高温、多雨地区作物专用复配型缓控释尿素及其制备方法

摘要

本发明提供一种高温、多雨地区作物专用的复配型缓控释尿素及其制备方法，该复配型缓控释尿素原料组分如下：硫磺包膜尿素，硫加高分子聚合物包膜尿素，5％热固性树脂包膜尿素，7％热固性树脂包膜尿素，5％回收热塑性树脂包膜尿素，6％回收热塑性树脂包膜尿素。本发明根据不同包膜材料的缓控释尿素在高温、多雨地区土壤中的养分释放规律，形成复配型缓控释尿素，该肥料养分控释效果好，肥效时间长，能够满足热带作物全生育期一次性施肥要求。本发明还提供该复配型缓控释尿素的应用方法。

说明书

技术领域

本发明涉及一种肥料，特别涉及一种适用于高温、多雨地区作物专用的复配型缓控释 尿素及其制备和应用，属于缓控释肥料生产和应用技术领域。

背景技术

目前我国每年农业用氮肥3000多万吨，绝大部分为尿素。虽然对提高农作物产量起到 了重要作用，但随着氮肥用量的增加，肥料利用率下降，因施肥造成的环境污染也凸显出 来。为解决上述问题，缓/控释尿素产品应运而生。

CN1948227(200510030371.5)公开了一种改进的涂硫尿素缓释肥料及制造方法； CN101088971(200610087365.8)提供了一种长效缓释氮肥；CN101260008(200710071865.7) 是脲甲醛的制备方法；CN101050152(200710014760.8)、CN101041593(200710038135.7)、 CN102001890A(201010582386.3)、CN102167650A(201110028857.0)分别提供了一种含 中微量元素的缓释氮肥、一种缓释氮肥及其制造方法、一种松香-凹凸棒石-石蜡复合包膜 缓释氮肥及其制备方法和一种石膏基尿素石膏-尿素-硫铵控释尿素的制备方法。这些缓控 释氮肥虽然具有一定的缓释或长效功能，但是否能够满足高温、多雨地区作物全生育期一 次性施肥要求值得进一步研究。因为在高温、多雨地区，土壤中水分含量多、温度高，加 之微生物活动快，水溶性材料或无机材料包膜缓控释氮肥很容易被浸泡失效或被微生物分 解，使之失去缓控释效果。

非水溶性高分子材料包膜缓控释氮肥具有耐高温、耐水特点，在高温、多雨地区，膜 材料不易破坏，养分控释时间长。目前，我国非水溶性高分子材料包膜缓控释肥工业化生 产已初具规模，生产中应用也越来越多.。但是这类材料价格贵，缓控释肥包膜工艺及生产 成本高。如果通过调配一种包膜剂达到合理供应作物养分的目的更是会进一步增加生产成 本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种高温、多雨地区作物专用的复配型缓控释尿素及 其制备方法，本发明还提供该肥料的应用方法。

发明概述

本发明根据不同包膜材料的缓控释尿素在高温、多雨地区土壤中的养分释放规律，以 适用于该地区土壤温度和水分条件的热塑性树脂包膜控释尿素、热固性树脂包膜控释尿素 为主要原料，再配合硫磺、热塑性树脂双层包膜控释尿素和纯硫磺无机包膜尿素，形成复 配型缓控释尿素。该肥料养分控释效果好，肥效时间长，能够满足热带作物全生育期一次 性施肥要求。

术语说明：

1、高温、多雨地区指，一年中≥10℃积温在5000°以上、年降雨量大于1000毫米的热 带、亚热带地区，在我国高温、多雨地区主要包括海南、福建、台湾、广东、广西、湖南 等地区。

本发明的技术方案如下：

高温、多雨地区作物专用复配型缓控释尿素，原料质量份如下：

硫磺包膜尿素                 80～180份，

硫加高分子聚合物包膜尿素     100～200份，

5％热固性树脂包膜尿素        80～180份，

7％热固性树脂包膜尿素        80～160份，

5％回收热塑性树脂包膜尿素    280～350份，

6％回收热塑性树脂包膜尿素    50～300份。

所述硫磺包膜尿素是以颗粒尿素为核芯肥料喷涂硫磺膜，硫磺膜材料占核芯肥料尿素 质量百分比是22～25％，按现有技术制备。

所述硫加高分子聚合物包膜尿素是以颗粒尿素为核芯肥料，先喷涂内包层硫磺膜，再 喷涂外包层高分子聚合物膜制得；其中，内包层硫磺膜占核芯肥料尿素质量的15～20％， 外包层高分子聚合物膜占尿素包硫磺后总质量的2～4％，优选的，高分子聚合物包膜剂是 酚醛环氧树脂和三乙烯四胺以9∶1质量比的混合。制备方法参见CN1246265C (200410024050.X)“以硫为底涂层的高分子聚合物包膜控释肥料的制备方法”，本发明引 用该专利文件的全文作为现有技术。其中，核芯肥料尿素优选大颗粒尿素，粒径2～3毫米。

所述的5％热固性树脂包膜尿素、7％热固性树脂包膜尿素是，分别在核芯肥料尿素颗粒 外包裹一层改性环氧树脂包膜剂，包膜剂占核芯肥料尿素质量分别是5％、7％。包膜剂配 方是，环氧树脂E-44或E-39080～100份，聚氨酯(PUR)5～15份，固化剂T-31或T-593 8～15份，稀释剂邻苯二甲酸二丁脂或环氧丙烷丁基醚50115～25份，膨润土或硅藻土1～ 1.5份。其中，优选的，所述改性环氧树脂包膜剂配方是：环氧树脂E-4495份、聚氨酯 PUR 8份、固化剂T-3112份、稀释剂邻苯二甲酸二丁脂20份、膨润土1.2份。

5％回收热塑性树脂包膜尿素、6％回收热塑性树脂包膜尿素是，在颗粒尿素外分别包膜 一层占尿素质量比5％、6％的回收热塑性树脂，其中回收热塑性树脂是按质量份将15份回 收聚乙烯塑料和15份回收聚苯乙烯泡沫混溶于250份二氯甲烷与四氯乙烯1∶1质量比的 混合溶剂中，加入硅藻土、玉米粉、橡胶粉按1∶1∶1的质量比混合物2份制成。优选的， 尿素粒径2～4毫米。所述5％回收热塑性树脂包膜尿素、6％回收热塑性树脂包膜尿素，山 东金正大生态工程股份有限公司产售，也可按现有技术制备，如CN 1257136C (200410035783.3)“以回收热塑性树脂为可降解膜的包膜控释肥料的生产方法”中所述制 各。

根据本发明，优选的，高温、多雨地区作物专用复配型缓控释尿素，原料如下：

硫磺包膜尿素                 130kg，

硫加高分子聚合物包膜尿素     150kg，

5％热固性树脂包膜尿素        100kg，

7％热固性树脂包膜尿素        160kg，

5％回收热塑性树脂包膜尿素    280kg，

6％回收热塑性树脂包膜尿素    180kg；

适用于生育期5～6个月的作物。

根据本发明，优选的，高温、多雨地区作物专用复配型缓控释尿素，原料如下：

硫磺包膜尿素                 180kg，

硫加高分子聚合物包膜尿素     200kg，

5％热固性树脂包膜尿素        180kg，

7％热固性树脂包膜尿素        80kg，

5％回收热塑性树脂包膜尿素    310kg，

6％回收热塑性树脂包膜尿素    50kg；

适用于生育期3～4个月的作物。

根据本发明，优选的，高温、多雨地区作物专用复配型缓控释尿素，原料如下：

硫磺包膜尿素                 100kg，

硫加高分子聚合物包膜尿素     110kg，

5％热固性树脂包膜尿素        120kg，

7％热固性树脂包膜尿素        100kg，

5％回收热塑性树脂包膜尿素    350kg，

6％回收热塑性树脂包膜尿素    220kg。

适用于生育期7～8个月的作物。

根据本发明，优选的，高温、多雨地区作物专用复配型缓控释尿素，原料如下：

硫磺包膜尿素                 80kg，

硫加高分子聚合物包膜尿素     120kg，

5％热固性树脂包膜尿素        80kg，

7％热固性树脂包膜尿素        120kg，

5％回收热塑性树脂包膜尿素    300kg，

6％回收热塑性树脂包膜尿素    300kg；

适用于生育期9～10个月的作物。

本发明所述的高温、多雨地区作物专用复配型缓控释尿素的制备方法，步骤如下：

(1)硫磺包膜尿素：硫磺膜材料占核芯肥料质量百分比是22～25％，按现有技术制备。

(2)硫加高分子聚合物包膜尿素：以颗粒尿素为核芯肥料，先喷涂内包层硫磺膜，硫 磺膜占核芯肥料尿素质量的15～20％；再喷涂外包层高分子聚合物膜，高分子聚合物膜占 涂硫后肥料颗粒总质量的2～4％。其中，高分子聚合物包膜剂是酚醛环氧树脂和三乙烯四 胺以9∶1质量比的混合，按现有技术喷涂到涂硫后的肥料颗粒上，即得。

(3)5％热固性树脂包膜尿素、7％热固性树脂包膜尿素：

A、按质量份，取环氧树脂E-44或E-39080～100份，聚氨酯(PUR)5～15份，混合 均匀；加入固化剂T-31或T-5938～15份，稀释剂邻苯二甲酸二丁脂或环氧丙烷丁基醚 50115～25份，膨润土或硅藻土1～1.5份，混合均匀，得热固性树脂包膜剂。

B、以雾化的形式将步骤A制备的热固性树脂包膜剂喷涂到尿素颗粒上；所述热固性树 脂包膜剂质量占尿素质量的5％，制得5％热固性树脂包膜尿素；所述热固性树脂包膜剂质量 占尿素质量的7％，制得7％热固性树脂包膜尿素。

(4)5％回收热塑性树脂包膜尿素、6％回收热塑性树脂包膜尿素：

按质量份，将15份回收聚乙烯塑料和15份回收聚苯乙烯泡沫混溶于250份二氯甲烷 与四氯乙烯1∶1质量比的混合溶剂中，加入硅藻土、玉米粉、橡胶粉按1∶1∶1的质量比 混合物2份，得回收热塑性树脂包膜剂。按现有技术将包膜剂喷涂到粒径为2～4毫米的颗 粒尿素上。所述回收热塑性树脂包膜剂质量占尿素质量的5％，制得5％回收热塑性树脂包膜 尿素；所述回收热塑性树脂包膜剂质量占尿素质量的6％，制得6％回收热塑性树脂包膜尿素。

(5)按比例将上述步骤(1)制得的硫磺包膜尿素、步骤(2)制得硫加高分子聚合物包 膜尿素、步骤(3)制得5％热固性树脂包膜尿素和7％热固性树脂包膜尿素、步骤(4)制得 5％回收热塑性树脂包膜尿素和6％回收热塑性树脂包膜尿素一起放入搅拌机中搅拌5～8分 钟，充分混匀即得。然后将混合好的肥料进行计量、包装。

本发明高温、多雨地区作物专用复配型缓控释尿素的应用，在播种或定植前一次性施 入播种沟、定植沟或定植穴内，肥料距离地表8～12厘米。肥料与土壤混拌后在其上面播 种或栽植幼苗。肥料用量，折合成纯氮，每亩8～18公斤。

本发明针对现有技术的不足，以非水溶性高分子材料包膜(热塑性树脂包膜、热固性 树脂包膜)缓控释尿素为主要原料，配合部分无机包膜缓控释尿素、无机和非水溶性高分 子材料双层包膜缓控释尿素能够更好的满足作物生长前期的养分需要，并且可以降低生产 成本。自2005年以来，我们已在中国海南、江西、湖南、广东、广西等省的香蕉、柑橘、 水稻等作物上进行了大量的大田试验，调查研究了多种包膜氮肥在土壤中的养分释放情况、 对作物的增产作用及其相互配合后的效果，制备了适用于高温、多雨地区作物专用的复配 型缓控释尿素，并进行了大田试验，取得了良好的效果。

本发明的优良效果如下：

1、肥料控释效果好

本发明肥料所用原料中以热塑性树脂包膜控释尿素、热固性树脂包膜控释尿素为主， 这两种包膜控释尿素的膜材料均为非水溶性，其韧性和抗磨损性都较好，在土壤中不会因 为水分多、温度高以及农事操作而发生破裂，养分的控释效果良好。

2、与其它肥料可任意复配

本发明肥料为纯氮素肥料，可以根据作物的养分需求规律及土壤状况与多种肥料(如 磷肥、钾肥、微量元素肥料及有机肥等)任意复配。且本肥料膜壳结实，不会因肥料混合 时的搅拌发生破碎现象。

3、养分释放能更好地满足作物需要

一般情况下，以一种包膜材料生产的控释肥料，若要求控释期长，则前期养分释放会 较慢，作物的养分最大吸收期也难以满足需要。本发明肥料将在高温、多雨地区养分释放 较快的硫磺包膜尿素和养分释放速度中等的硫加高分子聚合物包膜尿素作为作物前期和吸 收最大期的补充，能够更好地满足作物需要全生育期的养分吸收需要。

附图说明

图1是实施例1所用控释尿素原料在海南省海口市土壤中的养分释放规律曲线图，横坐 标是肥料施入土壤中的时间(天)，纵坐标是养分释放率(质量百分比)。

图2是本发明实施例1高温、多雨地区作物专用复配型缓控释尿素在土壤中的养分释放 曲线图，横坐标是肥料施入土壤中的时间，纵坐标是每1000公斤本发明肥料养分释放数量 (公斤)。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明，但不限于此。实施例中的原料用量份数均为 质量份，所有的百分比均为质量百分比。实施例中的所有原料山东金正大生态工程股份有 限公司均有产售。

其中，硫磺包膜尿素中硫磺膜材料占核芯肥料质量百分比是25％；

硫加高分子聚合物包膜尿素为内包层硫磺膜占核芯肥料尿素质量的18％，外包层高分 子聚合物膜占核芯肥料质量的3％，高分子聚合物包膜剂是酚醛环氧树脂和三乙烯四胺以 9∶1质量比的混合；

5％热固性树脂包膜尿素、7％热固性树脂包膜尿素，其中热固性树脂包膜剂分别占核心 肥料尿素质量的5％、7％；热固性树脂包膜剂是环氧树脂E-44 85公斤，聚氨酯(PUR)15 公斤，混合均匀；加入固化剂T-31 9公斤，稀释剂邻苯二甲酸二丁脂18公斤，膨润土1 公斤。

5％回收热塑性树脂包膜尿素、6％回收热塑性树脂包膜尿素，其回收热塑性树脂包膜剂 分别占核心肥料尿素质量的5％、6％；回收热塑性树脂包膜剂是15公斤回收聚乙烯塑料和 15公斤回收聚苯乙烯泡沫混溶于250公斤二氯甲烷与四氯乙烯1∶1质量比的混合溶剂中， 加入硅藻土、玉米粉、橡胶粉按1∶1∶1的质量比混合物2公斤。

实施例1：高温、多雨地区作物专用复配型缓控释尿素，原料质量份如下：

硫磺包膜尿素                 130kg，

硫加高分子聚合物包膜尿素     150kg，

5％热固性树脂包膜尿素        100kg，

7％热固性树脂包膜尿素        160kg，

5％回收热塑性树脂包膜尿素    280kg，

6％回收热塑性树脂包膜尿素    180kg。

制备方法：

(1)硫磺包膜尿素：硫磺膜材料占核芯肥料质量百分比是25％，按现有技术制备。

(2)硫加高分子聚合物包膜尿素为内包层硫磺膜占核芯肥料尿素质量的18％，外包层 高分子聚合物膜占核芯肥料质量的3％，其中，高分子聚合物包膜剂是酚醛环氧树脂和三乙 烯四胺以9∶1质量比的混合，按现有技术喷涂到涂硫后的肥料颗粒上，即得。

(3)5％热固性树脂包膜尿素、7％热固性树脂包膜尿素的制备：

A、取环氧树脂E-4485公斤，聚氨酯(PUR)15公斤，混合均匀；加入固化剂T-31 9 公斤，稀释剂邻苯二甲酸二丁脂18公斤，膨润土1公斤，混合均匀，得热固性树脂包膜剂。

B、将步骤A制备的包膜剂加入硫化床包膜机中，以雾化的形式喷涂到尿素颗粒上。每 涂一层，包膜剂质量占尿素质量的2.5％，包膜过程再重复1次，达到包膜剂质量占尿素质量 的5％，得5％热固性树脂包膜尿素；每涂一层，包膜剂质量占尿素质量的2.33％，包膜过程再 重复2次，达到包膜剂质量占尿素质量的7％，得7％热固性树脂包膜尿素。

(4)5％回收热塑性树脂包膜尿素、6％回收热塑性树脂包膜尿素的制备：

将15公斤回收聚乙烯塑料和15公斤回收聚苯乙烯泡沫混溶于250公斤二氯甲烷与四 氯乙烯1∶1质量比的混合溶剂中，加入硅藻土、玉米粉、橡胶粉按1∶1∶1的质量比混合 物2公斤，得回收热塑性树脂包膜剂。按现有技术将该包膜剂喷涂到粒径为2～4毫米的颗 粒尿素上。所述回收热塑性树脂包膜剂质量占尿素质量的5％，制得5％回收热塑性树脂包膜 尿素；所述回收热塑性树脂包膜剂质量占尿素质量的6％，制得6％回收热塑性树脂包膜尿素。

(5)取硫磺包膜尿素130公斤、硫加高分子聚合物包膜尿素150公斤、5％热固性树脂包 膜尿素100公斤、7％热固性树脂包膜尿素160公斤、5％回收热塑性树脂包膜尿素280公斤、 6％回收热塑性树脂包膜尿素180公斤，一起放入搅拌机中搅拌5分钟，充分混匀即得。然 后将混合好的肥料进行计量、包装。

本实施例配方特别适用于生育期5～6个月的作物。

实施例2：高温、多雨地区作物专用复配型缓控释尿素，原料质量份如下：

硫磺包膜尿素                 180kg，

硫加高分子聚合物包膜尿素     200kg，

5％热固性树脂包膜尿素        180kg，

7％热固性树脂包膜尿素        80kg，

5％回收热塑性树脂包膜尿素    310kg，

6％回收热塑性树脂包膜尿素    50kg。

制备方法同实施例1。

本实施例配方特别适用于生育期3～4个月的作物。

实施例3：高温、多雨地区作物专用复配型缓控释尿素，原料质量份如下：

硫磺包膜尿素                 100kg，

硫加高分子聚合物包膜尿素     110kg，

5％热固性树脂包膜尿素        120kg，

7％热固性树脂包膜尿素        100kg，

5％回收热塑性树脂包膜尿素    350kg，

6％回收热塑性树脂包膜尿素    220kg。

制备方法，如实施例1所述，所不同的是：5％热固性树脂包膜尿素、7％热固性树脂包 膜尿素按以下方法制得：

A、取环氧树脂E-390 95公斤，聚氨酯(PUR)5公斤，混合均匀；加入固化剂T-593 14 公斤，稀释剂环氧丙烷丁基醚501 23公斤，硅藻土1.5公斤，混合均匀，得热固性树脂包 膜剂。

B、将步骤A制备的包膜剂加入硫化床包膜机中，以雾化的形式喷涂到尿素颗粒上。每 涂一层，包膜剂质量占尿素质量的1.67％，包膜过程再重复2次，达到包膜剂质量占尿素质量 的5％，得5％热固性树脂包膜尿素；每涂一层，包膜剂质量占尿素质量的1.75％，包膜过程再 重复32次，达到包膜剂质量占尿素质量的7％，得7％热固性树脂包膜尿素。

本实施例配方特别适用于生育期7～8个月的作物。

实施例4：高温、多雨地区作物专用复配型缓控释尿素，原料质量份如下：

硫磺包膜尿素                 80kg，

硫加高分子聚合物包膜尿素     120kg，

5％热固性树脂包膜尿素        80kg，

7％热固性树脂包膜尿素        120kg，

5％回收热塑性树脂包膜尿素    300kg，

6％回收热塑性树脂包膜尿素    300kg。

制备方法同实施例3。

本实施例配方特别适用于生育期9～10个月的作物。

对比例：普通尿素，含氮量46％，质量百分比。

以上实施例1～4和对比例的应用效果如下：

试验地点：海南省澄迈县，海南省乐东县。

试验时间：2010年7月至2011年6月。

供试作物和品种：澄迈县是香蕉，品种：贡蕉；乐东县是西瓜，品种：蜜童无籽西瓜。

实施例1-4复配型缓控释尿素和对比例普通尿素氮素养分用量相同，西瓜每亩10公 斤，香蕉每亩16公斤。大田应用时，实施例1-4的复配型缓控释尿素和对比例普通尿素 的实验组均配施磷肥和钾肥，西瓜按氮∶五氧化二磷∶氧化钾＝1∶0.4∶1.5、香蕉按氮∶ 五氧化二磷∶氧化钾＝1∶0.3∶1.2养分质量比配施磷肥和钾肥，磷肥用过磷酸钙、钾肥用 氯化钾，实施例和对比例的磷肥和钾肥均是在种植翻地前一次性均匀撒施于地表。实施例1 -4本发明肥料西瓜和香蕉施用方法相同，在定植前一次性施入定植穴内，肥料距离地表约 10厘米，肥料与土壤混拌后在其上面栽植幼苗。对比例普通尿素的施肥方法是，西瓜，30％ 的尿素肥料与磷钾肥同方法施用，余量的尿素肥料平均分两次追施；香蕉，20％的尿素肥料 与磷钾肥同方法施用，余量的尿素肥料平均分4次追施。其他管理措施相同，均按现有技 术。应用效果见表1。

表1.与对比例相比实施例1-4的施用效果