专利名称：可控制肥效的肥料组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及可控制肥效的肥料组合物，该组合物含有植物营养物、水、油和W/O型表面活性剂混合物。本发明还涉及将该组合物加到土壤而使用这样一种肥料混合物。
在该领域，由于用大量的植物营养物给土壤施肥而出现人们熟知的问题，此时，营养物溶于土壤的速率比被植物吸收并改善其生长的速率可能快得多。过高的溶解度会导致浸析大量营养物离开其根部，或者因营养过量而损伤植物。人们试图通过降低营养物的溶解度和/或使用屏蔽层或包膜克服上述缺陷。
一种使肥料缓慢溶解的方法是，制备一种具有不吸湿的组分能均匀包复其营养物防止营养过早溶解到土壤的乳剂。US 3192030公开了将固体营养物与所谓的油包水乳液(W/O乳液)混合，其油相由含蜡的有机溶液构成，而水相由纯水构成。根据该专利，在水和有机液体被蒸发之后，该组合物在土壤中变成固体，蜡包裹营养物，并且其营养物缓慢释放而被植物吸收。
美国防务公告T969003公开了一种乳剂组合物，它由液体植物营养物，在水中不溶的有机溶剂和W/O型表面活性剂组成。该混合物由约13-26%(重量)肥料、约60-81%(重量)水、约4-13%(重量)油和0.2-1.4%(重量)W/O型表面活性剂组成(实施例4、6和7)。这样，该配方涉及液体肥料组合物，其中植物营养物溶于大量水中。由于考虑它的营养价值，肥料重量是很大的，也是难于处理的，此外，它的应用取决于该液体肥料的运输、处理和喷撒设备。
显然，尽管US T969003的方案有许多优点，例如组分少，但在涉及原料处理与选择方面有许多局限性。
本发明的目的是生产一种肥料组合物，其中的营养物是可控制肥效的。此外，力求得到一种组合物，在使用最重要的植物营养物时，对于其中也是适宜的营养盐成分(它阻碍一般的肥料)的原料，这一种组合物是可控制肥效的。一个目的也是肥料组合物，在该组合物制备、处理与喷撒时都可使用现有的设备。而且，还有一个目的是混合物，其混合物中的营养物更好地被植物吸收并改善其生长。
现在，上面说到的这些目标可用这种新的可控制肥效的肥料组合物达到，该组合物的主要特征在于它呈糊状，含有30-86%(重量)含营养物的化合物、10-50%(重量)水、2-20%(重量)油和2-25%(重量)油包水型(W/O型)表面活性剂。
令人惊奇地看到，上述这种新的肥料组合物改善了植物最大吸收氮，并因此有可能使植物生长极快。上述肥料组合物按肥料一般使用量要比没有乳化剂的肥料组合物效果要好。
本发明的另一个优点是该肥料组合物呈糊状，并且在将它撒入土壤之前，不需要大量水，也不需要将该组合物与大量水混合(UST969003)就可以加到土壤中。
本发明中使用的含植物营养物的化合物最好是一种肥料原料，该原料连同肥料组合物中的水组分构成一种接近饱和点或者最好超过饱和点的混合物。在上面提到的后一种情况下，该肥料组合物的水相有一种含植物营养物或其产物母体的呈晶体状的化合物。一种含固体植物营养物的化合物也可悬浮于油相中或油/水相层之间的中间层中。
本发明肥料组合物的另一个优点是，W/O型乳化结构不受温度影响，甚至冻结后仍能保持其结构。
N、P和K是三种最重要的植物营养。
本肥料组合物中使用的含植物营养物的化合物可以是本领域中所知道的任何已知的肥料原料。根据一个较佳的实施方式，其营养物以阳离子NH+4、K+、C2+a、M2+g、阴离子NO-3、Cl-、SO2-4、磷酸盐、多磷酸盐、和/或尿素和/或微量肥料为基础。除尿素外，可提到的具体化合物有硝酸铵、磷酸铵，如磷酸二铵(DAP)，氯化钾、过磷酸盐和碱土金属氧化物。
根据一个较佳的实施方式，可控制肥效的可溶混合肥料含有约60-80%(重量)含营养物的化合物。另一方面，肥料组合物的水含量约10-30%(重量)则较好。
按照本发明，可控制肥效的肥料组合物中使用的油组分最好是一种无植物毒素的油，更好是植物油，如菜籽油、豆油、向日葵油、棕榈油、椰子油、玉米油、罗卜菜油、妥尔油或矿物油，或这些油的混合物。其油的含量最好是可控制肥效的肥料组合物重量的约6-12%。
W/O型表面活性剂的数量与质量对本发明肥料组合物的使用起着决定性的作用。所提到的表面活性剂最好是一种多元醇和脂肪酸或其衍生物的酯，如一种油或脂肪单甘油脂的酯。其他的W/O型表面活性剂是丙二醇-硬脂酸酯、甘油-油酸酯、二甘油倍半油酸酯、山梨聚糖倍半油酸酯、甘油-硬脂酸酯、乙酰单甘油酯(硬脂酸酯)、十甘油辛油酸酯、二甘醇-硬脂酸酯、山梨聚糖-油酸酯、丙二醇-月桂酸酯、山梨聚糖-硬脂酸酯、聚氧乙烯脂肪醇醚、卵磷酯和木质磺酸盐。其表面活性剂也可以是乳化剂的混合物。
其表面活性剂的重要性质是它能生成W/O型乳化液，和它在水中溶解度差。本发明的肥料组合物最好含有6-12%(重量)W/O型表面活性剂。
根据本发明更好的观察，含营养物的化合物、水、油和W/O型表面活性剂或乳化剂的混合物之间的关系是如此，即在由水和含植物营养物的该化合物所生成的相表面，该表面活性剂形成像液晶层的有组织的或许多层结构。
硝化抑制剂、缓慢溶解或分解的植物营养物组分、植物生长刺激组分、植物保护剂、植物刺激剂、植物激素和/或土壤调理剂组分都可加入到该肥料组合物中。
如前所述，本肥料组合物作为肥料最好以糊或乳化液泥浆形式使用，即以糊或乳化液状将其加到土壤里。其优点是，可以使用农场中现有的粪肥贮存间、运输与喷撒设备。
下面列出一些实施例，目的只是在于说明本发明。
实施例1-7叙述肥料组合物的制备。实施例8-16叙述了在容器中使用这种肥料所进行的植物生长试验。实施例17叙述了用实施例2-7制备的肥料组合物所进行的土壤试验。
所有百分数都是重量百分数，除非另作说明。使用的缩写DAP为磷酸二铵。在缩写肥料营养含量时不考虑确切的化合物，如(N-P-K)10-15-12+2.0Ca意味着有10%氮、15%以P2O5计的磷、12%以K2O计的钾和2%钙。如果该乳化液在冻结和融化后保存，冻结/融化试验就呈阴性。
实施例1肥料组合物的制备将20克水和70克干的粉末肥料(肥料中氮磷和钾的比率为15-15-15)于80℃混合。10克菜籽油和10克表面活性剂，该表面活性剂是Dimodan LS(向日葵油的单甘油酯，其中含有单酯超过90%)与Dimodan PM(动物脂肪的单甘油酯，其中含有的单酯超过90%)的混合物。将其混合物加热到约60℃。此后，用如UltraTurrax乳化器或Bamix混合机使其无机和有机部分乳化。该产品是糊状的，并且其糊是热稳定的。
实施例2-7肥料组合物的制备按下述方法制备乳化的肥料，首先由不同的营养盐将其与少量水混合，再将它们加热成均匀的溶液或浆体而得到原料浆体。然后，加MgO和CaO并且混合。按表Ⅰ制备其原料浆体。
把乳化剂Dimoban LS和罗卜菜油混合到热的原料浆体中，并用实验室的混合器乳化制备出该乳化液。下表列出混合物的较准确的比率(以克计量)。让其乳化液冷却到室温，并进行目视检验。其结果列于表2。
表2实施例234567原料浆，g 370 370 180 180 180 180另加水，g 5 - 33 - - 30油，g 30 60 30 10 15 15乳化剂，g 30 60 30 10 15 15乳化温度，℃ 75 75 30 65 50 65产品实施例234567N,g 28.1 21.8 17.4 21.6 16.6 17.3P2O5,% 8.7 6.8 7.2 6.7 5.2 7.1K2O,% - 6.3 5.8 - 4.8 5.8Mg,% - - - 3.4 5.4 2.7Ca,% - - - 7.0 3.7 5.5油，％ 6.9 12.2 11.0 5.0 12.5 6.3乳化剂，％ 6.9 12.2 11.0 5.0 12.5 6.3水，％17.3 12.1 24.3 21.6 12.5 22.0冻结／融化试验＋＋＋＋＋＋
物理状态，20℃ 实例2稠的，细碎实例3糊实例4粘的，油状实例5稠的，粒状实例6粘的，奶状实例7粘的，奶状实施例8-14容器里的植物生长试验把3升干的淤泥土装入7升培育容器里，淤泥土里施用了下述肥料实施例 肥料8 无9 PK肥料每公斤干土为60毫克P2O5和150毫克K2O10 硝酸铵钙(CAN)+PK肥料
实施例 肥料每公斤干土为300毫克N、60毫克P2O5、150毫克K2O11 糊，每公斤干土为300毫克N，480毫克P2O5510毫克K2O12 糊，每公斤干土为1000毫克N，1600毫克P2O5、1700毫克K2O13 混合物，每公斤干土为300毫克N、480毫克P2O5、510毫克K2O14 混合物，每公斤干土为1000毫克N、1600毫克P2O5、1700毫克K2O按照本发明，“糊”是一种乳化悬浮液。280公斤组成为10-16-17+2Mg+0.8Ca肥料的磨细粉末作原料，它在70升水中制成浆体。33公斤Dimodan LS和Dimodan PM的1∶1混合物用作乳化剂、33公斤豆油作油组分，其“混合物”由没有乳化剂和油的相同肥料粉末组成。
该容器里长有黑麦草。从种植四星期和七星期后割下的黑麦草称重而估算出生长结果。分析其样品的氮含量，其结果列于表3
表3容器肥料氮产量，毫克N／容器产量1产量28参比－35139参比PK329.210参比CAN＋PK，300MgN53718111糊，300mgN4757812糊，1000mgN77868513参比混合物300mgN55710114参比混合物1000mgN55147参比试验8和9表明，生长的制约因子是氮。曾发现，每公斤干土的肥料量为300毫克N，其结果与该新乳化肥料和通常的混合肥料这两者都是相同的。对于草来说，每公斤干土1000毫克N的肥料组合物(容器14)是过高了，然而，当使用本发明的乳化悬浮液肥料时，草的生长很好，并达到显然较高的氮产量。
实施例15土壤试验通过如下的“土壤试验”考察根据实施例2-7所制得的肥料240克湿度为20%的沙里混入肥料，其氮量为60克。将该容器置于一个相对湿度为60%的气候仪中，偶尔向容器中浇水，其水量相当于被蒸发水的量。在试验之后，测定土壤的湿度。在一个超声破碎器中，将20克取出的干土在50毫升0.1M KCl溶液中混合制浆5分钟，再过滤。由滤液分析铵和硝酸盐，以三个平行样的平均值作为结果。表4中的结果单位为mgN/kg取出的干土。
其结果表明，本发明肥料中营养溶解度比对比肥料的溶解度要低，并且本发明肥料生成表4实施例4d比较234567NH4127 185 196 170 157 161 175NO3235 30 28 31 26 25 278dNH462 122 107 105 124 60 115NO3188 88 73 71 98 53 84硝酸盐的氮比使用的对比肥料明显低。
实施例16-21不同类型乳化剂肥料组合物的制备按如下方式进行肥料组合物的制备试验将100毫克15-15-15肥料在70℃与25克水混合，并在40℃温度下在20克罗卜菜油和乳化剂的1∶1混合物中乳化。在一个装有90毫升0.01M CaCl2水溶液中有3克肥料的容器中，通过导电率的增加与时间的关系来测量营养的溶解速率。
Panodan是单甘油酯和二乙酰酒酸酯。在冻结试验中，其糊是奶油状且稳定。其结果表明，本发明的肥料被水浸透要比对比肥料慢得多。实施例22-40含妥尔油的糊状肥料组合物表6妥尔油(原油或各种馏份)与单甘油酯一起实施例22232425组成(重量份数)(15－15－15＊) 100 100 100 100水25252525Oulu120 10 - - -Oulu163 - 10 - -Oulu妥尔原油－－10－Oulu125/130 - - - 10Dimodan LS 10 10 10 10导电率试验＊＊＋ ＋ ＋ ＋冻结试验(… 未试验 …)
表7妥尔油oulu120与各种乳化剂一起试验号.262728293031组成(重量份数)15－15－15＊100 100 100 100 100 100水252525252525Oulu 120 10 10 10 10 10 10Soya lecitine 1# 10 - - - - 5Soya lecitine 2# - 10 - - - -Panodan TR - - 10 - - -Dimodan CP - - - 10 - -Dimodan PM - - - - 10 -Dimodan LS - - - - - 5导电率试验＊＊＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋冻结试验 S＋＋＋＋＋
表8妥尔油Oulu163与各种乳化剂一起试验号.323334353637组成(重量份数)15－15－15＊100 100 100 100 100 100水252525252525Oulu 163 10 10 10 10 10 10Soya lecitine 1# 10 - - - - 5Soya lecitine 2# - 10 - - - -Panodan TR - - 10 - - -Dimodan CP - - - 10 - 5Dimodan PM - - - - 10 -导电率试验＊＊＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋冻结试验 S＋＋＋(O)＋＋＋
表9妥尔原油与各种乳化剂一起试验号.383940414243组成(重量份数)15－15－15＊100 100 100 100 100 100水252525252525妥尔原油101010101010Soya lecitine 1# 10 - - - - 5Soya lecitine 2# - 10 - - - -Panodan TR - - 10 - - -Dimodan CP - - - 10 - 5Dimodan PM - - - - 10 -导电率试验＊＊＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋冻结试验 S＋＋＋(O)＋＋＋
表10Oulu125/130与各种乳化剂一起试验号.444546474849组成(重量份数)15－15－15＊100 100 100 100 100 100水252525252525Oulu 125/130 10 10 10 10 10 10Soya lecitine 1# 10 - - - - 5Soya lecitine 2# - 10 - - - -Panodan TR - - 10 - - -Dimodan CP - - - 10 - 5Dimodan PM - - - - 10 -导电率试验＊＊＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋凝结试验 S＋＋＋(O)＋＋＋＊＊)导电率试验+＝至少150小时后水溶液导电率达到平衡S)冻结试验+＝物理状态保持不变。
+(O)＝少量油浮在表面Dimodan LS和PM，参见实施例1Dimodan DP是一种至少含90%单酯的植物油单甘油酯。
权利要求
1.可控制肥效的肥料组合物，其中包含植物营养物、水、油、W/O型表面性剂混合物，其特征在于它呈糊状，含有30-86%(重量)的含植物营养物的化合物，10-50%(重量)水2-20%(重量)油和2-25%(重量)W/O型表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的肥料组合物，其特征在于它含有60-80%(重量)含植物营养物的成分。
3.根据权利要求1或2所述的肥料组合物，其特征在于它含有10-30%(重量)水。
4.根据权利要求1、2或3所述的肥料组合物，其特征在于它含有6-12%(重量)油。
5.根据上述权利要求之任一权利要求所述的肥料组合物，其特征在于它含有6-12%(重量)W/O型表面活性剂。
6.根据上述权利要求之任一权利要求所述的肥料组合物，其特征在于含营养物的化合物是肥料的原料，它连同肥料组合物中的水构成接近于饱和点或更好是高于饱和点的混合物。
7.根据上述权利要求之任一权利要求所述的肥料组合物，其特征在于植物营养物是以阳离子NH+4、K+、Ca2+、Mg2+、阴离子PO3-4、Cl-、SO2-4、磷酸盐、多磷酸盐和/或尿素和/或微量营养物为基础的。
8.根据上述权利要求之任一项权利要求所述的肥料组合物，其特征在于其油可选于下列一些油菜油、豆油、向日葵籽油、棕榈油、椰子油、玉米油、罗卜菜油、妥尔油或矿物油或这些油的混合物。
9.根据上述权利要求之任一权利要求所述的肥料组合物，其特征在于其W/O型表面活性剂是多元醇和脂肪酸或它们的衍生物的酯，像油或脂肪单甘油脂，卵磷脂或木质磺酸盐。
10.根据上述权利要求之任一权利要求所述的肥料组合物，其特征在于它含有硝化抑制剂、缓慢可溶的营养成分、植物保护剂、植物刺激剂、植物激素或土壤调理剂组分。
11.根据权利要求1-10所述肥料组合物以其糊状加到土壤中作为肥料使用。
全文摘要
一种可控制肥效的肥料组合物，它易于处理，具有很强的能力把氮送到植物器官，并且改善植物生长。它含有30-90％(重量)含植物营养物的化合物，6-50％(重量)水，2-20％(重量)油和2-25％(重量)油包水型(W/O)表面活性剂，从而该组合物呈稳定的糊状或乳化浆体状。
文档编号C05G3/06GK1070180SQ9210919
公开日1993年3月24日 申请日期1992年7月3日 优先权日1991年7月4日
发明者T·阿尔那斯 申请人:凯米拉公司