一种环保型可控释氮肥的制剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种环保型可控释氮肥的制剂及其制备方法，采用如下质量百分比的原料：2-氯-6-三氯甲基吡啶1%—40%；溶剂1%—60%；助剂1%—25%；水10%—60%。本发明提供了一种安全环保、制备简单、使用方便的，能够控制氮肥释放速率的制剂及其制备方法。确切来说，是提供了一种新的土壤供氮方式，保持土壤中适宜的NH4+∕NO3－混合比例，增加氮肥利用率，提高作物产量，增强作物抗盐碱能力，同时，提供了一种具有氮肥控释功能的环保型新制剂，减少了溶剂的用量，降低了其对环境的污染。
【专利说明】
一种环保型可控释氮肥的制剂及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种环保型可控释氮肥的制剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]土壤中，氮的存在形式有三种:①有机氮，例如:氨基酸、酰胺、蛋白质等；②铵态氮，例如:氯化铵、硫酸铵、磷酸铵等硝态氮，例如硝酸钙、硝酸钠、亚硝酸钙等。植物具有同化吸收无机氮化物的能力，因此，除存在土壤中的少量可溶性含氮有机物，如尿素、氨基酸、酰胺等外，作物从土壤中吸收的氮素主要是铵盐和硝酸盐，即硝态氮和硝态氮。被吸收到体内的铵态氮，可直接参与光合作用，形成氨基酸，进而形成其他含氮有机物。有机氮需要经过一定的时间，转化为铵态氮或者硝态氮才能被植物所利用。土壤带有负电荷，铵态氮带有正电荷，两者结合可以形成稳定的胶体，不易被淋洗或径流而流失，形成局部氮守恒。而硝态氮带有负电荷，不能和带电荷的土壤形成胶体，很容易随雨水、灌溉水等流入江河湖海，造成水体富营养化，既降低氮肥利用率，又造成环境污染。
[0003]硝化作用是自然界氮素循环的重要环节，在其生物化学过程中将铵态氮转化为硝态氮，从而供植物吸收利用。若此生物化学过程进程过快，产生的硝态氮(no3—)不仅容易被淋溶而污染地下水或地表水，而且生成的硝态氮还可以通过反硝化作用而释放N2O进入大气。硝化反应过程可分为两步，第一步为NH4+氧化为NH2OH,而后进一步氧化为NO2-，参与这一步的细菌为亚硝化细菌，其代表有亚硝化单细胞菌属，第二步氧化成NO3-，参与的细菌为硝化细菌，其代表为硝化杆菌属。在这两步反应中，只要抑制其中的一步，整个硝化过程就会被抑制。
[0004]具体反应式如下:
硝化作用:NH4++02—.^ NH2OH (亚硝化单细胞菌属)
NH2OH+1 / 202一.- NO2 -(亚硝化单细胞菌属)
NO2 ^ +1 / 202一.^NO3-(硝化细菌)
反硝化作用=NO3 一一.-N2O
为了减少硝态氮的损失，人们发明了很多硝化抑制剂，如:硫脲、双氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸盐、巯基化合物等来抑制铵态氮向硝态氮的转化速率，从而减少硝态氮的淋溶损失，以及反硝化产生的氮氧化物等氮素的损失。但这些物质具有很多局限性，或价格昂贵，或使用不便等问题，很难找到一种经济、高效、方便的应用于大田作物的产品。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供了一种环保型可控释氮肥的制剂及其制备方法。本发明的制剂是一种含有有效成分一氯甲基吡啶的农用水乳剂型，其使用较少量的环保型溶剂代替了传统乳油剂型中含有大量苯类有机溶剂，大大减少了有机溶剂的用量，减少有机溶剂对环境的污染。该制剂施入土壤后，其有效成分可以有效地减缓氮肥中铵态氮向硝态氮的转化速率，减少NO2 —、N03 —的淋溶损失，也可进一步减少反硝化作用NOx逸出，从而提高氮肥利用率，增加作物产量，减少氮肥对环境的污染。
[0006]为达到上述目的，本发明的技术方案是:
一种环保型可控释氮肥的制剂，采用如下质量百分比的原料:
2-氯-6-三氯甲基吡啶 1% — 40% ；
溶剂1% — 60% ；
助剂1% — 25%;
水10% — 60%。
[0007]所述原料的质量百分比为:
2-氯-6-三氯甲基吡啶 20% — 30% ；
溶剂20% — 35%;
助剂5% — 15%;
水15% — 40%。
[0008]所述原料的质量百分比为:
2-氯-6-三氯甲基吡啶 25% ；
溶剂30% ；
助剂10% ；
水35%。
所述的溶剂为有机溶剂，采用芳烃溶剂、环烷油、芳烃油、石蜡油、氯代脂肪烃中的一种或几种混合物；所述的助剂为混合助剂，采用乳化剂、保护剂、稳定剂和抗冻剂中的一种或几种混合物；其中乳化剂采用烷基芳基磺酸盐类、聚氧乙烯醚类衍生物、木质素磺酸盐中的一种或几种混合物；保护剂采用羧酸盐类、季胺盐类、聚氧乙烯型、脂肪酸甘油酯类中的一种或几种混合物；稳定剂采用有机硅类、磷酸盐类、脲类中的一种或几种混合物；抗冻剂采用单元醇、二元醇、三元醇中的一种或几种混合物；所述的水采用自来水、蒸馏水、标准硬水中的一种。
[0009]所述的有机溶剂优选采用甲苯、1，2，4-三甲苯、异丙苯、环烷基橡胶油(苏州赛帕汉特种油品有限公司)、芳烃溶剂油(南京康宁石油化工有限公司)、甲苯中的一种或几种混合物；所述的乳化剂优选采用蓖麻油聚氧乙烯醚(山东天道生物工程有限公司)，三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚(山东天道生物工程有限公司)，烷基酚甲醛树脂聚氧乙烯醚(山东天道生物工程有限公司)，十二烷基苯磺酸钙(山东天道生物工程有限公司)中的一种或几种混合物；所述的保护剂优选采用脂肪醇聚氧乙烯醚(山东市兰山区绿森化工有限公司)；所述的稳定剂优选采用尿素、磷酸二氢钾中的一种或几种混合物；所述的抗冻剂优选采用丁醇、乙二醇、聚乙二醇中的一种或几种混合物。
[0010]一种环保型可控释氮肥的制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:1)采用权利要求I所述质量百分比的溶剂加入到1000L带搅拌和加热装置的反应釜中，再加入权利要求I所述质量百分比的2-氯-6-三氯甲基吡啶，加热至40_60°C左右，在此温度下搅拌保温1-2小时，冷却至室温；2)将权利要求1所述质量百分比的乳化剂和保护剂加入至步骤I)中，搅拌均匀，即得环保型可控释氮肥的制剂的原油乳液；3)将权利要求1所述质量百分比的稳定剂、抗冻剂溶解于水中，搅拌至全溶；4)将步骤3)所得的溶液转移至带有高剪切乳化装置的反应釜内，边剪切边加入步骤2)中制备的原油乳液，高速剪切乳化均匀后即得乳白色具有控制氮肥释放的制剂。
[0011]本发明中的2-氯-6-三氯甲基吡啶(CP)，其具有抑制土壤中亚硝化单胞菌属活性的作用。氮肥施入土壤后，其中的NH4+在亚硝化单胞菌属的作用下首先转化为NH2OH (羟胺)，而后进一步转化为NO2-，NO2—在硝化细菌的作用下从而转化为供作物吸收的N03 —。整个反应过程中羟胺是中间态物质，它可以释放出N2O温室气体，NO3—又可通过反硝化作用而产生N2O气体。氯甲基吡啶通过对土壤中亚硝化单细胞菌属活性的抑制，从而抑制了NH4+ — NH2OH — NO2 —的过程，相应地减缓了 NO2 —— NO3 —转化速率，最终减少了 NO2 —、NO3 一的淋溶损失，也减少了 N2O温室气体的排放。
[0012]本发明的有益效果是:本发明的制剂用于控制氮肥释放速率，减少氮素流失。采用随肥料一起进行滴灌、冲施、喷施施入土壤；也可随灌溉水流入土壤；也可随农药一起喷洒施入土壤。这几种使用方法中的任意一种均可实施。综上所述，本发明提供了一种安全环保、制备简单、使用方便的，能够控制氮肥释放速率的制剂及其制备方法。确切来说，是提供了一种新的土壤供氮方式，保持土壤中适宜的NH4+ / NO3—混合比例，增加氮肥利用率，提高作物产量，增强作物抗盐碱能力，同时，提供了一种具有氮肥控释功能的环保型新制剂，减少了溶剂的用量，降低了其对环境的污染。
【具体实施方式】
[0013]实施例1
本实施例的一种环保型可控释氮肥的制剂的制备方法:以质量百分比为:2_氯-6-三氯甲基吡啶25%，溶剂30%，助剂10%,水35%为原料，即250kg2-氯_6_三氯甲基吡啶、300kgl, 2，4-三甲苯一起投入到1000L带夹套和搅拌装置的搪玻璃反应釜中，加热至50°C，搅拌混合均勻，再加入7kg蓖麻油聚氧乙烯醚、7kg三苯乙基苯酹聚氧乙烯醚、7kg烧基酹甲醛树脂聚氧乙烯醚、19kg十二烷基苯磺酸钙和20kg脂肪醇聚氧乙烯醚ΑΕ03(山东市兰山区绿森化工有限公司)，充分搅拌混合，即得原油乳液。向另一只1000L带搅拌的反应釜内加入350kg蒸馏水、1kg尿素和30kg乙二醇，搅拌混匀后转移至带高速剪切装置的2000L反应釜内，在高速剪切的条件下缓慢投加上述1000L反应釜内的原油乳液，投加完成后高速剪切半小时，即得乳白色能够控制土壤氮肥释放的液体制剂。
[0014]本实施例的制剂用于控制氮肥释放速率，减少氮素流失。采用随肥料一起进行滴灌、冲施、喷施施入土壤；也可随灌溉水流入土壤；也可随农药一起喷洒施入土壤。这几种使用方法中的任意一种均可实施。综上所述，本实施例提供了一种安全环保、制备简单、使用方便的，能够控制氮肥释放速率的制剂及其制备方法。确切来说，是提供了一种新的土壤供氮方式，保持土壤中适宜的NH4+ / NO3—混合比例，增加氮肥利用率，提高作物产量，增强作物抗盐碱能力，同时，提供了一种具有氮肥控释功能的环保型新制剂，减少了溶剂的用量，降低了其对环境的污染。
[0015]实施例2
本实施例的一种环保型可控释氮肥的制剂的制备方法:以质量百分比为:2_氯-6-三氯甲基吡啶30%，溶剂35%，助剂12%，水23%为原料，即300kg2_氯-6-三氯甲基吡啶、350kg异丙苯一起投入到1000L带夹套和搅拌装置的搪玻璃反应釜中，加热至50°C，搅拌混合均勻，再加入8kg蓖麻油聚氧乙烯醚、8kg三苯乙基苯酹聚氧乙烯醚、8kg烧基酹甲醒树脂聚氧乙烯醚、26kg十二烷基苯磺酸钙和30kg脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3(山东市兰山区绿森化工有限公司)，充分搅拌混合，即得原油乳液。向另一只1000L带搅拌的反应釜内加入230kg蒸馏水、1kg磷酸二氢钾和30kg乙二醇，搅拌均匀后转移至带高速剪切装置的2000L反应釜内，在高速剪切的条件下缓慢投加上述原油乳液，投加完成后继续高速剪切半小时，即得乳白色能够控制土壤氮肥释放的液体制剂。
[0016]本实施例的制剂用于控制氮肥释放速率，减少氮素流失。采用随肥料一起进行滴灌、冲施、喷施施入土壤；也可随灌溉水流入土壤；也可随农药一起喷洒施入土壤。这几种使用方法中的任意一种均可实施。综上所述，本实施例提供了一种安全环保、制备简单、使用方便的，能够控制氮肥释放速率的制剂及其制备方法。确切来说，是提供了一种新的土壤供氮方式，保持土壤中适宜的NH4+ / NO3—混合比例，增加氮肥利用率，提高作物产量，增强作物抗盐碱能力，同时，提供了一种具有氮肥控释功能的环保型新制剂，减少了溶剂的用量，降低了其对环境的污染。
[0017]实施例3
本实施例的一种环保型可控释氮肥的制剂的制备方法:以质量百分比为:2_氯-6-三氯甲基吡啶20%，溶剂25%，助剂10%，水45%为原料，即200kg2-氯-6-三氯甲基吡啶、10kg芳烃溶剂油、150kgl，2，4-三甲苯一起投入到1000L带夹套和搅拌装置的搪玻璃反应釜中，加热至50°C,搅拌混合均勻，再加入20kg蓖麻油聚氧乙烯醚、20kg十二烧基苯磺酸I丐和20kg脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9 (山东市兰山区绿森化工有限公司)，充分搅拌混合，即得原油乳液。向另一只1000L带搅拌的反应爸内加入465kg蒸懼水、5kg尿素和20kg聚乙二醇,搅拌均匀后转移至带有高速剪切装置的2000L反应釜内，在高速剪切的条件下缓慢投加上述原油乳液，投加完成后继续高速剪切半小时，即得乳白色能够控制土壤氮肥释放的液体制剂。
[0018]本实施例的制剂用于控制氮肥释放速率，减少氮素流失。采用随肥料一起进行滴灌、冲施、喷施施入土壤；也可随灌溉水流入土壤；也可随农药一起喷洒施入土壤。这几种使用方法中的任意一种均可实施。综上所述，本实施例提供了一种安全环保、制备简单、使用方便的，能够控制氮肥释放速率的制剂及其制备方法。确切来说，是提供了一种新的土壤供氮方式，保持土壤中适宜的NH4+ / NO3—混合比例，增加氮肥利用率，提高作物产量，增强作物抗盐碱能力，同时，提供了一种具有氮肥控释功能的环保型新制剂，减少了溶剂的用量，降低了其对环境的污染。
[0019]实施例4
本实施例的一种环保型可控释氮肥的制剂的制备方法:以质量百分比为:2_氯-6-三氯甲基吡啶25%，溶剂30%，助剂10%,水35%为原料，即250kg2-氯_6_三氯甲基吡啶、250kgl20#芳烃溶剂油(南京康宁石油化工有限公司)、50kg环烷基橡胶油(苏州赛帕汉特种油品有限公司)一起投入到1000L带夹套和搅拌装置的搪玻璃反应釜中，加热至55°C，搅拌混合均勻，再加入7kg蓖麻油聚氧乙烯醚、7kg三苯乙基苯酹聚氧乙烯醚、7kg烧基酹甲醒树脂聚氧乙烯醚、19kg十二烧基苯磺酸I丐和20kg脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3(山东市兰山区绿森化工有限公司)，充分搅拌混合，得原油乳液。向另一只1000L带搅拌的反应釜内加入350kg标准硬水、1kg尿素和30kg聚乙二醇，搅拌均匀后转移至带高速剪切装置的2000L反应釜内，在高速剪切的条件下缓慢投加上述原油乳液，投加完成后继续高速剪切半小时，即得乳白色能够控制土壤氮肥释放的液体制剂。
[0020]本实施例的制剂用于控制氮肥释放速率，减少氮素流失。采用随肥料一起进行滴灌、冲施、喷施施入土壤；也可随灌溉水流入土壤；也可随农药一起喷洒施入土壤。这几种使用方法中的任意一种均可实施。综上所述，本实施例提供了一种安全环保、制备简单、使用方便的，能够控制氮肥释放速率的制剂及其制备方法。确切来说，是提供了一种新的土壤供氮方式，保持土壤中适宜的NH4+ / NO3—混合比例，增加氮肥利用率，提高作物产量，增强作物抗盐碱能力，同时，提供了一种具有氮肥控释功能的环保型新制剂，减少了溶剂的用量，降低了其对环境的污染。
[0021]实施例5
本实施例的一种环保型可控释氮肥的制剂的制备方法:以质量百分比为:2_氯-6-三氯甲基吡啶17%,溶剂21%，助剂9%，水53%为原料，即170kg2-氯_6_三氯甲基吡啶、170kgl20#芳烃溶剂油和30kg甲苯一起投入到1000L带夹套和搅拌装置的搪玻璃反应釜中，加热至60°C,搅拌混合均勻，再加入5kg蓖麻油聚氧乙烯醚、5kg三苯乙基苯酹聚氧乙烯醚、5kg烷基酚甲醛树脂聚氧乙烯醚、15kg十二烷基苯磺酸钙和20kg脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3(山东市兰山区绿森化工有限公司)，充分搅拌混合，得原油乳液。向另一只1000L带搅拌的搪玻璃反应爸内加入530kg蒸懼水、1kg尿素和30kg乙二醇,搅拌均勻后转移至带高速剪切装置的2000L反应釜内，在高速剪切的条件下缓慢投加上述原油乳液，投加完成后继续高速剪切半小时，即得乳白色能够控制土壤氮肥释放的液体制剂。
[0022]本实施例的制剂用于控制氮肥释放速率，减少氮素流失。采用随肥料一起进行滴灌、冲施、喷施施入土壤；也可随灌溉水流入土壤；也可随农药一起喷洒施入土壤。这几种使用方法中的任意一种均可实施。综上所述，本实施例提供了一种安全环保、制备简单、使用方便的，能够控制氮肥释放速率的制剂及其制备方法。确切来说，是提供了一种新的土壤供氮方式，保持土壤中适宜的NH4+ / NO3—混合比例，增加氮肥利用率，提高作物产量，增强作物抗盐碱能力，同时，提供了一种具有氮肥控释功能的环保型新制剂，减少了溶剂的用量，降低了其对环境的污染。
[0023]实施例6
本实施例的一种环保型可控释氮肥的制剂的制备方法:以质量百分比为:2_氯-6-三氯甲基吡啶40%，溶剂30%，助剂15%，水15%为原料，即400kg2-氯-6-三氯甲基吡啶、300kg甲苯投入到1000L带夹套和搅拌装置的搪玻璃反应釜中，加热至50°C，搅拌混合均匀，再加入13kg蓖麻油聚氧乙烯醚、13kg三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚、13kg烷基酚甲醛树脂聚氧乙烯醚、41kg十二烷基苯磺酸钙和30kg脂肪醇聚氧乙烯醚AEO9 (山东市兰山区绿森化工有限公司)，充分搅拌混合，得原油乳液。向另一只1000L带搅拌的反应釜内加入150kg蒸馏水、1kg磷酸二氢钾和30kg 丁醇，搅拌均匀后转移至到高速剪切装置的2000L反应釜内，在高速剪切的条件下缓慢投加上述原油乳液，投加完成后继续高速剪切半小时，即得乳白色能够控制土壤氮肥释放的液体制剂。
[0024]本实施例的制剂用于控制氮肥释放速率，减少氮素流失。采用随肥料一起进行滴灌、冲施、喷施施入土壤；也可随灌溉水流入土壤；也可随农药一起喷洒施入土壤。这几种使用方法中的任意一种均可实施。综上所述，本实施例提供了一种安全环保、制备简单、使用方便的，能够控制氮肥释放速率的制剂及其制备方法。确切来说，是提供了一种新的土壤供氮方式，保持土壤中适宜的NH4+ / NO3—混合比例，增加氮肥利用率，提高作物产量，增强作物抗盐碱能力，同时，提供了一种具有氮肥控释功能的环保型新制剂，减少了溶剂的用量，降低了其对环境的污染。
【权利要求】
1.一种环保型可控释氮肥的制剂，其特征在于，采用如下质量百分比的原料: 2-氯-6-三氯甲基吡啶 1% — 40% ； 溶剂1% — 60% ； 助剂1% — 25%; 水10% — 60%。
2.如权利要求1所述的一种环保型可控释氮肥的制剂，其特征在于，所述原料的质量百分比为: 2-氯-6-三氯甲基吡啶 20% — 30% ； 溶剂20% — 35% ； 助剂5% — 15%; 水15% — 50%。
3.如权利要求2所述的一种环保型可控释氮肥的制剂，其特征在于，所述原料的质量百分比为: 2-氯-6-三氯甲基吡啶 25% ； 溶剂30% ； 助剂10% ；水35%。
4.如权利要求1或2或3所述的一种环保型可控释氮肥的制剂，其特征在于:所述的溶剂为有机溶剂，采用芳烃溶剂、环烷油、芳烃油、石蜡油、氯代脂肪烃中的一种或几种混合物；所述的助剂为混合助剂，采用乳化剂、保护剂、稳定剂和抗冻剂中的一种或几种混合物；其中乳化剂采用烷基芳基磺酸盐类、聚氧乙烯醚类衍生物、木质素磺酸盐中的一种或几种混合物；保护剂采用羧酸盐类、季胺盐类、聚氧乙烯型、脂肪酸甘油酯类中的一种或几种混合物；稳定剂采用有机硅类、磷酸盐类、脲类中的一种或几种混合物；抗冻剂采用单元醇、二元醇、三元醇中的一种或几种混合物；所述的水采用自来水、蒸馏水、标准硬水中的一种。
5.如权利要求4所述的一种环保型可控释氮肥的制剂，其特征在于，所述的有机溶剂采用甲苯、1，2，4-三甲苯、异丙苯、环烷基橡胶油、芳烃溶剂油、一氯代苯中的一种或几种混合物；所述的乳化剂采用蓖麻油聚氧乙烯醚，三苯乙基苯酚聚氧乙烯醚，烷基酚甲醛树脂聚氧乙烯醚，十二烷基苯磺酸钙中的一种或几种混合物；所述的保护剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚；所述的稳定剂采用尿素、磷酸二氢钾中的一种或几种混合物；所述的抗冻剂采用丁醇、乙二醇、聚乙二醇中的一种或几种混合物。
6.一种如权利要求1所述的环保型可控释氮肥的制剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤:1)采用权利要求1所述质量百分比的溶剂加入到1000L带搅拌和加热装置的反应釜中，再加入权利要求1所述质量百分比的2-氯-6-三氯甲基吡啶，加热至40-60°C左右，在此温度下搅拌保温1-2小时，冷却至室温；2)将权利要求1所述质量百分比的乳化剂和保护剂加入至步骤I)中，搅拌均匀，即得环保型可控释氮肥的制剂的原油乳液；3)将权利要求I所述质量百分比的稳定剂、抗冻剂溶解于水中，搅拌至全溶；4)将步骤3)所得的溶液转移至带有高剪切乳化装置的反应釜内，边剪切边加入步骤2)中制备的原油乳液，高速剪切乳化均匀后即得乳白色具有控制氮肥释放的制剂。
【文档编号】C05G3/08GK104276907SQ201410584553
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年10月28日 优先权日:2014年10月28日
【发明者】戴锋, 孔令山 申请人:浙江奥复托化工有限公司