包膜型缓控释肥

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包膜肥料生产工艺

包膜肥料生产工艺

包膜肥料生产工艺包膜肥料是一种以普通肥料颗粒为核心,通过包覆材料形成薄膜包裹的肥料制品。

包膜肥料具有缓释、控释的特性,能够有效地提高肥料利用率,减少肥料的流失损失,对于农作物的生长发育和产量提高具有重要意义。

下面就包膜肥料的生产工艺进行详细介绍。

包膜肥料的生产过程主要包括颗粒制备、包膜液制备、包膜和干燥四个环节。

首先是颗粒制备。

颗粒制备是包膜肥料生产的基础环节,主要是将普通肥料颗粒作为核心,通过粉碎、筛分等方法制备成一定粒径的颗粒,以保证产品的均一性和稳定性。

接下来是包膜液制备。

包膜液的配方会根据不同的作物和需求进行调配。

一般来说,包膜液是由胶体物质、保湿剂、膜形成剂、溶剂等组成。

其中胶体物质主要起粘结作用,保湿剂能够增加颗粒内部的水分,溶剂能够调节包膜液的粘度和溶解性。

通过精确的配比和调控,可以得到适合不同需求的包膜液。

然后是包膜环节。

在包膜环节中,颗粒制备好的普通肥料颗粒会通过特殊的机器进入包膜液中进行包膜处理。

包膜液会在颗粒表面形成一层薄膜,将颗粒包裹起来。

包膜的厚度可以根据需要进行调整,一般在几微米到几十微米之间。

最后是干燥环节。

包膜完毕的肥料颗粒会被送入干燥设备进行干燥处理,以去除包膜液中的水分,使得肥料颗粒能够达到一定的硬度和稳定性。

干燥的过程中需要注意控制温度和时间,以避免肥料颗粒的热变形或过度干燥。

整个包膜肥料生产工艺需要严格控制每个环节的工艺参数,以确保产品的质量和稳定性。

例如,在颗粒制备环节中,需要保证颗粒的均匀分布和一定的粒径范围;在包膜环节中,需要控制包膜液的粘度和包膜厚度;在干燥环节中,需要控制干燥的温度和时间。

同时,在生产过程中还需要注意卫生和安全,避免潜在的风险和危害。

包膜肥料的生产工艺对于提高肥料利用率和农作物产量具有重要意义。

通过合理的工艺流程和技术手段,可以提高包膜肥料的质量和稳定性,满足不同作物和不同土壤条件下的需求,为农业生产提供更好的支持。

系列新型药肥的研发与应用

系列新型药肥的研发与应用

脲醛型肥料
硫包衣肥料
研究表明,高分子包膜控释肥料,养分释放期长,能达国家原则。
中国农大开发出新型高分子包膜控释肥料
• 2023年5月,我被引进到中国农大后,即对 国内外高分子包膜控释技术进行了评估,我 们决定不研发难以降解且又使用有毒有机溶 剂旳聚烯烃类包膜工艺。全力开发可降解高 分子酯类膜材料,选用国际先进旳可连续化 、自动化生产旳包膜工艺。
•吸入植物体内旳中微量元素被人体吸收后,对人体(动物)健康至关主要, 所以使用具有微量元素旳尿素(肥料)是优质品牌作物(富硒大米)旳主 要保障。
中国是人口大国, 人地矛盾突出, 粮食产量经过大 量农药和肥料投 入来确保。
中国化肥、农药 使用量均为世界 第一。
FAO,2023;EPA,2023;中国国家统计局,2023
我国化肥、农药使用现状
中国旳农业环境情况复杂,存在耕地 分布分散,地形情况复杂,工业化 程度相对落后,农业人口基数大等 问题。
报告内容
一.缓/控释药肥研发背景与现状分析 二.固体颗粒包膜缓/控释药肥旳开发及应用 三.液体缓/控释药肥旳开发及应用
(1)水溶性肥料
• 水溶性肥料,指溶于水、采用老式施肥措施或稀释后经过叶面施肥、无 土栽培、浸种蘸根、滴喷灌等用途旳液体或固体肥料。
• 一般水溶性肥料能够具有作物生长所需要旳全部营养元素,如N、P、K、 Ca、Mg、S、Si以及Zn、Cu、Mn、Fe、B、Mo等。与老式旳肥料品种相 比,水溶性肥料具有明显旳优势:
(2)包膜缓/控释农药研究背景
目前市场上使用旳老式农药制剂(如乳油、粉剂等),大部分都
不能精确满足作物生理需要,存在持效期短、使药量大等问题,
按要求用量使用防效期一般为1-2周左右,想要延长防效只能屡次

包膜型缓控释肥料的国内外研究概况

包膜型缓控释肥料的国内外研究概况

包膜型缓控释肥料的国内外研究概况包膜型缓控释肥料是一种能够控制植物肥料释放速率的新型肥料。

它采用特殊的包膜技术,使肥料包裹在较厚的膜层中,并通过缓慢溶解或渗透,使肥料成分逐渐释放,从而实现对植物的持续供应。

包膜型缓控释肥料在国内外得到了广泛关注和研究,以下是对其国内外研究概况的介绍。

在国内,包膜型缓控释肥料的研究起步较晚,但近年来得到了越来越多的关注和应用。

研究人员主要集中在包膜材料的选择与改进、包膜工艺的优化以及肥料释放规律的研究等方面。

包膜材料的选择与改进是该领域研究的重点之一、研究人员通过改变包膜材料的成分、结构和厚度,探索不同材料对肥料释放速率的影响。

如聚乙烯醇、聚乳酸等生物降解材料被广泛应用于包膜肥料中,有效降低了对环境的污染。

在包膜工艺的优化方面,研究人员通过改变包膜工艺的参数,如溶液浓度、浸渍时间和干燥温度等,来控制包膜的厚度和均匀性。

通过优化工艺,可提高包膜的质量和耐久性,从而延长肥料的释放时间。

肥料释放规律的研究是包膜型缓控释肥料研究的核心内容之一、研究人员通过实验、模型推导和数学模拟等方法,分析了包膜肥料的释放机理,并建立了肥料释放模型。

这些模型能够预测包膜肥料在不同温度、湿度和土壤pH值下的释放速率,为包膜肥料的设计和应用提供了理论依据。

在国际上,包膜型缓控释肥料的研究相对较早,并已经取得了一些重要的进展。

许多国家和地区的研究人员已经开展了包膜肥料的生产和应用,并取得了良好的效果。

在应用方面,包膜型缓控释肥料在农业生产中得到了广泛应用。

通过合理设计和使用包膜肥料,可以达到减少肥料浪费、提高肥料利用率、减少对环境的污染以及增加农作物产量的目的。

总的来说,包膜型缓控释肥料的研究在国内外都取得了一定的进展,但仍然存在一些问题和挑战。

未来的研究应更加注重包膜材料的选择与改进、包膜工艺的优化以及肥料释放规律的研究,进一步提高包膜肥料的质量和应用效果,以满足农业生产的需要。

包膜型缓控释肥

包膜型缓控释肥

包膜控释肥据权威人士估计, 发展中国家粮食的增产中, 其55% 归功于化肥的作用。

但是,化肥的利用率普遍偏低,氮肥利用率仅为30%~35%,磷肥仅为10%~25%,钾肥为35%~50%,如此低的利用率不仅造成资源的巨大浪费,还造成了严重的环境污染,有些地区出现地表富营养化、地下水和蔬菜中氮的含量严重超标等问题。

缓释和控释肥( slow and controlled release fertilizers, 简称SRFs和CRFs)为解决这个问题开辟了新的思路和更有效的途径,这已成为化学肥料革新和研究的热点。

一、控释肥、缓释肥的概念区分一般认为,所谓“释放”是指养份由化学物质转变成植物可直接吸收利用的有效形态的过程(如溶解、水解、降解等);“缓释”是指化学物质养份释放速率远小于速溶性肥料施入土壤后转变为植物有效态养份的释放速率;“控释”是指以各种调控机制使养份释放按照设定的释放模式(释放率和释放时间)与作物吸收养份的规律相一致。

因此,在生物或化学作用下可分解的有机氮化合物肥料(如脲甲醛)通常被称为缓释肥(SRFs),而对生物和化学作用等因素不敏感的包膜肥料通常被称为控释肥(CRFs)。

其中控释肥,根据不同的控释方法又可分为包膜肥料(CoatedFertilizers)和非包膜肥料(Uncoated Fertilizers,如胶粘肥料、载体肥料等)两大类。

由于包膜型控释肥其包膜材料众多、配方多变,能适应不同作物的养分需求,因此在国内外研究,占缓/控释肥料的50%以上;且技术上更为成熟、商品化应用更广。

二、包膜控施肥的国内外研究应用情况美国是世界包膜肥料的发源地,2O世纪6O年代中期,美国首先研制成功硫包膜尿素(SCU),其包膜层由包硫层、密封层(石蜡一煤焦油)、扑粉层组成。

在当前的包膜肥料中,硫包膜尿素是一类很重要的包膜肥料,尤其适用于缺硫土壤;1964年美国ADM公司用二聚环戊二烯和丙三醇共聚生产出聚合物包膜控释肥料,商品名为Osmocot;目前,SCU、Osmocote仍为世界上最有影响的包膜肥料。

常见缓控释肥的优缺点及选用缓控释肥方法

常见缓控释肥的优缺点及选用缓控释肥方法
2 . 2看 外 观
生 影响 , 有可能会产 生二氧化硫 , 加速 土壤酸化 。
1 . 3肥 包 肥 型
主要 是利用 有机或 无机 的粘结 剂等 将具 有 巨大表面 积 、 内表面 积 无机矿 物 ( 如 钙镁磷 肥 、 膨润 土 ) 或 者碳 粉 ( 如 竹 炭 粉) 包裹在肥 料表面 , 并吸附 溶 出的养分 , 延 缓 养 分 释 放 。 优 点: 由于采用的磷酸 铵盐包尿素 , 养 分 释 放 后 的 壳 是 养 分磷 和 氮 , 因 此 会 被 作 物 完 全 吸 收 ,不 存 在 二 次 污 染 ;而 且 价 格 适 中 , 以 目 前 原 材 料 的 行 业 算 , 市 场 售 价 比 普 通 肥 每 吨 贵 4 0 0 " - ' 5 0 0元 。 缺 点 : 此 产 品 的包 裹 物 质 多 为 无 机 材 料 并 经 有 机 或 粘 结 剂 而 成 。 由 于 影 响 因素 太 多 ,难 以 达 到 满 意 的控 释 效
1 . 1 树 脂 包 衣 型
树 脂 包 衣 型 控 释 肥 就 是 在 肥 料 外 围均 匀 地 包 覆 一 层 树 脂 膜, 包膜将膜 内养分与膜 外水分分离 , 对 养 分 起 到 物 理 保 护 作 用。 优点 : 养分释放 主要依赖于温度 变化 , 土壤水分含 量 、 p H、 干 湿 交替 以 及 土 壤 生物 活 性 对 释 放 几 乎 无 影 响 。 当 温 度 升 高 时 ,植 物 生 长 加 快 ,养 分 需 求 量 加 大 ,肥 料 释 放 率 也 随之 加 快; 当温 度 降 低 时 则 相 反 。缺 点 : 此 技 术 所 需 要 的 生 产 设 备 及 包膜 材料均是从 国外进 口, 生产成本 高 , 市场 售 价 比 同 养 分 普 通肥 贵 8 0 0  ̄ 1 0 0 0元 / 吨 。另 外 , 脂 溶性 树 脂 的包 膜 是 聚 合 物 , 本身难 以降解 , 长期使 用必然造成 土壤 污染 。

缓控释肥种类及实用技术农学农林牧渔专业资料

缓控释肥种类及实用技术农学农林牧渔专业资料

C 多方争取支持
•计划项目:高新技术创新及其产业化、 成果转化等 •财政项目:公益性行业专项、施肥补贴、 生态补偿等 •科技项目:科技攻关、成果转化等 •推广项目:高产创建、标准创建等 •国际项目:生态保护、948等
D 着力市场监管
•途径:加强市 场检查、质量 抽查等 •目的:营创公 正、公平的市 场竞争环境
●环境污染较重:土壤盐碱化、酸化、结构 变差;水体副营养化;空气污染等
我国农业投入品使用情况
其它 30%
农业生产成本投入
肥水药
其它
肥水药 70%
肥料利用效率低的后果
土壤盐碱 化、酸化、 结构变差
湖泊富 营养化
工业 污染
经济、社会 和环境环境
质量下降
影响农 村发展
生物 多样性
下降
提高肥料利用率势在必行
缓控释肥的发展前景
国际发展趋势 国内发展需求 行业发展方向
国际发展趋势
•绿色发展:低碳经济等 •绿色消费:回归自然等 •绿色农业:绿色农产品等 •绿色肥料:缓控释肥料等
国内发展需求
•转变发展方式:从数量型转向质量型 •发展现代农业:高产、优质、高效、生 态、安全 •建设二型农业:资源节约、环境友好 •推行科学施肥:减量施肥、提高效率
缓控释肥的系列标准
•《缓控释肥行业标准》 •《硫包衣尿素标准》 •《缓释肥料》国家标准 •《稳定性肥料行业标准》
(近期将由工业和信息 化部颁布)
缓控释肥的应用
•2000年:全球缓释肥料消费100万吨,北美 (美国、加拿大)60%、日本20%、以色列 15%,其它国家5%,中国几乎没有地位
•2009年:全球包膜缓释肥料消费180万吨, 中国占到1/3,约60万吨;主要品种为包裹 肥料、树脂包衣肥料、硫包衣肥料、脲醛 和稳定肥料

缓控释肥的几大类型

缓控释肥的几大类型

缓控释肥的几大类型1.树脂包衣型树脂包衣型控释肥就是在肥料外围均匀地包覆一层树脂膜,包膜将膜内养分与膜外养分分离,对养分起到物理保护作用。

优点:养分从这种产品中的释放主要依赖于温度变化,土壤水分含量,PH值,干湿交替以及土壤生物活性对释放几乎没有影响。

当温度升高时,植物生长加快,养分需求量加大,肥料释放率也随之加快;当温度较低时则相反。

缺点:成本高;脂溶性树脂的包膜是聚合物,本身难以降解,长期使用必然造成土壤污染。

前景:昂贵的价格将制约其走向大田,新的包膜材料及工艺开发尚有难度,未来几年市场占有率难以大幅上升。

2.硫包衣型硫包衣技术有较长的生产历史,最早产品是硫包衣尿素,其技术关键是将硫磺熔融后,在高压下喷涂在预热处理的肥料表面,然后,在其表面喷涂蜡烛或聚合物,密封硫磺包裹产生的空隙或裂隙,从而延缓养分的释放。

优点:由于硫磺包衣价格比较便宜,而且加工工艺也相对简单,因此生产成本较树脂包衣要便宜。

市场售价也大大低于树脂包衣控释肥;同时,硫也是作物生长必需的元素,因此使用硫包衣型产品可一举两得。

缺点:硫磺本身可以作为杀菌剂使用,较大量的单质硫施用于土壤中,会对土壤中已有菌群产生影响,可能会产生二氧化硫,加速土壤酸化。

前景:价格较便宜,还能给作物提供硫元素,易被农民接受。

3.肥包肥型该技术是利用有机或无机的粘结剂等将具有巨大表面积、内表面积无机矿物(如钙镁磷肥,膨润土)或者炭粉(如竹炭粉)包裹在肥料表面,并吸附溶出的养分,延缓养分释放。

优点:由于采用的磷酸铵盐包裹尿素,养分释放后的壳是养分磷和氮,因此会被作物完全吸收,不存在二次污染,而且价格适中。

缺点:此产品的包裹物多为无机材料并经有机或粘结剂而成。

由于影响因素太多,难以达到满意的控释效果。

前景:价格虽然也不算太贵,但控释效果难掌握,真正能生产出此类优质产品的企业不多。

4.脲酶抑制剂型此类产品制造技术是在尿素或复合肥生产过程中,在不同部位及时段定量添加脲酶抑制剂或硝化抑制剂,施入土壤后能通过脲酶抑制剂抑制尿素的水解,或通过硝化抑制剂抑制铵态氮的硝化,使肥效延长。

控释肥基础知识及实用技术

控释肥基础知识及实用技术

化肥消费比例上升占总产量70%;
新型肥料的开发是保证肥料提高单产的重要手段,新型肥料
的研究一直是国际农业高科技竞争的重要领域。
我国目前施肥的现状
化肥用量大、利用率低 目前我国氮、磷、钾化肥利用率分别为 30%—35%、10%—20%和35%—50%,低 于发达国家10—15个百分点

我国与发达国家肥料利用率的对比
(三)酶学抑制
通过添加脲酶抑制剂和硝化抑制剂等,调节
土壤微生物的活性,减缓尿素的水解和对氨 态氮的硝化作用,从而达到肥料氮素缓慢释 放。 土壤脲酶抑制剂:氢醌、N-丁基硫代磷 酰三胺、邻-苯基磷酰二胺、硫代磷酰三胺、 T-磷酸三环已胺。 硝化抑制剂:双氰胺(DCD)。
(四)基质复合与胶结控释
小麦用控释肥注意事项
一、要用高磷高氮的配肥。
二、使用量要合适。 三、在返青期要追肥,每亩施尿素10—15kg。
四、种肥隔离。
一、肥料养分释放速率与作物需肥规律基本吻合 减少施肥次数、节约劳动成本播种前一次施用,可满足作物 整个生长期的需求,减轻了农民为追肥而付出的人力、物力 和财力支出。 二、养分利用率高,对环境无污染 与等氮、磷、钾普通肥料相比,氮肥利用率提高一倍以上, 大大减少肥料养分损失。 三、改善农产品品质,提高经济效益 可提高农作物蛋白质、脂肪等含量,提高蔬菜、瓜果的可溶 性糖、维生素C、氨基酸含量,提高糖、酸比,从而改善作 物品质,提高其营养价值和经济效益。尤其是茄果类蔬菜及 瓜果。表现为个大、形正、色艳、口感好,并能提前上市。
缺点: 1、不适宜干旱土地及沙质土地使用。在缺少 水分的情况下,养分无法有效释放,可能导 致作物因无法吸收有效养分而影响长势,造 成作物减产。 2、包裹剂的残留有造成二次污染的可能。

新型缓控释肥料之二

新型缓控释肥料之二
合物对环境的污染,又相继开发了生物降解膜控释肥料。
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日本是研究和应用控释肥料技术较先进的国家,以高分子包膜肥料为主。1975 年研制生产出硫磺包膜肥料,应用于水稻、玉米、西瓜施肥取得良好肥效。20世
纪80年代初窒素公司研制出热塑型树脂聚烯烃包膜肥料 Nutricote,与美国的
Osmocote同为国际知名品牌。日本多家公司相继都研制生产出具有本国特色的热 塑型及热固型树脂包膜肥料,其养分释放具有精确控释和缓释的双重功能,产品在
及加工条件;(2)不渗透膜,靠物理、化学、生物作用破坏而释放养分;(3)半渗透 性膜层,水分扩散到膜层内直到内部渗透压把膜层胀破或膜层扩张到具有足够的渗 透性而释放养分。不同类型或不同膜材料的包膜肥料受各种因素影响的程度都存在 较大差别。如硫包衣尿素的释放速率受土壤微生物活性的影响较大,与硫包衣尿素 等相似的无机包膜材料的包膜肥料受土壤水分含量影响较大;而有机聚合物包膜肥 料,在土壤田间持水量和作物凋萎含水量范围内,除受土壤温度影响较明显外,其 他环境因子影响都较小。温度对包膜肥料养分释放速率的影响是通过溶解和扩散作 用来达到的。如:日本生产的树脂型包膜肥料依赖于温度的水分弥透性,可以采取 添加无机粉末,如滑石粉或硅粉等来调节无机成分与树脂的比例,改变包膜成分及 其通透性,以控制包膜内养分释放速度的快慢。这类聚烯烃包膜肥料不同于传统包
膜肥料,表现出等养分可控制性高,但受温度影响较明显,其温度效应值是2,即
温度每升高lO℃,作物的生化过程速度增加一倍,养分释放与作物养分吸收比较容 易达到协调一致。
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4 包膜缓/控释肥料研究进展 4.1 国内外缓/控释肥料研究现状 美国是世界上最早研究缓/控释肥料的国家,以包硫尿素(SCU)为主,此外
1 缓/控释肥料的概念 控释肥料(controlled release fertilizers,简称CRFs)是以颗粒肥料(单质或复合肥) 为核心,表面涂覆一层低水溶性的无机物质或有机聚合物,或者应用化学方法将肥料 均匀地融入分解在聚合物中.形成多孔网络体系。并根据聚合物的降解情况而促进或 延缓养分的释放.使养分的供应能力与作物生长发育的需肥要求相一致协调的一种新 型肥料,其中包膜控释肥料是最大的一类。缓释肥料(slow release fertilizers,简称 SRFs)是指肥料施入土壤后转变为植物有效态养分的释放速率远远小于速溶肥料,在 土壤中能缓慢放出其养分。它对作物具有缓效性或长效性,它只能延缓肥料的释放速 度,达不到完全控释的目的。缓释肥料的高级形式为控释肥料,它使肥料释放养分的 速度与作物需要养分的量一致,使肥料利用率达到最高,广义上来说控释肥料包括了 缓释肥料。作为真正意义上的控释肥料是指能依据作物营养阶段性、连续性等营养特 性,利用物理、化学、生物等手段调节和控释氮、磷、钾及必要的微量元素等养分供 应强度与容量,能达到供肥缓急相济效果的长效、高效的植物营养复合体。控释肥料 施入土壤后,不仅能更好的满足作物的需要,同时还要具有价格低廉,利于大规模的 推广应用,使用过程中及使用之后不污染环境,确保农产品的安全等特点。

蓖麻油基聚氨酯包膜缓释肥的制备及控释性能研究

蓖麻油基聚氨酯包膜缓释肥的制备及控释性能研究

安徽农学通报2024年03期资源·环境·植保基金项目河北省重点研发计划项目“蓖麻油基聚氨酯包膜微生物缓释肥制备及土壤修复性能研究”(22327502D );中央引导地方科技发展资金项目“仿生微纳超疏水包膜缓释肥料制备及其缓释机制研究”(236Z7607G )。

作者简介常馨彤(2000—),女,河北邯郸人,从事肥料控施性能与植物营养研究。

通信作者李永进(1978—),男,河北邯郸人,副教授,从事肥料控施性能与植物营养研究。

收稿日期2023-10-28蓖麻油基聚氨酯包膜缓释肥的制备及控释性能研究常馨彤1刘艳芬1白玉莹1陈敬辉1王紫方2赵雪超2李永进1(1河北工程大学,河北邯郸056000;2河北渤观工程设计有限公司,河北邯郸056000)摘要以天然植物油多元醇蓖麻油为基础,合成的聚氨酯制备肥料包膜材料,可以在一定程度上缓解使用石油基产品造成的环境污染和能源匮乏问题。

本研究探讨了异氰酸酯种类以及蓖麻油羟基与异氰酸酯基团摩尔比对聚氨酯包膜材料力学性能、交联密度和水接触角的影响;采用转鼓式包衣机构建植物油基聚氨酯缓控释肥料,分析其缓控性能和耐受性能,揭示其水分触发式缓控释对应规律及调控机理。

结果表明,以多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PMDI )为原料,且蓖麻油羟基与异氰酸酯基团摩尔比为1.0∶1.2时,所得聚氨酯交联密度、刚性、疏水性和抵抗水渗透能力较强,养分初期释放率不足1.5%,养分释放期长达140d ,缓释效果较好。

关键词蓖麻油;聚氨酯包膜;缓释肥;控释性能中图分类号S14-33;TQ449.1文献标识码A文章编号1007-7731(2024)03-0061-06粮食产量与肥料施用息息相关,通常情况下,肥料进入土壤后,仅有30%~50%的养分能被作物吸收利用,其余部分则通过淋溶、挥发和硝化-反硝化等因素流失。

生产上多采用增施肥料的方式来满足作物整个生长周期的养分需求,但肥料的过量施用可能会导致土壤板结、水体富营养化和环境污染等问题。

我国缓控释肥料的现状和发展方向

我国缓控释肥料的现状和发展方向

我国缓/控释肥料的现状和发展方向来源:《中国土壤与肥料》.-2008(4).-1-4 作者:张夫道等阅读次数: 1331 现状1.1 百花齐放是我国缓/控释肥料研究的最大特色1972年中国科学院南京土壤研究所李庆逵院士在我国首先开展缓释肥料的研制,基本上与日本同期研究。

1985年原郑州工学院许秀成、李菂苹使用磷酸铵钾盐包裹尿素成功。

至目前为止,我国已发展为世界上缓/控释肥料种类最多的国家。

1.1.1 包膜型缓释肥料1.1.1.1 包膜材料(1)热塑性材料:包括废弃地膜材料和树脂材料。

(2)废弃物改性材料。

(3)化成材料:在包裹肥料颗粒过程中,材料之间、材料与肥料养分之间发生化学反应而成为防水膜。

(4)无机材料:硫磺,磷酸铵钾盐,高岭土,蒙脱土,硅藻土等。

(5)水溶性混聚物材料1.1.1.2 包膜设备(1)底喷式流化床,又称为流化床喷动塔。

(2)转筒连续装置。

1.1.2 内质型缓释肥料使用水溶内质性缓释剂与尿浆或NPK料浆充分融合技术,达到肥料氮缓慢释放的肥料,适用于高塔复混肥和尿素装置直接生产缓释肥料,也适用于半料浆法缓释复混肥料生产。

1.1.3 胶结型(或称胶粘型)缓释肥料使用具有胶结性能(胶粘性能)的缓释剂将肥料粉末粘结成具有缓释性能的圆颗粒肥料,适用于转鼓造粒的复混肥和缓释钾肥。

1.1.4 缓释型BB肥(1)将缓释尿素与颗粒状磷、钾肥或复混肥料掺混而成的肥料。

(2)按不同作物生育期需肥量将不同时间段释放的缓释肥料掺混而成的肥料。

1.2 自主创新形成了我国缓/控释肥料的独特体系我国缓释肥料的研制从起步阶段走的就是自主创新的道路,而且,一直围绕大田作物专用缓释肥料开展科研工作。

纵观我国缓释肥料行业,除了树脂包膜和硫包膜技术是引进日本、美国和加拿大技术并经过改进外,肥包肥技术、废弃物改性技术、化成材料包膜技术、水溶性混聚物技术、保水型缓释尿素技术、内质型缓释肥料技术,胶结型缓释肥料技术、缓释BB肥技术、缓释钾肥技术等均是我国科学家首创的,到目前为止,已获国内外授权的发明专利有20余项。

包膜控释肥类型与工艺 ppt课件

包膜控释肥类型与工艺 ppt课件

包膜控释肥类型与工艺
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2.3改性天然橡胶包膜肥料
天然橡胶的玻璃化温度较低,成膜发粘, 并不 适合用作肥料的包膜材料。但天 然橡胶经过硫化,通过添加一些物质进行 改性处理后就可以用作肥料的包膜材料。 用改性天然橡胶制成的缓释肥料,其膜硬 且无粘性,便于储存和施用。
包膜控释肥类型与工艺
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2.4热塑性树脂包膜肥料
包膜控释肥类型与工艺
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1.3金属氧化物和金属盐包裹肥料
金属氧化物和金属盐也可以用作包裹材料制 备缓释肥料,通常先将肥料颗粒与金属的碳酸盐 或氢氧化物混合,随后往上喷涂长链有机酸,稍加 热就可在肥料颗粒表面上反应形成金属盐包膜, 最后用蜡密封。工艺中也可将金属氧化物和惰性 物如滑石、石灰石、粘土等或一些营养物质混使 用。这类包膜肥料制备所需时间较短,成本低 廉储存性能好。
在制备过程中,将树脂溶液或熔体包覆在肥 料颗粒表面,可形成一层疏水聚合物膜。 (a) 熔融状态下的聚合物树脂; (b) 溶于有机溶剂的聚合物树脂; (c) 在颗粒表面由两种或多种组分反应形成的聚合
物树脂; (d) 分散或溶解于水中的聚合物树脂(聚合物分散
液或乳液) 。
包膜控释肥类型与工艺
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(a) 类型的例子有熔融的聚乙烯树脂,其缺点 在于包膜温度较高,并且包膜层必须迅速冷 却。
包膜控释肥类型与工艺
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2、有机化合物及聚合物包膜肥料
有机化合物的熔点比较低,易于熔化,水 溶性差,在土壤中易于腐化分解,因而在包 膜肥料中可用作包膜 。包膜原料主要有
蜡、油、松香、天然橡胶、聚烯烃类树 脂、聚氨酯和醇酸树脂等一些特定的橡 胶类物质及热塑性和热固性树脂等,在文 献中见到的有松香、石蜡、烯烃聚合物 或共聚物、尿素-甲醛和聚酯等。

缓控释氮肥分类

缓控释氮肥分类

根据其缓释机制和控释形式不同,缓控释氮肥可以分为以下几类:
1.树脂包膜型缓控释氮肥:将尿素等氮肥颗粒包裹在树脂包膜中,通过与土壤中的水分发
生反应,实现氮素的控释。

2.膜型缓控释氮肥:将氮肥颗粒包裹在具有一定透气性的聚合物薄膜中,通过膜的渗透性,
逐渐释放氮素。

3.高分子复合型缓控释氮肥:将氮肥颗粒与高分子材料进行复合处理,使其在土壤中长期
缓慢地释放氮素。

4.复合控释肥:将多种肥料原料进行混合,并加入控释剂,形成的肥料能够长期缓慢地释
放氮素。

这些缓控释氮肥均以缓慢控释的形式,逐渐将氮素释放到土壤中,降低了农业生产中氮肥过量使用所带来的环境问题,提高了氮肥的利用效率。

一种聚氨酯包膜控释肥及其制备方法

一种聚氨酯包膜控释肥及其制备方法

一种聚氨酯包膜控释肥及其制备方法
聚氨酯包膜控释肥是一种新型的肥料,它采用聚氨酯作为包膜材料,将肥料包裹在内部,通过缓慢释放肥料来提高肥料利用率,减少肥料浪费,从而达到节约成本、保护环境的目的。

制备聚氨酯包膜控释肥的方法主要分为以下几个步骤:
1. 选择合适的肥料:选择适合包膜的肥料,如尿素、磷酸二铵等。

2. 制备聚氨酯:将聚氨酯原料加入反应釜中,加入催化剂和稳定剂,进行反应,得到聚氨酯。

3. 包膜:将肥料放入包膜机中,将聚氨酯涂覆在肥料表面,形成包膜。

4. 控释:将包膜肥料放入控释机中,通过控制温度、湿度等条件,使肥料缓慢释放。

聚氨酯包膜控释肥具有以下优点:
1. 缓慢释放:聚氨酯包膜可以缓慢释放肥料,使肥料在植物生长期内持续供应,提高肥料利用率。

2. 减少浪费:聚氨酯包膜可以减少肥料的流失和挥发,减少肥料浪费,降低成本。

3. 环保节能:聚氨酯包膜可以减少肥料的使用量,降低对环境的污
染,同时也可以节约能源。

4. 提高产量:聚氨酯包膜可以提高作物的产量和品质,改善土壤质量,促进植物生长。

聚氨酯包膜控释肥是一种具有广阔应用前景的新型肥料,它可以提高肥料利用率,减少肥料浪费,保护环境,同时也可以提高农作物的产量和品质,为农业生产带来更多的效益。

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包膜控释肥据权威人士估计, 发展中国家粮食的增产中, 其55% 归功于化肥的作用。

但是,化肥的利用率普遍偏低,氮肥利用率仅为30%~35%,磷肥仅为10%~25%,钾肥为35%~50%,如此低的利用率不仅造成资源的巨大浪费,还造成了严重的环境污染,有些地区出现地表富营养化、地下水和蔬菜中氮的含量严重超标等问题。

缓释和控释肥( slow and controlled release fertilizers, 简称SRFs和CRFs)为解决这个问题开辟了新的思路和更有效的途径,这已成为化学肥料革新和研究的热点。

一、控释肥、缓释肥的概念区分一般认为,所谓“释放”是指养份由化学物质转变成植物可直接吸收利用的有效形态的过程(如溶解、水解、降解等);“缓释”是指化学物质养份释放速率远小于速溶性肥料施入土壤后转变为植物有效态养份的释放速率;“控释”是指以各种调控机制使养份释放按照设定的释放模式(释放率和释放时间)与作物吸收养份的规律相一致。

因此,在生物或化学作用下可分解的有机氮化合物肥料(如脲甲醛)通常被称为缓释肥(SRFs),而对生物和化学作用等因素不敏感的包膜肥料通常被称为控释肥(CRFs)。

其中控释肥,根据不同的控释方法又可分为包膜肥料(CoatedFertilizers)和非包膜肥料(Uncoated Fertilizers,如胶粘肥料、载体肥料等)两大类。

由于包膜型控释肥其包膜材料众多、配方多变,能适应不同作物的养分需求,因此在国外研究,占缓/控释肥料的50%以上;且技术上更为成熟、商品化应用更广。

二、包膜控施肥的国外研究应用情况美国是世界包膜肥料的发源地,2O世纪6O年代中期,美国首先研制成功硫包膜尿素(SCU),其包膜层由包硫层、密封层(石蜡一煤焦油)、扑粉层组成。

在当前的包膜肥料中,硫包膜尿素是一类很重要的包膜肥料,尤其适用于缺硫土壤;1964年美国ADM公司用二聚环戊二烯和丙三醇共聚生产出聚合物包膜控释肥料,商品名为Osmocot;目前,SCU、Osmocote仍为世界上最有影响的包膜肥料。

日本最初学习美国硫包膜尿素技术开发包膜肥料。

1970年以后日本开发了热固型树脂包膜肥料,这些树脂包膜材料的基础都是以聚烯烃为主体,再加入一些高分子聚合物进行共聚,如聚烯烃(PE),乙烯和乙酸乙烯酯的共聚物(EVA)及无机填料滑石粉所组成,以这一材料生产包膜肥料工艺简称为POCF工艺。

利用PE薄膜渗透性很低,而用EVA薄膜则渗透性很高的特点,为此按照作物的需肥规律调整二者比例。

通过土壤水分作用,使肥料养分有节制地释放出来而进入土壤从而达到缓释养分的目的。

在PE和EVA配制而成的包膜剂中添加滑石粉调节包膜肥料养分释放速率。

日本Chisso—Asahi肥料公司运用POCF工艺生产的包膜缓释肥料商品名称为MEISTER,该肥料主要用于草坪、花卉、温室栽培,是亚洲园艺市场主导品牌;日本三菱化学公司用低密度聚乙烯、聚环氧乙烷、壬基苯基醚以及滑石粉的悬浮液在流化床中喷雾生产包膜缓释肥料;多木化学公司用生物易降解的热固型醇酸聚氨酯为包膜剂生产包膜缓释肥料。

我国于20世纪70年代初开始研究包膜型缓/控释肥料,目前研究主要以无机物包裹型和聚合物包膜型为主。

作为包裹型的无机物主要有钙镁磷肥、硫磺、石膏、沸石。

包裹型缓/控释肥料的研制以工业大学磷肥与复肥研究所为代表,自1983年以来,磷肥与复肥研究所许秀成等系统地研究以无机肥料包裹其他肥料的缓释肥料,该类肥料既能达到缓释的目的又能起到复料的作用。

我国从20世纪80年代中期开展了有机聚合物包膜肥料。

1985年市园林科学研究所与化学工业研究所联合开发了酚醛树脂包膜复。

1990年农业大学何念祖开发聚合物包膜肥料,在水稻上应用效果较好。

90年代中期化工学大学开发出了将废旧泡沫树脂溶解在高分子溶液中同时加入无机物制成肥料包膜材料。

1993年周家龙发明一种以骨胶等蛋白质物质为活性组分作为肥料的包膜材料,能在很长的时间控制养分释放.而且能针对作物生长的需求释放养分。

大化集团研制成功“可控缓释尿素颗粒肥料及其制备方法”肥料包膜材料由氮肥增效剂、氮素稳定剂、有机酸、被膜剂、表面活性物质、调节剂等组成。

三、包膜材料综合国外相关文献资料,包膜型缓/控释肥的包膜材料主要分为无机物和有机聚合物两大类。

无机物包膜材料主要通过粘结剂附着于肥料颗粒上,通过物理阻隔作用减少肥料与水分的接触,从而达到缓释的效果,这类材料主要有硫磺、粘土、钙镁磷肥、氧化镁、石膏、磷酸盐、硅酸盐、腐殖酸、高岭土、膨润土、滑石粉等,其中,对硫包膜材料的研究最多。

还有一些矿物质,如沸石、海泡石等由于具有较高的阳离子交换量,对于养分的保持具有特殊作用,成为一种具有潜力的缓控释材料。

无机包膜材料来源广泛,且对土壤不构成危害,但无机包膜对肥料的封闭性不好,容易形成较大尺度的孔隙,使缓释效果不佳。

且无机材料韧性较差,在包装及运输过程中包膜易破碎脱落,大大降低缓释效果。

有机聚合物包膜缓控释肥由于缓释性能优良,符合作物生长规律,是目前发展较快的一类缓控释肥料。

其膜材料可分为天然聚合物、半合成和合成聚合物三大类。

其中,天然聚合物主要有淀粉、纤维素、木质素,天然橡胶、植物胶、动物胶等。

天然聚合物包膜材料来源广泛,无毒害且价格低廉,但容易被土壤中的微生物所分解,因而缓释性能较差。

半合成聚合物是天然聚合物经改性后形成的,如改性淀粉(羧甲基淀粉、醋酸淀粉等)、改性纤维素(羟甲基纤维素、羧甲基纤维素等)等。

对于此类材料的研究报道虽然较少,但由于其材料来源广泛,成膜性较好,具有一定的生物降解性能,从而具有广阔的发展前景。

合成聚合物主要有三类,一类是溶剂型热塑性包膜材料(聚烯烃类,如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等),这类材料在包膜过程中需要用到大量有毒的有机溶剂,溶剂损失较大、回收困难。

第二类是水乳液包膜材料,如丙烯酸酯类聚合物。

该类材料以水为载体,采用乳液包膜技术,解决了溶剂型包膜的溶剂回收问题,生产过程较为环保。

需要解决的是基体肥料在乳液中的溶解问题及乳液中水的快速除去。

第三类是热固性树脂包膜,典型的有醇酸树脂和聚氨酯类。

采用热固性树脂进行包膜,没有溶剂回收过程,可连续生产,缓释性能优于聚烯烃类热塑性树脂,但价格一般高于后者。

合成聚合物包膜在土壤中分解周期很长,长期施用会对土壤结构造成破坏。

四、包膜肥料的生产工艺肥料包膜的一般方法有造粒塔喷雾法、流化床涂布法、转鼓或圆盘包覆法、浸润离心法等。

大多数聚合物包膜肥料常采用造粒塔喷雾法,其工艺流程为:将包膜涂层溶液加压,经喷射雾化后进入造粒塔,雾化物与从造粒塔顶部淋洒下来的肥料颗粒逆向接触,雾化后的涂层溶液即均匀地涂于肥料表面,并借助肥料自身的热量干固成膜。

硫包尿素(SCU)的生产过程为:尿素在包裹之前先预热,硫磺在282℃的容器熔化,热空气将熔融的硫压入喷头,喷向尿素,硫磺在转动的尿素颗粒表面形成一层薄膜,转入石蜡鼓中上蜡,同时加入杀菌剂,如煤焦油等。

上蜡后肥粒转入冷却器中冷到82℃以下,加入调理剂,转动数分钟,过筛,即得最后产品。

五、包膜肥料养分释放机理释放机理是研究缓/控释肥料颗粒中养分的释放过程及其受控的机制,不同种类包膜材料其养分释放机制是不同的。

较早生产的脲甲醛肥料其主要机理是靠材料的低溶解度和低渗出率来达到缓释的目的。

后期的包膜型控释肥料其大多数是靠难溶或微溶性的材料对单质或复合型的肥料进行包裹,因此其养分释放基本上是通过渗透和扩散作用进行,很多学者对此进行了相关方面的研究,并取得一定的进展目前公认的养分释放机制有破裂机制和扩散机制。

破裂机制,包膜控释肥料养分的释放首先是水汽透过膜,然后是水汽凝结在固体肥料核上并溶解部分肥料,引起部压力的累积,这时如果部压力超过膜的承受力,包膜破裂,颗粒的全部养分迅速释放出来,这就是破裂机制。

破裂机制主要通过Raban等,用改进的聚合物硫包膜尿素颗粒进行试验而得到的。

一个包膜尿素颗粒没入水中,水将通过包膜渗入颗粒部。

水渗入的速率决定于驱动力的大小、膜厚度和包膜材料的特性。

驱动力起源于膜外不同的水汽压力,水汽进入肥料核,溶解固体肥料,引起膜部压力的累积和增加,最终引起部膨胀,进而使膜破裂。

膜的破裂导致肥料养分的迅速释放,破裂的时间取决于膜的机械强度、厚度、包膜颗粒的半径等。

破裂机制适合于脆而无弹性的包膜肥料,如硫包膜尿素典型的养分释放机制。

扩散机制,如果膜能抵抗部的压力,肥料就通过扩散而释放,其动力主要是膜外的浓度梯度和压力梯度,这就是扩散机制。

扩散机制是通过对聚合物包膜尿素在水中进行释放试验而得到的。

结果表明,整个释放过程包含3个阶段:迟滞期(几乎观察不到尿素的释放);恒释期(释放速率持续不变期);滞后期(释放速率逐渐下降期)。

在迟滞期,水汽进入颗粒,并溶解部分膜的固体肥料。

这个过程的驱动力是膜外的汽压梯度,颗粒的质量、体积、部压力均随之增大。

迟滞期的长短由颗粒部孔隙充满水所需要的时间所决定。

当颗粒部的饱和溶液达到临界体积时,养分开始释放,释放速率保持不变直到颗粒部饱和溶液与固体肥料化学势达到平衡(延滞期)。

膜部持续不变的浓度是使肥料向膜外的渗出保持不变的动力。

当肥料核全部消失时,随着部溶液的浓度减小,释放的动力随之降低,释放速率减弱,这就是释放过程的第3个阶段(滞后期)。

扩散机制适合于聚合物包膜肥料,如聚氨酯膜,醇酸包膜和聚乙烯包膜肥料等。

六.影响包膜控施肥性能的因素1、包膜外水蒸气压差在迟滞期,水分充满肥料颗粒部孔隙所需的时间决定了迟滞期的长短;而在恒速期和滞后期,包膜外的水蒸气压差是控制肥料释放率的关键因素。

在恒速期,由于包膜一直是饱和肥料溶液,饱和蒸气压不变,膜外水的饱和蒸气压也不变,包膜外的饱和蒸汽压差的恒定使得养分释放速率恒定。

当固体肥料溶解完后,包膜养分溶液浓度开始下降,包膜外水蒸气压差逐渐变小,释放速率逐渐下降。

省土壤肥料研究所的圣先等人为了研究水蒸气压对包膜型控释肥料养分释放的影响,在相同条件下(温度为30℃,外界环境相同),分别采用去离子水、KH2PO4饱和溶液和KCl 饱和溶液(30℃时,纯水蒸气压为4242 Pa、KH2PO4饱和溶液为3946 Pa、KCl 饱和溶液为3566 Pa)作为包膜肥料外的溶液进行试验,得到养分释放速率表现为KCl 饱和溶液<KH2PO4饱和溶液<纯水,表明随着水蒸气压差变大,养分释放速率增大。

2、土壤温度Sharon Gambash 等人的研究表明,包膜型控释肥料的养分释放速率与温度有关。

包膜肥料的缓释性能随温度的升高而变差。

温度对肥料缓释性能的影响体现在以下三个方面:(1)根据阿伦尼乌斯方程,温度会影响聚合物包膜的渗水性,温度升高,渗水性增大,并且改变量按指数关系变化。

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