專利名稱：固體包膜緩釋硒肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及肥料制造，特別涉及一種含硒固體包膜緩釋肥料的制造方法，屬于肥料及肥料制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
硒是人和動(dòng)物所必需的微量元素，具有抗氧化、增強(qiáng)免疫力、促進(jìn)生長(zhǎng)等多種重要的生物學(xué)功能；同時(shí)，硒也是高等植物的有益元素，適量的硒補(bǔ)充能增強(qiáng)植物的抗逆性，增加有機(jī)物的積累，實(shí)現(xiàn)植物富硒功能化及增產(chǎn)提質(zhì)等有益效果。我國(guó)是一個(gè)缺硒大國(guó)，缺硒區(qū)域占國(guó)土面積的72%左右，存在缺硒風(fēng)險(xiǎn)的人群高達(dá)近10億。飲食是人體攝入硒的主要來源，我國(guó)源于土壤的硒缺乏導(dǎo)致了整個(gè)“植物性食物——?jiǎng)游镄允澄铩梭w”食物鏈中硒的缺乏。
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和物質(zhì)水平的提高，人們對(duì)健康飲食的觀念不斷增強(qiáng)，富硒功能化食品在市場(chǎng)上越來越受到歡迎。在我國(guó)缺硒地區(qū)，施用含硒肥料能有效提高農(nóng)產(chǎn)品中的硒含量，生產(chǎn)出富硒食品。近年來，已經(jīng)有多種含硒肥料問世。
申請(qǐng)?zhí)枮?3136148.X的中國(guó)專利公開了一種噴施于葉子的富硒肥料及其制備方法，其利用重量比例為氮39. 7-42. 77，磷16. 1-16. 8，鉀16. 8-18. 2，硒1.0-1.9， 鋅 0. 9-0. 98，鐵 2. 4-2. 8，鈣 0. 82-0. 92，鎂 0. 9-0. 96，錳 1. 4-1. 58，銅 1. 2-1. 44，鉬 0. 08-0. 09，硼1.48-1. 58，鈉8. 2-9. 1，有機(jī)酸0. 88-0. 96的富硒噴施肥料，以實(shí)現(xiàn)富硒農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)。目前葉面噴施的硒肥種類很多，一般采用亞硒酸鹽或者亞硒酸鹽經(jīng)發(fā)酵或絡(luò)合劑以后進(jìn)行多次葉面噴施，以實(shí)現(xiàn)富硒農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)(如申請(qǐng)?zhí)枮?6115331. 8、 200610078710. 1,201010100788. 5的中國(guó)專利申請(qǐng)等)。但是，葉面噴施存在的兩個(gè)弱點(diǎn)局限了其應(yīng)用一方面由于植株對(duì)亞硒酸鹽的有機(jī)轉(zhuǎn)化過程主要集中在根部，通過葉面噴施生產(chǎn)的農(nóng)產(chǎn)品硒的轉(zhuǎn)換率有限，無機(jī)硒的殘留嚴(yán)重，具有潛在毒害風(fēng)險(xiǎn)(am，Y.， E. Pilon-Smits, et al. 2009)；另一方面葉面肥的施用過程工作量大，人工成本大且對(duì)植株本身有燒苗風(fēng)險(xiǎn)。
除了葉面噴施硒肥，目前另一種重要形式的硒肥為土施硒肥，其只要制造方法一般為利用高硒礦物或含硒鹽(亞硒酸鹽、硒酸鹽等)與其他成分進(jìn)行攪拌、混合等處理過程。申請(qǐng)?zhí)枮?2128368.0的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種利用硒礦生產(chǎn)硒肥的方法， 該方法將硒礦粉碎、利用氨水活化處理、再與氮、磷、鉀等肥相混配制成硒肥。申請(qǐng)?zhí)枮?200910044507. 6的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種富硒生物有機(jī)肥及其生產(chǎn)方法，利用雞糞或豬糞、枯餅、谷糠、硒礦粉、微肥、富硒增甜素和生物制劑等材料，經(jīng)備料、激活、去臭、拌合、拌料、接種、發(fā)酵、干燥、委檢和包裝等工藝生產(chǎn)富硒生物有機(jī)肥；申請(qǐng)?zhí)枮?00810017763. 1 的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種腐植酸硅硒肥料，將腐植酸、亞硒酸鈉、硅微粉進(jìn)行攪拌混合制備腐植酸硅硒肥料。但是，這些施入到土壤中的含硒肥料，其中能被植物吸收利用的主要為可溶態(tài)和可交換態(tài)的硒酸鹽和亞硒酸鹽形態(tài)(魏顯有，劉云惠等，1999. “ 土壤中硒的形態(tài)分布及有效態(tài)研究.“河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào))，但是，生物有效態(tài)的硒在土壤中容易受到土壤PH和H1的影響發(fā)生形態(tài)變化，我國(guó)大部分地區(qū)土壤均為酸性土壤，在偏酸和偏還原條件下，硒酸鹽和亞硒酸鹽很容易發(fā)生還原反應(yīng)，變成不可被植物吸收利用的元素態(tài)的硒(李永華，王五一，2002.“硒的土壤環(huán)境化學(xué)研究進(jìn)展.“土壤通報(bào)33 (003) :230-233.)。而且，通過硒肥施入到土壤中的生物有效硒(亞硒酸鹽等)在土壤中還會(huì)受到土壤中鐵鋁氧化物、大生物有機(jī)分子的強(qiáng)烈吸附而不能被植物吸收利用，從而導(dǎo)致硒肥肥效的低下。據(jù)報(bào)道，直接向大田中施用亞硒酸鈉的利用率一般低于20 %。為了提高硒肥的利用率及實(shí)現(xiàn)硒肥長(zhǎng)期緩釋吸收的效果，現(xiàn)有含硒肥料已經(jīng)有向緩釋方向發(fā)展的趨勢(shì)。申請(qǐng)?zhí)枮?00710084619. 5的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種固體顆粒硒肥及其制造方法，該固體顆粒硒肥以浮石19 33份、膨潤(rùn)土 65 80份、硒酸鹽或亞硒酸鹽 0. 5 2份為原料，將浮石、膨潤(rùn)土粉碎過篩后混合，然后將亞硒酸鹽或硒酸鹽溶解于20 30份水中，配制成溶液進(jìn)行噴淋，再經(jīng)烘干、冷卻、分篩后選取2mm 4mm的顆粒狀硒肥。該方法雖然在一定程度上解決了固體硒肥養(yǎng)分流失的問題，但由于其中亞硒酸鹽或硒酸鹽吸附在浮石內(nèi)核上還是會(huì)受到土壤外界條件的直接影響，受到還原作用而失去生物有效性； 同時(shí)，吸附到浮石內(nèi)核上的有效態(tài)硒在土壤中能否順利的解吸附順利被植物吸收利用尚不明確。申請(qǐng)?zhí)?00710150882. X的中國(guó)專利申請(qǐng)公開了一種復(fù)合包膜緩釋肥料，采用無機(jī)有機(jī)結(jié)合多層包膜方式制作復(fù)合包膜緩釋肥料，但其主要針對(duì)對(duì)象為氮磷鉀肥或復(fù)合肥，且其包膜材料未考慮硒肥的實(shí)效和釋放特性。本發(fā)明因此而來。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有土施含硒肥料存在的失效率高、有效緩釋特征不明顯等缺陷，本發(fā)明提出了一種利用包膜技術(shù)增強(qiáng)含硒肥料利用率和緩釋性能的方法。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是一種固體包膜緩釋硒肥，包括硒肥顆粒，其特征在于所述硒肥顆粒具有核殼結(jié)構(gòu)， 所述硒肥顆粒的核為含硒肥芯，所述硒肥顆粒的殼為包裹在含硒肥芯外側(cè)的包膜。優(yōu)選的，所述含硒肥芯包含經(jīng)活化處理后的硒礦粉、亞硒酸鹽、硒酸鹽中的任意一種或者兩種以上的任意組合。優(yōu)選的，所述含硒肥芯為活化處理后的硒礦粉、亞硒酸鹽、硒酸鹽中的任意一種或者兩種以上的任意組合與肥芯填充料按照重量比為1 1 1000的比例混合的混合物。優(yōu)選的，所述肥芯填充料為PH值為7. 5 9的有機(jī)肥或腐植酸。優(yōu)選的，所述肥芯填充料為pH值為7. 5 9的富里酸。優(yōu)選的，所述硒肥顆粒中包膜和含硒肥芯的質(zhì)量比為0.05 0.4 1。優(yōu)選的，所述硒肥顆粒中包膜和含硒肥芯的質(zhì)量比為0.1 0.25 1。優(yōu)選的，所述包膜材料選用蒙脫石、高嶺石、蛭石、海泡石、坡縷石、硅藻土、煤粉、 活性炭、天然橡膠、阿拉伯膠、明膠、海藻酸鈉、纖維素、木質(zhì)素、淀粉、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺脲、醛樹脂、甲基纖維素鈉、乙基纖維素鈉的一種或者兩種以上的任意組合。優(yōu)選的，所述硒肥顆粒的硒含量范圍在0. 005% 40%。本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述固體包膜緩釋硒肥的制備方法，其特征在于所述方法包括以下步驟
(1)將所述含硒肥芯用堿性物質(zhì)將pH調(diào)節(jié)至7. 5 9后進(jìn)行造粒，形成硒肥顆粒的核；
(2)用堿性物質(zhì)將包膜材料的pH調(diào)節(jié)至7. 5 9后進(jìn)行包膜作業(yè)，在硒肥顆粒的核表面形成包膜。
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于目前各類土施硒肥利用率低下，其中的有效態(tài)硒容易在環(huán)境介質(zhì)中被還原成無效態(tài)的硒或者被土壤中的鐵鋁氧化物或大分子有機(jī)物吸附而影響植物對(duì)硒的吸收效果并增加土壤在硒殘留風(fēng)險(xiǎn)方面的壓力。為了解決這些技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種由薄膜層和含硒肥芯組成的高效緩釋硒肥。
其中，含硒肥芯可以為高效緩釋硒肥提供植物有效硒，其硒的來源可以是經(jīng)活化處理后的硒礦粉、亞硒酸鹽、硒酸鹽中的任意一種，也可以是由以上三者以任意比例混合所得。含硒肥芯的制造方法為將硒源物質(zhì)直接進(jìn)行造?；蛘邔⑽次镔|(zhì)與肥芯填充料按照 1 1 1000的比例混勻后再進(jìn)行造粒。肥芯填充料可以選擇能減緩有效硒還原作用的微堿性物質(zhì)，如調(diào)節(jié)至微堿性的有機(jī)肥、腐植酸等；作為優(yōu)選，該肥料填充料選擇為腐植酸中提取的富里酸。作為優(yōu)選，該含硒肥芯在造粒前通過添加氫氧化物將PH調(diào)節(jié)至7. 5 9，如氫氧化鈣、氫氧化鈉、氫氧化鉀等。
本發(fā)明中，包膜的材料可以選用吸附性較強(qiáng)的無機(jī)粘土礦物或物質(zhì)，如蒙脫石、高嶺石、蛭石、海泡石、坡縷石、硅藻土、煤粉以及活性炭等，或者選用以任意比例混合的上述物質(zhì)；包膜材料還可以選取高分子類的有機(jī)材料，如天然橡膠、阿拉伯膠、明膠、海藻酸鈉、 纖維素、木質(zhì)素、淀粉、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺脲、醛樹脂、甲基纖維素鈉、乙基纖絲塞等。作為優(yōu)選，該包膜材料在使用前用堿性物質(zhì)處理，通過添加堿性物質(zhì)將PH調(diào)節(jié)至7. 5 9，堿性物質(zhì)可以選用如氫氧化鈣、氫氧化鈉、氫氧化鉀等。
該高效緩釋硒肥的制造工藝為將硒源物質(zhì)如硒礦粉、亞硒酸鈉、硒酸鈉充分粉碎并混合均勻后進(jìn)行干法制粒形成含硒肥芯；包膜過程采取轉(zhuǎn)鼓包覆法工藝即含硒肥芯顆粒在轉(zhuǎn)盤或轉(zhuǎn)鼓中滾動(dòng)，用高壓噴槍將包膜材料噴到肥料顆粒表面，其中包膜與含硒肥芯的重量比為0.05 0.4 1。作為優(yōu)選，包膜與含硒肥芯的重量比為0.1 0.25 1。
優(yōu)選的，該固體包膜緩釋硒肥由含硒肥芯和包膜兩部分組成。含硒肥芯包含經(jīng)活化處理后的硒礦粉、亞硒酸鹽、硒酸鹽中的任意一種，或者由以上三者以任意比例混合后干法制粒所得。作為優(yōu)選的，含硒肥芯由經(jīng)活化處理后的硒礦粉、亞硒酸鹽、硒酸鹽中的任意一種、或者將以上三者以任意比例混合后與肥芯填充料按照1 1 1000的比例混勻后再進(jìn)行干法造粒。
進(jìn)行固體包膜緩釋硒肥制備時(shí)，含硒肥芯在造粒之前用堿性物質(zhì)將pH調(diào)節(jié)至 7. 5 9。進(jìn)行包膜工藝之前，用堿性物質(zhì)將包膜劑材料的pH調(diào)節(jié)至7. 5 9。
本發(fā)明提供的高效緩釋硒肥相對(duì)于現(xiàn)有的葉面噴施或根施硒肥產(chǎn)品具備以下的有益效果
1、通過包膜，減少了有效態(tài)硒在土壤中被其他礦物吸附或共沉淀固定的情形，具備了明顯的緩釋特征，可較穩(wěn)定和充分的供應(yīng)植物吸收利用，殘留在土壤中的非生物有效態(tài)硒減少，能有效減輕環(huán)境硒污染風(fēng)險(xiǎn).
2、通過調(diào)節(jié)含硒肥芯和包膜材料的pH值，構(gòu)建獨(dú)特的堿性微環(huán)境，有利于硒有效形態(tài)的維持，從而將硒肥的利用率從5%以下提高到25%左右，減少因還原作用造成的肥效喪失。 3、通過不同的包膜材料與含硒肥芯的重量比值，可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同生長(zhǎng)周期的作物的肥效供應(yīng)。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。實(shí)施例1以亞硒酸鈉作為硒源物質(zhì)，選擇不同比例的填充料及薄膜材料，將硒源物質(zhì)和填充料充分混合后進(jìn)行干法制粒制成顆粒肥芯，然后用轉(zhuǎn)鼓包覆法將不同比例的包膜材料噴涂到顆粒肥芯表面，得到固體緩釋硒肥。在大田試驗(yàn)中，經(jīng)過4-6個(gè)月的生長(zhǎng)周期，統(tǒng)計(jì)生長(zhǎng)作物的生物量及平均硒含量評(píng)估該固體緩釋硒肥中硒的利用率。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1 表1以亞硒酸鈉作為硒源實(shí)驗(yàn)結(jié)果
肥芯包膜硒肥含硒比例硒肥利用率填充料硒源與材料包膜與填充料肥芯重重量比量比無0蒙脫石、高嶺石或兩者以任意比例混合0.13:140%10%腐植酸0.001:1蛭石、海泡石或兩者以任意比例混合0.05 10.045%12%富里酸0.002:1坡縷石、硅藻土或兩者0.1:10.08%15%以任意比例混合腐植酸0.005:1天然橡膠、阿拉伯膠、 明膠或海藻酸鈉0.15:10.2%18%富里酸0.01:1纖維素、木質(zhì)素或淀粉0.3:10.35%23%聚乙烯、聚氯乙烯、聚腐植酸0.1:1丙烯、聚乙烯醇或聚丙烯酰胺脲0.35:13.3%26%富里酸1:1醛樹脂、甲基纖維素鈉或乙基纖絲塞0.4:132%28%pH 調(diào)至 7.5-9 的腐植酸0.004:1pH調(diào)至7.5-9的蒙脫石、高嶺石或坡縷石0.2:10.15%33%pH 調(diào)至 7.5-9 的富里酸0.008:1纖維素、木質(zhì)素、淀粉或聚乙烯、聚氯乙烯、 聚丙烯0.2:10.3%35%實(shí)施例2以硒酸鈉作為硒源物質(zhì)，選擇不同比例的填充料及薄膜材料，將硒源物質(zhì)和填充料充分混合后進(jìn)行干法制粒制成顆粒肥芯，然后用轉(zhuǎn)鼓包覆法將不同比例的包膜材料噴涂到顆粒肥芯表面，得到固體緩釋硒肥。在大田試驗(yàn)中，經(jīng)過4-6個(gè)月的生長(zhǎng)周期，統(tǒng)計(jì)生長(zhǎng)作物的生物量及平均硒含量評(píng)估該固體緩釋硒肥中硒的利用率。具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2
表2以硒酸鈉作為硒源實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種固體包膜緩釋硒肥，包括硒肥顆粒，其特征在于所述硒肥顆粒具有核殼結(jié)構(gòu)， 所述硒肥顆粒的核為含硒肥芯，所述硒肥顆粒的殼為包裹在含硒肥芯外側(cè)的包膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體包膜緩釋硒肥，其特征在于所述含硒肥芯包含經(jīng)活化處理后的硒礦粉、亞硒酸鹽、硒酸鹽中的任意一種或者兩種以上的任意組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體包膜緩釋硒肥，其特征在于所述含硒肥芯為活化處理后的硒礦粉、亞硒酸鹽、硒酸鹽中的任意一種或者兩種以上的任意組合與肥芯填充料按照重量比為1 廣1000的比例混合的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體包膜緩釋硒肥，其特征在于所述肥芯填充料為PH值為 7. 5、的有機(jī)肥或腐植酸。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體包膜緩釋硒肥，其特征在于所述肥芯填充料為pH值為 7. 5^9的富里酸。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體包膜緩釋硒肥，其特征在于所述硒肥顆粒中包膜和含硒肥芯的質(zhì)量比為0.05、. 4:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體包膜緩釋硒肥，其特征在于所述硒肥顆粒中包膜和含硒肥芯的質(zhì)量比為0. Γ0. 25:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體包膜緩釋硒肥，其特征在于所述包膜材料選用蒙脫石、 高嶺石、蛭石、海泡石、坡縷石、硅藻土、煤粉、活性炭、天然橡膠、阿拉伯膠、明膠、海藻酸鈉、 纖維素、木質(zhì)素、淀粉、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺脲、醛樹脂、甲基纖維素鈉、乙基纖維素鈉的一種或者兩種以上的任意組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體包膜緩釋硒肥，其特征在于所述硒肥顆粒的硒含量范圍在 0. 005% 40%。
10.一種權(quán)利要求1 9任意一種所述固體包膜緩釋硒肥的制備方法，其特征在于所述方法包括以下步驟(1)將所述含硒肥芯用堿性物質(zhì)將PH調(diào)節(jié)至7.5、后進(jìn)行造粒，形成硒肥顆粒的核；(2)用堿性物質(zhì)將包膜材料的pH調(diào)節(jié)至7.5、后進(jìn)行包膜作業(yè)，在硒肥顆粒的核表面形成包膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種固體包膜緩釋硒肥，包括硒肥顆粒，其特征在于所述硒肥顆粒具有核殼結(jié)構(gòu)，所述硒肥顆粒的核為含硒肥芯，所述硒肥顆粒的殼為包裹在含硒肥芯外側(cè)的包膜。該緩釋硒肥減少了有效態(tài)硒在土壤中被其他礦物吸附或共沉淀固定的情形，具備了明顯的緩釋特征，可較穩(wěn)定和充分的供應(yīng)植物吸收利用，殘留在土壤中的非生物有效態(tài)硒減少，能有效減輕環(huán)境硒污染風(fēng)險(xiǎn)。
文檔編號(hào)C05G3/00GK102515944SQ20111040025
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者李飛 申請(qǐng)人:蘇州硒谷科技有限公司