发明领域
本发明的实施方式涉及多磷酸钾钙的稳定水性分散体。其它实施方式涉及用于制备多磷酸钾钙的稳定水性分散体的方法，并且另外其它的实施方式涉及多磷酸钾钙的稳定分散体作为液体肥料的用途。
背景技术：
已经提出二价金属磷酸盐用作肥料。这些化合物有利地提供了多种营养物质，并呈现出缓慢受控释放的性质。迄今为止，已经生产二价金属磷酸盐作为固体材料，因此其作为植物营养物质使用的技术仅限于以例如丸粒形式的固体施加。例如，美国专利第5,374,294号教导了受控缓释的钾二价金属磷酸盐组合物。这些组合物通过浓氢氧化钾、二价金属氧化物粉末以及浓磷酸进行共反应来制备。该反应产生半干颗粒状的不溶于水的钾二价金属磷酸盐。
技术实现要素：
本发明的一个或多个实施方式提供了一种水性分散体，其包含水、以及分散在水中的多磷酸钾钙。
其它实施方式提供了用于制备可流动液体肥料的方法，所述方法包括如下步骤：提供多磷酸钾的溶液；以及将水溶性钙盐引入该焦磷酸四钾的水性溶液中，以形成水性分散体形式的可流动液体肥料。
本发明的其它实施方式提供了将焦磷酸二钾钙(dipotassium calcium pyrophosphate)作为肥料施加至植物的方法，所述方法包括：提供多磷酸钾钙的水性分散体；以及将所述多磷酸钾钙的水性分散体施加至植物。
说明性实施方式的详述
本发明的实施方式至少部分基于多磷酸钾钙(例如焦磷酸二钾钙)的稳定水性分散体的发现。通过首先提供多磷酸钾的水性溶液，然后将水溶性钙盐引入该溶液中以由此形成水性分散体，以逐步反应独特地制备水性分散体。因此，虽然多磷酸钾钙明显不溶于水，但是，出人意料地发现可以通过实施本发明的实施方式获得稳定的可流动水性分散体。稳定的水性分散体有利地提供了用于以液体肥料方式为植物提供营养物质的新型方法。
生产水性分散体的方法
如上所，多磷酸钾钙的水性分散体通过包括如下步骤的方法进行制备：(i)提供多磷酸钾的水性溶液，以及(ii)将水溶性钙盐引入该溶液中以由此形成水性分散体。在这些或其它实施方式中，可以将农用化学品(例如，植物营养化合物、植物生长调节剂、和/或植物有益微生物)添加到水性分散体中。
焦磷酸四钾溶液的制备
在一个或多个实施方式中，多磷酸钾是焦磷酸四钾。在一个或多个实施方式中，焦磷酸四钾的水性溶液通过将焦磷酸四钾简单溶解于水中来制备。有利地是，焦磷酸四钾易溶于水。在其它实施方式中，所需多磷酸钾(如焦磷酸四钾)可以在原位形成；换言之，其在水中形成以由此形成水性溶液。例如，焦磷酸二钾可以加入具有氢氧化钾的水，以提供所需水性溶液。或者，纯焦磷酸可以与合适量的氢氧化钾混合，以提供所需水性溶液。
在一个或多个实施方式中，水性溶液中焦磷酸四钾的浓度可以焦磷酸四钾相对于水的重量份进行描述。在一个或多个实施方式中，相对于每100重量份的水，焦磷酸四钾溶液包含至少10重量份的焦磷酸四钾，在其它实施方式中包含至少50重量份的焦磷酸四钾，在其它实施方式中包含至少100重量份的焦磷酸四钾，在其它实施方式中包含至少150重量份的焦磷酸四钾，以及在其它实施方式中包含至少200重量份的焦磷酸四钾。在这些或其它实施方式中，相对于每100重量份的水，焦磷酸四钾溶液包含至多1000重量份的焦磷酸四钾，在其它实施方式中包含至多500重量份的焦磷酸四钾，在其它实施方式中包含至多350重量份的焦磷酸四钾，在其它实施方式中包含至多300重量份的焦磷酸四钾，以及在其它实施方式中包含至多250重量份的焦磷酸四钾。在一个或多个实施方式中，相对于每100重量份的水，焦磷酸四钾溶液包含约10至约1000重量份的焦磷酸四钾，在其它实施方式中包含约150至约300重量份的焦磷酸四钾，以及在其它实施方式中包含约200至约250重量份的焦磷酸四钾。
在一个或多个实施方式中，焦磷酸四钾溶液制备可以在标准条件下发生。例如，在一些具体实施方式中，溶液可以在环境温度下制备。在一个或多个实施方式中，焦磷酸四钾溶液可以在低于150℃的温度下制备，在其它实施方式中在低于125℃的温度下制备，在其它实施方式中在低于100℃的温度下制备，在其它实施方式中在低于80℃的温度下制备，在其它实施方式中在低于60℃的温度下制备，并且在其它实施方式中在低于40℃的温度下制备。在这些或其它实施方式中，焦磷酸四钾溶液可以在高于20℃的温度下制备，在其它实施方式中在高于30℃的温度下制备，在其它实施方式中在高于40℃的温度下制备，在其它实施方式中在高于50℃的温度下制备，并且在其它实施方式中在高于60℃的温度下制备。在具体实施方式内，在制备期间焦磷酸四钾溶液的温度可以维持在窄的温度变化内；例如，温度可以维持在±15℃内，在其它实施方式中可以维持在±10℃内，在其它实施方式中可以维持在±5℃内，并且在其它实施方式中可以维持在±3℃内。
在一个或多个实施方式中，焦磷酸四钾溶液制备可以在大气压下发生。在其它实施方式中，溶液可以在例如小于0.5个大气压的真空下进行制备，或者在其他实施方式中在例如小于0.25个大气压的真空下进行制备。在其它的实施方式中，溶液可以在升高的压力下制备。在一个或多个实施方式中，溶液可以通过使用常规乳化技术和设备进行制造。
水溶性钙盐的引入
如上所述，将水溶性钙盐引入多磷酸钾(例如焦磷酸四钾)的水性溶液中。不希望受限于任何特定的理论，认为多磷酸钾和水溶性钙盐反应或相互作用以产生可以由分子式CaK2P2O7表示的焦磷酸二钾钙。然而，本发明的实施方式不受限于所生产的焦磷酸二钾钙的精确结构和纯度。对本领域技术人员而言，明显的是，优化本发明的所公布的比率和反应条件可以产生略微不同的多磷酸钾钙组合物。例如，一个如此形式可以是单体物质的CaK2P2O7和聚合物质的Ca10K4(P2O7)6以各分子不同浓度的胶体的水性分散体的混合物。术语“焦磷酸二钾钙”将用于表示该反应产物。
在一个或多个实施方式中，水溶性钙盐可以包括：醋酸钙、硫代硫酸钙、甲酸钙、硝酸钙、氯化钙、及其两种或更多种的混合物。在一些具体实施方式中，采用无水醋酸钙。在一个或多个实施方式中，无水醋酸钙可以表征为至少98％的纯度，或者在其它实施方式中，可以表征为至少99％的纯度。在其它实施方式中，采用醋酸钙一水合物。在其它具体实施方式，组合使用氯化钙和醋酸钙，该组合有利地解决了溶解度和成本问题。
在一个或多个实施方式中，引入焦磷酸四钾水性混合物的水溶性钙盐(例如，醋酸钙)的量可以基于水溶性钙盐中的钙的摩尔数与焦磷酸四钾中磷的摩尔数(即，Ca的摩尔数与P的摩尔数)的摩尔比进行描述。在一个或多个实施方式中，水溶性钙盐中的钙的摩尔数与焦磷酸四钾中磷的摩尔数的摩尔比可以为至少1:0.5，在其它实施方式中可以是至少1:1，在其它实施方式中可以是至少1:2，在其它实施方式中可以是至少1:3，并且在其它实施方式中可以是至少1:3.5。在一个或多个实施方式中，水溶性钙盐中的钙的摩尔数与焦磷酸四钾中磷的摩尔数的摩尔比可以为最多1:10，在其它实施方式中可以是最多1:7，在其它实施方式中可以是最多1:6，在其它实施方式中可以是最多1:5，并且在其它实施方式中可以是最多1:4.5。在一个或多个实施方式中，水溶性钙盐中的钙的摩尔数与焦磷酸四钾中磷的摩尔数的摩尔比可以为约1:1至约1:7，在其它实施方式中可以是约1:2至约1:6，在其它实施方式中可以是约1:3至约1:5，在其它实施方式中可以是约1:3.5至约1:4.5。
在一个或多个实施方式中，焦磷酸二钾钙的制备(即，加入水溶性钙盐并随后反应的步骤)可以在标准条件下发生。这可以包括在水溶性钙盐引入时多磷酸钾的水性溶液的温度。这还可以包括在加入水溶性钙盐后搅拌混合物和/或反应产物时的温度。例如，在一些具体实施方式中，焦磷酸二钾钙可以在环境温度下制备。在一个或多个实施方式中，焦磷酸二钾钙可以在低于150℃的温度下制备，在其它实施方式中在低于125℃的温度下制备，在其它实施方式中在低于100℃的温度下制备，在其它实施方式中在低于80℃的温度下制备，在其它实施方式中在低于60℃的温度下制备，并且在其它实施方式中在低于40℃的温度下制备。在这些或其它实施方式中，焦磷酸二钾钙可以在高于20℃的温度下制备，在其它实施方式中在高于30℃的温度下制备，在其它实施方式中在高于40℃的温度下制备，在其它实施方式中在高于50℃的温度下制备，并且在其它实施方式中在高于60℃的温度下制备。在一些具体实施方式内，反应混合物的温度可以维持在窄的温度变化内；例如，温度可以维持在±15℃内，在其它实施方式中可以维持在±10℃内，在其它实施方式中可以维持在±5℃内，并且在其它实施方式中可以维持在±3℃内。
在一个或多个实施方式中，焦磷酸二钾钙的制备可以在大气压下发生。在其它实施方式中，焦磷酸二钾钙可以在例如小于0.5个大气压的真空下进行制备，或者在其他实施方式中在例如小于0.25个大气压的真空下进行制备。在其它的实施方式中，混合物可以在升高的压力下制备。
在一个或多个实施方式中，焦磷酸二钾钙可以通过使用常规混合技术和设备进行制造。在一个或多个实施方式中，多磷酸钾的水性溶液可以在引入水溶性钙盐期间进行搅拌。这可以包括高剪切混合或高强力混合，其可以通过例如转子-定子混合机、均质机、胶体磨或超高剪切混合机来提供。类似地，所得到的混合物和/或反应产物可以使用常规混合技术来混合。在一个或多个实施方式中，所获得的混合物和/或反应产物可以进行搅拌以获得所需粒度。在引入水溶性钙盐之后的该混合可以包括高剪切混合，其可以通过例如转子-定子混合机、均质机、胶体磨或超高剪切混合机来提供。在一个或多个实施方式中，所获得的混合物和/或反应产物进行乳化。在一个或多个实施方式中，采用乳化以制备焦磷酸四钾的溶液。在这些或其它实施方式中，在引入水溶性钙盐的过程中使用乳化。在一个或多个实施方式中，在引入水溶性钙盐之后使用乳化。尽管已经发现反应物的性质和反应物的相对量最终决定了可以获得的粒度，但本领域技术人员将认识到混合强度、特别是赋予所得混合物和/或反应产物的混合强度与在任何给定混合温度下提供所需粒度的特定搅拌水平可能需要的时间成反比。
在一个或多个实施方式中，焦磷酸钙的水性分散体的pH可以进行调整以实现所需pH。这可以通过例如加入有机酸来完成。可用的有机酸包括：冰醋酸、醋酸溶液(例如90％溶液)、甲酸、马来酸、琥珀酸、丙酸、柠檬酸、或这些酸中两种或更多种的组合。pH的调节可以在加入其它任选的农用化学品之前或之后进行。
在焦磷酸二钾钙形成后，并且任选地在调节分散体的pH之后，可以将其他成分加入水性分散体中。这些其它成分可以包括本领域中常规的成分和/或佐剂。例如，可以包括一种或多种杀生物剂，例如但不限于六羟基1,3,5三(2-羟乙基)-均三嗪(symtriazine)，其可以商品名Glokill 77或Emulcid购得。在这些或其他实施方式中，可以引入一种或多种消泡剂。可用的消泡剂包括但不限于：聚二甲基硅氧烷，其可以商品名Gensil 2030、Silfax和Ziameter购得。本领域技术人员将能够根据所需需求容易地确定其他成分和/或佐剂的合适量。
任选的农用化学品的添加
如上所述，可以将一种或多种农用化学品加入水性分散体中。例如可以将植物营养化合物、植物生长调节剂、植物有益微生物、土壤调节剂、和/或植物生物刺激剂添加到水性分散体中。加入水性分散体的这些化学品的量可以基于多个因素进行变化，例如但不限于作物类型、生长阶段或土壤类型以及土壤的已知营养状况。
在一个或多个实施方式中，可用的植物营养化合物包括氮源。包括受控释放氮源的示例性氮替代品包括尿素，硝酸钾，硝酸铵，硫酸铵，尿素硝酸铵(urea ammonium nitrate)，硝酸钙，硝酸镁和源自植物、动物或鱼类来源的有机氮，例如蛋白质水解物、鱼乳(fish emulsion)或玉米浆。
在其它实施方式中，植物营养化合物可以包括宏观、中级或植物微量营养物的来源。
示例性的含钾植物微量营养物包括但不限于硫代硫酸钾、氯化钾、硝酸钾、硫酸钾、硫酸钾镁。
示例性含磷植物微量营养物包括但不限于磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、磷酸钙、焦磷酸四钾、多磷酸铵、三聚磷酸钠、磷酸和亚磷酸。
示例性的含硫植物微量营养物包括但不限于硫酸钙、硫酸镁、硫代硫酸钙、硫代硫酸镁、硫代硫酸钾、硫代硫酸铵、硫酸钾、硫酸氢钾。
其它示例性植物微量营养物包括但不限于硫酸铁、硫酸锰、硫酸铜、硫酸锌、硼酸、钼酸钠、钼酸铵、氯化铁、氯化锌、硝酸锌、以及它们的螯合物(即，它们的螯合形式)。
示例性植物生长调整剂或调节剂包括但不限于：合成形式或天然衍生形式的生长素和细胞分裂素，如海藻或海藻提取物。
示例性植物有益微生物包括但不限于：芽孢杆菌属(Bacillus spp)、类芽孢杆菌属(Paenobacillus spp)、短芽孢杆菌属(Brevibacillus spp)、绿僵菌属(Metarhizium spp)、木霉属(Trichoderma spp)、球囊霉属(Glomus spp)、囊状树霉菌根(Vesicular Arbuscular Mycorrhizae)、根瘤菌属(Rhizobium spp)、短根瘤菌属(Bradyrhizobium)、拟青霉属(Paecilomyces spp)和白僵菌属(Beauveria spp)。
示例性的土壤调节剂和/或植物生物刺激剂包括但不限于腐殖酸和富里酸，其可以是液体腐植酸钾(Supa Humus 26，Agrichem公司)、液体富里酸钾(Supa Fulvic 6，Agrichem公司)、粉末/片状或结晶腐植酸钾和粉末/片状或结晶富里酸钾。腐殖酸和富里酸可以源自泥煤、风化褐煤或二道抹灰。除了腐殖酸和富里酸之外，还可使用木素磺酸铵、木素磺酸钾、和木素磺酸钠，例如但不限于Marasperse AG和Borregro HA-1粉末(Borregaard木质素技术公司(Borregaard Lignothech))。
后处理技术和过程
在一个或多个实施方式中，焦磷酸二钾钙的水性分散体可以在储存、运输和/或使用前进行一次或多次后处理过程。例如，在一个或多个实施方式中，水性分散体可以进行过滤以去除在合成过程中从原料释放的加工碎屑或原料杂质。这可以包括通过100微米至1微米的筛网或毡织物的过滤袋来过滤水性分散体，但是本领域技术人员可以选择更细的过滤材料以实现更小的粒度。
水性分散体的特性
如上所述，认为本文所述的方法产生了焦磷酸二钾钙的水性分散体。该分散体可以通过一个或多个有利特性进行表征。
在一个或多个实施方式中，焦磷酸二钾钙的水性分散体的特征为至少6.0的pH，在其它实施方式中为至少7.0的pH，在其它实施方式中为至少8.0的pH，在其它实施方式中为至少8.5的pH，并且在其它实施方式中为至少8.7的pH。在一个或多个实施方式中，焦磷酸二钾钙的水性分散体的特征为最高14的pH，在其它实施方式中为最高12的pH，在其它实施方式中为最高10的pH，在其它实施方式中为最高9.5的pH，并且在其它实施方式中为最高9.0的pH。在一个或多个实施方式中，焦磷酸二钾钙的水性分散体的特征为约6.0至约14的pH，在其它实施方式中为约7.0至约12的pH，在其它实施方式中为约8.0至约10的pH，并且在其它实施方式中为约8.5至约9.5的pH。目标pH的选择取决于制剂的最终应用和/或可添加至组合物的可选农用化学品的选择。
在一个或多个实施方式中，焦磷酸二钾钙的水性分散体的特征在于有利的粒度。在一个或多个实施方式中，分散体中的颗粒可以通过一定的分布进行定量表征，其中，所述分布为至少90％分散在水性分散体内的颗粒具有小于1微米的粒度，在其它实施方式中为至少95％，并且在其它实施方式中为至少99％。在一个或多个实施方式中，至少90％的分散颗粒具有0.1至0.5微米、或0.2至0.4微米的平均粒度，在其它实施方式中为至少95％的颗粒，并且在其它实施方式中为至少99％的颗粒。在一个或多个实施方式中，本发明的水性分散体的特征为分散体是胶体分散体，本领域技术人员理解为是指分散颗粒的平均粒度小于1.0微米且通常在约0.1微米至约1.0微米的范围内。在这些或其它实施方式中，在分散体中的颗粒可以通过小于或等于20μm的D50(即，50％的颗粒具有等于或低于该特定长度的直径)进行定量表征，在其它实施方式中为小于10μm的D50，在其它实施方式中为小于5μm的D50，在其它实施方式中为小于3μm的D50，并且在其它实施方式中为小于1μm的D50。在这些或其它实施方式中，在分散体中的颗粒可以通过小于或等于50μm的D90(即，90％的颗粒具有等于或低于该特定长度的直径)进行定量表征，在其它实施方式中为小于25μm的D90，在其它实施方式中为小于12μm的D90，在其它实施方式中为小于5μm的D90，在其它实施方式中为小于3μm的D90，并且在其它实施方式中为小于1μm的D90。
在一个或多个实施方式中，焦磷酸二钾钙的颗粒的特征可以是小板或片状形状。这些小板颗粒的特征为具有小于1微米的至少一个尺寸，在其它实施方式中为小于0.5微米，在其它实施方式中为小于0.3微米，在其它实施方式中为小于1.5微米，在其它实施方式中为小于1.0微米。也可使用其它颗粒形状。在一个或多个实施方式中，这些其它形状(例如，针状或立方体)可以具有大于1:6的相对于颗粒总表面的接触表面积(即，与基底接触的颗粒表面，例如，植物叶部的表面)，在其他实施方式中为大于1:4，在其他实施方式中为大于1:3，在其他实施方式中为大于1:2.5。
在一个或多个实施方式中，焦磷酸二钾钙的水性分散体的特征为至少900cp的布氏粘度(使用Brookfield RVT，芯轴3#，25℃，50rpm进行测定)，在其它实施方式中为至少1,000cp的布氏粘度，在其它实施方式中为至少1,200cp的布氏粘度，并且在其它实施方式中为至少1,500cp的布氏粘度。在一个或多个实施方式中，焦磷酸二钾钙的水性分散体的特征为低于5,000cp的布氏粘度，在其它实施方式中为低于3,000cp的布氏粘度，在其它实施方式中为低于2,700cp的布氏粘度，并且在其它实施方式中为低于2,500cp的布氏粘度。在一个或多个实施方式中，焦磷酸二钾钙的水性分散体的特征为约900至约5,000cp的布氏粘度，在其它实施方式中为约1,000cp至约3000cp的布氏粘度，在其它实施方式中为约1,200cp至约2,700cp的布氏粘度，并且在其它实施方式中为约1,500cp至约2,500cp的布氏粘度。
在一个或多个实施方式中，根据本发明制备的分散体包括悬浮固体以及已溶解固体的混合物。固体含量可以基于加入的植物营养化合物或植物生长调节剂进行变化。在一个或多个实施方式中，总固体含量在40重量/重量％至60重量/重量％之间变化，或者，在其它实施方式中在45重量/重量％至55重量/重量％之间变化。在一个或多个实施方式中，悬浮的亚微米级固体含量在15重量/重量％至25重量/重量％之间变化，或者，在其它实施方式中在约18重量/重量％至22重量/重量％之间变化。
在一个或多个实施方式中，焦磷酸二钾钙的水性分散体的特征在于有利的保质期，其可以通过CIPAC方法：通过加热的MT 46加速储存试验(2005年12月，农药产品储存稳定性数据生成指南(Guidelines for Generation of Storage Stability Data of Agricultural Chemical Products))来确定。在一个或多个实施方式中，保质期可以为至少12个月，在其它实施方式中可以为至少18个月，并且在其它实施方式中可以为至少24个月。
在一个或多个实施方式中，根据本发明制备的焦磷酸二钾钙的水性分散体的特征可以是有利的ζ电势，其可以通过微量电泳和/或电泳光散射来确定。在一个或多个实施方式中，ζ电势在7+/-1的pH条件下为大于+30毫伏，在其它实施方式中为大于+35毫伏，在其它实施方式中为大于+40毫伏，并且在其它实施方式中为大于+45毫伏。在其它实施方式中，在约6.0至约14的pH下、在其它实施方式中约7.0至约12的pH下、在其它实施方式中约8.0至约10的pH下、在其它实施方式中约8.5至约9.5的pH下ζ电势小于-30毫伏，在其它实施方式中小于-35毫伏，在其它实施方式中大于-40毫伏，在其它实施方式中小于-45毫伏。
在一个或多个实施方式中，根据本发明制备的焦磷酸二钾钙的水性分散体的特征可以为约1.3至约1.9的折射率，在其它实施方式中为约1.4至约1.8的折射率，并且在其它实施方式中为约1.4至约1.7的折射率。
作为液体肥料的用途
如上所述，根据本发明制备的焦磷酸二钾钙的水性分散体可以有利地用作液体肥料。这些液体肥料可以有利地作为可流动液体通过叶部施加直接施加至植物。在其它实施方式中，这些液体肥料可以施加至土壤，例如但不限于砂子、淤泥和粘土。在其它实施方式中，这些液体肥料可以直接添加到无土栽培体系中所用的营养物溶液中，例如但不限于水培法，营养物膜技术，以及采用介质(如古柯泥煤(coca peat)、椰壳纤维和岩棉)的那些施肥/灌溉系统。在其它实施方式中，这些分散体可以直接施加到种子上(即，种子包衣(seed coating)、拌种(seed dressing)和种子处理)。在其它实施方式中，本发明的分散体可以用于可用于涂覆和/或浸渍固体肥料颗粒和丸粒，例如但不限于磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾和尿素。在其它实施方式中，本发明的分散体可以在其生产期间分散到其它肥料中，例如，其可以分散达尿素熔体(例如150℃的尿素熔料)中并冷却。有利的是，当将本发明的分散体与商品肥料的制造和/或将分散体作为表面涂料加入到商品肥料之后，宽范围的加载量是可能的。
在一个或多个实施方式中，虽然如上所述的焦磷酸二钾钙的水性分散体可以相当浓，这可以便于运输和储存，然后可以在现场使用之前将这些水性分散体进行稀释。例如，本领域技术人员将能够基于焦磷酸二钾钙和/或补充肥料(例如氮源)所需的使用率来制备并使用经稀释的组合物。
在本发明一个或多个实施方式中制备的分散体有利地与在水性溶液中的其它农用化学品相容。例如，焦磷酸二钾钙的水性分散体可以与例如磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、和尿素的浓(包括饱和)溶液混合，同时维持焦磷酸二钾钙的分散和补充化学品(例如磷酸氢二铵)的溶解度。此外，可以制备这些相容的液体肥料系统，而无需使用螯合物。此外，这些液体肥料系统包括不溶性焦磷酸二钾钙与农用化学品的浓溶液的相容掺混物，其有利地对于长时间例如至少1天是稳定的，在其他实施方案中为至少3天，在其他实施方案中为至少1周。
焦磷酸二钾钙的水性分散体和其稀释的组合物可以通过采用不同技术施加到植物上。在一个或多个实施方式中，采用喷洒技术。在其它实施方式中，根据本发明制造的液体肥料可以通过土壤施加至植物。已知的技术包括：用水分散体使周围的土壤饱和或浇淋。具体的施加方法可以采用：喷雾杆、手动喷雾器、低容量施涂器、高和低容量现场安装设备、空中喷雾器、受控滴灌施涂器(controlled droplet applicator)、CDA设备、和/或它们的组合。
本发明的液体肥料可以有利地施加至各种农作物。并且，发现根据本发明制备的焦磷酸二钾钙具有多种农业优势。例如，根据本发明制备的焦磷酸二钾钙被认为提高了土壤中营养物(例如，钾、钙和磷)的迁移和移位。而且，焦磷酸二钾钙被认为有助于对植物的营养物质长期供应，并保护营养物以免化学品和土壤结合。
为了说明本发明的实施，已经制备和测试了以下实施例。然而，实施例不应视为对本发明范围的限制。权利要求将用于限定本发明。
实验部分
实施例1
向2升有刻度的聚丙烯烧杯中加入320克水和575克焦磷酸四钾(96.0％最低纯度)以形成焦磷酸四钾的溶液(TKPP溶液)。使用配有40cm长、4叶5cm不锈钢桨叶的IKA Rw20n台式顶挂式混合器(bench-top overhead mixer)以1700rpm来搅拌烧杯。应注意，pH为12.1。
向单独的1升有刻度的聚丙烯烧杯中加入340克水和125克无水醋酸钙(98.0％最低纯度)以形成醋酸钙溶液。搅拌第二个烧杯直至固体完全溶解，形成澄清的无色溶液。注意到pH为9.2。
在2分钟的时间内将溶解的乙酸钙加入到具有TKPP溶液的烧杯中以产生不溶性的焦磷酸钾钙(potassium calcium pyrophosphate)颗粒。在添加醋酸钙结束时混合物的温度为48℃。混合在1700rpm继续60分钟，此时在1分钟的时间内缓慢加入30克冰醋酸。混合以1700rpm再继续6小时，此时将50克水合胶基添加到混合物中，然后加入0.5克消泡剂。混合以1700rpm继续1小时。然后加入水以形成一升的混合物。
该实施例所采用的成分总结于下表中。进行物理和化学测试，并且结果也在下表中提供。比重在25℃下使用DMA35密度计进行，pH在25℃下测定，粘度在25℃下使用具有#3芯轴的Brookfield RVT粘度计来测定，粒度使用Malvern Mastersizer 2000测定，元素含量使用电感耦合等离子体光学发射光谱仪来测定，不溶物含量使用重量法(涉及样品稀释、固体沉降，然后使得固体干燥)来测定。
该实施例显示了本发明的至少一些优势，除了其它有益性质之外，分散体具有有利的粘度和粒度。
实施例2
分散体通过使用与实施例1相同的一般过程进行制备，不同的是：试剂的量减少(10％)，并且包含可选的农用化学品。在此情况下，加入89克的苏帕锌(Supa Zinc，Agrichem公司)。苏帕锌含有以EDTA锌的二钾盐形式存在的5.9重量/重量％的锌。该实施例所采用的成分总结于上表中。同样进行物理和化学测试，并且结果列于上表中。
该实施例说明其它肥料成分可以容易地加入组合物中。而且，组合物可以通过减少焦磷酸钾钙的量以加入0.3重量/重量％的锌来进行改变。该实施例还说明：有利的分散可以在保持适当的摩尔比的同时用改变基础成分的量来实现。
实施例3
分散体通过使用与实施例1相同的一般过程进行制备，不同的是：使用硫代硫酸钙替代醋酸钙。该实施例所采用的成分总结于上表中。同样进行物理和化学测试，并且结果列于上表中。
该实施例证实其它水溶性钙盐可以替代醋酸钙以获得类似的结果。
实施例4
分散体通过使用与实施例1相同的一般过程进行制备，不同的是：钙与磷的比率从1:4.2降低为1:2.2。该实施例所采用的成分总结于上表中。同样进行物理和化学测试，并且结果列于上表中。
该实施例证明能够基于磷与钙的比率改变粒度。即，钙相对于磷的量增加将会导致粒度增加。
实施例5
分散体通过使用与实施例1相同的一般过程进行制备，不同的是：使用醋酸钙和硫代硫酸钙作为可溶的钙盐。该实施例所采用的成分总结于上表中。同样进行物理和化学测试，并且结果列于上表中。
该实施例证明能够采用不同水溶性钙盐的混合物，这能够有利地能够优化制剂中的营养混合物和/或制剂的最终成本。
实施例6
分散体通过使用与实施例1相同的一般过程进行制备，不同的是：醋酸钙用等摩尔当量的醋酸镁四水合物替代。该实施例所采用的成分总结于上表中。同样进行物理和化学测试，并且结果列于上表中。
使用水溶性镁盐替代水溶性钙盐提供了非常低的浓度以及非常粗糙的分散体。这些特征表明，该组合物对于预期目的并没有用，因为该组合物具有不可接受的保质期。因此，该实施例证明使用钙作为阳离子的优点，尤其是因为其涉及产生用于最终混合物并用于产生有利粒度的自稳定粘度。
实施例7
分散体通过使用与实施例1相同的一般过程进行制备，不同的是：焦磷酸四钾用三聚磷酸钾替代，同时仍然保持磷与钙的比率等于实施例1的比率。该实施例所采用的成分总结于上表中。同样进行物理和化学测试，并且结果列于上表中。
虽然钙与磷的摩尔比保持与实施例1类似，但是使用三聚磷酸而不是焦磷酸导致过高的粘度。所获得的混合物不是可流动的液体，而是半固态的糊料。这些特征表明，该组合物对于预期目的并没有用。因此，该实施例证明使用焦磷酸对于在多磷酸钾钙的可流动水性分散体中产生细尺寸颗粒的优势。
实施例8
分散体通过使用与实施例1相同的一般过程进行制备，不同的是：醋酸钙用等摩尔当量的硫酸锰一水合物替代。该实施例所采用的成分总结于上表中。同样进行物理和化学测试，并且结果列于上表中。
虽然金属阳离子与磷的摩尔比保持与实施例1类似，但是使用水溶性锰盐替代钙盐提供了非常低的粘度以及不可接受的粒度。纯净的混合物迅速分离为放置在湿滤饼或固体层上的透明液体层。这些特征表明，该组合物对于预期目的并没有用，因为该组合物具有不可接受的保质期。因此，该实施例证明使用钙作为阳离子的优点，尤其是因为其涉及产生用于最终混合物并用于产生有利粒度的自稳定粘度。
实施例9
分散体通过使用与实施例1相同的一般过程进行制备，不同的是：醋酸钙用等摩尔量的硝酸钙四水合物替代。该实施例所采用的成分总结于上表中。同样进行物理和化学测试，并且结果列于上表中。
如实施例3一样，该实施例证实了其它水溶性钙盐可以替代醋酸钙。然而，观察到一些区别可能会影响用于预期用途的产品的最终使用。例如，虽然所发展出的粘度足以使制剂自稳定，但粒度保持比使用醋酸钙所获得的略粗糙。此外，由于在低于10℃的温度下所形成的硝酸钾晶体，分散体并不是完全冷稳定的。这表明，对于要使用硝酸钙，需要比醋酸钙(实施例1)和硫代硫酸钙(实施例3)所需的更稀的形式。
不偏离本发明的范围和精神的各种修改和变化对于本领域技术人员而言将变得显而易见。本发明不应该完全限于本文所阐述的说明性实施例。