一种可降解高分子聚合物包膜控释肥料

摘要

本发明公开了一种可降解高分子聚合物包膜控释肥料，其粒径范围是2.0～5.0mm，包膜率为2～10％，养分释放期是1～10个月。所用包膜材料生物降解性好，肥料施用后，膜壳能够迅速降解，有利于农业生态环境的保护。产品的养分控释期可以精确地控制在1个月到12个月不等，另外还可将具有不同释放时期、不同释放特性的产品按一定的比例混合起来，模拟各种作物对养分的需求，做成各种作物专用包膜控释肥，使控释肥的养分释放曲线与作物对养分的吸收曲线相吻合，达到养分精确控释的目的。

权利要求

1.一种可降解高分子聚合物包膜控释肥料，其特征在于，粒径范围是2.0～5.0mm，包膜率为2～10％，养分释放期是1～10个月，制作方法是：(1)称量85～95份聚异戊二烯和5～15份EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)，在1500～

2000份乙酸乙酯与二氯甲烷的混合液中加热至110～130℃搅拌溶解，配置成喷涂液，在乙酸乙酯和二氯甲烷的混合液中乙酸乙酯占总重量的40～60％；

(2)将称量的颗粒肥料在流化床中利用85～110℃的热空气预热，利用热空气的烘托，喷涂液通过喷头喷涂到悬浮、流化的颗粒肥料表面上，在热空气的作用下，溶剂迅速挥发，包膜材料包裹在颗粒肥料表面形成干燥、光滑致密的膜层，经过喷涂液的连续喷涂，直到完成包膜过程制得包膜控释肥料，挥发的溶剂经过回收循环利用，产品包装入库。

2.根据权利要求1所述的可降解高分子聚合物包膜控释肥料，其特征在于，所述聚异戊二烯为天然橡胶。

3.根据权利要求1-2任一所述的可降解高分子聚合物包膜控释肥料，其特征在于，包膜率为4～8％。

4.根据权利要求1-2任一所述的可降解高分子聚合物包膜控释肥料，其特征在于，养分释放期是2～9个月。

5.根据权利要求1-2任一所述的可降解高分子聚合物包膜控释肥料，其特征在于，所述颗粒肥料选自尿素、碳酸氢铵、硝酸铵、硫酸铵、磷酸二铵、磷酸二氢铵、硫酸钾、氯化钾或硝酸磷肥。

说明书

一种可降解高分子聚合物包膜控释肥料

技术领域

[0001] 本发明属于化工产品领域，具体涉及一种可降解高分子聚合物包膜控释肥产品。

背景技术

[0002] 我国化肥消耗量约占世界化肥消费总量的20～30％，居世界第一位，发达国家化肥当季利用率平均为50～60％，我国化肥当季利用率平均仅为30～35％。大量营养元素的流失浪费不仅给社会带来巨大的经济损失，而且还会造成严重的环境污染。目前，随着化肥用量的不断增加，在农产品追求产量与质量并重，以及环境友好的多重目标要求下，肥料的改性问题就显得更为重要。开发缓释、控释肥料，提高肥料利用率，减少环境污染，是简单易行的措施，特别适合中国的国情。我国化肥利用率低于发达国家的原因之一，就是在发达国家所采取的系列科学施肥技术在中国难以奏效。我国农民的教育水平低，农户土地面积小而分散，种植体系复杂，机械化程度低，农化服务体系难以建立和到位，配方施肥和其它技术措施很难为农民提供方便的服务；另外，在经济发达地区，农民已不愿意在追肥等农艺操作上花费太多的时间和精力。因此，急需一种集配方施肥、控释技术为一体的物化肥料产品。新型控释复合肥料的出现，不仅能提高肥料利用率，保证粮食安全，减少环境污染，也满足了农民的实际需求。

[0003] 包膜控释肥料是以颗粒化肥为核心，表层涂覆一层低水溶性或微溶性的无机物质或有机聚合物，改变化肥养分的溶出性，延长或控制肥料养分释放，使土壤养分的供应与作物需肥要求协调的新型肥料剂型。包膜控释肥料的种类，从包膜材料来分，可分为无机物包膜肥料和有机聚合物包膜肥料，前者多数是以含有一定养分的无机肥料或土壤调理剂之类物质，后者包括高分子聚合物、低水溶性或难溶性的有机合成物等作为包膜材料。无机物包膜肥料对养分的缓控释效果一般，难以达到肥料养分释放速率与作物对养分的需求速率相一致的要求；高分子聚合物包膜控释肥因其优良的养分控释性能而广泛应用于花卉、景观植物、高尔夫球场等方面，效果十分显著；但是高分子聚合物包膜材料一般难以降解或降解时间较长，因此膜材料和制作工艺的选择是生产性能优良的可降解包膜控释肥料的关键。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种既能提高肥料利用率，又能保护农业生态环境的可降解高分子聚合物包膜控释肥料，能够在设施园艺、农作物上得到推广应用。

[0005] 本发明的技术方案如下：

[0006] 一种可降解高分子聚合物包膜控释肥料，其粒径范围是2.0～5.0mm，包膜率为2～10％，养分释放期是1～10个月，制作方法是：

[0007] (1)称量85～95份聚异戊二烯和5～15份EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)，在1500～2000份乙酸乙酯与二氯甲烷的混合液中加热至110～130℃搅拌溶解，配置成喷涂液。

[0008] (2)将称量的颗粒肥料在流化床中利用85～110℃的热空气预热，利用热空气的烘托，喷涂液通过喷头喷涂到悬浮、流化的颗粒肥料表面上，在热空气的作用下，溶剂迅速挥发，包膜材料包裹在颗粒肥料表面形成干燥、光滑致密的膜层，经过喷涂液的连续喷涂，直到完成包膜过程制得包膜控释肥料。

[0009] 挥发的溶剂经过回收循环利用，产品包装入库。

[0010] 前述的可降解高分子聚合物包膜控释肥料，优选的技术方案是，所述聚异戊二烯为天然橡胶。

[0011] 前述的可降解高分子聚合物包膜控释肥料，优选的技术方案是，在乙酸乙酯和二氯甲烷的混合液中乙酸乙酯占总重量的40～60％。

[0012] 前述的可降解高分子聚合物包膜控释肥料，优选的技术方案是，包膜率为4～8％。

[0013] 前述的可降解高分子聚合物包膜控释肥料，优选的技术方案是，养分释放期是2～9个月。

[0014] 前述的可降解高分子聚合物包膜控释肥料，所述颗粒肥料选自尿素、碳酸氢铵、硝酸铵、硫酸铵、磷酸二铵、磷酸二氢铵、硫酸钾、氯化钾或硝酸磷肥。

[0015] 本发明可降解高分子聚合物包膜控释肥料的制作方法中，采用二甲苯和二氯甲烷的混合溶液配置喷涂液，具有优良的防爆性能，为实现安全生产提供了保证；所用包膜材料生物降解性好，肥料施用后，在土壤生物、光照、水分和热量作用下，膜壳能够迅速降解，有利于农业生态环境的保护。另外还具有以下优良效果：产品的养分控释期可以根据包膜厚度及膜材料配方来调节，可以精确地控制在1个月到12个月不等，另外还可将具有不同释放时期、不同释放特性的产品按一定的比例混合起来，模拟各种作物对养分的需求，做成各种作物专用包膜控释肥，使控释肥的养分释放曲线与作物对养分的吸收曲线相吻合，达到养分精确控释的目的。此产品已在水稻、玉米、烟草、花生、小麦、棉花、草莓、马铃薯、多种花卉、蔬菜、果树、草坪等作物上进行了大量的盆栽试验、田间试验和示范，试验结果表明，此产品在上述作物上均具有显著的增产和增效作用，具有极为广泛的推广应用前景。

附图说明

[0016] 图1是控释期2个月44-0-0包膜控释肥在25℃水中的养分释放曲线图。

[0017] 图2是控释期3个月20-8-10包膜控释肥在25℃水中的养分释放曲线图。

[0018] 图3是控释期6个月42-0-0包膜控释肥在25℃水中的养分释放曲线图。

[0019] 图4是控释期9个月20-8-10包膜控释肥在25℃水中的养分释放曲线图。

具体实施方式

[0020] 下面结合实施例、实验例和附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不限于此。各实施例中所用原料皆为市售商品，所用EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)购自莱州市沙河镇浩光塑料厂；所用聚异戊二烯使用天然橡胶，购自武汉远城科技发展有限公司。

[0021] 实施例1控释期2个月可降解包膜控释尿素(44-0-0)的制作

[0022] 称量38kg天然橡胶和2kg EVA，在240kg乙酸乙酯和360kg二氯甲烷混合液中加热至110～130℃搅拌溶解，配置成喷涂液；将1000kg大颗粒尿素(2.0～4.75mm)在流化床中利用85～110℃的热空气预热，利用热空气的烘托，包膜液通过喷头喷涂到悬浮、流化的尿素颗粒表面上，在热空气的作用下，溶剂迅速挥发，包膜材料包裹在肥料颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层，经过包膜液的连续喷涂，直到完成包膜过程制得包膜率约4％控释期2个月的包膜控释尿素(44-0-0)，挥发的溶剂经过回收循环利用，产品包装入库。

[0023] 实施例2控释期3个月可降解包膜控释复合肥(20-8-10)的制作

[0024] 称量45kg天然橡胶和5kg EVA，在450kg乙酸乙酯和450kg二氯甲烷混合液中加热至110～130℃搅拌溶解，配置成喷涂液；将1000kg大颗粒尿素(2.0～4.75mm)在流化床中利用85～110℃的热空气预热，利用热空气的烘托，包膜液通过喷头喷涂到悬浮、流化的尿素颗粒表面上，在热空气的作用下，溶剂迅速挥发，包膜材料包裹在肥料颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层，经过包膜液的连续喷涂，直到完成包膜过程制得包膜率约5％控释期3个月的包膜控释复合肥(20-8-10)，挥发的溶剂经过回收循环利用，产品包装入库。

[0025] 实施例3控释期6个月可降解包膜控释尿素(42-0-0)的制作

[0026] 称量63kg天然橡胶和7kg EVA，在630kg乙酸乙酯和630kg二氯甲烷混合液中加热至110～130℃搅拌溶解，配置成喷涂液；将1000kg大颗粒尿素(2.0～4.75mm)在流化床中利用85～110℃的热空气预热，利用热空气的烘托，包膜液通过喷头喷涂到悬浮、流化的尿素颗粒表面上，在热空气的作用下，溶剂迅速挥发，包膜材料包裹在肥料颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层，经过包膜液的连续喷涂，直到完成包膜过程制得包膜率约7％控释期6个月的包膜控释尿素(42-0-0)，挥发的溶剂经过回收循环利用，产品包装入库。

[0027] 实施例4控释期9个月可降解包膜控释复合肥(20-8-10)的制作

[0028] 称量76.5kg天然橡胶和13.5kg EVA，在1080kg乙酸乙酯和720kg二氯甲烷混合液中加热至110～130℃搅拌溶解，配置成喷涂液；将1000kg大颗粒尿素(2.0～4.75mm)在流化床中利用85～110℃的热空气预热，利用热空气的烘托，包膜液通过喷头喷涂到悬浮、流化的尿素颗粒表面上，在热空气的作用下，溶剂迅速挥发，包膜材料包裹在肥料颗粒表面形成干燥、光滑致密的膜层，经过包膜液的连续喷涂，直到完成包膜过程制得包膜率约9％控释期9个月的包膜控释复合肥(20-8-10)，挥发的溶剂经过回收循环利用，产品包装入库。

[0029] 实验例1：

[0030] 下面以生物试验来说明本产品的具体效果：

[0031] (1)水稻试验方案

[0032] 试验设在临沂河东区汤和镇后坊坞村，供试水稻品种为中新1号，土壤是水稻土，控释肥处理为水稻专用控释掺混肥(22-8-20，控释氮占66％)，由可降解高分子聚合物包膜控释尿素(42-0-0)(实施例3)、尿素(46％)、磷酸一铵(58％)、氯化钾(57％)掺混制得；普通施肥处理为尿素(46％)、磷酸一铵(58％)、氯化钾(57％)，水稻专用控释肥是在水稻移栽前作基肥一次施入，普通肥料施用按农民施肥习惯分基肥和追肥，具体做法是，尿素基施1/3，分蘖期和长穗结实期各追施1/3，其他肥料在水稻田翻耕后撤施，经耙地将肥料与土壤混合。专用控释肥设两个施肥水平，控释肥1是比普通肥料减少15％用量，控释肥2是比普通肥料减少30％用量。

[0033] (2)试验结果

[0034] 水稻专用控释掺混肥在临沂河东区汤和镇后坊坞村水稻上的试验结果(表1)表明，在减少15％肥料用量的情况下，控释掺混肥一次性施肥比传统3次施肥水稻产量增加了22.8％，而在养分施用量减少30％的情况下，控释掺混肥比传统3次施肥水稻产量增加了13.5％。

[0035] 表1不同施肥处理效果评价

[0036]处理 比普通肥料减少 比普通肥料增产率(％) 效果评价
施用量(％)
肥料利用率低，建议增加施肥次
普通肥料 0 0
数或施用新型肥料。
增产效果好，投入成本较高，省
控释肥1 15 22.8
时省力，可以推广。
增产效果明显，投入少，省时省
控释肥2 30 13.5
力，值得推广，推荐。

[0037] 实验例2：

[0038] 控释肥养分释放率水中测定方法：称取10g肥料样品，准确至0.01g，放入用100目尼龙纱网做成的小袋中封口，将小袋放入250ml分液漏斗中，然后加蒸馏水250ml，密封后置于25℃的恒温培养箱中，做3次平行，同时做空白试验。在第1d、3d、7d、14d、28d、42d、60d、90d、120d……取样测定，直到养分累积释放率达到80％。

[0039] 图1是控释期2个月44-0-0控释肥(实施例1)在25℃水中的养分释放曲线图。图2是控释期3个月20-8-10控释肥(实施例2)在25℃水中的养分释放曲线图。图3是控释期6个月42-0-0控释肥(实施例3)在25℃水中的养分释放曲线图。图4是控释期9个月20-8-10控释肥(实施例4)在25℃水中的养分释放曲线图。由图1-4可以看出本发明的可降解高分子聚合物包膜控释肥具有良好的养分释放特征，很好的起到了肥料养分控释作用。

[0040] 本发明可降解高分子聚合物包膜控释肥产品符合2009年09月01日起实施的国家缓控释肥料GB/T 23348-2009标准，在提高肥料养分利用率、提高作物产量及农业生态环境保护等方面，取得了突出的技术效果。