專利名稱：肥料控釋劑及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控釋劑及其制造方法。
背景技術(shù)：
肥料控釋劑是用于復(fù)混肥料、復(fù)合肥料加工添加或肥料施用過程中混拌的化學(xué)制劑。該制劑可以有效地控制肥料中氮素的科學(xué)釋放，保證植物生長過程中對營養(yǎng)元素的全面吸收，控制肥料施用后氮素的提前釋放，減少氮素在土壤環(huán)境中的流失與固定，從而降低肥料中氮素對生態(tài)環(huán)境的污染。
為避免肥料養(yǎng)分在土壤中過量供應(yīng)，協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分供應(yīng)與植物養(yǎng)分吸收之間的矛盾，提高養(yǎng)分利用率和減少對環(huán)境的危害，緩釋/控釋肥料成為解決這一問題的一個發(fā)展方向?？傮w上說，控釋肥料大體有3種類型①有機(jī)氮化合物尿素與醛類化合是緩釋肥常用的制備方法，有機(jī)氮化合物只限于作為緩釋氮肥，該種肥料大多數(shù)可以溶于水，氮素的釋放主要是由化學(xué)分解作用引起的，因此其釋放速率受到肥料顆粒的大小、土壤溫度、水分和PH值的影響，難于控制。
②包囊法包囊法是指用某種物質(zhì)將養(yǎng)分包起來，再通過這種包裹物質(zhì)的某種特性將養(yǎng)分釋放出來的方法，這種肥料又分為包裹型肥料和包膜型肥料。包裹型肥料的包裹物多為低分子有機(jī)或無機(jī)化合物，可溶性養(yǎng)分的釋放速率取決于該種肥料的性質(zhì)、平均粒度、包裹層材料的理化性質(zhì)及其厚度、比表面積、制造工藝、水分、溫度、土壤等條件。因此，盡管這種肥料價格相對較低，但由于影響因素太多，難以達(dá)到滿意的控釋效果。包膜型肥料是依靠滲透涂層，通過摩擦、化學(xué)或生物作用打開這層涂層后釋放可溶性肥料。涂層材料多為硫磺、醇酸類樹脂、聚胺脂類樹脂、熱固性樹脂等，不但包膜成本高，難以降解，而且對環(huán)境有負(fù)效應(yīng)，因而限制了它們的推陳出新與應(yīng)用。
③載體法載體法是利用適宜的高分子材料為載體包裹或吸收肥料養(yǎng)分而形成的供肥體系，這實際上是利用分子骨架包膜的控釋肥料。目前開展以無機(jī)物沸石為載體的控釋肥料，特別是沸石—尿素控釋肥不少人在研制，看起來似乎有較大的應(yīng)用前景，實際上，沸石絕對的肥料負(fù)載量不大以及沸石大量的施用對土壤質(zhì)地造成的影響使該種肥料的應(yīng)用前景并不樂觀。
同時緩釋/控釋肥料的生產(chǎn)加工成本居高不下(控釋肥料的價格一般比常規(guī)肥料高2.5～8倍)，也在很大程度上限制了該種肥料的推廣與應(yīng)用。因此，開發(fā)成本適中的控釋肥料是當(dāng)前主要的研究方向。目前國內(nèi)廠家開發(fā)生產(chǎn)的緩釋腔釋肥料存在著生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高或者釋放效果不理想的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前國內(nèi)廠家開發(fā)生產(chǎn)的緩釋/控釋肥料存在著生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高或者釋放效果不理想的缺點，本發(fā)明提供一種肥料控釋劑及其制造方法。本發(fā)明的肥料控釋劑以原生礦物硅藻土、麥飯石粉為載體，加入黃腐酸、多肽、微量元素等多種有機(jī)、無機(jī)化學(xué)物質(zhì)經(jīng)催化螯合而成，通過控制肥料的釋放速率達(dá)到與植物生長需要養(yǎng)分同步的目的，具體配方及制備方法如下本發(fā)明的肥料控釋劑由2～3wt.％可溶性殼聚糖、6～9wt.％多肽母粉、45～55wt.％黃腐酸、10wt.％微量元素、10wt.％細(xì)菌抑制劑、3～5wt.％螯合劑、8～24wt.％載體組成。
本發(fā)明按照如下步驟制造肥料控釋劑(1)可溶性殼聚糖的制備蟹殼經(jīng)常規(guī)處理后得到凈殼，凈殼在4～6wt.％的鹽酸中浸泡12～24小時，用清水沖洗到中性后，浸泡在30～40wt.％燒堿溶液，在90～115℃條件下恒溫3～6小時，濃縮、干燥，得到可溶性殼聚糖；(2)多肽母粉的制備角蛋白凈化后，加入30wt.％鹽酸，在105～110℃條件下水解5～8小時，然后用氨水中和，在溫度30～40℃條件下恒溫4～6小時；加入0.5～2wt.％中性霉菌蛋白酶，pH值調(diào)節(jié)至4.5～7.0，在45℃條件下，恒溫2～3小時，結(jié)晶過濾、濃縮、干燥、粉碎，得到多肽母粉；(3)肥料控釋劑的制備按以下質(zhì)量百分比稱取原料可溶性殼聚糖2～3％、多肽母粉6～9％、黃腐酸45～55％、微量元素10％、、細(xì)菌抑制劑10％、螯合劑3～5％、載體8～24％，將上述原料加入反應(yīng)釜充分混合，然后通入保溫蒸汽，在40～60℃的恒溫條件下螯合2～4小時，干燥后得到肥料控釋劑。
肥料控釋劑能夠控制肥料中氮素營養(yǎng)的釋放速度，從而使肥料中的氮素分階段的科學(xué)釋放，減少氮素在土壤中的固定程度，提高肥料利用率。本發(fā)明肥料控釋劑的主要特點是通過調(diào)整針對不同作物、不同地區(qū)的配方并調(diào)整與復(fù)合、復(fù)混肥料的添加比例來達(dá)到養(yǎng)分控釋的目的，具有使用簡單、成本低、效果好、易推廣的特點。本發(fā)明研制的肥料控釋劑按照科學(xué)的比例，添加到復(fù)混、復(fù)合或施用的氮肥之中，可使肥料中氮素養(yǎng)分利用率提高30～50％，一次性施肥就可以滿足作物全生育期對營養(yǎng)成分的需求，與不添加控釋劑的對照處理相比，增產(chǎn)幅度達(dá)到5～8％，具有生產(chǎn)工藝簡單，施用成本低，對土壤環(huán)境污染小等特點。在作物相同產(chǎn)量的情況下可以減少33～50％的肥料施用量。一季作物一次施肥，省工省時，經(jīng)濟(jì)效益高。
具體實施例方式
具體實施方式
一本實施方式的肥料控釋劑由2～3wt.％可溶性殼聚糖、6～9wt.％多肽母粉、45～55wt.％黃腐酸、10wt.％微量元素、10wt.％細(xì)菌抑制劑、3～5wt.％螯合劑、8～24wt.％載體組成。
本實施方式中，所述可溶性殼聚糖的脫乙酰度為50～80％。
本實施方式中，所述微量元素為Zn、B、Mo、Fe、Mn中的一種或幾種的混合物。
本實施方式中，所述細(xì)菌抑制劑為尿素細(xì)菌和硝化細(xì)菌抑制劑的混合物。
本實施方式中，所述載體為硅藻土和麥飯石粉的混合物，其質(zhì)量比為1∶1。
具體實施例方式
二本實施方式的肥料控釋劑由2.5wt.％可溶性殼聚糖、6.5wt.％多肽母粉、50wt.％黃腐酸、10wt.％微量元素、10wt.％細(xì)菌抑制劑、5wt.％螯合劑、16wt.％載體組成。
具體實施例方式
三本實施方式的肥料控釋劑由3wt.％可溶性殼聚糖、9wt.％多肽母粉、55wt.％黃腐酸、10wt.％微量元素、10wt.％細(xì)菌抑制劑、4wt.％螯合劑、9wt.％載體組成。
具體實施例方式
四本實施方式的肥料控釋劑由2wt.％可溶性殼聚糖、7wt.％多肽母粉、45wt.％黃腐酸、10wt.％微量元素、10wt.％細(xì)菌抑制劑、3wt.％螯合劑、23wt.％載體組成。
具體實施例方式
五本實施方式按照如下方法制造肥料控釋劑(1)可溶性殼聚糖的制備蟹殼→凈殼(清洗)→脫鈣(4～6wt.％鹽酸浸泡12～24小時)→脫蛋白(清水沖洗到中性后，30～40wt.％燒堿溶液，在90～115℃條件下，保持恒溫3～6小時)→濃縮→干燥→可溶性殼聚糖(脫乙酰度達(dá)到50～80％)。
(2)角蛋白→凈化(清洗)→水解(加入30wt.％鹽酸，在105～110℃條件下，保持恒溫5～8小時)→氨水中和(在溫度30～40℃條件下，恒溫4～6小時)→多肽混合液(加入中性霉菌蛋白酶0.5～2wt.％，pH值調(diào)節(jié)至4.5～7.0，在45℃條件下，恒溫2～3小時)→結(jié)晶過濾→濃縮→干燥→粉碎→多肽母粉。
(3)按以下質(zhì)量百分比稱取原料可溶性殼聚糖(脫乙酰度達(dá)到50％～80％)2～3％、多肽母粉6～9％、黃腐酸45～55％、微量元素(Zn、B、Mo、Fe、Mn等中的一種或幾種的混合物)10％、尿素細(xì)菌和硝化細(xì)菌抑制劑10％、螯合劑3～5％、載體(硅藻土∶麥飯石粉＝1∶1)8～24％。將上述原料加入反應(yīng)釜充分混合，然后通入保溫蒸汽，在40～60℃的恒溫條件下，螯合2～4小時，干燥后為成品。
具體實施例方式
六為了驗證本發(fā)明研制的肥料控釋劑具有增產(chǎn)增收效果，本實施方式以大豆、水稻、玉米施用肥料控釋劑為例進(jìn)行解釋說明，具體田間實驗數(shù)據(jù)如下一、大豆施用肥料控釋劑1、施肥方法肥料做底肥一次性施入。
2、試驗地土壤為碳酸鹽黑鈣土型大豆田，肥力中上等，土壤養(yǎng)分含量分別為有機(jī)質(zhì)20g/kg，速效氮98mg/kg，速效磷35mg/kg，速效鉀145mg/kg，pH值7.8。
3、田間管理實驗地三鏟三趟，灌二次水，各處理之間管理一致，按期施肥，防治病蟲害，并進(jìn)行生育期調(diào)查。
4、小區(qū)產(chǎn)量結(jié)果及分析(見表1)表1單位公斤

5、結(jié)果分析從產(chǎn)量統(tǒng)計結(jié)果看，處理2小區(qū)平均產(chǎn)量170.4公斤，比對照處理1小區(qū)(128.1公斤)平均產(chǎn)量增產(chǎn)42.3公斤，增產(chǎn)33.0％，處理3小區(qū)增產(chǎn)39.0％。
6、結(jié)論通過實驗結(jié)果證明，肥料控釋劑在大豆上具有明顯的增產(chǎn)作用，與常規(guī)施肥相比平均增產(chǎn)6.0％，增加9.8公斤，增產(chǎn)作用明顯，達(dá)到顯著水平。
二、水稻施用肥料控釋劑1、施肥方法肥料做底肥一次性施入。
2、試驗地土壤為碳酸鹽黑鈣土型水稻田，肥力中上等，土壤養(yǎng)分含量分別為有機(jī)質(zhì)30g/kg，速效氮108mg/kg，速效磷45mg/kg，速效鉀245mg/kg，pH值7.9。
3、小區(qū)產(chǎn)量結(jié)果及分析(見表2)表2單位公斤

4、結(jié)果分析從產(chǎn)量統(tǒng)計結(jié)果看，處理2小區(qū)平均產(chǎn)量530公斤，比對照處理1小區(qū)平均產(chǎn)量(450公斤)增產(chǎn)80.0公斤，增產(chǎn)17.8％，處理3小區(qū)增產(chǎn)23.8％。
5、結(jié)論通過實驗結(jié)果證明，肥料控釋劑在水稻上具有明顯的增產(chǎn)作用，與常規(guī)施肥相比平均增產(chǎn)5.0％，增加27公斤，增產(chǎn)作用明顯，達(dá)到顯著水平。
三、玉米施用肥料控釋劑1、施肥方法肥料做底肥一次性施入。
2、試驗地土壤為碳酸鹽黑鈣土型玉米田，肥力中上等，土壤養(yǎng)分含量分別為有機(jī)質(zhì)20g/kg，速效氮98mg/kg，速效磷55mg/kg，速效鉀165mg/kg，pH值7.7。
3、小區(qū)產(chǎn)量結(jié)果及分析(見表3)表3單位公斤

4、結(jié)果分析從產(chǎn)量統(tǒng)計結(jié)果看，處理2小區(qū)平均產(chǎn)量617公斤，比對照處理1小區(qū)平均產(chǎn)量(553公斤)增產(chǎn)64公斤，增產(chǎn)11.7％，處理3小區(qū)增產(chǎn)19.7％。
5、結(jié)論通過實驗結(jié)果證明，肥料控釋劑在玉米上具有明顯的增產(chǎn)作用，與常規(guī)施肥相比平均增產(chǎn)8％，增加49公斤，增產(chǎn)作用明顯，達(dá)到顯著水平。
權(quán)利要求
1.一種肥料控釋劑，其特征在于所述肥料控釋劑由2～3wt.％可溶性殼聚糖、6～9wt.％多肽母粉、45～55wt.％黃腐酸、10wt.％微量元素、10wt.％細(xì)菌抑制劑、3～5wt.％螯合劑、8～24wt.％載體組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肥料控釋劑，其特征在于所述可溶性殼聚糖的脫乙酰度為50～80％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肥料控釋劑，其特征在于所述微量元素為Zn、B、Mo、Fe、Mn中的一種或幾種的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肥料控釋劑，其特征在于所述細(xì)菌抑制劑為尿素細(xì)菌和硝化細(xì)菌抑制劑的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的肥料控釋劑，其特征在于所述載體為硅藻土和麥飯石粉的混合物，其質(zhì)量比為1∶1。
6.一種肥料控釋劑的制造方法，其特征在于所述方法按照如下步驟制造肥料控釋劑(1)可溶性殼聚糖的制備蟹殼經(jīng)常規(guī)處理后得到凈殼，凈殼在4～6wt.％的鹽酸中浸泡12～24小時，用清水沖洗到中性后，浸泡在30～40wt.％燒堿溶液，在90～115℃條件下恒溫3～6小時，濃縮、干燥，得到可溶性殼聚糖；(2)多肽母粉的制備角蛋白凈化后，加入30wt.％鹽酸，在105～110℃條件下水解5～8小時，然后氨水中和，在溫度30～40℃條件下恒溫4～6小時；加入0.5～2wt.％中性霉菌蛋白酶，pH值調(diào)節(jié)至4.5～7.0，在45℃條件下，恒溫2～3小時，結(jié)晶過濾、濃縮、干燥、粉碎，得到多肽母粉；(3)肥料控釋劑的制備按以下質(zhì)量百分比稱取原料可溶性殼聚糖2～3％、多肽母粉6～9％、黃腐酸45～55％、微量元素10％、、細(xì)菌抑制劑10％、螯合劑3～5％、載體8～24％，將上述原料加入反應(yīng)釜充分混合，然后通入保溫蒸汽，在40～60℃的恒溫條件下螯合2～4小時，干燥后得到肥料控釋劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的肥料控釋劑的制造方法，其特征在于所述可溶性殼聚糖的脫乙酰度為50～80％。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的肥料控釋劑的制造方法，其特征在于所述微量元素為Zn、B、Mo、Fe、Mn中的一種或幾種的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的肥料控釋劑的制造方法，其特征在于所述細(xì)菌抑制劑為尿素細(xì)菌和硝化細(xì)菌抑制劑的混合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的肥料控釋劑的制造方法，其特征在于所述載體為硅藻土和麥飯石粉的混合物，其質(zhì)量比為1∶1。
全文摘要
肥料控釋劑及其制造方法，涉及一種控釋劑及其制造方法。針對目前國內(nèi)廠家開發(fā)生產(chǎn)的緩釋/控釋肥料存在著生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本高或者釋放效果不理想的缺點，本發(fā)明的肥料控釋劑由2～3wt.％可溶性殼聚糖、6～9wt.％多肽母粉、45～55wt.％黃腐酸、10wt.％微量元素、10wt.％細(xì)菌抑制劑、3～5wt.％螯合劑、8～24wt.％載體組成，制造方法為(1)制備可溶性殼聚糖；(2)制備多肽母粉；(3)將上述原料加入反應(yīng)釜充分混合，通入保溫蒸汽，螯合、干燥后得到肥料控釋劑。本發(fā)明研制的肥料控釋劑可使肥料氮素利用率提高30～50％，與不添加控釋劑的對照處理相比，增產(chǎn)幅度達(dá)到5～8％。
文檔編號C05G3/08GK1834072SQ20061000991
公開日2006年9月20日 申請日期2006年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月7日
發(fā)明者馬明任, 王霞, 張秀榮 申請人:哈爾濱市益農(nóng)生化制品開發(fā)有限公司