專利名稱：一次性全量施用的水稻育苗控釋氮肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新型肥料生產(chǎn)領(lǐng)域，涉及一種可一次性全量施用的水稻育苗控釋氮肥的生產(chǎn)配方及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國已成為世界上最大的化肥生產(chǎn)國和消費國，化肥年產(chǎn)量約占全球的30%，消費量占全球的35%。但我國化肥利用率較低，研究表明，我國化肥當季利用率平均約為 30%，遠低于歐美國家60 70%的水平，目前，我國化肥消費量約5500萬噸/年，且以逐年 5%的速度遞增，大量營養(yǎng)元素的流失浪費不僅給社會帶來巨大的經(jīng)濟損失，而且還會造成嚴重的環(huán)境污染。隨著化肥用量的不斷增加，在農(nóng)產(chǎn)品追求產(chǎn)量與質(zhì)量并重，以及環(huán)境友好的多重目標要求下，急需一種集配方施肥、控釋技術(shù)為一體的物化肥料產(chǎn)品。緩/控釋肥料這一高新技術(shù)為解決化肥利用率低的問題提出了新的思路和途徑，因此，開發(fā)緩釋、控釋肥料，提高肥料利用率，減少環(huán)境污染，是簡單易行的措施，特別適合中國的國情?？蒯尫实陌l(fā)展歷史可追溯到本世紀20年代，當時美國為了解決冶煉工業(yè)中副產(chǎn)品硫的利用問題，相繼開發(fā)出硫包尿素，經(jīng)過近30年的研究于60年代才形成一定規(guī)模的生產(chǎn)能力，隨后在加拿大、日本、以色列等國相繼有此類產(chǎn)品問世。目前，美國和日本在控釋肥料的研究和應(yīng)用領(lǐng)域均居世界領(lǐng)先地位。中國最早的研究在70年代初期，中科院南京土壤研究所用鈣鎂磷肥包裹顆粒碳銨，但未形成規(guī)模化生產(chǎn)。90年代末期再度重視包膜控釋肥料的研究，國內(nèi)現(xiàn)有多家研究單位、企業(yè)具備試制、生產(chǎn)包膜控釋肥的水平。自上世紀90年代以來，緩控釋肥料的消費量平均年遞增4.0%，目前國外主要應(yīng)用在苗圃、園林、花卉、高爾夫球場草坪等經(jīng)濟作物上，在一般農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用較少。在我國水稻是主要的糧食作物，其產(chǎn)質(zhì)量直接影響我國人民的溫飽問題，水稻傳統(tǒng)的耕作方式?jīng)Q定了其施肥方法主要依靠基施和撒施，需要多次追肥，費工費時，氮素利用率低(約30%)，大部分氮肥進入水體，造成地下水體污染和農(nóng)業(yè)面源污染，甚至由反硝化作用引起大氣環(huán)境污染，同時還浪費大量肥料資源。在水稻插秧時，即使施用普通的控釋肥也無法直接施在水稻根部，肥料利用率提高有限。解決的辦法就是將水稻一季生長需要的氮肥，隨水稻種子一起播種育苗，成苗后可將控釋氮肥隨插秧移至稻田，不用再追施其它氮肥。但是目前已有的控釋肥無法達到這一要求，要么是前期養(yǎng)分釋放快導(dǎo)致燒苗，要么是養(yǎng)分釋放緩慢，無法滿足水稻中后期對氮素養(yǎng)分的大量需求。本發(fā)明成功解決了上述問題，可以在水稻育苗期內(nèi)養(yǎng)分緩慢釋放(前30-40天，氮素養(yǎng)分釋放< 3% )，在水稻插秧后加速釋放養(yǎng)分，保證水稻分蘗和營養(yǎng)生長對氮素的需求，在水稻灌漿完成時，氮素養(yǎng)分也釋放完畢，即該控釋氮肥的養(yǎng)分釋放規(guī)律可與水稻對氮素的需求規(guī)律基本相同步。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一次性全量施用的水稻育苗控釋氮肥的制備方法，可將該控釋氮肥與水稻種子一起接觸育苗，即將水稻整個生育期內(nèi)所需的氮肥以控釋氮的形式在育苗時一次施入，苗期不會燒苗，成苗后即可根部帶肥插秧，氮素利用率約是普通尿素的 1. 5-2 倍。本發(fā)明的技術(shù)要點如下—種一次性全量施用的水稻育苗控釋氮肥，是采用熱塑性樹脂工藝包膜，肥料核芯采用大顆粒尿素(46-0-0)，將肥料核芯在流化床內(nèi)分兩層包膜，先噴涂內(nèi)層膜，再噴涂外層膜。其中，內(nèi)層膜占肥料總重量的5-9%;外層膜占肥料總重量的1-3%;本發(fā)明制得的水稻育苗控釋氮肥中氮肥的養(yǎng)分含量在40-43%。所述的內(nèi)層膜由熱塑性樹脂A(高密度聚乙烯和改性聚丙烯烴混合物)和開孔劑組成；內(nèi)層膜噴涂液配制時，先用有機溶劑將熱塑性樹脂A溶解，然后再加入開孔劑，按質(zhì)量比配制成3-5% (開孔劑和熱塑性樹脂A與有機溶劑的質(zhì)量比)的溶液。所述的外層膜由熱塑性樹脂B (聚烯烴和聚乳酸酯混合物)和密封劑組成；外層膜噴涂液配制時，先用有機溶劑將熱塑性樹脂B溶解，再添加密封劑，按質(zhì)量比配制成1-3% (熱塑性樹脂B和密封劑與有機溶劑的質(zhì)量比)的溶液。所述的有機溶劑是松節(jié)油和石腦油各占50% (按重量比)的混合溶液。所述的開孔劑為改性淀粉醚和一種十二烷基苯磺酸鹽的混合物，改性淀粉醚添加比例占內(nèi)層膜重量的10 % -20 %，十二烷基苯磺酸鹽添加比例占內(nèi)層膜重量的0.5-1%。所述外層膜的密封劑為一種聚烯烴蠟(平均分子量范圍在MW2000-10000，熔點在 100-110度)，添加的重量占外層膜總重量的5-10% ；一種一次性全量施用的水稻育苗控釋氮肥的制備方法，其特征在于有如下步驟(1)配制內(nèi)層膜溶液先用有機溶劑將熱塑性樹脂A(聚烯烴和聚丙烯烴的混合物)溶解，然后再加入開孔劑，按重量比配制成3-5%的溶液；(2)配制外層膜溶液先用有機溶劑將熱塑性樹脂B (聚烯烴和聚乳酸酯混合物) 溶解，再添加密封劑，按重量比配制成1-3%的溶液；(3)將大顆粒尿素送入流化床包膜塔中，開啟鼓風機，使其處于流化狀態(tài)并預(yù)熱至 55 °C。(4)噴涂包膜層將包膜溶液加壓至0. 5Mpa，先噴涂內(nèi)層包膜液，通過流化床內(nèi)的噴頭噴到肥料顆粒表面，有機溶劑迅速揮發(fā)，熱塑性樹脂則留在顆粒表面形成光滑致密的膜；內(nèi)層包膜液噴完后重復(fù)該步驟噴涂外層包膜液。本發(fā)明的有益效果根據(jù)本發(fā)明制得的一次性全量施用的水稻育苗控釋氮肥是分層包膜加工的產(chǎn)品， 由于內(nèi)膜層和外膜層所用的包膜材料和添加劑不同，使水分開始較難透過含有密封劑的外層包膜，阻止水分通過內(nèi)層膜進入肥料，使前期養(yǎng)分釋放較慢，30-40天內(nèi)，養(yǎng)分累積釋放率 ^ 3%，可以保證該控釋氮肥與水稻種子接觸育苗不會燒苗(水稻育苗期30-40天左右)； 當經(jīng)過30-40天的前期養(yǎng)分釋放后，外層膜相對較薄，其上的微孔通道已經(jīng)被打通，水分可經(jīng)過外層膜，快速通過含有大量開孔劑的內(nèi)層膜，進入膜殼內(nèi)，將肥料溶出，形成了一個加速釋放的過程，在40-140天，氮素養(yǎng)分累積釋放> 75 %，這時水稻已經(jīng)被移栽到大田，能夠滿足其分蘗和營養(yǎng)生長對氮素的需求。其后在水稻的灌漿和成熟期，控釋氮肥的養(yǎng)分釋放率可累積釋放> 85%，完全保證了氮素供應(yīng)。

圖1是水稻育苗控釋氮肥的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1是加入密封劑的外層膜，2是添加開孔劑的內(nèi)層膜，3是大顆粒尿素核芯。圖2是水稻育苗控釋氮肥的加工流程示意圖。將大顆粒尿素1加入流化床包膜塔 2內(nèi)，配制內(nèi)層膜溶液3，并將其噴涂到包膜塔內(nèi)的大顆粒肥料上，形成內(nèi)層涂膜，然后將配制好的外層包膜溶液4噴涂到包膜塔內(nèi)的大顆粒肥料上形成外層膜，將加工好的控釋肥料冷卻和包裝5即為水稻育苗控釋肥產(chǎn)品。
具體實施例方式實施例11)向溶解釜A和B中分別加入松節(jié)油和石腦油各500kg ；2)將高密度聚乙烯和改性聚丙烯烴(英文名Polypropylene，modified)各30kg 加入溶解釜A中，攪拌溶解后再加入改性淀粉醚8kg和十二烷基苯磺酸鈉0. 35kg充分攪拌均勻后形成內(nèi)層包膜溶液；將高密度聚乙烯和聚乳酸酯各12kg加入溶解釜B中，攪拌溶解后再加入聚烯烴蠟(平均分子量范圍在MW2000-10000，熔點在100-110度)lkg，充分攪拌均勻后形成外層包膜溶液。3)將IOOOkg大顆粒尿素加入流化床包膜塔后，再開啟鼓風機，使其處于流化狀態(tài)并預(yù)熱至55°C。4)將A釜包膜溶液加壓至0. 5MPa,通過流化床內(nèi)的噴頭噴到肥料顆粒表面，有機溶劑迅速揮發(fā)，熱塑性樹脂則留在顆粒表面形成光滑致密的膜，A釜噴完后重復(fù)該步驟噴涂 B釜，完成包膜制得包膜材料占肥料總重量約為8. 5%的水稻育苗控釋氮肥。使用時隨水稻種子一起播種育苗，成苗后可將控釋氮肥隨插秧移至稻田，不用再追施其它氮肥。實施例21)向溶解釜A和B中分別加入IOOOkg有機溶劑(按重量比松節(jié)油和石腦油各占 50% )。 2)將高密度聚乙烯和改性聚丙烯各32kg加入溶解釜A中，攪拌溶解后再加入改性淀粉醚10. 5kg，十二烷基苯磺酸鈉0. 42kg充分攪拌均勻后形成內(nèi)層包膜溶液；將高密度聚乙烯和聚乳酸酯各8kg加入溶解釜B中，攪拌溶解后再加入聚烯烴蠟(平均分子量范圍在 MW2000-10000，熔點在100-110度)0. 7kg，充分攪拌均勻后形成外層包膜溶液。3)將IOOOkg大顆粒尿素加入流化床包膜塔后，再開啟鼓風機，使其處于流化狀態(tài)并預(yù)熱至55°C。4)將A釜包膜溶液加壓至0. 5MPa,通過流化床內(nèi)的噴頭噴到肥料顆粒表面，有機溶劑迅速揮發(fā)，熱塑性樹脂則留在顆粒表面形成光滑致密的膜，A釜噴完后重復(fù)該步驟噴涂 B釜，完成包膜制得包膜率約10%的水稻育苗控釋氮肥。使用時隨水稻種子一起播種育苗，成苗后可將控釋氮肥隨插秧移至稻田，不用再追施其它氮肥。實施例3
1)向溶解釜A和B中分別加入IOOOkg有機溶劑(按重量比松節(jié)油和石腦油各占 50% )。2)將高密度聚乙烯和改性聚丙烯各40kg加入溶解釜A中，攪拌溶解后再加入改性淀粉醚13. 5kg，十二烷基苯磺酸鈉0. 63kg充分攪拌均勻后形成內(nèi)層包膜溶液；將高密度聚乙烯和聚乳酸酯各IOkg加入溶解釜B中，攪拌溶解后再加入聚烯烴蠟(平均分子量范圍在 MW2000-10000，熔點在100-110度)0. 8kg，充分攪拌均勻后形成外層包膜溶液。3)將IOOOkg大顆粒尿素加入流化床包膜塔后，再開啟鼓風機，使其處于流化狀態(tài)并預(yù)熱至55°C。4)將A釜包膜溶液加壓至0. 5MPa,通過流化床內(nèi)的噴頭噴到肥料顆粒表面，有機溶劑迅速揮發(fā)，熱塑性樹脂則留在顆粒表面形成光滑致密的膜，A釜噴完后重復(fù)該步驟噴涂 B釜，完成包膜制得包膜率約8. 4%的水稻育苗控釋氮肥。使用時隨水稻種子一起播種育苗，成苗后可將控釋氮肥隨插秧移至稻田，不用再追施其它氮肥。
權(quán)利要求
1.一種水稻育苗控釋氮肥，其特征在于首先在大顆粒尿素外噴涂內(nèi)層膜，內(nèi)層膜外再噴涂上外層膜；所述的內(nèi)層膜占肥料總重量的5-9%;所述的外層膜占肥料總重量的1-3%; 所述的內(nèi)層膜由熱塑性樹脂A和開孔劑組成；所述的熱塑性樹脂A為高密度聚乙烯和改性聚丙烯烴混合物；所述的內(nèi)層膜噴涂液配制時，先用有機溶劑將熱塑性樹脂A溶解，然后再加入開孔劑，按質(zhì)量比配制成3-5%的溶液；所述的外層膜由熱塑性樹脂B和密封劑組成； 所述的熱塑性樹脂B為聚烯烴和聚乳酸酯混合物；所述的外層膜噴涂液配制時，先用有機溶劑將熱塑性樹脂B溶解，再添加密封劑，按質(zhì)量比配制成1-3%的溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水稻育苗控釋氮肥，其特征在于所述的有機溶劑是松節(jié)油和石腦油按重量比各占50%的混合溶液；所述的開孔劑為改性淀粉醚和一種十二烷基苯磺酸鹽的混合物，所述的改性淀粉醚占內(nèi)層膜重量的10% _20%，所述的十二烷基苯磺酸鹽占內(nèi)層膜重量的0. 5-1% ；所述外層膜的密封劑為一種平均分子量范圍在麗2000-10000，熔點在100-110度的聚烯烴蠟，所述密封劑添加的重量占外層膜總重量的 5-10%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一次性全量施用的水稻育苗控釋氮肥及其制備方法，采用熱塑性樹脂包膜工藝將大顆粒尿素分兩層包膜，內(nèi)層涂膜相對較厚，含有大量開孔劑，外涂層包膜相對較薄，含有一定的密封劑成分，可使該控釋氮肥具有前期養(yǎng)分釋放較慢(在前30左右天內(nèi)養(yǎng)分累積釋放率≤3％)，隨后可加速釋放養(yǎng)分的功能，在160天左右，養(yǎng)分基本釋放完全?？蓪⑺菊麄€生育期所需要的氮肥，以控釋控釋尿素的形式隨水稻種子一起接觸育苗，不會燒苗，成苗后控釋氮肥可隨插秧移至稻田，在水稻的整個生育期內(nèi)不用再追施氮肥。本發(fā)明的產(chǎn)品氮素利用率是普通尿素的1.5-2倍，在減少一般氮素用量的前提條件下，仍然可以增產(chǎn)，且施用方便、省工省時、具有廣闊的應(yīng)用推廣前景。
文檔編號C05G3/08GK102219618SQ20111009105
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月4日
發(fā)明者張民, 楊越超, 耿毓清, 陳劍秋, 馬麗 申請人:山東農(nóng)業(yè)大學