缓释和速释肥料组合物及其制备方法_2

文档序号:9692464阅读:来源:国知局
从鸟粪石微粒12释放的速度 更快。这可以例如通过选择酸性水溶性含磷物质14达到。例如,水溶性含磷物质14可以包含 一种或多种过磷酸盐、重过磷酸盐或磷酸二氢铵,它们都是酸性的。通常过磷酸盐溶液的pH < 2。通常重过磷酸盐的pH值在约1-3的范围内。通常磷酸二氢铵溶液的pH值在4-4.5的范围 内。在一些实施方式中,颗粒10易溶于水的那些部分在水中的溶解产生酸性溶液。在一些实 施方式中,所述溶液饱和时的pH不超过5.5,在一些实施方式中不超过5。改变颗粒10的组成 来调节颗粒10易溶于水的那些部分的酸性是调节磷从鸟粪石微粒12到被植物摄取使之可 利用所经时间段的一种方式。
[0043] 一旦颗粒10与土壤接触而变潮,降低颗粒10易溶于水的那些部分的酸性,会减缓 磷从鸟粪石微粒的释放,同时增强颗粒10易溶于水的那些部分的酸性,会加快磷从鸟粪石 微粒12的释放。
[0044] 将鸟粪石与水溶性磷源组合能使磷即时和持续递送到植物。整个颗粒10中鸟粪石 12的存在,防止了不在颗粒10表面的水溶性含磷物质14与任何周围的水接触。颗粒10内部 的水溶性含磷物质14微粒受到保护直到颗粒10的外层被侵蚀至颗粒10内部的水溶性含磷 物质14微粒暴露在水中的点。
[0045] 磷,通常为磷酸盐(P205),以多种不同的形式存在于肥料中。在任何特定肥料中,磷 酸盐被植物吸收的可利用性取决于其中所存在的磷酸盐的形式。这种可利用性可以通过确 定肥料在各种溶剂中的溶解度进行评估。例如,磷酸盐可以下述形式存在:水溶性、中性柠 檬酸铵可溶或不可溶、柠檬酸可溶或不可溶,和酸可溶。"可利用的磷"定义为水溶性和枸溶 性级分的磷酸盐肥料之和。两种形式的可溶性源植物都能够利用。
[0046] 测定水溶性磷酸盐和枸溶性磷酸盐的示例方法描述于:AOAC:Official Methods of Analysis 15th Edition,1990,描述了国际标准机构A0AC(ASS0CIATI0N of OFFICIAL ANALYTI CAL CHEMI STS)规定的标准方法;
[0047] Guide to laboratory establishment for plant nutrient analysis;FA0 Fertilizer and plant nutrition bulletin 19;F00D AND AGRICULTURE ORGANIZATION 0FTHE UNITED NATIONS,Rome,2008ISSN 0259-2495 [0048]将它们通过参考引入本文。
[0049] 可以例如,通过在蒸馏水中溶解或依次用蒸馏水洗涤样品来确定肥料样品的水溶 性磷酸盐(P2〇5)。例如,将lg的肥料样品置于安装在漏斗中的滤纸上。可以用少量水冲洗样 品,直至收集250ml滤液。然后可以测量滤液的磷酸盐含量,例如使用重量法,例如磷钼酸喹 啉鑰重量法或磷钼酸铵体积法。滤纸上残留的残余物含有样品中P的水不溶部分,也可以对 其进行分析以确定磷酸盐含量。
[0050] 可以使用中性柠檬酸铵溶液作为溶剂以类似的方式测量枸溶性磷酸盐。
[0051 ]在一些实施方式中,水溶性含磷物质14具有至少80%的水溶性磷酸盐含量。在一 些实施方式中,鸟粪石微粒12包括5%或更少的水溶性磷酸盐和至少80%的枸溶性磷酸盐。 通常鸟粪石的水溶解度不超过约1 .〇%,柠檬酸盐溶解度约99%。通常MAP的水溶解度约为 87%,柠檬酸盐溶解度约为13%。
[0052]鸟粪石12和水溶性含磷物质14的相对量可以在宽范围变化。在一些实施方式中, 颗粒10的鸟粪石含量在约1重量%至约99重量%的鸟粪石的范围。在其它实施方式中,颗粒 10的鸟粪石含量约5重量%至50重量%的范围,水溶性含磷物质14的含量在约95重量%至 50重量%的范围。申请人发现对于某些应用特别有利的鸟粪石的相对量为鸟粪石微粒12提 供的总磷酸盐的7 %至15 %,剩余的总磷酸盐含量的93 %至85 %由水溶性含磷物质14提供。 当水溶性含磷物质14为MAP时,其对应于颗粒中约12~28重量%的含磷酸盐成分是鸟粪石, 剩余88~72重量%为嫩卩。
[0053]颗粒10在宏观水平上是均匀的。在一个实施方式中,鸟粪石12和水溶性含磷物质 14小微粒均匀地分散在整个颗粒10中。在其它实施方式中,将颗粒10紧密地用水溶性含磷 物质14和鸟粪石12微粒装填。在其它实施方式中,颗粒10松散地用水溶性含磷物质14和鸟 粪石12微粒装填。在还其它实施方式中,相对于内部区域,颗粒10外部区域具有较高浓度的 水溶性含磷物质14。在进一步的实施方式中,水溶性含磷物质14和鸟粪石12的微粒暴露在 颗粒10的外表面。在其它实施方式中,水溶性含磷物质14和鸟粪石12的微粒在10±7%的范 围内均匀分布在颗粒10外表面。在还其它实施方式中,相对于内部区域,颗粒10的外部区域 具有较高浓度的鸟粪石12。在一些实施方式中,整个颗粒10中的鸟粪石12和水溶性含磷物 质14的比例在± 7 %的范围内恒定。在一个实施方式中,鸟粪石12的微粒在± 7 %的范围内 均匀分布在颗粒1 〇中。在另一个实施方式中,水溶性含磷物质的微粒在±7%的范围内均匀 分布在颗粒10中。
[0054]在示例实施方式中,颗粒10以约1至6毫米的直径或其它特征尺寸来表征。微粒大 小用尺寸导号(SGN)来描述。SGN以中间颗粒尺寸直径的毫米数乘以100来给出。例如,SGN 311对应于3.11mm的中间颗粒尺寸。在一个实施方式中,颗粒10的尺寸为SGN100至SGN600, 包括端点。
[0055]水溶性含磷物质14和鸟粪石12微粒的特征尺寸比颗粒10的特征尺寸小100倍或更 小(例如,在一些实施方式中不超过约〇.lmm(SGN10或过150目尺寸的筛),在其它实施方式 中不超过约75ym(SGN 7.5/过200目尺寸的筛))。在一些实施方式中,鸟粪石12的微粒为约 100μπι或更小(约SGN 10或更小)。在其它实施方式中,水溶性含磷物质14微粒为约100μπι或 更小(约SGN 10或更小)。可以调整颗粒10中鸟粪石12微粒的尺寸来调节颗粒10的鸟粪石相 的溶解速率。例如,如果需要较慢地溶解鸟粪石12,那么可以使鸟粪石12微粒的尺寸较大。 另一方面,如果需要较快地溶解鸟粪石12,那么可以使鸟粪石12微粒尺寸较小。
[0056] 在一个实施方式中,鸟粪石12微粒和水溶性含磷物质14微粒的尺寸是类似的。在 其它实施方式中,这样的微粒尺寸是相同的。在还其它实施方式中,鸟粪石12的微粒和水溶 性含磷物质14的微粒具有不同的尺寸。
[0057] 颗粒10的硬度/破碎强度为约41bs或更高。
[0058]在一个实施方式中,颗粒10的形状是球形或基本上球形的。在其它实施方式中,颗 粒10的形状是椭圆形或基本上椭圆形的。颗粒10还可以具有其它形状。有利地,颗粒10具有 允许主体颗粒10适当流过用于施用颗粒的设备,如肥料播撒机/或肥料条播机的形状。
[0059] 在一个实施方式中,颗粒10是尺寸基本均匀的。在还其它实施方式中,颗粒10的尺 寸存在不均匀性。在其它实施方式中,肥料包括不同尺寸的颗粒10的混合物。在其它实施方 式中,肥料包含具有不同组成的鸟粪石12和水溶性含磷物质14的颗粒10的混合物。在还其 它的实施方式中,肥料包含具有不同分布的鸟粪石12和水溶性含磷物质14的颗粒10的混合 物。优选地,颗粒10是足够类似的尺寸,以使在颗粒10的运输期间颗粒10不析出。
[0060] 在一个实施方式中,鸟粪石12和水溶性含磷物质14在颗粒10中是可区分的微粒的 形式。在其它实施方式中,如图1B所示,水溶性含磷物质14的微粒是围绕鸟粪石12的基质的 形式。在其它实施方式中,颗粒10是鸟粪石12微粒层和水溶性含磷物质14微粒层形成的。在 还其它实施方式中,颗粒10是鸟粪石12微粒和水溶性含磷物质14微粒的交替层形成的。在 进一步的实施方式中,所述鸟粪石12微粒和水溶性含磷物质14微粒的交替层是同心交替 层。
[0061] 颗粒10可任选地包含用于将鸟粪石12微粒和水溶性含磷物质14微粒粘结到一起 的粘结剂。在一个实施方式中,粘结剂是木质素磺酸钙。在其它实施方式中,粘结剂为淀粉。 在还其它实施方式中,粘结剂是糖蜜。在进一步的实施方式中,粘结剂是MAP。
[0062] 颗粒10可任选地进一步用包膜剂包膜。在一个实施方式中,包膜剂是生物剂。在还 其它实施方式中,包膜剂包括促进植物生长的根际细菌,如根瘤菌、固氮菌、固氮螺菌 (azospirilum)、和/或蓝藻细菌。在进一步的实施方式中,包膜剂包括其它可增强植物生长 的物质。在其它实施方式中,包膜剂包括一种或多种可帮助控制磷释放的物质,如热塑性塑 料。
[0063] 在一个实施方式中,在颗粒10放置于有湿气的区域时,如土壤持水(soil-laden) 区,当与湿汽接触时,水溶性含磷物质14微粒首先溶解。在这种溶解下,这样颗粒10将包含 孔穴,湿汽可以渗透该孔穴。湿汽通过这些孔穴渗透颗粒10会增强颗粒10没有暴露部分的 水溶性含磷物质14微粒的溶解。
[0064] 最初温室研究种植莴苣9周。将这里所述的肥料,其包括由鸟粪石与MAP以不同比 例联合造粒得到的颗粒,以801bs P205/英亩当量的P205施用率施用。土壤是沙壤土。温室照 明每天日光16小时。该研究显示,与用磷酸二氢铵施肥的对照试验相比,含15重量%鸟粪石 的肥料产量高3.7%,含25重量%鸟粪石的肥料产量高3.0%。当测试的肥料组合物含高于 25重量%或少
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