一种控释锌肥及其制备方法

摘要

本发明涉及一种控释锌肥及其制备方法。本发明控释锌肥是利用七水硫酸锌、风化煤、尿素、膨润土进行复配、造粒，形成核芯锌肥，再用熔融的硫磺对核芯锌肥包膜，最后用改性环氧树脂材料对包硫锌肥再包膜，制成三种不同外包膜厚度的双层包膜锌肥，并且将不同外包膜厚度的锌肥进行二次复配，使所生产的控释锌肥在土壤中的养分释放期长，释放速度均匀，一次施用能够满足作物一年需要。

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制释放的锌肥及其制备方法，属于控释肥料生产和应用技术领域。

背景技术

锌不仅是植物生长发育所必需的营养元素，也是人体必需的营养元素。增加作物含锌量是改善人类锌营养的一条重要途径。然而，土壤中的锌对作物的有效性受到多种因素的影响，致使锌素营养不足，出现大面积缺锌现象。据调查，我国全国范围土壤均表现缺锌,北方尤为严重,东北、华北和西北地区土壤有效锌含量低于临界值(2微克锌/公斤土)的百分数为71.1%。因此施用锌肥是提高土壤供锌能力、提高植物含锌量、改善人类锌素营养的有效措施之一。

目前生产实践中施用的锌肥主要是硫酸锌，这种锌肥溶解性好，施入土壤后主要以锌离子状态存在，土壤酸碱度、碳酸钙含量等严重影响其对作物的有效性。据研究，每当土壤pH值增加1个单位时,锌的有效性降低100倍。土壤对锌离子的吸附作用也是制约锌肥有效性的重要因素,外源施入的锌肥通常在很短的时间内几乎完全被土壤吸附而失去活性，具有吸附作用的物质包括土壤粘粒、碳酸钙、氧化铁等。一直以来人们试图通过创新锌肥品种来提高锌肥的有效性和利用效率。

CN200810223530.7公开了一种植物用颗粒锌肥。该颗粒锌肥由下述成分组成：20-30质量份的硫酸锌，25-35质量份的单质硫、20-30质量份的腐植酸、15-25质量份的膨润土和3-5质量份的液体粘结剂。所述颗粒锌肥由肥芯和包膜组成，其中，肥芯由硫酸锌、单质硫、腐植酸和液体粘结剂组成，包膜为单质硫、膨润土和液体粘结剂组成。该发明的颗粒锌肥是一种适合我国北方石灰性土壤的新型高效颗粒锌肥，在肥料培养试验中，该颗粒锌肥较施用普通硫酸锌能明显降低土壤pH值0.4-0.5个单位，能提高土壤中有效锌浓度达60％以上。

CN 200910087592.4提供一种长效锌肥及其制备方法，它含有如下重量份的有效成分：可溶性锌盐5-20份；有机锌和/或氧化锌1-160份。该长效锌肥通过如下方法制备而成：将可溶性锌盐、有机锌和/或氧化锌，分别粉碎后过筛，然后按重量配比充分混匀，再与过筛后的凹凸棒粉0-50重量份、分散剂0-5重量份、湿润剂0-5重量份充分混匀。CN 201110195433.3提供了一种兼具有速效和长效的颗粒锌肥及其制备方法，包括以下组分：60-90质量份的无机锌；10-40质量份的有机锌；0-10质量份的填充剂；0-10质量份的粘结剂。上述锌肥一方面通过有机锌和无机锌结合，另一方面利用包膜方式将无机锌肥包裹，延长了锌肥的有效期，提高了利用效率。但是它们共同存在的不足是，有机锌价格昂贵，增加了肥料成本；纯无机包膜材料膜壳易破碎，容易失去包膜的缓/控释作用等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种低成本、包膜韧性好的控释锌肥及其制备方法和应用。

发明概述

本发明利用七水硫酸锌、风化煤、尿素、膨润土进行复配、造粒，形成核芯肥，再用熔融的硫磺对核芯肥包膜，最后用改性环氧树脂材料对包硫锌肥再包膜，制成三种不同外包膜厚度的双层包膜锌肥，并且将不同包膜厚度锌肥进行二次复配，使所生产的控释锌肥在土壤中的养分释放期长，释放速度均匀，一次施用能够满足作物一年需要。本发明经过田间试验,取得了良好的效果。

本发明的技术方案如下：

一种控释锌肥，包括核芯肥及包覆在核芯肥颗粒上的内、外双层包膜；其中，核芯肥原料质量份组成为：七水硫酸锌500～700份，风化煤100～200份，尿素120～240份，膨润土40～80份；核芯肥颗粒粒径2-3毫米；

内层包膜为硫包膜，占核芯肥质量的10-15wt%；

外层包膜为改性环氧树脂包膜，所述改性环氧树脂包膜剂是环氧树脂E-44与聚氨酯PUR以9∶1质量比混合制成改性环氧树脂，再加入占环氧树脂E-44与聚氨酯PUR总量10wt%的固化剂T-593、15wt%的稀释剂苄基缩水甘油醚和1wt%的淀粉，混合均匀而得；

外层包膜剂用量分别占核芯肥质量的2wt%、3wt%、4wt%，分别对应为I、II、III三种双层包膜肥，将该I、II、III三种双层包膜肥按质量比1～2∶1～2∶1～1.5混合均匀,即得控释锌肥。

根据本发明优选的，核芯肥原料质量份组成为：七水硫酸锌590～610份，风化煤145～155份，尿素190～210份，膨润土45～55份。

本发明所述控释锌肥中的原料七水硫酸锌、风化煤、尿素、膨润土均为市售产品。优选的,风化煤过100目筛，尿素为粉末状。

根据本发明，所述控释锌肥的制备方法，步骤为：

按配比，取七水硫酸锌、风化煤、尿素、膨润土，混合均匀，按现有技术，制成粒径2-3毫米的颗粒状核芯肥，先将该颗粒状核芯肥包一层硫磺膜，再包一层改性环氧树脂膜，即得。

根据本发明优选的，所述控释锌肥的制备方法，步骤如下：

（1）按配比，取七水硫酸锌、风化煤、尿素、膨润土，混合均匀，按现有技术制成粒径2-3毫米的颗粒状肥料，得核芯肥。

（2）取环氧树脂E-44与聚氨酯PUR以9∶1质量比混合制成改性环氧树脂，再加入占环氧树脂E-44与聚氨酯PUR总量10wt%的固化剂T-593、15wt%的稀释剂苄基缩水甘油醚和1wt%的淀粉，混合均匀。得改性环氧树脂包膜剂。

（3）将步骤（1）制备的核芯肥预热至70°C～80°C，移至转鼓中，将熔融态硫喷涂到转鼓中不断转动的肥料颗粒上，形成硫膜，硫膜质量占核心肥料质量的10-15wt%,得包硫锌肥。

（4）取步骤(2)制备的改性环氧树脂包膜剂，趁热加入到步骤(3)制备的不断转动的包硫锌肥上，3-5分钟后固化成膜，改性环氧树脂包膜剂占核芯肥质量比是1wt%；再重复上述过程1次，得到改性环氧树脂外层包膜用量占核芯肥质量2wt%的双层包膜肥I；

（5）另取步骤(3)的包硫锌肥，重复上述步骤（4），在得到外层包膜用量占核芯肥质量2wt%的双层包膜肥上，继续再包膜1次占核芯肥质量1wt%的改性环氧树脂包膜剂，得到外层包膜用量占核芯肥质量3wt%的双层包膜肥II；

（6）第三次再取步骤(3)的包硫锌肥,重复上述步骤（5），在得到外层包膜用量占核芯肥质量3wt%的双层包膜肥上，继续再包膜1次占核芯肥质量1wt%的改性环氧树脂包膜剂，得到外层包膜用量占核芯肥质量4wt%的双层包膜肥III。

(7)按质量比1～2∶1～2∶1～1.5，将步骤(4)制得的双层包膜肥I、步骤(5)制得的双层包膜肥II、步骤(6)制得的双层包膜肥III混合均匀,得本发明控释锌肥。

上述步骤(2)中所述的淀粉优选为玉米淀粉、地瓜淀粉、木薯淀粉之一或组合。

本发明控释锌肥的应用，采用如下列之一的方法：

ⅰ.作物播种翻地前，将本发明控释锌肥均匀撒施于土壤表面，然后翻耕入土。或者，

ⅱ.结合作物播种，将本发明控释锌肥同时施用，施肥位置是种子下方或一侧，距离地面8-10厘米。或者，

ⅲ.将本发明控释锌肥与复合肥等其它肥料混合施用。

本发明控释锌肥每亩用量2-4公斤，对作物的有效期1年。

本发明的优良效果：

1.锌的有效性好

无机锌肥施入土壤后主要以锌离子状态存在，土壤酸碱度、碳酸钙含量等对其有效性有明显影响,特别是我国北方大部分土壤偏碱性,锌肥对作物的有效性较差,利用效率低。本发明控释锌肥一方面通过包膜减少了与土壤的直接接触，减少对锌的固定作用；另一方面内膜层硫磺在土壤中的氧化结果使得局部土壤降低pH值，提高锌的有效性。

2.养分释放均匀

本发明控释锌肥采用双重包膜相互配合，并且利用不同包膜厚度的组分复配，使锌离子释放均匀，能够满足作物吸收要求。

3.肥效时间长

本发明控释锌肥在土壤中的有效时间长，能够满足一年中两季或三季作物需要。

4.施用方便

本发明控释锌肥外层膜光滑、韧性好，颗粒大小与现在的复合肥接近，可以与复合肥混合后施用，且施肥均匀。

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。

风化煤，山西省宁武县露天矿煤厂生产，有机质含量62.3wt%，过100目筛。

淀粉，玉米淀粉，山东润生淀粉有限公司生产。

膨润土，山东振兴膨润土厂生产。

环氧树脂E-44、聚氨酯（PUR）购自江苏三木化工股份有限公司。

实施例1：

一种控释锌肥，核芯肥原料组成是：七水硫酸锌600公斤，风化煤150公斤，尿素200公斤，膨润土50公斤。内层硫包膜占核芯肥质量的12wt%；外层包膜改性环氧树脂包膜用量分别占核芯肥质量的2wt%、3wt%、4wt%,该三种双层包膜肥按质量比1∶1∶1混合而得。

制备方法，步骤如下：

（1）按配比，取七水硫酸锌600公斤，风化煤150公斤，尿素200公斤，膨润土50公斤，混合均匀，滚筒造粒,制备成粒径2-3毫米的颗粒状肥料，得核芯肥。

（2）取环氧树脂E-449公斤、聚氨酯（PUR）1公斤，混合均匀，加入1公斤固化剂T-593、1.5公斤稀释剂苄基缩水甘油醚和0.1公斤玉米淀粉，混合均匀。得改性环氧树脂包膜剂。

（3）取步骤（1）制备的核芯肥300公斤，在预热容器内预热至70°C，将该肥料转移至转鼓中，将熔融态硫通过喷嘴喷涂到转鼓中不断转动的肥料颗粒上，形成硫膜，硫膜质量占核芯肥质量12wt%,得包硫锌肥，所得包硫锌肥均分为三份，备用。

（4）取步骤(3)制备的包硫锌肥一份，将步骤(2)制备的改性环氧树脂包膜剂1公斤趁热加入到不断转动的包硫锌肥上，3-5分钟后固化成膜，再加入改性环氧树脂包膜剂1公斤，3-5分钟后固化成膜，得到外层包膜用量占核芯肥质量的2wt%的双层包膜肥I；

（5）另取一份步骤(3)制备的包硫锌肥，重复上述步骤（4），在得到外层包膜用量占核芯肥质量的2wt%的双层包膜肥上，继续再加入改性环氧树脂包膜剂1公斤，3-5分钟后固化成膜，得到外层包膜用量占核芯肥质量的3wt%的双层包膜肥II；

（6）再取第三份步骤(3)制备的包硫锌肥，重复上述步骤（5），在得到的外层包膜用量占核芯肥质量的3wt%的双层包膜肥上，继续再加入改性环氧树脂包膜剂1公斤，3-5分钟后固化成膜，得到外层包膜用量占核芯肥质量的4wt%的双层包膜肥III；

(7)按质量比1∶1∶1,将步骤(4)、（5）、(6）制得的双层包膜肥I、双层包膜肥II、双层包膜肥III混合均匀,得控释锌肥。

实施例2：

一种控释锌肥,核芯肥原料组成是：七水硫酸锌500公斤，风化煤200公斤，尿素240公斤，膨润土60公斤。

制备方法,如实施例1所述，所不同的是：

（1）取七水硫酸锌500公斤，风化煤200公斤，尿素240公斤，膨润土60公斤，混合均匀，滚筒造粒,制备成粒径2-3毫米的颗粒状肥料，得核芯肥。

（2）改性环氧树脂包膜剂同实施例1。

（3）取步骤（1）制备的核芯锌肥180公斤，在预热容器内预热至80°C，将该肥料转移至转鼓中，将熔融态硫通过喷嘴喷涂到转鼓中不断转动的肥料颗粒上，形成硫膜，硫膜质量占核芯肥质量15wt%,得包硫锌肥。

（4）-（6）外层包膜改性环氧树脂包膜用量分别占核芯肥质量的2wt%、3wt%、4wt%的三种双层包膜肥I、II、III的制备方法同实施例1。

(7)按质量比1∶2∶1.5,取外层包膜改性环氧树脂包膜用量分别占核芯肥质量的2wt%、3wt%、4wt%的三种双层包膜肥I、II、III，混合均匀，得控释锌肥。

实施例3：

一种控释锌肥原料组成是：七水硫酸锌700公斤，风化煤100公斤，尿素130公斤，膨润土70公斤。

制备方法是：

（1）按配比，取七水硫酸锌700公斤，风化煤100公斤，尿素130公斤，膨润土70公斤，混合均匀，滚筒造粒,制备成粒径2-3毫米的颗粒状肥料，得核心锌肥。

（2）改性环氧树脂包膜剂同实施例1。

（3）取步骤（1）制备的核心锌肥240公斤，在预热容器内预热至75°C，将该肥料转移至转鼓中，将熔融态硫通过喷嘴喷涂到转鼓中不断转动的肥料颗粒上，形成硫膜，硫膜质量占核芯肥质量10wt%,得包硫锌肥。

（4）-（6）外层包膜改性环氧树脂包膜用量分别占核芯肥质量的2wt%、3wt%、4wt%的三种双层包膜肥I、II、III的制备同实施例1。

(7)按质量比2∶1.5∶1,取外层包膜改性环氧树脂包膜用量分别占核芯肥质量的2wt%、3wt%、4wt%的三种双层包膜肥I、II、III，混合均匀，得本发明控释锌肥。

对比例：七水硫酸锌，市售产品。

以上实施例1～3和对比例的应用效果如下：

试验地点：山东省临沂市。

试验时间：2011年6月至2012年6月。

供试作物:玉米，品种，郑单958；小麦，品种，济麦22。

耕种方式：在同一地块上，玉米、小麦轮作。

设实施例1－3和对比例共4个处理，每个处理小区面积50平方米，重复三次。实施例的控释锌肥用量折合成七水硫酸锌的量,与对比例用量相同，每亩3公斤，其它肥料施用及田间管理按常规技术完全相同。锌肥一次性全部在玉米播种时施用，收获玉米后再播种小麦时不再使用锌肥，小麦利用之前施用锌肥肥料的后效。施肥方法是，利用施肥机施在玉米播种行垂直下方，肥料距离地表10厘米。其它管理相同。应用效果见表1。

表1.与对比例相比实施例1-3的应用效果