稳定的尿素基核-壳肥料颗粒的制作方法

稳定的尿素基核-壳肥料颗粒
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年11月27日提交的印度专利申请第201911048587号的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
3.发明背景
a.技术领域
4.本发明一般涉及具有核-壳结构的含有尿素的肥料颗粒。具体地，所述核-壳肥料颗粒可以包括含有尿素、ph缓冲剂和脲酶抑制剂的核，以及含有尿素的壳。核和壳可以具有不同的组成成分，核可以帮助稳定含有尿素的壳(例如，减少壳中尿素的水解和/或硝化)。
b.

背景技术：

5.为了增加作物产量并满足日益增长的人口不断增长的需求，农业中使用了更多的肥料。然而，肥料的连续使用会导致养分失衡和土壤肥力损失。此外，由于尿素在土壤中被土壤细菌迅速水解和硝化，尿素肥料的广泛使用，会导致土壤健康恶化和其他环境问题，如温室气体排放和地下水污染。
6.通过在肥料中添加脲酶抑制剂和硝化抑制剂，可以抵消土壤中尿素的水解和硝化。脲酶抑制剂减少尿素水解量，从而减少氨挥发损失的氮量。硝化抑制剂降低了铵转化为硝酸盐的速度，这减少了氮量的损失。
7.虽然在肥料中使用脲酶抑制剂和硝化抑制剂已经作为解决尿素水解和硝化问题的方案，但使用这些肥料还存在一定的困难。例如，国际申请公布wo2017013572a1描述了核含有黏合剂和脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂的肥料颗粒。所述核可以通过挤压工艺制备。黏合剂如熟石膏(pop)和漂白小麦粉(bwf)可以用于使核组合物适于挤压工艺，并且还有助于经挤压的核经受挤压后的工艺。


技术实现要素：

8.发明人已经发现，在一些情况下，一些黏合剂会导致用于制备和使用肥料颗粒的机器结垢和堵塞。例如，虽然pop和bwf可以作为有效的黏合剂，但在某些情况下也可能导致用于制备和使用肥料颗粒的机器结垢和堵塞。此外，使用bwf可能会产生粉尘爆炸的风险。
9.发明人已经找到了至少解决上述一部分问题的方案。一方面，解决方案在于提供核-壳结构的肥料颗粒，其具有包含尿素、ph缓冲剂和脲酶抑制剂的核和包含尿素的壳。核可以通过例如成球、造粒、压实、或挤压工艺制备。发现在核的制备过程中，含有尿素、ph缓冲剂(例如caco3)和脲酶抑制剂的核可以减少结垢和堵塞问题。此外，这些核成分还用于在核的制备过程中和核的制备之后保护脲酶抑制剂(例如，防止降解)。一方面，不受理论束缚，认为核中的尿素和脲酶抑制剂在核的制备过程中可以起到相互稳定的作用。此外，认为核中的尿素在本发明的肥料制备过程和/或在肥料颗粒的储存或使用过程中，还有助于防止核的破碎或碎裂。一旦生产，核便可以被尿素基壳包覆(例如，通过在核表面的至少一部
分上干燥或固化含水的尿素溶液)。这种结构的核-壳肥料颗粒使生产过程更具商业可扩展性(例如，在核加工过程中避免堵塞和/或结垢)，并允许通过核中稳定的脲酶抑制剂的存在来保护尿素基壳免于水解。值得注意的是，在某些方面，核或整个肥料颗粒中不存在面粉(如bwf)和pop，或存在的量为2重量％或少于2重量％、优选0重量％。
10.本发明的一个方面涉及包含核和壳的核-壳肥料颗粒，其中壳覆盖核外表面的至少一部分。核可以包含尿素、ph缓冲剂和脲酶抑制剂。核可以任选地包含硝化抑制剂、填料、和/或聚合物增稠剂。壳可以包含尿素。壳可以任选地包含硝化抑制剂。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含20％重量到80重量％、优选40重量％至80重量％、或更优选45重量％至55重量％或65重量％至75重量％的尿素。在一些方面，基于壳的总重量，壳可以包含50重量％至100重量％、优选80重量％至100重量％、更优选90重量％至100重量％的尿素。在一些方面，基于壳的总重量，壳可以包含95重量％至100重量％的尿素。在一些方面，ph缓冲剂可以是caco3、na2co3、k2co3、mgo、kh2po4、nahco3或mgco3、或它们的任意组合。在一些方面，ph缓冲剂优选caco3。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含15重量％至80重量％、或15重量％至60重量％、或20重量％至45重量％、或15重量％至30重量％、或40重量％至60重量％的ph缓冲剂。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含15重量％至60重量％、或15重量％至50重量％、或20重量％至45重量％、或25重量％至40重量％、或25重量％至30重量％、或40重量％至60重量％的caco3。在一些方面，caco3可以作为白垩粉包括在核中。在一些方面，脲酶抑制剂可以包括硫代磷酸三胺衍生物。在一些方面，硫代磷酸三胺衍生物可以是正丁基硫代磷酸三胺(nbpt)。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含0.1重量％至5重量％的脲酶抑制剂例如硫代磷酸三胺衍生物。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含0.1重量％至5重量％的nbpt。在一些方面，基于核的总重量，核还可以包含0.1重量％至7重量％、或0.1重量％至5重量％的水。在一些方面，核还可以包含聚合物增稠剂。在一些方面，聚合物增稠剂的熔点可以大于150℃。在一些方面，聚合物增稠剂可以包括羟丙基甲基纤维素(hpmc)、羧甲基纤维素、聚乙二醇(peg)、瓜尔胶、槐豆胶、黄原胶、天然胶、木质素磺酸盐或羟乙基纤维素或其任意组合，优选hpmc。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含0.1重量％至5重量％的聚合物增稠剂。在一些方面，核可以包含0.1重量％至5重量％的hpmc。在一些方面，核还可以包含硝化抑制剂。在一些方面，硝化抑制剂可以包括双氰胺(dcd)。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含5重量％至35重量％的硝化抑制剂。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含5重量％至35重量％的dcd。在一些方面，核可以包含填充剂。在一些方面，填充剂可以是米糠、mgo、cao、骨粉(bone mill powder)或caco3，或它们的任意组合。在一些方面，核中的ph缓冲剂，例如caco3，除了作为ph缓冲剂外，还可以作为填充剂。在一些方面，基于核的总重量，尿素、caco3、一种或多于一种脲酶抑制剂、水以及任选的硝化抑制剂和/或聚合物增稠剂的组合重量％为98重量％或高于98重量％。
11.在一些方面，基于核的总重量，核可以包含45重量％至60重量％、或65重量％至75重量％的尿素，或20重量％至45重量％、或22重量％至45重量％、或20重量％至30重量％的ph缓冲剂例如caco3，0.1重量％至7重量％的水，和1重量％至3重量％的脲酶抑制剂例如nbpt，并且基于壳的总重量，壳可以包含85重量％至100重量％的尿素。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含65重量％至75重量％的尿素，20重量％至30重量％的ph缓冲剂例如caco3，0.1重量％至7重量％的水，0.5重量％至5重量％的聚合物增稠剂例如hpmc，和1重
量％至3重量％的脲酶抑制剂例如nbpt，并且基于壳的总重量，壳可以包含85重量％至100重量％的尿素。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含45重量％至60重量％的尿素，22重量％至40重量％的ph缓冲剂例如caco3，0.1重量％至7重量％的水，20重量％至25重量％的硝化抑制剂例如dcd和1重量％至3重量％的脲酶抑制剂如nbpt，并且基于壳的总重量，壳可以包含85重量％至100重量％的尿素。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含45重量％至60重量％的尿素，22重量％至45重量％的ph缓冲剂例如caco3，0.1重量％至7重量％的水，0.5重量％至5重量％的聚合物增稠剂例如hpmc和1重量％至3重量％的脲酶抑制剂例如nbpt，并且基于壳的总重量，壳可以包含85重量％至100重量％的尿素。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含20重量％至75重量％的尿素，20重量％至60重量％的ph缓冲剂例如caco3，0.1重量％至7重量％的水，0.5重量％至5重量％的聚合物增稠剂例如hpmc，和1重量％至3重量％的脲酶抑制剂例如nbpt，并且基于壳的总重量，壳可以包含85重量％至100重量％的尿素。
12.在一些方面，基于核的总重量，核和/或壳可以包含少于2重量％的或少于1重量％的或基本上不含熟石膏和/或面粉，例如漂白的小麦粉(如bwf)。在一些方面，基于核的总重量，核和/或壳可以包含少于2重量％的、或少于1重量％的、或基本上不含淀粉、面筋、高岭土、膨润土、聚乙二醇和/或聚己内酯。在一些方面，核和/或壳基本上不含硝化抑制剂。在一些方面，核和/或壳基本上不含聚合物增稠剂。在一些方面，基于壳的总重量，壳可以包含小于2重量％的或小于1重量％的或小于0.1重量％的、或者基本上不含ph缓冲剂、脲酶抑制剂、聚合物增稠剂和/或硝化抑制剂。
13.核可以是任何合适的形状，非限制性形状包括球形、立方形、圆柱形、圆盘形(puck shape)、椭圆形和长方形。在一些方面，核可以是有圆形、椭圆形、卵形、三角形、正方形、矩形、五边形或六边形横截面的圆柱体，也可制成具有其他形状截面的圆柱形核。在一些方面，核的长度、宽度、高度和/或横截面直径可以为0.5mm至2.5mm。在一些方面，核可以具有圆柱体长度为0.5mm至2mm、或0.7mm至1.6mm的基本圆柱体形状，，以及直径为0.5mm至1.5mm、或0.8mm至1.2mm的圆形横截面，其中，横截面截取自垂直于圆柱体长度的平面。在一些方面，壳可以在核的外表面的至少一部分上形成厚度为0.1mm至8mm、或1mm至6mm、或2mm至4mm的涂层。核-壳肥料颗粒也可以具有多种形状和大小。核-壳肥料颗粒非限制性形状包括球形、圆柱形、圆盘形、椭圆形或长方形。在一些方面，核-壳肥料颗粒的最大尺寸可以为1mm至8mm。在一些特定方面，核可以是长度为0.7mm至1.6mm的基本圆柱体，以及直径为0.8mm至1.2mm的基本圆形横截面，壳可以在核的外表面的至少一部分形成涂层，核-壳肥料颗粒可以是直径为1mm至5mm、1mm至4mm、2mm至5mm、或2mm至4mm的基本球形。
14.在一些方面，壳可以覆盖核至少10％、20％、30％、40％或10％至50％的外表面。在其他方面，壳可以覆盖核大部分外表面(例如大于50％)。在一些方面，壳可以覆盖核大于50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％或100％的外表面。在某些方面，壳可以覆盖核60％至100％或80％至100％或90％至100％的外表面。在一些方面，核-壳肥料颗粒中壳与核的重量比可以为约2:1至9:1。在一些方面，壳可占肥料颗粒总重量的约60％至90％。在其他方面，核可以占肥料颗粒总重量的60％至90％。在一些方面，核可以是球状的、压实的、结块的和/或粒状的核。在一些方面，壳可以包含固化的含水的尿素熔体，涂覆在核的外表面的至少一部分上。在某些方面，核-壳肥料颗粒可以包含两个或多于两个核。两个或多于
两个的核可以被壳覆盖。在一些方面，核可以是基本上均匀的，并且壳可以是基本上均匀的，而且核的组成可以不同于壳的组成，使整个核-壳肥料颗粒不均匀。如果与位于核任意其他位置的0.2mm x 0.2mm x 0.2mm的立方体相比，核的任意位置处的0.2mm x 0.2mm x 0.2mm的立方体的组成基本相似或相同，则核是基本均匀的。如果与在任意位置的0.2mm x 0.2mm x 0.2mm的立方体相比，壳的任意位置处的0.2mm x 0.2mm x 0.2mm的立方体的组成基本相似或相同，则壳是基本均匀的。基本上相似可以包括存在相同的成分，但成分的重量％略有不同(例如，每一种成分的重量变化小于10％或小于5％、或小于2％、或小于1％)。
15.在一些方面，混合肥料或复合肥料可以包括核-壳肥料颗粒。
16.本发明的一个方面涉及制备核-壳肥料颗粒的方法。所述方法可以包括形成具有外表面的核、使所述核的外表面的至少一部分与含尿素的溶液或尿素熔体接触、以及冷却和/或干燥与所述核的外表面的至少一部分接触的尿素溶液或尿素熔体以形成壳。在一些方面，尿素溶液或尿素熔体与核的外表面的至少一部分的接触包括在110℃至140℃的温度下将尿素溶液或尿素熔体喷涂至所述核的外表面的至少一部分。在一些特定方面，尿素溶液或尿素熔体与核的外表面的至少一部分的接触可以在造粒机中进行，在接触过程中床层温度为80℃至110℃。在一些方面，尿素溶液可以是含水的尿素溶液(例如，90重量％至96重量％的含水的尿素溶液)。在一些方面，尿素溶液可以是含有尿素熔体的含水溶液。在一些方面，核可以通过成球工艺形成，如球团压制工艺、压实工艺、挤压工艺、和/或造粒工艺。
17.本发明的一个方面涉及施肥方法，该方法包括向至少一部分土壤，作物或土壤和作物施用核-壳肥料颗粒。当本发明的肥料颗粒暴露于土壤中时，可以稳定肥料颗粒中的氮。由于颗粒中存在脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂，与其他情况相比，肥料颗粒由于水解和/或硝化损失的氮更少。在一些实施方案中，肥料颗粒暴露于土壤20天后，肥料颗粒中的通过氨挥发损失的氮小于20重量％。在一些实施方案中，肥料颗粒暴露于土壤20天后通过氨挥发损失的氮量小于30重量％、小于29重量％、小于28重量％、小于27重量％、小于26重量％、小于25重量％、小于24重量％、小于23重量％、小于22重量％、小于21重量％、小于20重量％、小于19重量％、小于18重量％、小于17重量％、小于16重量％、小于15重量％、小于14重量％、小于13重量％、小于12重量％、小于11重量％、小于10重量％、小于9重量％、小于8重量％、小于7重量％、小于6重量％、小于5重量％、小于4重量％、小于3重量％、小于2重量％2或小于1重量％或介于任意两个值之间。
18.还公开了促进植物生长的方法，方法包括将含有本发明的任何一种肥料颗粒组合物的有效量施用于土壤。
19.在本发明的上下文中，至少描述了以下29个方面。
20.方面1涉及核-壳肥料颗粒，其包含：包含尿素、ph缓冲剂和脲酶抑制剂的核；以及包含尿素的壳，其中壳覆盖核的外表面的至少一部分。
21.方面2涉及方面1所述的核-壳肥料颗粒，其中基于核的总重量，核包含20重量％至80重量％的尿素、优选40重量％至80重量％的尿素。
22.方面3涉及方面1至方面2中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中基于壳的总重量，壳包含50重量％至100重量％，优选85重量％至100重量％的尿素。
23.方面4涉及方面1至方面3中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中基于核的总重量，核包含15重量％至80重量％，优选20重量％至60重量％的ph缓冲剂。
24.方面5涉及方面1至方面4中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中ph缓冲剂为caco3、na2co3、k2co3、mgo、kh2po4、nahco3或mgco3或它们的任意组合，优选caco3。
25.方面6涉及方面1至方面5中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中脲酶抑制剂包括硫代磷酸三胺衍生物，优选正丁基硫代磷酸三胺(nbpt)。
26.方面7涉及方面1至方面6中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中基于核的总重量，核包含0.1重量％至5重量％的脲酶抑制剂。
27.方面8涉及方面1至方面7中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中基于核的总重量，核包含0.1重量％至7重量％的水。
28.方面9涉及方面1至方面8中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中核还包含聚合物增稠剂和/或填充剂。
29.方面10涉及方面9所述的核-壳肥料颗粒，其中聚合物增稠剂包含羟丙基甲基纤维素(hpmc)、羧甲基纤维素、聚乙二醇(peg)、瓜尔胶、槐豆胶、黄原胶、天然胶、木质素磺酸盐、或羟乙基纤维素或其任意组合，优选hpmc，和/或其中填充剂包含mgo、cao、骨粉或米糠、或其任意组合。
30.方面11涉及方面9至方面10中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中基于核的总重量，核包含0.1重量％至5重量％的聚合物增稠剂。
31.方面12涉及方面1至方面11中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中核还包含硝化抑制剂。
32.方面13涉及方面12所述的核-壳肥料颗粒，其中硝化抑制剂包含双氰胺(dcd)。
33.方面14涉及方面12至方面13中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中基于核的总重量，核包含5重量％至35重量％的硝化抑制剂。
34.方面15涉及方面1至方面14中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中基于核的总重量，核中的尿素、caco3、一种或多于一种脲酶抑制剂、水以及任选的硝化抑制剂和/或聚合物增稠剂的组合重量％为98重量％或高于98重量％。
35.方面16涉及方面1至方面15中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中：基于核的总重量，核包含：45重量％至60重量％或65重量％至75重量％的尿素；20重量％至60重量％，优选20重量％至45重量％的caco3；1重量％至3重量％的脲酶抑制剂，其中脲酶抑制剂为正丁基硫代磷酸三胺(nbpt)；0.1重量％至3重量％的水；基于壳的总重量，壳包含：85重量％至100重量％的尿素。
36.方面17涉及方面16所述的核-壳肥料颗粒，其中基于核的总重量，核还包含0.5重量％至3重量％的羟丙基甲基纤维素(hpmc)。
37.方面18涉及方面16至方面17中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中基于核的总重量，核还包含20重量％至25重量％的双氰胺(dcd)。
38.方面19涉及方面1至方面18中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中壳不包含caco3或脲酶抑制剂，或二者都不包含。
39.方面20涉及方面1至方面19中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中核具有长度优选为0.7mm至1.6mm的基本圆柱体形状，以及沿垂直于圆柱体长度的直径为0.8mm至1.2mm的横截面，壳至少覆盖核的外表面的一部分，且所述核-壳肥料基本上为球形，其直径优选为2mm至4mm。
40.方面21涉及方面1至方面20中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中核为球状的，压实的或粒状的核，壳为覆盖到所述核表面的至少一部分上的固化的含水尿素熔体溶液或固化尿素熔体。
41.方面22涉及方面1至方面21中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中壳覆盖了核的外表面的大部分或全部。
42.方面23涉及方面1至方面22中任一项所述的核-壳肥料颗粒，其中核是均匀的核，壳是均匀的壳。
43.方面24涉及方面1至方面23中任一项所述的核-壳肥料颗粒，混合肥料或复合肥料包含所述颗粒。
44.方面25涉及施肥方法，所述方法包括向至少一部分土壤，作物或土壤和作物施用方面1至方面24中的任一项所述的核-壳肥料颗粒。
45.方面26涉及制备方面1至方面24中任一项所述的核-壳肥料颗粒的方法，所述方法包括：提供具有外表面的核，所述核包含尿素、ph缓冲剂和脲酶抑制剂；使核的外表面的至少一部分与尿素溶液接触；冷却和/或干燥与外表面的至少一部分接触的尿素溶液以形成壳。
46.方面27涉及方面26所述的方法，其中核是通过球团压制工艺，压实工艺，挤压工艺和/或造粒工艺制备的。
47.方面28涉及方面26或27所述的方法，其中接触包含将尿素溶液喷涂至核的外表面的至少一部分。
48.方面29涉及方面26至方面28中任一项所述的方法，其中尿素溶液是包含尿素熔体的含水溶液。
[0049]“核-壳肥料颗粒”包括包含核和与核的外表面的至少一部分接触并覆盖核的外表面的至少一部分的壳的颗粒。在本发明中，“核-壳肥料颗粒”也可称为颗粒(particle)、粒子(granule)、肥料颗粒、球(prill)或肥料球。
[0050]
本文使用的术语“约”或“大约”被定义为如本领域技术人员所理解的接近。在一个非限制性实施方案中，所述术语被定义为偏差在10％以内、优选5％以内、更优选1％以内、最优选0.5％以内。
[0051]
术语“重量％”、“体积％”或“摩尔％”分别指基于包括组分的物质的总重量、总体积或总摩尔数的该组分的重量、体积或摩尔百分比。在一个非限制性实例中，100g物质中的10g组分是10重量％的组分。
[0052]
术语“基本上”及其变体被定义为包括偏差在10％以内、5％以内、1％以内或0.5％以内的范围。
[0053]
术语“抑制”或“减少”或“防止”或“避免”或这些术语的任何变体，在权利要求书和/或说明书中使用时，包含任何可测量的减少或完全抑制，以达到预期的结果。
[0054]
术语“有效”在说明书和/或权利要求书中使用时，指的是足以达到希望的，期望的或预期的结果。
[0055]
当与权利要求书或说明书中的术语“包含”、“包括”、“含有”或“具有”中的任何一个结合使用时，要素之前没有数量词可能表示“一个”，但也包含“一个或多个”、“至少一个”和“一个或多于一个”的意思。
[0056]
短语“和/或”可以包括“和”或“或”。举例来说，a、b和/或c可以包括：单独的a、单独的b、单独的c、a和b的组合、a和c的组合、b和c的组合、或a、b和c的组合。
[0057]
词语“包含”、“具有”、“包括”或“含有”是包含的或开放的，并且不排除另外的的未提及的元素或方法步骤。
[0058]
本发明的其他目的、特征和优点将从以下附图、具体实施方式和实施例中变得明显。然而，应当理解，附图、详细描述和实施例虽然说明了本发明的具体实施例时，但只是为了说明，而不是为了加以限制。此外，预期对于本领域技术人员来说，由该具体实施方式，在本发明的精神和范围内的变化和修改将变得明显。在另外的实施方案中，来自特定实施方案的特征可以与来自其他实施方案的特征相结合。例如，来自一个实施方案的特征可以与来自任何其他实施方案的特征相结合。在另外的实施方案中，可将另外的特征添加到本文所述的具体实施方案中。
附图说明
[0059]
通过以下具体实施方式和参考附图本发明的优点对本领域技术人员可变得明显。虽然可以对本发明进行各种修改和替代形式，但其具体实施方案在图中以实施例的方式显示。这些图可能不是按比例绘制的。
[0060]
图1示出了肥料颗粒实施方案的横截面。
具体实施方式
[0061]
本发明的肥料颗粒可以包含两个分离的部分：具有外表面的核和与核的外表面的至少一部分接触的壳。核可以包含尿素、ph缓冲剂和脲酶抑制剂。壳可以包含尿素。在一些方面，核还可以包含水、聚合物增稠剂、和/或硝化抑制剂。在一些方面，核可以包含至多2重量％、或少于1重量％的熟石膏或漂白的白面粉，优选基本上不包含熟石膏或漂白的白面粉，或两者都不包含。在一些方面，核可以包含黏合剂。在一些情况下，ph缓冲剂可以作为黏合剂和ph缓冲剂。因此，本发明的肥料颗粒提供了至少一些前述的在肥料颗粒生产过程中使用熟石膏和/或面粉(漂白的白面粉)的解决方案。此外，本发明的肥料颗粒可以稳定核中的脲酶抑制剂，可以用来保护核中的尿素和壳中的尿素免于水解。
[0062]
本发明的这些和其他非限制性方面将在以下部分中进一步详细讨论。
[0063]
a.核-壳肥料颗粒
[0064]
图1描述了本发明的核-壳肥料颗粒实例的说明性横截面图。肥料颗粒10可以包含核2和壳4。虽然肥料颗粒10的形状被描述为球形，但也可以是其他形状(例如，圆柱形、圆盘形、椭圆形、长方形等)。肥料颗粒10的整体形状可以受到未包覆的核的形状的影响(例如，球形、圆柱形、圆盘形、椭圆形、长方形等的核可以导致形状相似的经包覆的颗粒)。壳4可覆盖核2的外表面2a的至少一部分。而对于图1中所描述的核-壳肥料颗粒10，壳4覆盖了核的整个外表面，可以容易地制备壳覆盖了核的外表面的一部分的核-壳肥料颗粒。
[0065]
核2可以包含尿素、ph缓冲剂和脲酶抑制剂。在一些方面，核2还可以包含水、聚合物增稠剂、填充剂和/或硝化抑制剂。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含20重量％至80重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％
和80重量％的尿素。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含15重量％至80重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％和80重量％的ph缓冲剂。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含0.1重量％至5重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.1重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％、和5重量％的脲酶抑制剂。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含0.1重量％至7重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.1重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％、5重量％、6重量％和7重量％的水。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含0.1重量％至5重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.1重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量、和5重量％的聚合物增稠剂。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含5重量％至35重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、和35重量％的硝化抑制剂。在一些方面，基于核的总重量，核可以包含0重量％至60重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0重量％、1重量％、5重量％，10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％和60重量％的填充剂。在一些方面，基于核的总重量，核中的尿素、caco3、一种或多于一种脲酶抑制剂、水以及任选的硝化抑制剂和/或聚合物增稠剂的组合的重量％为98重量％至100重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：98重量％、98.2重量％、98.4重量％、98.6重量％、98.8重量％、99重量％、99.2重量％、99.4重量％、99.6重量％、99.8重量％至100重量％。
[0066]
壳4可以包含尿素。在一些方面，基于壳的总重量，壳4可以包含50重量％至100重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％、和100重量％的尿素。
[0067]
在一些方面，基于核的总重量，核2可以包含：(1)45重量％至60重量％，或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、和60重量％的尿素；(2)22重量％至45重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％、40重量％和45重量％的ph缓冲剂；(3)0.1重量％至7重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.1重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％、5重量％、5.5重量％、6重量％、6.5重量％、和7重量％的水；和(4)1重量％至3重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％和3重量％的脲酶抑制剂。基于壳的总重量，壳4可以包含85重量％至100重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％和100重量％的尿素。
[0068]
在一些方面，基于核的总重量，核2可以包含：(1)45重量％至60重量％、或至少、等
于、或在任意两个以下比例之间：45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、和60重量％的尿素；(2)22重量％至45重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％、40重量％和45重量％的ph缓冲剂；(3)0.1重量％至7重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.1重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％、5重量％、5.5重量％、6重量％、6.5重量％和7重量％的水；(4)1重量％至3重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、和3重量％的脲酶抑制剂；和(5)20重量％至25重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％和25重量％的硝化抑制剂。基于壳的总重量，壳4可以包含85重量％至100重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：85重量％、86重量％、87重量％、88重量％，89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％和100重量的％尿素。
[0069]
在一些方面，基于核的总重量，核2可以包含：(1)45重量％至60重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％和60重量％的尿素；(2)22重量％至45重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％、40重量％和45重量％的ph缓冲剂；(3)0.1重量％至7重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.1重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％、5重量％、5.5重量％、6重量％、6.5重量％和7重量％的水；(4)1重量％至3重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、和3重量％脲酶抑制剂；和(5)0.5重量％至5重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％和5重量％的聚合物增稠剂。基于壳的总重量，壳4可以包含85重量％至100重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％和100重量％的尿素。
[0070]
在一些方面，基于核的总重量，核2可以包含：(1)45重量％至60重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：45重量％、46重量％、47重量％、48重量％、49重量％、50重量％、51重量％、52重量％、53重量％、54重量％、55重量％、和60重量％的尿素；(2)22重量％至45重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％、30重量％、31重量％、32重量％、33重量％、34重量％、35重量％、36重量％、37重量％、38重量％、39重量％、40重量％和45重量％的ph缓冲剂；(3)0.1重量％至7重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.1重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重
量％、4.5重量％、5重量％、5.5重量％、6重量％、6.5重量％和7重量％的水；(4)1重量％至3重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％和3重量％的脲酶抑制剂；(5)20重量％至25重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％和25重量％的硝化抑制剂；和(6)0.5重量％至5重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％和5重量％的聚合物增稠剂。基于壳的总重量，壳4可以包含85重量％至100重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％，98重量％、99重量％和100重量％的尿素。
[0071]
在一些方面，基于核的总重量，核2可以包含：(1)65重量％至75重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：65重量％、66重量％、67重量％、68重量％、69重量％、70重量％、71重量％、72重量％、73重量％、74重量％和75重量的％尿素；(2)20重量％至30重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％和30重量％的ph缓冲剂；(3)0.1重量％至7重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.1重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％、5重量％、5.5重量％、6重量％、6.5重量％和7重量％的水；和(4)1重量％至3重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％和3重量％的脲酶抑制剂。基于壳的总重量，壳4可以包含85重量％至100重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％和100重量％的尿素。
[0072]
在一些方面，基于核2的总重量，核可以包含：(1)65重量％至75重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：65重量％、66重量％、67重量％、68重量％、69重量％、70重量％、71重量％、72重量％、73重量％、74重量％、和75重量％的尿素；(2)20重量％至30重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：20重量％、22重量％、23重量％、24重量％、25重量％、26重量％、27重量％、28重量％、29重量％和30重量％的ph缓冲剂；(3)0.1重量％至7重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.1重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％、5重量％、5.5重量％、6重量％、6.5重量％和7重量％的水；(4)1重量％至3重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％和3重量％的脲酶抑制剂；和(5)0.5重量％至5重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％和5重量％的聚合物增稠剂。基于壳的总重量，壳4可以包含85重量％至100重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％和100重量％的尿素。
[0073]
在一些方面，基于核2的总重量，核可以包含：(1)20重量％至75重量％、或至少、等
于、或在任意两个以下比例之间：20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％和75重量％的尿素；(2)20重量％至60重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％和60重量％的ph缓冲剂；(3)0.1重量％至7重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.1重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％、5重量％、5.5重量％、6重量％、6.5重量％和7重量％的水；(4)1重量％至3重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％和3重量％的脲酶抑制剂；和(5)0.5重量％至5重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％和5重量％的聚合物增稠剂。基于壳的总重量，壳4可以包含85重量％至100重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、重94量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％和100重量％的尿素。
[0074]
在一些方面，基于核的总重量，核2可以包含：(1)20重量％至75重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％和75重量％的尿素；(2)20重量％至60重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％和60重量％的ph缓冲剂；(3)0.1重量％至7重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.1重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％、5重量％、5.5重量％、6重量％、6.5重量％和7重量％的水；(4)1重量％至3重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％和3重量％的脲酶抑制剂；(5)0.5重量％至5重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％和5重量％的聚合物增稠剂；和(6)20重量％至25重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％和25重量％的硝化抑制剂。基于壳的总重量，壳4可以包含85重量％至100重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％和100重量％的尿素。
[0075]
在一些方面，基于核的总重量，核2可以包含：(1)20重量％至75重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％和75重量％的尿素；(2)20重量％至60重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％和60重量％的ph缓冲剂；(3)0.1重量％至7重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：0.1重量％、0.5重量％、1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％、3重量％、3.5重量％、4重量％、4.5重量％、5重量％、5.5重量％、6重量％、6.5重量％和7重量％的水；(4)1重量％至3重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：1重量％、1.5重量％、2重量％、2.5重量％和3重量％的脲酶抑制剂；和
(5)20重量％至25重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：20重量％、21重量％、22重量％、23重量％、24重量％和25重量％的硝化抑制剂。基于壳的总重量，壳4可以包含85重量％至100重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：85重量％、86重量％、87重量％、88重量％、89重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％、97重量％、98重量％、99重量％和100重量％的尿素。
[0076]
在一些方面，脲酶抑制剂可以包含硫代磷酸三胺衍生物，和/或对苯二胺(ppda)。在一些方面，硫代磷酸三胺衍生物可以是正丁基硫代磷酸三胺(nbpt)、和/或正丙基硫代磷酸三胺(nppt)。在一些方面，脲酶抑制剂可以包括nbpt。
[0077]
在一些方面，ph缓冲剂可以是caco3、mgo、kh2po4、nahco3、铝、氢氧化镁、氢氧化铝/氢氧化镁共沉淀物、氢氧化铝/碳酸氢钠共沉淀物、醋酸钙、碳酸氢钙、硼酸钙、碳酸钙、碳酸氢钙、柠檬酸钙、葡萄糖酸钙、氢氧化钙、磷酸钠二元、磷酸氢二钾、磷酸二钾、磷酸氢二钠、醋酸镁、硼酸镁、碳酸氢镁、碳酸镁、氢氧化镁、乳酸镁、氧化镁、磷酸镁、硅酸镁、琥珀酸镁、酒石酸镁、醋酸钾、碳酸钾、碳酸氢钾、硼酸钾、柠檬酸钾、偏磷酸钾、邻苯二甲酸钾、磷酸钾、聚磷酸钾、焦磷酸钾、琥珀酸钾、酒石酸钾、醋酸钠、碳酸氢钠、硼酸钠、碳酸钠、柠檬酸钠、葡萄糖酸钠、磷酸二氢钠、氢氧化钠、乳酸钠、邻苯二甲酸钠、磷酸钠、聚磷酸钠、焦磷酸钠、酒石酸钠、三聚磷酸钠、合成水滑石、焦磷酸四钾、焦磷酸四钠、磷酸三钾、磷酸三钠、氨丁三醇及他们的组合。在一些方面，ph缓冲剂可以是caco3。在一些方面，caco3可以作为白垩粉。
[0078]
在一些方面，填充剂可以包含二氧化硅、含有可溶固形物的干酒糟(ddgs)、caco3、mgo、cao、骨粉或米糠、或其混合物中的一种或多于一种。也可以使用本领域已知的其他合适的填充剂。在一些方面，ph缓冲剂也可以作为填充剂。例如，在一些方面，caco3既可用作填充剂，又可用作ph缓冲剂。在一些情况下，核颗粒中不包含除caco3外的其他填充剂或ph缓冲剂。
[0079]
在一些方面，硝化抑制剂可包括3,4-二甲基吡唑磷酸盐(dmpp)、硫脲(tu)、双氰胺(dcd)、2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶(三氯甲基吡啶)、5-乙氧基-3-三氯甲基-1,2,4-噻二唑(氯唑灵)、2-氨基-4-氯-6-甲基-嘧啶(am)、2-巯基苯并噻唑(mbt)、或2-磺胺噻唑(2-sulfanimalamidothiazole)(st)或其任何组合，优选dcd。
[0080]
在一些方面，聚合物增稠剂可以是羟丙基甲基纤维素(hpmc)、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、聚乙二醇(peg)、瓜尔胶、槐豆胶、黄原胶、其他天然胶、基于丙烯酸酯、聚丙烯酰胺(pam)、pvp的合成聚合物、合成聚合物的组合或卡波姆，或其任意组合。在一些方面，聚合物增稠剂可以是hpmc。
[0081]
为了提高尿素肥料的效率，已开发出多种脲酶抑制剂和硝化抑制剂。但由于一些脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂在不同条件下，例如ph、温度、沉淀等存在稳定性问题，使其应用具有挑战性。例如，nbpt被认为是很好的脲酶抑制剂，但在酸性ph下是不稳定的，nbpt在直接暴露于高温的情况下也会分解，例如尿素熔体的温度(约135℃至140℃)。在含氮肥料的情况下，施用后土壤环境会变成酸性。因此，对酸性ph敏感的脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂会降解，不能达到其全部性能。包括大量过量脲酶抑制剂或硝化抑制剂来弥补ph值变化造成的损失可能不会成功，因为存在大量过量的肥料(与脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂相比)会继续改变土壤环境的ph值。此外，一些商业产品，如使用有机溶剂例如nmp向肥料组合中添加脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂。
[0082]
本发明的核-壳肥料颗粒为这些问题中的至少一些提供了解决方案。核中的尿素和ph缓冲剂和壳中的尿素组成了一个核-壳结构，该结构可以保护脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂在核的制备过程中免受降解(例如，保护其免受高温、高压、酸性ph条件等)。
[0083]
壳中的尿素可以先与土壤接触，保护核内将被逐渐释放出来的脲酶抑制剂和硝化抑制剂。核可以包含尿素、ph缓冲剂。ph缓冲剂可以中和由尿素水解引起的酸度，从而防止脲酶抑制剂例如nbpt在放置在酸性ph的土壤中时降解。因此，ph缓冲剂可以提高脲酶抑制剂例如nbpt的功效，并保持土壤的ph。在一些方面，一些ph缓冲剂还可以作为核中其他成分例如nbpt的热掩蔽材料，并作为填充剂。例如，在一些实施方案中，caco3可以用作ph缓冲剂和填充剂。肥料核中的尿素可以保护脲酶抑制剂和硝化抑制剂在核的制备过程(例如造粒工艺)免受高温影响，从而降低了脲酶抑制剂和硝化抑制剂在制备过程中分解的可能性。核中的caco3还可以降低核制备过程(例如，造粒工艺)中nbpt降解的可能性。caco3既可以作为ph缓冲剂，也可以作为填充剂材料，可以改善核的物理性质，例如抗压强度，均匀性以及核颗粒释放抑制剂的动力学。聚合物增稠剂可作为增塑剂并促进用于形成核的混合物所需的连续和均匀流动特性。
[0084]
本发明核-壳肥料颗粒的核可以包含不超过2重量％、或小于1重量％、或小于0.5重量％、或小于0.1重量％或基本上不含熟石膏(pop)、面粉例如小麦粉例如漂白的小麦粉(bwf)、淀粉、面筋、高岭土、膨润土、硅胶、聚乙二醇和/或聚己内酯。
[0085]
在一些方面，除了尿素之外的其他肥料物质可以包括或排除在核-壳肥料颗粒的核和/或壳中。如果包括在内，可以根据特定类型土壤、气候或其他生长条件的特殊需要选择另外的肥料，以最大限度地提高肥料颗粒在促进植物生长和作物产量方面的功效。肥料颗粒也可以包括或不包括另外的添加剂中。本发明的肥料颗粒可以包括或排除的添加剂的非限制性实例包括微量营养素、另外的氮营养素和/或次级营养素。微量营养素是无机化合物或有机金属化合物的植物学上可接受形式，例如硼、铜、铁、氯化物、锰、钼、镍或锌。另外的氮营养素是除尿素外能向植株输送氮的营养素。在一些方面，另外的氮营养素可以包括硝酸铵、硫酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、脲醛、氯化铵和硝酸钾。次级营养素是可以向植物输送钙、镁和/或硫的物质。在一些方面，次级营养素可包括石灰、石膏、过磷酸钙或其任意组合。
[0086]
核-壳肥料颗粒的核可以具有理想的物理性质，如理想的耐磨性、颗粒强度、成球性、吸湿性、颗粒形状和大小分布，这些都是肥料核的重要性质。
[0087]
本文所述的肥料颗粒可以包含在可用于施用于土壤的组合物中。除肥料颗粒外，组合物还可包含其他肥料混合物、微量营养素、主要营养素、另外的尿素、另外的氮营养素、杀虫剂、除草剂或杀菌剂或其组合。
[0088]
本文所述的肥料颗粒也可以包含在包含他肥料颗粒的混合组合物中。其他肥料颗粒可以是尿素颗粒、单过磷酸盐(ssp)、重过磷酸盐(tsp)、硫酸铵等。
[0089]
b.制备肥料颗粒的方法
[0090]
核可以通过成球工艺形成，如成球团压制工艺、压实工艺、挤压工艺和/或造粒工艺。
[0091]
在一些方面，核形成的球团压制工艺可以包括，通过混合干燥的形式的核的成分如尿素、ph缓冲剂、脲酶抑制剂、以及任选的硝化抑制剂、填充剂和/或聚合物增稠剂来形成
粉末状组合物和通过模具压制所述粉末状组合物以形成所需形状的球状核。可以使用本领域已知的球团压制机来完成球团压制工艺。在一些方面，核的成分可以在混合器如在涡轮式混合器中混合以形成粉末状组合物，来自混合器的粉末状组合物可以进料至与球团压制机相连的的螺旋给料机。在一些方面，粉末状组合物可以以40kg/h至100kg/h或50kg/h至80kg/h的速率进料至螺旋给料机。在一些方面，球团压制机可以包括转速为150rpm至200rpm的双辊，粉末状组合物可以通过辊压过模具。
[0092]
在一些方面，核形成的压实工艺可以包括，通过混合干燥形式的核的成分，例如尿素、ph缓冲剂、脲酶抑制剂、以及任选的硝化抑制剂、填充剂和/或聚合物增稠剂来形成粉末状组合物，将粉末状组合物压实以形成压实组合物，并将压实组合物粉碎、研磨和/或造粒以形成所需形状和大小的核。压实过程可以使用本领域已知的压实机来完成。在一些方面，通过将粉末状组合物进料至包含旋转辊和固定辊的辊压实机中，并由粉末状组合物形成片状的压实的组合物来将粉末状组合物压实。
[0093]
在一些方面，核形成的造粒过程可以包括，制备含有ph缓冲剂、脲酶抑制剂和任选的硝化抑制剂、填充剂、和/或聚合物增稠剂的粉末组合物，以及在足以形成多个包含嵌入在固体尿素基质中的粉末组合物的固体颗粒的条件下使粉末组合物与熔融尿素组合物接触。在一些方面，粉末组合物与熔融尿素组合物的接触条件可以包括将熔融尿素组合物喷涂至粉末组合物上。在一些方面，熔融尿素组合物可以是含水的尿素熔体溶液(例如，90重量％至96重量％的尿素)。
[0094]
在一些方面，核形成的挤压过程可以包括，形成含有尿素、ph缓冲剂、脲酶抑制剂、以及任选的硝化抑制剂、填充剂和/或聚合物增稠剂的可挤压的组合物以及挤压可挤压的组合物。方法还可以包括挤压后的干燥步骤，以除去添加的使组合物可挤压的溶剂。在一些方面，可通过混合干燥形式的尿素、ph缓冲剂、脲酶抑制剂、以及任选的硝化抑制剂，填充剂和/或聚合物增稠剂来形成可挤压的组合物，如果需要，可添加任何溶剂。在一些方面，溶剂可以是水。挤压可以使用本领域已知的合适的挤压机，并且可以在0℃至150℃的温度和1rpm至500rpm的螺杆速度下进行，其中所述挤压机包含多供料机，供料机包含包括中样传动、轴、螺杆、机筒和/或模具的挤压部件。
[0095]
然后可以使核与尿素溶液或熔化的尿素接触，以形成以尿素基的壳，从而形成核-壳肥料颗粒。接触可以包括在100℃至145℃或至少、等于、或在任意两个以下温度之间：100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃和145℃的温度下将尿素溶液或尿素熔体喷涂至核颗粒上。当尿素溶液或尿素熔体喷涂到核颗粒上时，它可以冷却和干燥以在核外表面的至少一部分上形成固化的包覆层或外壳，从而得到本发明的核-壳肥料颗粒。由此产生的肥料颗粒可以具有各种大小和形状。在一些方面，尿素溶液可以是含80重量％至98重量％、或至少、等于、或在任意两个以下比例之间：80重量％、95重量％、90重量％、91重量％、92重量％、93重量％、94重量％、95重量％、96重量％和98重量％的尿素的含水的尿素溶液。
[0096]
c.肥料颗粒的使用方法
[0097]
本发明的核-壳肥料颗粒可用于提高土壤氮含量和促进植物生长的方法中。这些方法可以包括将包含本发明核-壳肥料颗粒的组合物的有效量施用于土壤。该方法可以包括提高作物、树木、观赏植物例如，棕榈树、椰子、水稻、小麦、玉米、大麦、燕麦和大豆等的生
长和产量。该方法包括将本发明的核-壳肥料颗粒施用于土壤、有机体、液体载体、液体溶剂等中的至少一种。
[0098]
可受益于本发明肥料的植物的非限制性实例包括藤本植物、乔木、灌木、秸秆植物、蕨类植物等。这些植物可以包括果园作物、藤本植物、观赏植物、粮食作物、木材和收获性植物。植物可以包括裸子植物、被子植物和/或蕨类植物。裸子植物可以包括南洋杉科、柏科、松科、竹柏科、金松科、红豆杉科、苏铁科和银杏科的植物。被子植物可以包括槭树科、龙舌兰科、漆树科、番荔枝科、夹竹桃科、冬青科、五加科、棕榈科、独尾草科、菊科、小檗科、桦木科、紫葳科、木棉科、紫草科、橄榄科、黄杨科、白樟科、大麻科、白花菜科、忍冬科、番木瓜科、木麻黄科、卫矛科、连香树科、可可李科、金丝桃科、使君子科、山茱萸科、鞣木科、澳楸科、柿树科、胡颓子科、杜鹃花科、大戟科、豆科、山毛榉科、茶藨子科、金镂梅科、七叶树科、八角科、胡桃科、樟科、玉蕊科、千屈菜科、木兰科、金虎尾科、锦葵科、野牡丹科、楝科、桑科、辣木科、文定果科、苦橄榄科、杨梅科、紫金牛科、桃金娘科、南青冈科、紫茉莉科、蓝果树科、铁青树科、木犀科、酢浆草料、露兜树科、罂粟科、叶下珠科、海桐科、悬铃木科、禾本科、蓼科、山龙眼科、石榴科、鼠李科、红树科、蔷薇科、茜草科、芸香料、杨柳科、无患子科、山榄科、苦木科、茄科、省沽油科、梧桐科、旅人蕉科、安息香科、海人树科、山矾科、柽柳科、山茶科、刺萝桐科、瑞香科、椴树科、榆科、马鞭草科和/或葡萄科。
[0099]
包含本发明核-壳肥料颗粒的组合物的有效性可以通过将该肥料组合物施用于土壤后在不同时间测量土壤中的氮含量来确定。据了解，不同的土壤具有不同的特性，这些特性会影响土壤中氮的稳定性。肥料成分的有效性也可以通过在相同土壤中相同条件下进行并排比较来直接将肥料组合物的有效性与其他肥料组合物进行比较。
[0100]
在一方面，本发明的核-壳肥料颗粒可以具有比水更大的密度。这可以使颗粒下沉到水中，而不是漂浮在水面。这在应用于至少部分或完全浸没在水中的作物的情况下尤其有益。这种作物的非限制性实例是水稻，因为稻田的地面通常是淹没在水中的。因此，在这类作物上施用核-壳肥料颗粒可以使核-壳肥料颗粒均匀地分布在淹没于水下的地面上。相比之下，密度小于水的颗粒会倾向于留在水面上，这可能会导致颗粒被冲走和/或颗粒聚合，这两种方法都不能使颗粒均匀分布到淹没于水下的地面上。
[0101]
实施例
[0102]
本发明将通过具体实施例进行更详细的描述。下面的实施例仅为说明目的而提供，不意味着以任何方式限制本发明。本领域技术人员来说很容易识别出各种非关键参数，这些参数可以通过改变或修改来产生本质上相同的结果。
[0103]
实施例1
[0104]
制备肥料颗粒的方法
[0105]
原料：工业级尿素获自sabic(沙特阿拉伯王国，利雅得)。白垩粉用作caco3的来源。羟丙基甲基纤维素(hpmc)获自loba chemie pvt.ltd.(mumbai,india)。正丁基硫代磷酸三胺(nbpt)购自samich(香港)有限公司(中国，杭州)。dcd获自sigma aldrich。
[0106]
制备核的过程：四种样品的核组合物如表1所示。用球团压制机按以下方法制备核。核的成分用涡轮式混合器mti以干粉的形式混合约30秒。干的经混合的粉末从混合器排出并进料至与球团压制机相连的螺旋给料机。然后以50kg/h至80kg/h的速度将混合物送入压制机。压制机包含两个转速为150rpm至200rpm的辊。干的物质压过具有1mm孔的模具，并
被压缩成圆柱形的线。这些线进一步被放在模具下的刀切成颗粒。然后圆柱形颗粒在空气吸入室中冷却。核的球基本上是圆柱形的，长度为0.7mm至1.6mm，直径为0.8mm至1.2mm。
[0107]
表1核组合物
[0108][0109]
制备包覆核的过程：在造粒机中，用含水的尿素熔体溶液(90％至96％尿素)包覆核的球。然后将溶液干燥以在颗粒的外表面上形成固化的尿素壳，从而形成核-壳肥料颗粒。造粒机床层温度为80℃至110℃。
[0110]
实施例2
[0111]
用hplc定量nbpt和dcd抑制剂的方法
[0112]
核颗粒中nbpt和dcd的定量：核颗粒在室温条件下储存，并在制备21天、44天、63天、101天、151天和236天后分析抑制剂含量。称量表1中所述的约1g的核颗粒至研钵中并用研杵压碎以制成粉末。将200mg粉末状样品(一式三份)添加至具有10ml稀释剂(乙腈:水，50:50)的聚丙烯试管中。样品在中等振荡条件下超声30分钟，然后用涡旋器涡旋1小时。经涡旋的样品使用0.45μm注射器式过滤器过滤至高效液相色谱(hplc)小瓶中，并进行hplc分析。参见表2和表3。对于dcd样品，经过滤的溶液在hplc分析前稀释10倍。使用校准曲线得到抑制剂的定量。结果如表4所示。结果表明，本发明的制剂可以稳定抑制剂。
[0113]
核-壳颗粒中nbpt和dcd的定量：核-壳在室温条件下储存，在制备90天、162天、和195天后分析抑制剂含量。将按照实施例1所述制备的约4g核-壳肥料颗粒，使用如表1所示的核，添加至聚丙烯试管中，并加入20ml稀释剂(一式三份)。样品在中等振荡条件下超声30分钟，然后用涡旋器涡旋1小时。涡旋样品使用0.45μm注射器式过滤器过滤至高效液相色hplc小瓶中，并进行hplc分析。参见表2和表3。对于dcd样品，经过滤的溶液在hplc分析前稀释20倍。使用校准曲线得到抑制剂的定量。结果如表4所示。结果表明，本发明的制剂可以稳定抑制剂。
[0114]
表2 nbpt定量的色谱条件
[0115][0116]
表3 dcd定量的色谱条件
[0117][0118]
结果：从表4的结果可以看出，主要含尿素的核颗粒(样品1)中的nbpt比含白垩粉和尿素的核颗粒(样品2，3，4)中的nbpt降解地更快。因此，核中含有的白垩粉稳定了核中的抑制剂。类似的结果如表5所示，核中含有的白垩粉稳定了核-壳颗粒中的抑制剂。使用样品1(对照组)的核的核-壳颗粒中的nbpt预计会比使用样品2、3和4的核低很多，至少部分原因是由于核暴露在用于包覆核的尿素熔体的高热下而预期的降解。
[0119]
表4在室温保储存条件下从核颗粒中回收抑制剂
[0120][0121]
以第0天(造粒日)抑制剂回收率为100％计算回收率。样品数与表1所示的样品相关。
[0122]
表5在室温储存条件下从核-壳颗粒中回收抑制剂
[0123][0124]
以第0天(造粒日)抑制剂回收率为100％计算回收率。样品数与表1中形成核-壳颗粒的核样品数相关。