[發明專利]天然高分子改性的包膜控釋肥料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110204883.4
• 申請日: 2011-07-21
• 公開（公告）號: CN102295491A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 胡樹文;邱小云;陶樹明;任雪芹
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00;C05G3/08
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 關暢

技術領域

本發明涉及一種包膜肥料及其生產方法，尤其涉及一種天然高分子改性的包膜肥料及其制備方法。

背景技術

肥料是農業生產最重要的生產資料之一，是作物生長的物資基礎。化學肥料代替農家肥給農業、畜牧業、養殖業的迅速發展起到了巨大作用，也給人類社會的發展提供了堅實的物資保障。我國是一個農業大國，每年都要使用大量肥料。隨著人口激增、耕地減少，糧食供需矛盾日益加劇，導致農業生產過度依賴肥料，導致肥料過度使用。我國現在生產使用的大多數化肥品種都是水溶性的速效肥。速效肥料因為易流失、分解和固定，利用率很低，再加上過度使用，導致肥料養分的大量流失，不僅經濟上遭受損失，過量使用化肥還導致作物品質下降以及大面積的面源污染。因此如何提高肥料利用率是我國面臨的一項重大任務。

緩/控釋肥料能夠延緩或控制養分的釋放，使養分釋放與作物需求相吻合，從而提高了肥料的利用率，減少養分的流失和對環境的污染，因此在農業上得到廣泛的應用。

目前國內外包膜控釋肥料的類型主要有無機物包膜肥料和有機聚合物包膜肥料。

無機物包膜肥料主要是以硫磺、鈣鎂磷肥、磷礦粉、滑石粉、石膏粉、粉煤灰和無機粘結材料等作為包膜材料(CN1396143、CN1634808、CN1524832、CN1696080、CN1884228、US3295950、CN1854111)，這些無機包膜肥料價格便宜，制作簡單，且不會導致環境污染，其包膜層還可給作物提供養分，但是其抗水性差，養分控釋性能差，涂層在運輸過程易破碎，使得肥料的利用率仍然很低。目前國內外使用較多的硫包膜肥料長期使用還有可能導致土壤酸化。

有機類合成聚合物包膜肥料可分為熱塑性樹脂和熱固性樹脂兩大類，這種肥料控釋性能良好。熱塑性樹脂包膜控釋肥料以日本的“Meister”為代表，熱固性樹脂包膜控釋肥料主要以美國的“Osmocote”和加拿大的“ESN”為代表。這類包膜肥料產品大部分工藝是將包膜樹脂用溶劑溶解后采用流化床包膜。這種工藝包膜均勻，但是能耗高，溶劑多數有毒且難以回收，生產效率低，工藝復雜難以實現大批量生產(CN101037371)。加拿大愛禾瑞公司以多元醇和多異氰酸酯在轉鼓中噴涂至肥料顆粒表面直接反應成膜，該工藝無需采用溶劑，無反應副產物，實現了安全無毒的連續化生產(CN101068628A)。相關的原位反應聚氨酯類包膜肥料見系列美國專利(US5538531、US5851261、US6358296131、US2003/0051523A1、US2004/0016276A1、US2007/0137274A1)。國內熱塑性聚合物包膜肥料主要是聚乙烯、聚苯乙烯為主(CN101050148、CN101462907、CN1603288、CN101372434)，再輔以石蠟、無機礦物等添加劑。熱固性樹脂包膜肥料以環氧樹脂為主(CN1569773)，加以適當改性，添加適當添加劑。國內也可見聚氨酯類材料包膜控釋肥的相關專利(CN101323545)。

有機聚合物包膜肥料的共同缺點是：1、生產成本高，適用的作物面窄，僅適用于園藝作物、高爾夫球場、觀賞植物等附加值高的作物，對解決大田施肥過量導致經濟損失和環境污染等問題沒有幫助；2、包膜材料生物不可降解，長期使用容易造成“白色污染”；3、依賴石油等不可再生資源，難以長期可持續性發展。

發明內容

本發明的目的是提供一種天然高分子改性的包膜肥料及其制備方法。

本發明提供的天然高分子改性的包膜肥料及其制備方法(也即纖維素改性的包膜控釋肥料)，由肥料核芯層和位于所述肥料核芯層之外的包膜層組成；其中，構成所述肥料核芯層的材料為肥料顆粒；所述包膜層包括纖維素層；

構成所述纖維素層的材料均由纖維素和下述化合物中的至少一種組成：交聯劑、催化劑和增塑劑溶出助劑。

所述包膜層包括疏水性膜層；構成所述疏水性膜層的材料為成膜助劑。

所述包膜層為一層，由所述纖維素層和所述疏水性膜層混合而成。

所述包膜層為兩層，其中一層為所述纖維素層，另一層為所述疏水性膜層。

上述包膜控釋肥料中，所述肥料顆粒的粒徑為2～6mm，優選3～5mm；所述肥料顆粒選自尿素、碳酸銨、硝酸銨、硫酸銨、硫酸鉀、氯化鉀、硝酸鉀、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、含有微量元素的肥料和復混肥中的至少一種，優選尿素、硫酸銨、硫酸鉀、氯化鉀、硝酸鉀、磷酸氫二銨和磷酸二氫銨中的至少一種；其中，所述含有微量元素的肥料中，所述微量元素選自鐵、錳、硼、鋅、銅和鉬中的至少一種；所述復混肥為市售各種常用的復合肥料。