專利名稱：樹脂肥及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶可分解的顆粒肥料及其制備方法。具體涉及該包裹層是微生物可分解的蛋白質(zhì)物質(zhì)，被包裹的肥料與蛋白質(zhì)物質(zhì)可以呈非均勻、非封閉式包裹，尤其在以微肥為被包裹的肥料的時候。
與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)分別存在下述缺陷玻璃肥料通常是把微量元素和玻璃燒結(jié)在一起的一種微量元素肥料，靠植物的根部分泌的微量酸腐蝕玻璃，使微量元素緩慢析出被植物吸收，由于玻璃肥料依賴于植物根部的有機酸分解，因而難以控制微量元素的析出時間，況且，生產(chǎn)玻璃肥料需要1200℃左右的高溫，此時，有些微量元素已熔融為枸溶體或不溶體，不能發(fā)生肥效了。
包膜肥料通常是在氮、磷、鉀三大肥料顆粒外包覆一層合成樹脂膜，利用樹脂的孔隙均勻釋放肥效，樹脂膜在一定時間內(nèi)降解肥效即告終結(jié)。包膜肥料難以制成滿足植物微量元素需求的包膜微肥，對于三大肥料也不能按植物生長不同期間的不同需求釋放肥效，況且包膜肥料的生產(chǎn)需要特定的設(shè)備和較高技術(shù)要求的復雜工藝，生產(chǎn)過程中將釋放大量苯類或含氯離子的有害溶劑，污染環(huán)境。
至于與本發(fā)明最接近的申請?zhí)枮?7105842的專利申請，發(fā)現(xiàn)了一種可被土壤中微生物分解的聚合物(聚3-羥基-3-烷基丙酸)，必須用前述包膜肥料的特定生產(chǎn)方法將該聚合物涂覆于三大肥料顆粒上去生產(chǎn)受很多制約條件的限制，沒有涉及對微肥的涂覆，且該聚合物的分解不隨溫度變化而變化，生產(chǎn)成本高，環(huán)境污染大不利于推廣應(yīng)用。
本發(fā)明的目的在于提供一種能克服現(xiàn)有技術(shù)諸多缺陷的顆粒肥料;選擇一種既容易實現(xiàn)生產(chǎn)，又能夠包裹微量元素、中量元素乃至三大肥料的包裹層物質(zhì)，釋放肥效時包裹層能被土壤中的微生物分解掉，又能依據(jù)不同作物、不同生長期間對肥料的不同需求來控制肥效的釋放速率，且能避免同類產(chǎn)品生產(chǎn)過程中對環(huán)境的污染。
為了避免包膜肥料的某些樹脂在肥效釋放完畢后還長期存留在土壤內(nèi)或土壤表層中，本發(fā)明人努力尋求一種可以被土壤中微生物分解掉的樹脂，而通常的樹脂不是難以被微生物分解就是不容易實現(xiàn)包膜，不能包裹微量元素(如前述專利申請)，所以本發(fā)明人在通常的樹脂概念范疇外去尋求替代物，發(fā)現(xiàn)用蛋白質(zhì)物質(zhì)來制備顆粒肥料能達到本發(fā)明的目的，尤其當選用特定的蛋白質(zhì)物質(zhì)時會以意想不到的效果解決已有技術(shù)中存在的諸多問題。
本發(fā)明分為兩部分，以下列(1)和(9)為主要內(nèi)容，具體組成為(2)至(8)和(10)。
(1)、本發(fā)明以蛋白質(zhì)物質(zhì)作為各種肥料的包裹層制備得顆粒肥料，該包裹層能夠被土壤中的微生物分解。
(2)、按照第(1)項的顆粒肥料，其包裹層物質(zhì)是選自下列物質(zhì)或其組合骨膠、皮膠、明膠、骨粉、大豆蛋白、谷物蛋白。
(3)、按照第(1)項或第(2)項的顆粒肥料，加入松香皂控制包裹層的分解速率，從而控制肥料釋放時間。
(4)、按照第(1)項或第(2)項的顆粒肥料，被包裹物質(zhì)是選自下列物質(zhì)或其組合，微量元素、中量元素、氮肥、磷肥、鉀肥、混合氨基酸、松香皂。
封閉式(5)、按照第(4)項的顆粒肥料，被包裹物質(zhì)與包裹層可以不呈包裹，即包裹層的厚度可以是不均勻的，不封閉的。
(6)、按照第(5)項的顆粒肥料，包裹層外還可以填充下列物質(zhì)或其組合骨粉、硫粉、氮肥、磷肥、鉀肥、草灰、混合氨基酸、松香皂。
(7)、按照第(6)項的顆粒肥料，優(yōu)選重量百分比的范圍可以是硫酸銅0.5-2 骨膠8-12硫酸錳0.5-2 松香皂0.2-4硫酸鋅0.5-4 混合氨基酸1-3硫酸亞鐵0.5-3 尿素20-40硫酸鎂0.5-3 磷胺10-30鉬酸銨0.5-3 硫酸鉀15-35硝酸鈣0.5-3(8)、按照第(7)項的顆粒肥料，最佳重量百分比是硫酸銅1 骨膠10硫酸錳1 松香皂2硫酸鋅2 混合氨基酸2硫酸亞鐵1.5 尿素30硫酸鎂1.5 磷胺20鉬酸銨1.5 硫酸鉀26硝酸鈣1.5(9)、一種帶微生物可分解的包裹層的顆粒肥料的生產(chǎn)方法，包括將包裹層物質(zhì)(例如骨膠)加水溶脹，所加的水為預(yù)先將被包裹物質(zhì)(例如微量元素)溶于其中的水溶液或懸浮液，然后加熱使包裹層物質(zhì)溶解，加入分解速率調(diào)節(jié)劑(例如松香皂)并分散均勻，用蒸發(fā)等手段除去水份，使體系呈膠質(zhì)狀，將膠質(zhì)狀物質(zhì)制成便于干燥的膜狀，用烘烤等方式使其干燥，然后冷卻、粉碎到所需的粒徑，即為顆粒肥料。
(10)、按照第(9)項的方法，將顆粒肥料與下列物質(zhì)之一或其組合進一步混合骨粉、硫粉、氮肥、磷肥、鉀肥、草灰、混各氨基酸、松香皂。
本發(fā)明的構(gòu)成詳細敘述于下。
蛋白質(zhì)物質(zhì)是易于被微生物分解的物質(zhì)，這是人們熟知的常識，蛋白質(zhì)分解后的氨基酸也是農(nóng)作物的氮素營養(yǎng)來源，但由于直觀上蛋白質(zhì)物質(zhì)難以實現(xiàn)包膜而未引起包膜肥料制造者的重視;本發(fā)明正是突破了這種直觀上的局限性，實現(xiàn)了以蛋白質(zhì)物質(zhì)作為各種肥料的包裹層物質(zhì)生產(chǎn)顆粒肥料。這是繼前述專利申請在“世界上首次發(fā)現(xiàn)的一種帶微生物可分解高分子材料的控制溶出肥料”之后發(fā)現(xiàn)的一種更容易實現(xiàn)生產(chǎn)的、能根據(jù)植物需要控制肥效釋放的微生物可分解緩釋肥料，由于可以用水作為溶劑，還避免了同類產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的環(huán)境污染問題。
本發(fā)明利用骨膠或皮膠溶于熱水的特性實現(xiàn)各種肥料的包裹，干燥冷卻后能夠粉碎為任意粒徑的顆粒，又利用受潮溶脹后易于被微生物分解的特性使包裹其中的肥料逐步釋放肥效，而且在一定條件下可以用常規(guī)的涂覆技術(shù)制備涂層厚度均勻的包膜肥料，也可以用本發(fā)明的簡易生產(chǎn)工藝制成厚度不均勻不封閉的包裹肥料。還能利用不同溫度下蛋白質(zhì)物質(zhì)分解速率不同而滿足植物生長旺盛期對肥料的不均勻需求，還可以加入抑制劑和介質(zhì)，以控制肥料的析出時間。此外，明膠或其下腳料、骨粉、大豆蛋白、谷物蛋白都是易于被微生物分解的物質(zhì)，都可以用作各種肥料的包裹層或填充介質(zhì)。
氣溫高時是作物生長旺盛期，對肥料的需求增大，本發(fā)明利用骨膠在土壤中受潮后高溫時分解速率快這一特點，滿足作物生長旺盛期對肥料的較大需求，這一點是其他顆粒肥料所不及的。本發(fā)明的顆粒肥料的肥效釋放時間是由其包裹層的分解速率所決定的，而分解速率不僅與顆粒肥料的粒徑有關(guān)，還可以加入殺蟲殺菌劑來控制，本發(fā)明加入松香皂控制細菌的繁殖速度，進而控制包裹層的分解速率。
植物生長需要礦物質(zhì)，人們早已知道植物對氮、磷、鉀三大元素需要量很大，通常的包膜肥料就是針對三大肥料的，主要是起到緩釋的作用。進一步的分析表明，植物體內(nèi)尚需極微量的鎂、鐵、硼、錳、鈷、鉬、銅、鋇、鎳、鍶、鈦、錫等微量元素，一般含量為植物體新鮮重量的十萬分之一以下，我們把含微量元素的肥料(如微量元素的水溶鹽、玻璃肥料等)叫做微肥，植物缺乏微肥時就會代謝異常，甚至死亡，而大量施用微肥則植物又受不了，玻璃肥料就是為了解決此問題而產(chǎn)生的;本發(fā)明的顆粒微肥能起到玻璃肥料的作用且更易實現(xiàn)生產(chǎn)，優(yōu)于玻璃肥料之處在于能控制肥料的析出時間。
本發(fā)明不僅能按已有的包膜技術(shù)制備常規(guī)肥料的包膜肥料(施放按畝施三大肥料總量不低于40Kg控制)，而且能克服通常的包膜技術(shù)難以制備包膜微肥的缺陷，制得以滿足植物對微量元素需求的樹脂微肥，這里的樹脂是指本發(fā)明的可被微生物分解的高分子包裹層物質(zhì)。還能制備中量元素(對農(nóng)作物來說需要量比微量元素多，但比三大元素少的元素，如鈣、鎂、硫等)的樹脂肥。此外氨基酸是蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物，極易細菌繁殖，又是植株氮素營養(yǎng)的來源，混合氨基酸是制取胱氨酸的下腳料，廉價易得，可以提高樹脂肥的分解速率，此外，氨基酸具有能與微量元素產(chǎn)生絡(luò)合作用的特性，能于微觀結(jié)構(gòu)進一步包裹和固定微量元素，適于制造樹脂微肥，加入松香皂是為了調(diào)節(jié)控制分解速率。
本發(fā)明的顆粒肥料-樹脂肥，被包裹的肥料與包裹層可以不呈封閉式排列，以骨膠等物質(zhì)實現(xiàn)了對被包裹肥料的包裹后，可以根據(jù)需要將該顆粒肥料粉碎為任意粒徑，此時包裹層厚度就不象通常的包膜肥料那樣是均勻的了，而且被包裹的肥料有一部分裸露在顆粒表面，施放于土壤中會直接被植物吸收，而包裹在骨膠內(nèi)部的大部分肥料仍舊是在骨膠被土壤中的微生物緩慢分解后逐漸析出被植物吸收，特別在所包裹的為微肥時，應(yīng)該將顆粒肥料稀釋后施放，按每畝施微量元素總量0.5-0.7g控制。本發(fā)明往往在已實現(xiàn)包裹的顆粒肥料外再填充大量的介質(zhì)，介質(zhì)的加入數(shù)量以將原顆粒肥料稀釋1至50倍為依據(jù)，通常采用的稀釋倍數(shù)為5至10倍，填充介質(zhì)的選擇根據(jù)需要可選易被微生物分解的骨粉、硫粉、混合氨基酸等，并加入松香皂控制分解速率，也可選用常規(guī)肥料如氮肥、磷肥、鉀肥，也可選擇前述專利申請所述的無機或有機粉末，本發(fā)明的樹脂肥可以和基肥或追肥一道施用，也可以和清水或清糞一道施用，一季作物只施一次就夠了，不需花額外的施放人工費用。
涉及本發(fā)明的顆粒肥料的具體配比，提供了如前述第(7)項的優(yōu)選配比范圍，該配比中的各種金屬鹽類是按常規(guī)農(nóng)作物對微量元素的一般需求選擇的，依此配比制備的顆粒肥料按畝施0.5-1.5Kg控制，用骨膠包裹微量元素及松香皂，骨膠的量以溶解后夠包裹微量元素且易于除去水份來確定，混合氨基酸可以和微量元素一起包裹，也可作為填充介質(zhì)，其它物質(zhì)是作為填充介質(zhì)的常規(guī)肥料。
本發(fā)明還提供了一個如前述第(8)項的最佳配比，各物質(zhì)數(shù)量的確定不僅要依據(jù)前述的選擇條件，還考慮到施放時便于計算稀釋倍數(shù)，按此配比制得的顆粒肥料按畝施1Kg施放。
決定本發(fā)明的顆粒肥料在土壤中的分解速率的是顆粒的粒徑以及骨膠及松香皂的含量，粒徑大的分解的緩慢，粒徑小的分解的快，骨膠的含量可以是5～90%，優(yōu)先配比中提供的8～12%是考慮到便于去除水份造粒。骨膠的含量高，分解則緩慢，骨膠含量低則分解較快，松香皂的含量也可以是0.05～10%，優(yōu)先配比中提供的是0.2-4%，松香皂的含量高，則分解緩慢，松香皂的含量低則分解較快。此外，植物對從包裹層中析出的肥料的吸收還決定于肥料的溶解性，土壤中的微生物的濃度以及包裹層是否均均、封閉等。
不同的作物生長期長短不同，對微量元素的需求也不同，本發(fā)明通過控制顆粒料肥料的粒度、骨膠的含量、松香皂的含量及三者的組合，能夠制造出與作物相適應(yīng)的顆粒肥料品種，即可控制顆粒肥料在土壤中被微生物分解而釋放肥效的時間，這個時間可以是幾小時至幾年，通常是按一季作物的生長期間來確定這一時間的。由此可見，本發(fā)明的顆粒肥料不僅能適用于常規(guī)農(nóng)作物，也可適用于蘑菇、黃瓜、草莓、葡萄等嬌貴植物，還可適用于花卉、煙草、茶葉、果樹等經(jīng)濟作物。
本發(fā)明的顆粒肥料的制備方法可以按常規(guī)包膜肥料的制備方法制得均勻包裹層的封閉式包裹顆粒肥料，也可以按前述第(9)項或第(10)項的方法制備包裹層不均勻、不封閉的顆粒肥料，具體制備可以先確定顆粒的粒徑而改變骨膠和松香皂的含量，也可以象下述方法那樣先確定骨膠和松香皂的含量，再制得不同粒徑的顆粒肥料。
1、預(yù)先制備水溶性松香鈉皂，原料配比為苛性鈉∶生松香∶水＝0.8∶1∶4～5。
先將水放入鍋中，再加入堿，加熱煮沸使堿溶解，再把粉碎的生松香慢慢加入，邊煮邊攪拌，注意用熱水補充以保持原來的水量，使松香全部溶化，變成黑褐色液體，其比重為1.2左右，松香皂含量約14%。
2、按前述第(7)項的優(yōu)先配比范圍確定一個總量為100%的配比，按此配比分別稱量各種物質(zhì)，將各種金屬鹽預(yù)先加入水中(水量按骨膠重量的3-5倍確定)，然后將骨膠粉末加入該水溶液中溶脹0.5-2小時，于反應(yīng)釜中加熱至80℃使骨膠溶解，加入松香皂攪拌均勻，加熱到100℃，不斷攪拌使水份大量蒸發(fā)，使體系呈粘稠的膠質(zhì)狀。
3、用刷涂法將膠體刷在干燥板上，于100℃左右烘干，冷卻后，將膠片于粉碎機中粉碎為40-100目的顆粒，按比例與預(yù)先粉碎為40-100目的混合氨基酸、尿素、磷胺、硫酸鉀等粉末混合，在攪拌機中充分攪勻(約0.5小時)。
4、用篩網(wǎng)將混合粉末分為不同粒徑的顆粒肥料，檢驗、包裝，即得成品。
本發(fā)明的實施例是按前述第(8)項的最佳配比稱取總量為100Kg的各種物質(zhì)。
1、預(yù)先制取比重為1.2，松香皂含量為14%的松香鈉皂，稱取2Kg。
2、準確稱量各金屬鹽，溶于反應(yīng)釜中的40Kg水中，加入骨膠粉末，溶脹1小時，加熱至80℃，攪拌0.5小時使骨膠溶解，邊攪拌邊加入松香皂，加熱到100℃，不斷攪拌使水份蒸發(fā)，體系呈膠質(zhì)狀時停止攪拌。
3、趁熱放出膠狀物，涂刷于干燥板上，于100℃烘烤約0.5小時，冷卻，將膠片粉碎為40-100目的顆粒，在攪拌機中與遠預(yù)先粉碎的填充介質(zhì)混合，攪拌0.5小時。
4、用篩網(wǎng)將混合粉末分為40目、60目、80目、100目的顆粒肥料，檢驗，按每包250g包裝，得到總量為95Kg的成品。
本發(fā)明由于所選用的包裹物質(zhì)廉價易得，生產(chǎn)容易實現(xiàn)，又無環(huán)境污染，產(chǎn)品施放簡易，生產(chǎn)和施放成本低，與同類已有產(chǎn)品相比，具有顯而易見的優(yōu)越性和突出的經(jīng)濟效益，還有相當可觀的發(fā)展前景，而且有出口創(chuàng)匯的巨大潛力。
包裹物質(zhì)以骨膠為例，是利用次等畜骨制得的廉價產(chǎn)品，本身也是作物可利用的營養(yǎng)物質(zhì)，與已有技術(shù)的相應(yīng)高分子聚合物比較，生產(chǎn)成本低，又能同樣起到包裹肥料的作用，且能滿足被微生物分解的條件，特別是能實現(xiàn)對微生肥的包裹，在土壤中的分解速率因骨膠的特性而具有隨溫度增高而加快分解，恰好能滿足植株在溫度較高時(生長旺盛期)對肥料的更大需求，符合植株的需肥規(guī)律，這些是已有技術(shù)產(chǎn)品所不及的。相對于玻璃肥料，本發(fā)明既能節(jié)能降耗，又避免了高溫對微量元素的破壞，還能實現(xiàn)對三大肥料的包裹。
由于骨膠溶于熱水，干燥冷卻后又凝結(jié)為固體，因而可以按通常的包膜技術(shù)制造包膜肥料，且骨膠凝結(jié)為固體后還可以任意粉碎，而一般的包膜高分子聚合物是難以粉碎的，所以不能象本發(fā)明的方法那樣應(yīng)用簡易的工藝生產(chǎn)帶可分解包裹層的顆粒肥料，本發(fā)明尤其能實現(xiàn)對微量元素的包裹，而且能任意控制粒徑來調(diào)節(jié)顆粒肥料在土壤中的分解速率，此外，加入細菌抑制劑松香皂，可以在很大的時間范圍內(nèi)控制顆粒肥料的分解速率，從而按植株的需求釋放肥效。
將本發(fā)明的顆粒肥料(含微量元素)進行田間試驗，取得了產(chǎn)值平均比對照區(qū)增加15%以上的顯著經(jīng)濟效益，同時植物的果實品位也比對照區(qū)高。
綜上所述，本發(fā)明的顆粒肥料開辟了包膜肥料和微肥領(lǐng)域更具生產(chǎn)實用性的途徑，由于所選用的包裹物質(zhì)的特殊性質(zhì)，實現(xiàn)了對不同作物，不同生長期相應(yīng)釋放肥效的控制，適用于各種常規(guī)農(nóng)作物和經(jīng)濟作物，具有明顯的經(jīng)濟效益和廣闊的市場，還有著出口創(chuàng)匯的可觀前景。
權(quán)利要求
1.一種帶可分解包裹層的顆粒肥料，該包裹層以蛋白質(zhì)物質(zhì)為其活性組分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的顆粒肥料，其包裹層的蛋白質(zhì)物質(zhì)是至少一種選自下列物質(zhì)的組分骨膠、皮膠、明膠、骨粉、大豆蛋白、谷物蛋白。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顆粒肥料，其特征在于以松香皂為分解速率調(diào)節(jié)劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的顆粒肥料，其被包裹物質(zhì)是至少一種選自下列物質(zhì)的組分微量元素、中量元素、氮肥、磷肥、鉀肥、混合氨基酸、松香皂。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顆粒肥料，其特征在于被包裹物質(zhì)與包裹層可以不呈封閉式排列。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的顆粒肥料，其特征在于包裹層外還填充有至少一種選自下物質(zhì)的組分骨粉、硫粉、氮肥、磷肥、鉀肥、草灰、混合氨基酸、松香皂。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顆粒肥料，其優(yōu)選配比(重量%)為硫酸銅0.5-2 骨膠8-12硫酸錳0.5-2 松香皂0.2-4硫酸鋅0.5-4 混合氨基酸1-3硫酸亞鐵0.5-3 尿素20-40硫酸鎂0.5-3 磷胺10-30鉬酸銨0.5-3 硫酸鉀15-35硝酸鈣0.5-3
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的顆粒肥料，其最佳配比(重量%)為硫酸銅1 骨膠10硫酸錳1 松香皂2硫酸鋅2 混合氨基酸2硫酸亞鐵1.5 尿素30硫酸鎂1.5 磷胺20鉬酸銨1.5 硫酸鉀26硝酸鈣1.5
9.一種帶可分解包裹層的顆粒肥料的生產(chǎn)方法，包括將包裹層物質(zhì)加水溶脹;所加的水是以被包裹物質(zhì)的水溶液或懸浮液，加熱使包裹物質(zhì)溶解，加入殺菌劑并分散，蒸發(fā)水份使體系呈膠質(zhì)狀，成膜、干燥、冷卻、粉碎。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其粉碎后所獲得的顆粒肥料還可混入至少一種選自下列物質(zhì)的組分骨粉、硫粉、氮肥、磷肥、鉀肥、草灰、混合氨基酸、松香皂。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶微生物可分解包裹層的顆粒肥料及其制備方法，該包裹層以骨膠等蛋白質(zhì)物質(zhì)為活性組分，加入分解速率控制劑松香皂，能在廣闊的時間范圍內(nèi)控制肥效的釋放，而且能針對作物生長旺盛期的需求釋放肥效。本發(fā)明以易實現(xiàn)生產(chǎn)的方法進行對各種肥料的包裹，尤其能制成微量元素的顆粒肥料，生產(chǎn)成本低，無環(huán)境污染，產(chǎn)品適用于常規(guī)作物和各種經(jīng)濟作物，具有顯著的經(jīng)濟效益。
文檔編號C05G3/00GK1074205SQ9211363
公開日1993年7月14日 申請日期1992年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月16日
發(fā)明者周家龍 申請人:周家龍