 鎂和硫的中間元素。當(dāng)使用此類型的液態(tài)肥料時(shí)，植物會經(jīng)歷不均衡生長和營養(yǎng)不良。 可以聚積液態(tài)肥料以為生長中的植物提供全面的植物養(yǎng)分。例如，為了獲得全面的營養(yǎng) 曲線，供給方案可以包括離子養(yǎng)分的至少兩個(gè)養(yǎng)分容器以在它們應(yīng)用于目標(biāo)水栽法培養(yǎng) 前避免離子沉淀或使離子沉淀程度最低。其中植物可以生長在水栽法培養(yǎng)物中的眾所周 知的制劑的溶液是霍格蘭溶液(Hoagland’ s solution),其中第一種溶液包括硝酸鉀、硝 酸鈣、磷酸二氫鉀、硫酸鎂、鐵螯合物，且第二種溶液是包括硼酸、氯化錳、硫酸鋅、 硫酸銅和鉬酸的微量元素貯備液。另外，通過應(yīng)用銨可以獲得更低pH值的霍格蘭溶液。 為了應(yīng)用霍格蘭溶液，雙溶液或雙容器的方法需要為了提供全面的養(yǎng)分供給，必需混 合兩種不同的濃縮物并在使用者溶液中稀釋每一種以避免沉淀。從商業(yè)銷售角度看，可 能必須運(yùn)輸足夠的水以及濃縮物，因?yàn)樗畬⑻幚沓杀咎岣叩秸贸^需要的供給。
作為含水的懸浮液的另一選擇，干養(yǎng)分混合物可能不包括完成溶液的全部范圍 的礦物質(zhì)，且干養(yǎng)分混合物可以不是完全水溶性的。在具有養(yǎng)分監(jiān)測的水栽法系統(tǒng)中， 將干養(yǎng)分混合物應(yīng)用到水栽法培養(yǎng)中的效果可以是可測的，且影響隨后可以加入干養(yǎng)分 混合物的頻率和量。如果將干養(yǎng)分混合物溶解在包括冷水的水栽法培養(yǎng)中，那么可能需 要幾分鐘到幾小時(shí)以達(dá)到完全溶解。此冷水延遲注入在認(rèn)識到需要應(yīng)用溶液供給和實(shí)際 輸送溶液供給之間產(chǎn)生了不可忽略的延遲。同樣，在大量應(yīng)用來自稀釋容器的溶解的干 養(yǎng)分混合物時(shí)，在施用給植物之前，可能需要幾分鐘到幾個(gè)小時(shí)。此外，包含普遍認(rèn)可 的植物生長的所有養(yǎng)分的許多干制劑是吸濕性的且從大氣中吸收濕氣，并可能最后將暴 露于大氣濕氣的原本干的制劑變成實(shí)際上不能測量或溶解的粘的糊狀物或者一個(gè)或多個(gè) 固體塊狀物。另外，完全干的養(yǎng)分混合物可以與水混合以形成液態(tài)懸浮液并儲存在密閉 容器內(nèi)，這可能顯示沒有足夠的保存期限。例如，幾天后可能開始有害氣體化學(xué)反應(yīng)， 這可以引起密封的容器膨脹，破裂并漏出鹽溶液。因此，完全干的養(yǎng)分混合物可以與水 混合形成液態(tài)懸浮液，但可能是不穩(wěn)定的且不適合在密封的儲存容器中制備和包裝。
在貨架上時(shí)產(chǎn)生可以下沉的沉淀顆粒的含水的肥料懸浮液包括美國專利第 3,519,413號和第3,950,159號的教導(dǎo)，兩篇專利都公開了粗顆粒與用于增稠的親水性或多 糖膠的懸浮液。美國專利第4,069,034號描述了用膨潤土和腐殖酸作為晶體生長改性劑來 制備懸浮液肥料的方法。這一公開內(nèi)容的教導(dǎo)涉及在高溫下，在反應(yīng)器中處理超飽和的 氮和磷的生產(chǎn)方法。美國專利號第4,525,197號公開了這樣的懸浮液肥料，其用鎂-鋁硅 酸鹽作為穩(wěn)定劑，以及選自山梨糖醇、聚乙烯醇、酪蛋白酸鹽和可溶的淀粉水解產(chǎn)物的 分散劑來防止形成大的晶體。美國專利第5,851,260號公開了一種適合灌溉施肥的懸浮液 肥料及其制備方法，且它教導(dǎo)似乎不涉及完全肥料，而是從相對廉價(jià)的例如田地級別的 肥料原材料用已知的水不溶性化合物來制備不易于適用水栽法培養(yǎng)的示例性溶液。美國 專利第5,997,602號公開了生產(chǎn)包含至少磷和鈣以及鎂離子的含水的肥料懸浮液的方法， 且其教導(dǎo)似乎從事于可能是或可能不是營養(yǎng)全面的懸浮液且用不溶性物質(zhì)生產(chǎn)廉價(jià)的， 即田地級別的可適用于在田地使用中進(jìn)行滴灌的肥料，并且其中氮的示例性形式教導(dǎo)是 尿素。因?yàn)樗苄缘V物養(yǎng)分衍生自礦物鹽，所以在這些鹽形成晶體和晶體緩慢溶解回到 溶液中之間有一個(gè)平衡點(diǎn)。因?yàn)榇缶w的形成以小晶體為代價(jià)，即奧斯特瓦爾德熟化， 所以存在在濃縮物中逐漸生長水溶性晶體的趨勢。這樣的水溶性晶體最后可能長得相當(dāng) 大并且沉到懸浮液的底部。對在不同溫度具有寬范圍的溶解度的礦物鹽來說，這些是特 別麻煩的。就硝酸鉀和尿素而言，這也是特別麻煩的。
配制領(lǐng)域中的技術(shù)是使用與降低礦物鹽的溶解度和減緩晶體生長速率的溶劑可 混溶的共溶劑。問題是幾乎沒有共溶劑對植物生長是沒有毒性的。克服此問題的另一技 術(shù)是產(chǎn)生不含水的懸浮液，如同美國專利第5,707,551號、第5,906,962號和第6,743,756 號中公開的，以及美國專利申請第2002/0065198A1號所描述的。美國專利第5,707,551 號描述了高度水溶性固體的不含水的懸浮液濃縮物，其中液體組合物是完全不含水的并 且還需要復(fù)雜的三組分表面活性劑系統(tǒng)。美國專利第5,834,533號描述了穩(wěn)定的懸浮液組 合物，其中液態(tài)組合物是不含水的且應(yīng)用涉及鉆井液。美國專利第5,906,962號公開了 高度水溶性固體的不含水的懸浮液濃縮物的方法。美國專利第5,906,962號是基于無水溶 劑和復(fù)雜的三組分表面活性劑系統(tǒng)的美國專利第5,707,551號的部分繼續(xù)申請，且似乎涉 及懸浮微溶于水的活性化合物，如小于的水溶解度的殺蟲劑和除草劑。美國專利第 5,925,182號描述了穩(wěn)定的懸浮液組合物，一些具有有限的溶解度；不含水液態(tài)懸浮液似 乎涉及鉆井液體。美國專利第5,969,012號公開了水溶性聚合物的不含水的漿體，其中溶 劑是不含水的且是濃縮的水溶性聚合物的媒介物。美國專利第6,743,756號描述了顆粒在 無水溶劑中的懸浮液，且似乎涉及使用蓖麻蠟(castorwax)作為穩(wěn)定劑。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的實(shí)施方案包括懸浮液和制備方法，即制備懸浮液的方法，且工作流體 包括稀釋的含水的懸浮液。例如，示例性的濃縮的水溶性植物肥料懸浮液實(shí)施方案可以 包括至少氮、磷、鉀和鎂的水溶性礦物養(yǎng)分和有機(jī)穩(wěn)定化合物或有機(jī)穩(wěn)定添加劑(organic stabilizing additive)，其中總的礦物養(yǎng)分濃度是按重量計(jì)至少約80wt. %且可以是高達(dá) 95wt.%的懸浮液，且其中均勻的懸浮液可以是足夠穩(wěn)定的，即表明在氣密容器中并在所 定義的保存期限的時(shí)間，例如五天、五周、五個(gè)月和/或一年內(nèi)，有害氣體化學(xué)反應(yīng)(如3/29 果發(fā)生的話)最少。作為懸浮液的部分，氮可以呈硝酸根離子的形式，磷可以呈磷酸根 離子的形式，鉀可以呈鉀離子的形式，鈣可以呈鈣離子的形式以及鎂可以呈鎂離子的形 式。離子鎂(ionicmagnesium)的量可以是按重量計(jì)懸浮液的至少0.5%。在一些實(shí)施方 案中，總的礦物養(yǎng)分濃度可以是按重量計(jì)懸浮液的至少約80%，且水可以構(gòu)成按重量計(jì) 小于懸浮液的約20%。其它實(shí)施方案可以包含氮、磷、鈣和鎂。示例性的均勻的懸浮液 還可以包括諸如硫和尿素的礦物養(yǎng)分。懸浮液也可以包括銨離子。在一些實(shí)施方案中， 示例性的均勻的懸浮液也可以含有諸如鐵、錳、鋅、硼、銅和鉬的礦物養(yǎng)分。在具有額 外養(yǎng)分的其它實(shí)施方案中，均勻的懸浮液可以是對于植物生長來說營養(yǎng)全面的，因?yàn)閼?浮液包括植物生長所需的所有根部輸送的養(yǎng)分。懸浮液還可以包括對農(nóng)業(yè)有好處的其它 成分。示例性的均勻的懸浮液也可以包括有機(jī)穩(wěn)定添加劑，且可以構(gòu)成按重量計(jì)懸浮液 的0.1%到20%之間。有機(jī)穩(wěn)定添加劑可以包括下述成分中的至少一種多糖和水溶性 水膠體多糖，如淀粉和纖維素；二糖，諸如蔗糖、麥芽、糖蜜和甜菜酒糟；灰黃霉酸； 蒸煮后的植物物質(zhì)(digested plant material)；蒸煮后的木質(zhì)素(digested lignin)；可溶性海 藻；堆肥茶提取物(compost tea ^ctract)；蠕蟲堆肥(vermicompost)；和殼聚糖。懸浮液 還可以包括諸如表面活性劑和濕潤劑的晶體生長抑制劑。
包括至少氮、磷、離子鎂和鉀的水溶性礦物養(yǎng)分的示例性的均勻的懸浮液實(shí)施 方案也可以包括表面活性劑，例如選自包括卵磷脂、Triton X-45和Triton X-100的組 的表面活性劑。在一些實(shí)施方案中，示例性的均勻的懸浮液可以包括至少氮、磷、離子 鎂和鉀的水溶性礦物養(yǎng)分，也可以包括濕潤劑，例如，可以選自包括果糖、山梨糖醇、 木糖醇、甘油、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇和乙烯-丙烯嵌段共聚物的組的 濕潤劑。在其它示例性的實(shí)施方案中，均勻的懸浮液可以包括至少氮、磷、離子鎂和鉀 的水溶性礦物養(yǎng)分，也可以包括有助于懸浮液肥料的空間穩(wěn)定的聚合物，例如，包括下 述成分中的至少一種的空間穩(wěn)定劑阿拉伯膠；海藻酸；纖維素醚類；木質(zhì)素磺酸鹽； 萘磺酸的縮合產(chǎn)物；聚乙二醇；聚丙二醇；聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇；聚磺苯乙烯； 聚丙烯酸；環(huán)氧乙烷嵌段聚合物；以及環(huán)氧丙烷的嵌段聚合物。
濃縮的均勻的懸浮液的一些實(shí)施方案包括按重量計(jì)懸浮液的約Iwt. %到25wt. % 之間的量的氮、約lwt.%到約25wt.%之間的量的磷、至少約O.lwt.%的量的離子鎂以及 構(gòu)成懸浮液的約O.lwt.%到20Wt.%之間的量的有機(jī)穩(wěn)定添加劑。示例性的實(shí)施方案還可 以包括約lwt.%到約25wt.%之間的量的鉀、約0.5wt.%到約10Wt.%之間的量的鈣；以 及O.lwt.%到10Wt.%之間的量的硫。因此，示例性的均勻的懸浮液可以是易于可溶于水 的，當(dāng)在水中稀釋時(shí)是pH平衡的，例如，約5.0<卩11<約7.0，表明晶體生長(如果有 的話)最少和/或表明惰性的水不溶性物質(zhì)(如果有的話)幾乎沒有。
本發(fā)明的濃縮的，水溶性的植物肥料懸浮液的實(shí)施方案可以包括濃縮的均勻的 懸浮液，其可以具有一種或多種水溶性礦物養(yǎng)分和有機(jī)穩(wěn)定劑，水溶性礦物養(yǎng)分如至少 氮、磷、鉀、鈣、離子鎂、鐵、錳、鋅、銅、硼和鉬，有機(jī)穩(wěn)定劑用于形成穩(wěn)定的懸浮 液，其中均勻的懸浮液可以是足夠穩(wěn)定的，即表明在氣密容器中且在所定義的保存期限 的時(shí)間內(nèi)，有害氣體化學(xué)反應(yīng)(如果有的話)最少，且其中總的礦物養(yǎng)分濃度是按重量計(jì) 懸浮液的至少約80%到95%。濃縮的、水溶性的植物肥料懸浮液的一些實(shí)施方案包括按 重量計(jì)小于懸浮液的約20%的水。均勻的懸浮液的一些實(shí)施方案是營養(yǎng)全面的，因此其7具有植物生長所需的以平衡形式存在的所有養(yǎng)分。
濃縮的、水溶性的植物肥料懸浮液的一些實(shí)施方案中的有機(jī)穩(wěn)定劑可以包括下 述成分中的至少一種蒸煮后的植物物質(zhì)、蒸煮后的木質(zhì)素、可溶性海藻、蔗糖、麥 芽、甜菜酒糟、糖蜜、水溶性水膠體多糖、堆肥茶提取物、蠕蟲堆肥、纖維素和殼聚 糖。濃縮的、水溶性的植物肥料懸浮液的實(shí)施方案中的有機(jī)穩(wěn)定添加劑組合物可以構(gòu)成 按重量計(jì)懸浮液的0.1%到20%之間。水溶性的植物肥料懸浮液的實(shí)施方案中的總的礦 物養(yǎng)分濃度可以是按重量計(jì)懸浮液的至少約80%，并且示例性的均勻的懸浮液可以是營 養(yǎng)全面的，即具有植物生長所需的所有養(yǎng)分。濃縮的、水溶性的植物肥料懸浮液的實(shí)施 方案可以包括下述濃縮的均勻懸浮液，該懸浮液具有l(wèi)wt.%到20wt.%之間且在一些實(shí) 施方案中為Iwt.%到25wt.%之間的量的氮；Iwt.%到20wt.%之間且在一些實(shí)施方案中 為Iwt.%到25wt.%之間的量的磷；Iwt.%到20wt.%之間且在一些實(shí)施方案中為Iwt.% 到25wt.%之間的量的鉀；至少約O.lwt.%的量的離子鎂；以及示例性的懸浮液可能還包 括O.lwt.%到7.5wt.%之間且在一些實(shí)施方案中為O.lwt.%至lOwt.%之間的量的鈣；以 及O.lwt.%到5wt.%之間的量的硫。濃縮的、水溶性的植物肥料懸浮液的實(shí)施方案也可 以包括濕潤劑，且濕潤劑可以是選自以下物質(zhì)的組果糖、山梨糖醇、木糖醇、甘油、 乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇和乙烯-丙烯嵌段共聚物。濃縮的、水溶性的植 物肥料懸浮液的實(shí)施方案也可以包括有助于懸浮液肥料的空間穩(wěn)定的聚合物。這種可以 有助于空間穩(wěn)定的聚合物的實(shí)例可以來自下面的組的空間穩(wěn)定劑，諸如阿拉伯膠、海藻 酸、纖維素醚類、木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸的縮合產(chǎn)物、聚乙二醇、聚丙二醇、聚乙烯吡 咯烷酮、聚乙烯醇、聚磺苯乙烯、聚丙烯酸、環(huán)氧乙烷的嵌段聚合物以及環(huán)氧丙烷的嵌 段聚合物。
濃縮的、均勻的、穩(wěn)定的、水溶性的肥料懸浮液的實(shí)施方案可以包括構(gòu)成按 重量計(jì)(wt.% )小于懸浮液的約20%的量的水；構(gòu)成懸浮液的約Iwt.%到40wt.%之間 的量的硝酸鈣；構(gòu)成懸浮液的約Iwt. %到25wt.%之間且在一些實(shí)施方案中為約Iwt. % 到30wt.%之間的量的硝酸鎂；構(gòu)成懸浮液的約Iwt. %到30wt.%之間且在一些實(shí)施方 案中為約Iwt. %到35wt.%之間的量的磷酸鉀和/或磷酸銨；構(gòu)成懸浮液的約Iwt. %至IJ 30wt.%之間且在一些實(shí)施方案中為約Iwt.%到45wt.%之間的量的硝酸鉀；以及構(gòu)成懸 浮液的約O.lwt.%到IOwt.%之間且在一些實(shí)施方案中為約O.lwt.%到20wt.%之間的量的 有機(jī)穩(wěn)定添加劑；并且其中濃縮的、均勻的、穩(wěn)定的、水溶性的肥料懸浮液是可傾倒的 (pourable)、含水的懸浮液。
本發(fā)明的實(shí)施方案包括濃縮的、水溶性的植物肥料懸浮液，該懸浮液可以包括 含有水溶性礦物養(yǎng)分和有機(jī)穩(wěn)定添加劑的濃縮的、均勻的懸浮液，水溶性礦物養(yǎng)分為至 少氮、磷、鉀、鈣、離子鎂、硫、鐵、錳、鋅、銅、硼和鉬，其中均勻的懸浮液可以是 足夠穩(wěn)定的，即表明在密閉的容器內(nèi)，在所定義的保存期限的時(shí)間內(nèi)，有害氣體反應(yīng) (如果有的話)最少，且其中總的礦物養(yǎng)分濃度是按重量計(jì)懸浮液的至少約75%。示例 性懸浮液的實(shí)施方案可以包括按重量計(jì)小于約10%的水，且可以是營養(yǎng)全面的，即具有 植物生長所需的以平衡形式存在的所有養(yǎng)分。
本發(fā)明的實(shí)施方案也包括制備濃縮的、水溶性的植物肥料懸浮液的方法和過 程。例如，制備濃縮的、水溶性的植物肥料懸浮液的方法包括以下步驟混合一定量的水和一定量的硝酸鈣；混合構(gòu)成按重量計(jì)(wt.% )最終懸浮液的至少0.5%的量的硝 酸鎂；混合一定量的磷酸鉀和/或一定量的磷酸銨；混合一定量的硝酸鉀；以及混合一 定量的有機(jī)穩(wěn)定添加劑；且其中濃縮的、均勻的、穩(wěn)定的、水溶性的肥料懸浮液是可傾 倒的含水的懸浮液，該懸浮液具有構(gòu)成按重量計(jì)(wt.%)小于最終懸浮液約20%的量的 水。
在一些實(shí)施方案中，總的礦物養(yǎng)分濃度是按重量計(jì)至少約80%，且在一些實(shí)施 方案中，水含量是按重量計(jì)小于約20%?？梢栽诨旌线^程中應(yīng)用的一種或多種有機(jī)穩(wěn) 定劑的實(shí)例包括下述成分中的至少一種淀粉、灰黃霉酸、蒸煮后的植物物質(zhì)、蒸煮后 的木質(zhì)素、可溶性海藻、蔗糖、麥芽、甜菜酒糟、糖蜜、水溶性水膠體多糖、堆肥茶提 取物、蠕蟲堆肥、纖維素、殼聚糖及其混合物?；旌系?、磷、離子鎂和鉀的步驟可以包 括混合本文公開的成分范圍，且實(shí)例可以包括混合最終懸浮液的lwt.%到25wt.%之間 的量的氮；最終懸浮液的Iwt. %到25wt.%之間的量的磷；以及最終懸浮液的lwt.%到 25wt.%之間的量的鉀?；旌镶}和硫的步驟可以包括混合最終懸浮液的0.5wt.%到IOwt.% 之間的量的鈣和最終懸浮液的O.lwt.%到IOwt.%之間的量的硫。具體實(shí)施方案
描述了配制和穩(wěn)定濃縮的、完全的、營養(yǎng)均衡的、易于獲得的水溶性肥料的方 法。由該方法實(shí)施方案得到的主題組合物包括植物生長所需的全部十三種元素。氮的示 例性形式可以主要是快速養(yǎng)分?jǐn)z取的硝酸根陰離子的形式。
在描述本發(fā)明的濃縮物實(shí)施方案的特性中，特定的術(shù)語被用于闡釋這些性質(zhì)中 的一些。穩(wěn)定的濃縮物是當(dāng)被儲存在密閉的容器內(nèi)一段時(shí)間時(shí)，不會發(fā)生造成密閉容器 膨脹的有害氣體化學(xué)反應(yīng)的濃縮物。均勻的濃縮物是穩(wěn)定的分散液的液態(tài)濃縮物，即一 段時(shí)間后，不會分層成為明顯不存在大晶體生長的一個(gè)或多個(gè)固體層以及一個(gè)或多個(gè)液 體層。全面的濃縮物是指具有植物生長所需的以平衡形式存在的所有養(yǎng)分的濃縮物。水 溶性濃縮物是指具有可容易用于植物吸收的所有其元素且不需要經(jīng)微生物消化或者進(jìn)行 任何形式的風(fēng)化和降解過程的濃縮物。pH平衡的濃縮物是指含有平衡的氮的陽離子形式 與陰離子形式的比的濃縮物，以致氮的主要形式是對于植物易于獲得的且無毒的硝酸根 形式。無毒的濃縮物是指在其混合中不含有對植物生長有毒害作用的成分或者添加劑的 濃縮物。不含有惰性的水不溶性物質(zhì)的濃縮物是指濃縮物中所有的成分是易溶于水的且 可用于植物吸收的濃縮物。
如果加入海藻、蒸煮后的植物物質(zhì)、大豆蛋白、牛皮木質(zhì)素(Kraftlignin)或者 硫酸鹽木質(zhì)素，或者其它類似的有機(jī)化合物，就可以防止發(fā)生在干肥料的水合中遇到的 排氣，由此制得穩(wěn)定的制劑。添加這種有機(jī)化合物形成的制劑已經(jīng)在瓶中保持穩(wěn)定超過 72個(gè)月。如果在混合物中使用海藻，則存在可能包括保存穩(wěn)定性和植物吸收的增加的益 處。如果使用大豆，則存在可能包括氨基酸氮和螯合作用的增加的益處。另外，如果 水量減少到可行的最小量且顆粒被研磨到微米級，那么產(chǎn)生具有相對長的保存期的濃縮 的、穩(wěn)定的分散液。
因此，示例性的混合實(shí)施方案包括衍生自蒸煮后的植物物質(zhì)或天然海藻的有機(jī) 穩(wěn)定劑，其中有機(jī)穩(wěn)定劑可以防止肥料容器排氣和膨脹。懸浮液的成分優(yōu)選地是易于溶解的且具有極低的重金屬污染物。分散液的水含量優(yōu)選地受到小心地控制以便保持具有 優(yōu)良的儲存容量和最少晶體生長的均勻的混合物。懸浮液也可以含有額外的天然的和合 成的聚合物以幫助穩(wěn)定分散液。另外，可以加入濕潤劑，例如水溶性的二醇。懸浮液表 現(xiàn)出良好的儲存能力且當(dāng)分散在水中時(shí)易于溶解。該制劑非常適合水栽法培養(yǎng)生長在少 土或無土介質(zhì)中的作物以及植物。另外，該制備用于為在所有類型的生長介質(zhì)中生長的 所有類型的栽培作物提供全面均衡的植物營養(yǎng)方案。
在本發(fā)明的若干實(shí)施方案中，本發(fā)明允許非常適合生長中的植物的穩(wěn)定的、 可傾倒的、均勻的液態(tài)濃縮物，這是因?yàn)樵摑饪s物是營養(yǎng)全面的、水溶性的、pH平衡 的、無毒的且含有不超過痕量的惰性水不溶性物質(zhì)，并且這種濃縮物可以儲存在密閉容 器中。本方明的實(shí)施方案可以被應(yīng)用于水栽法生長的植物且本方明的實(shí)施方案可以被應(yīng) 用于生長在土壤基質(zhì)中的植物。氨中的氮元素與硝酸根中的氮元素的比保持在10%到 25%之間，這不會引起根際pH的快速上升或者下降。這有助于在土壤溶液中維護(hù)平衡 的pH，使得溶液不會移動(dòng)到pH 5之下和pH 7之上。可以存在諸如磷酸鹽、檸檬酸鹽、 碳酸鹽和其它有機(jī)酸的其它成分以幫助緩沖和穩(wěn)定溶液的pH。高度精煉的水溶性礦物鹽 的額外的益處是他們相對不含重金屬污染物，且因此對環(huán)境和使用者的健康幾乎沒有危 險(xiǎn)。可以改變組成以改變氮、磷、鉀和其它元素的平衡，以便允許針對蔬菜、花和水果 發(fā)育而定制的養(yǎng)分配方。組合物也可以含有腐殖酸和灰黃霉酸、有機(jī)酸、酶、單糖和復(fù) 合糖、維生素和生長激素。額外的制劑也是可能的，如為降低生產(chǎn)成本而引入尿素作為 氮源，而不會偏離本發(fā)明原來的精神。
可以根據(jù)以下教導(dǎo)制備含有植物生長所需的所有十三種元素的濃縮的、營養(yǎng)全 面均衡的、易于溶解的懸浮液肥料，該懸浮液肥料包括水溶性礦物肥料鹽和有機(jī)穩(wěn)定劑 以形成穩(wěn)定的分散液。濃縮的懸浮液肥料的礦物鹽可以選自包括以下物質(zhì)的礦物鹽的 組硝酸銨；磷酸銨；硫酸銨；硝酸鈣；磷酸鈣；硫酸鈣；硝酸鎂；磷酸鎂；硫酸 鎂；硝酸鉀；磷酸鉀；硫酸鉀；硫酸鐵；磷酸鐵；甘氨酸鐵；木質(zhì)素硫酸鐵；螯合的 鐵諸如經(jīng)乙二胺四乙酸(EDTA)螯合的鐵，和/或經(jīng)二乙烯三胺五乙酸(DTPA)螯合的 鐵；以及尿素。濃縮的懸浮液肥料的有機(jī)穩(wěn)定劑可以選自蒸煮后的植物物質(zhì)、蒸煮后 的木質(zhì)素、可溶性海藻、甜菜酒糟、糖蜜、水溶性水膠體多糖、堆肥茶提取物、蠕蟲堆 肥、纖維素、殼聚糖及其混合物。有助于濃縮的懸浮液肥料的礦物顆粒的空間穩(wěn)定的天 然和合成來源的其它聚合物可以選自由以下物質(zhì)組成的組阿拉伯膠、海藻酸、纖維素 醚類、木質(zhì)素磺酸鹽、萘磺酸的縮合產(chǎn)物、聚(乙二醇)、聚(丙二醇)、聚乙烯吡咯烷 酮、聚(乙烯醇)、聚磺苯乙烯、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)以及環(huán)氧乙烷的嵌段 聚合物和環(huán)氧丙烷的嵌段聚合物。濃縮的懸浮液肥料可以包括天然的表面活性劑和合成 的表面活性劑，例如由Union Carbide Corporations ofDanbury，Conn., USA生產(chǎn)的卵磷脂 以及TRITON X-45和TRITON X-100。濃縮的懸浮液肥料可以包括濕潤劑，諸如甘 油、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙二醇和乙烯-丙烯嵌段共聚物以及混合物。濃縮 的懸浮液肥料中總的礦物鹽濃度優(yōu)選地在50%至95%之間。濃縮的懸浮液肥料中的有機(jī) 穩(wěn)定劑濃度優(yōu)選地在0.1%至50%之間。濃縮的懸浮液肥料中的水溶性聚合物優(yōu)選地在 0.01 %至5 %之間。濃縮的懸浮液肥料中的調(diào)節(jié)粘度的表面活性劑優(yōu)選地以0.001 %至1 % 之間的量存在。濃縮的懸浮液肥料中的濕潤劑優(yōu)選地在0.1%至25%之間。7/29
實(shí)施例1
將下面的表1和所有隨后的實(shí)施例以及它們各自的表中的成分以連續(xù)的順序用 高速分配器混合且可以用定轉(zhuǎn)子均質(zhì)器(rotor statorhomogenizer)代替混合
表 權(quán)利要求
1.一種濃縮的、均勻的、穩(wěn)定的、水溶性的肥料懸浮液，其包括 構(gòu)成按重量計(jì)(wt.% )小于所述懸浮液的約20%的量的水； 構(gòu)成所述懸浮液的約lwt.%到40wt.%之間的量的硝酸鈣； 構(gòu)成所述懸浮液的約lwt.%到30wt.%之間的量的硝酸鎂；構(gòu)成所述懸浮液的約lwt.%到35wt.%之間的量的磷酸鉀和/或磷酸銨； 構(gòu)成所述懸浮液的約lwt.%到45wt.%之間的量的硝酸鉀；以及 構(gòu)成所述懸浮液的約O.lwt.%到20wt.%之間的量的有機(jī)穩(wěn)定添加劑；且 其中所述濃縮的、均勻的、穩(wěn)定的、水溶性的肥料懸浮液是可傾倒的、含水的懸浮液。
2.如權(quán)利要求1所述的懸浮液，其中硝酸鈣的所述量構(gòu)成所述懸浮液的約lwt.%到30wt.%之間； 硝酸鎂的所述量構(gòu)成所述懸浮液的約lwt.%到25wt.%之間； 磷酸鉀和/或磷酸銨的所述量構(gòu)成所述懸浮液的約lwt.%到30wt.%之間； 硝酸鉀的所述量構(gòu)成所述懸浮液的約lwt.%到30wt.%之間；及 有機(jī)穩(wěn)定添加劑的所述量構(gòu)成所述懸浮液的約O.lwt.%到lOwt.%之間。
3.如權(quán)利要求1所述的懸浮液，其中所述有機(jī)穩(wěn)定添加劑包括下述成分中的至少一 種灰黃霉酸；蒸煮后的植物物質(zhì)；蒸煮后的木質(zhì)素；可溶性海藻；蔗糖；麥芽；甜 菜酒糟；糖蜜；水溶性水膠體多糖；堆肥茶提取物；蠕蟲堆肥；纖維素；殼聚糖；及 其混合物。
4.一種濃縮的、均勻的、穩(wěn)定的、水溶性的肥料懸浮液，其包括 至少氮、磷、鉀、鈣和鎂的水溶性礦物養(yǎng)分；和有機(jī)穩(wěn)定添加劑；且其中所述濃縮的、均勻的、穩(wěn)定的水溶性的肥料懸浮液是可傾倒的、含水的懸浮 液，所述懸浮液具有構(gòu)成按重量計(jì)所述懸浮液的至少約80% (wt.%)的量的水溶性礦物養(yǎng)分。
5.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其中所述氮呈硝酸根離子的形式，所述磷呈磷酸根 離子的形式，所述鉀呈鉀離子的形式，所述鈣呈鈣離子的形式以及所述鎂呈鎂離子的形 式。
6.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其中所述有機(jī)穩(wěn)定添加劑是懸浮液氣化抑制劑。
7.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其中所述有機(jī)穩(wěn)定添加劑是氣密的懸浮液氣化抑制劑。
8.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其中所述鎂包括離子鎂，且所述離子鎂的量構(gòu)成所述 懸浮液的至少O.lwt.%。
9.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其還包括鐵、錳、鋅、銅、鉀、鉬酸鹽和鈷。
10.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其還包括水溶性的硫養(yǎng)分。
11.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其還包括銨離子。
12.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其還包括尿素。
13.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其中所述有機(jī)穩(wěn)定添加劑包括下述成分中的至少一 種灰黃霉酸；蒸煮后的植物物質(zhì)；蒸煮后的木質(zhì)素；可溶性海藻；蔗糖；麥芽；甜菜酒糟；糖蜜；水溶性水膠體多糖；堆肥茶提取物；蠕蟲堆肥；纖維素；和殼聚糖。
14.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其中所述有機(jī)穩(wěn)定添加劑構(gòu)成所述懸浮液的 0.1wt.%到約 20wt.%之間。
15.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其中所述水溶性礦物養(yǎng)分構(gòu)成所述懸浮液的約 80wt.%到約 95wt.%之間。
16.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其中所述水溶性礦物養(yǎng)分構(gòu)成所述懸浮液的至少約 90wt.%。
17.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其中氮的所述量構(gòu)成所述懸浮液的Iwt.%到25wt.% 之間；磷的所述量構(gòu)成所述懸浮液的lwt.%到25wt.%之間；鉀的所述量構(gòu)成所述懸浮液 的lwt.%到25wt.%之間；鈣的所述量構(gòu)成所述懸浮液的O.lwt.%到lOwt.%之間；以及所 述鎂包括離子鎂且所述離子鎂的量構(gòu)成所述懸浮液的至少O.lwt.%。
18.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其中氮的所述量構(gòu)成所述懸浮液的Iwt.%到20wt.% 之間；磷的所述量構(gòu)成所述懸浮液的lwt.%到20wt.%之間；鉀的所述量構(gòu)成所述懸浮液 的Iwt.%到20wt.%之間；鈣的所述量構(gòu)成所述懸浮液的O.lwt.%到7.5wt.%之間；以及 所述鎂包括離子鎂且所述離子鎂的量構(gòu)成所述懸浮液的至少O.lwt.%。
19.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其中所述懸浮液抑制晶體生長。
20.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其還包括一種或者多種表面活性劑。
21.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其還包括一種或者多種濕潤劑。
22.如權(quán)利要求4所述的懸浮液，其還包括一種或者多種水溶性聚合物。
23.—種制備濃縮的、均勻的、穩(wěn)定的、水溶性的肥料懸浮液的方法，其包括 混合一定量的水和一定量的硝酸鈣；混合構(gòu)成按重量計(jì)最終懸浮液的至少0.5% (wt.%)的量的硝酸鎂； 混合一定量的磷酸鉀和/或一定量的磷酸銨； 混合一定量的硝酸鉀；以及 混合一定量的有機(jī)穩(wěn)定添加劑；且其中所述濃縮的、均勻的、穩(wěn)定的、水溶性的肥料懸浮液是可傾倒的、含水的懸浮 液，所述懸浮液具有構(gòu)成按重量計(jì)小于所述最終懸浮液的約20% (wt.%)的量的水。
24.如權(quán)利要求23所述的制備所述懸浮液的方法，其中將構(gòu)成最終懸浮液的約Iwt.%到40wt.%之間的量的硝酸鈣與下述物質(zhì)混合 水；構(gòu)成所述最終懸浮液的約lwt.%到30wt.%之間的量的硝酸鎂； 構(gòu)成所述最終懸浮液的約lwt.%到35wt.%之間的量的磷酸鉀和/或磷酸銨； 構(gòu)成所述最終懸浮液的約lwt.%到45wt.%之間的量的硝酸鉀；和 構(gòu)成所述最終懸浮液的約O.lwt.%到20wt.%之間的量的有機(jī)穩(wěn)定添加劑。
25.如權(quán)利要求23所述的制備懸浮液的方法，其中將構(gòu)成最終懸浮液的約Iwt.%到30wt.%之間的量的硝酸鈣與下述物質(zhì)混合 水；構(gòu)成所述最終懸浮液的約lwt.%到25wt.%之間的量的硝酸鎂；構(gòu)成所述最終懸浮液的約lwt.%到30wt.%之間的量的磷酸鉀和/或磷酸銨；構(gòu)成所述最終懸浮液的約lwt.%到30wt.%之間的量的硝酸鉀；和 構(gòu)成所述最終懸浮液的約O.lwt.%到lOwt.%之間的量的有機(jī)穩(wěn)定添加劑。
26.如權(quán)利要求23所述的制備懸浮液的方法，其中所述有機(jī)穩(wěn)定添加劑包括下述成分 中的至少一種灰黃霉酸；蒸煮后的植物物質(zhì)；蒸煮后的木質(zhì)素；可溶性海藻；蔗糖； 麥芽；甜菜酒糟；糖蜜；水溶性水膠體多糖；堆肥茶提取物；蠕蟲堆肥；纖維素；殼 聚糖及其混合物。
27.一種形成可施用的植物養(yǎng)分溶液的方法，其包括在水中稀釋如權(quán)利要求1所述的 含水的肥料懸浮液的步驟，其中所述可施用的植物養(yǎng)分的pH在約5.0pH到約7.0pH之間 的范圍內(nèi)。
全文摘要
一種濃縮的、均勻的、穩(wěn)定的、水溶性的肥料懸浮液，其包括至少氮、磷、鉀、鈣和鎂的水溶性礦物養(yǎng)分；和有機(jī)穩(wěn)定添加劑；且其中可傾倒的、含水的懸浮液具有按重量計(jì)(wt.％)占懸浮液的至少約80％的水溶性礦物養(yǎng)分。
文檔編號C05G3/00GK102026940SQ200980116819
公開日2011年4月20日 申請日期2009年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月11日
發(fā)明者杰弗里·迪倫·威爾斯 申請人:勞倫斯布魯克工程有限責(zé)任公司