硝化抑制剂组合物及其制备方法技术

本申请披露了增强的硝化抑制剂干肥组合物，其制备方法，及其在农业应用中的用途。

Nitrating inhibitor composition and process for producing the same

The invention discloses a nitrification inhibitor enhanced fertilizer composition, its preparation method and its use in agricultural applications.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硝化抑制剂组合物及其制备方法优先权要求本申请要求了提交日为2014年12月11日的PCT/CN2014/093583的优先权，将其整个披露的内容明确并入本申请以作参考。
本申请涉及抑制硝化的组合物及其制备方法。在一些方面，配制这些组合物从而包括其它农业活性化合物，例如富含氮的肥料。
技术介绍
添加到土壤中的氮肥容易通过许多不需要的生物和化学过程转化，所述过程包括硝化，淋溶，和蒸发。许多这些转化过程降低目标植物可吸收氮的水平。一个这样的过程为硝化，通过该过程某些广泛出现的土壤细菌代谢土壤中的铵态氮，使氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐形态的氮，这些氮更容易遭受通过淋溶或蒸发从土壤中流失。由于硝化导致可利用的氮减少，因而必需添加较多富含氮的肥料以补充植物可利用的农业活性氮的损失。这些担忧加剧了对氮改善管理的需求，以减少额外的与氮肥使用相关的成本。减少硝化的方法包括用农业活性化合物处理土壤，所述农业活性化合物抑制或至少减少土壤中至少一些微生物有助于硝化作用的代谢活性。这些化合物包括(三氯甲基)吡啶，例如三氯甲基吡啶，其已经与肥料组合用作硝化抑制剂，如美国专利3,135,594中所述，将其披露内容整体并入本申请中以作参考。这些化合物有助于保持农用的铵形态的铵态氮(稳定的氮)，从而提高植物生长和作物产量。这些化合物已经与一些植物作物有效使用，所述植物作物包括玉米、高粱和小麦。化合物例如三氯甲基吡啶在土壤中是不稳定的，部分原因是它们非常易挥发。例如，三氯甲基吡啶的蒸气压相对高(2.8x10-3mmHg，在23℃)，因此倾向于挥发，在肥料用三氯甲基吡啶处理之后必须立即施用或以某种方法保护其免受迅速流失。一种方法是向挥发性肥料即无水氨中添加三氯甲基吡啶，其本身必须以减少挥发性活性物质向大气中挥发损失的量的方式添加到土壤中。该方法是有问题的，因为需要使用无水氨，而无水氨是腐蚀性的，其必须注入土壤中。该方法施用三氯甲基吡啶同时使三氯甲基吡啶稳定在土壤表面以下，这是不优选的。该方法不适用于许多的其它肥料类型和标准应用实践例如干肥颗粒，其最经常撒播在土壤表面上。稳定三氯甲基吡啶和减少其损失到大气中的再有其他方法包括：将三氯甲基吡啶施用于土壤表面，然后机械地将其混入土壤中，或通常在三氯甲基吡啶施用后的8小时内通过浇水使三氯甲基吡啶进入土壤中以减少向大气中的流失。还有另一种方法是使包封的三氯甲基吡啶迅速释放或倾倒释放(dumprelease)。已与木质素磺酸盐一起配制这种包封形式的三氯甲基吡啶，如美国专利4,746,513中披露的，将其披露内容整体并入本申请中以作参考。尽管这些制剂比单一的三氯甲基吡啶挥发性小，但是与干肥相比，这些制剂更适合与液体尿素硝酸铵(“UAN”)或液体粪肥一起使用。另一种使三氯甲基吡啶稳定的方法包括缩聚包封。另外关于该方法的信息可得自美国专利5,925,464中，将其披露内容整体并入本申请中以作参考。这些制剂中的一些使用聚氨酯而不是聚脲提高了三氯甲基吡啶的处理安全性和储存稳定性，从而形成囊壳的一部分。在一些情况下，聚脲已经用于制备增强的硝化抑制剂组合物，从而延迟、稳定释放与肥料一起施用的硝化抑制剂。这种包封形式的三氯甲基吡啶披露于美国专利8,377,849和美国专利8,741,805中，将其披露内容整体并入本申请中以作参考。独立施用硝化抑制剂例如三氯甲基吡啶有一些缺点。许多农民不愿单独施用氮肥和硝化抑制剂组合物，因为：(1)这种单独施用耗费大量的时间和人力资源；(2)很可能不均匀分布三氯甲基吡啶，这可能会导致性能损失和无效使用三氯甲基吡啶；和(3)土壤中存在不可控的肥料与抑制剂的比率，这可能会导致性能损失。因此，三氯甲基吡啶和基于氮的肥料可以通过从普通储罐中混合化合物和施用它们进行同时施用。预先混合许多三氯甲基吡啶制剂与肥料也可有一定的缺点，包括：(1)在混合过程中额外的时间，人力资源和成本；(2)难以将干肥颗粒例如尿素颗粒与三氯甲基吡啶产品混合，所述三氯甲基吡啶产品通常在乳油(“EC”)中为固体或在微囊悬浮液(“CS”)中为液体形式；(3)施用率差异大，这使得制备均匀共混物制剂困难，例如，氮肥的施用率(在一些实施方式中约20-50kg/Mu，例如尿素)为硝化抑制剂例如三氯甲基吡啶(例如其为约170ml/Mu)的数百倍；和(4)仅有暂时的稳定性抵抗三氯甲基吡啶产品浸渍到肥料颗粒例如尿素上的挥发损失，所述三氯甲基吡啶产品商购可得为例如或这种肥料产品必须在浸渍后不久施用，以尽量减少性能损失。此外，很多三氯甲基吡啶制剂中的水可能引起问题例如使尿素颗粒附着和结晶，因此可有避免将三氯甲基吡啶的液体浓缩物(EC或CS)与氮肥颗粒例如尿素一起使用的优点。虽然在硝化抑制剂例如三氯甲基吡啶的递送和稳定性方面取得很大进展，但仍然需要更有效的化合物例如(三氯甲基)吡啶的制剂。仍然存在除硝化抑制剂之外还有效包括至少一种农业活性成分(“AI”)的组合物的特别需要，所述硝化抑制剂可与氮肥一起施用而无需另外的混合和/或施用步骤。本专利技术的一些方面包括农业组合物，其包括一种或多种氮肥与一种或多种硝化抑制剂。在一些实施方式中，将包封的三氯甲基吡啶与一个或多个粒子一起施用于氮肥颗粒或粒子的表面，所述一个或多个粒子任选为吸湿性粒子[挥发隔离剂]，以及任选为无机吸湿性粒子[挥发隔离剂]。这样干的肥料/硝化抑制剂组合物提高易用性，表现出硝化抑制剂和氮的控制释放，提高氮肥效率，以及通过减少硝化来减少土壤、水和空气污染。本申请披露的本专利技术组合物中的一些也表现出良好的三氯甲基吡啶稳定性，即使在升高的温度下也是如此。本专利技术的一些实施方式包括尿素颗粒。再有其他实施方式可以包括其他肥料，例如氮和/或磷和/或钾的其他制剂，和/或两种或更多种或所有三种(“NPK”)肥料的组合，和/或肥料的散装共混物。在一些实施方式中，可以使用复合肥料，钾盐，钾碱，微量元素，和任意前述肥料的物理共混物。肥料施用可以为表面撒播或地表下结合，并且可以在一种或多种作物种植之前、期间或之后施用。本申请披露农业组合物，其包含：基本实心的核，所述核任选地具有至少一种农业物质和外表面；多个包封的颗粒，所述多个包封的颗粒布置在所述外表面周围，所述颗粒包括至少一种硝化抑制剂；和吸湿性粒子，所述吸湿性粒子布置在所述多个包封颗粒周围。在一些实施方式中，吸湿性粒子[挥发隔离剂]不与所述核接触。在其他实施方式中，所述核包括至少一种选自以下组的肥料的农业物质：基于氮的肥料，基于钾的肥料，基于磷的肥料，含锌微量营养元素肥料，含铜微量营养元素肥料，含硼微量营养元素肥料，含铁微量营养元素肥料，含锰微量营养元素肥料，含硫微量营养元素肥料，以及其混合物。再在其他实施方式中，所述核包含固体形式的尿素。又在其他实施方式中，所述包封的颗粒包含三氯甲基吡啶。在一些示例性实施方式中，所述包含三氯甲基吡啶的包封的颗粒还包括聚脲作为包封材料并且其体积中值粒度为约1至约10微米。在其他实施方式中，所述吸湿性粒子[挥发隔离剂]为无机吸湿性粒子[挥发隔离剂]。在一些实施方式中，所述吸湿性粒子[挥发隔离剂]包括至少一种物质，其选自：凹凸棒土，滑石，硅藻土，高岭土，二氧化硅，粘土，云母，膨润土，蒙脱石，白炭黑，炭黑，煤灰，草木灰，硅灰本文档来自技高网...

【技术保护点】
农业组合物，其包含：基本实心的核，所述核具有外表面；多个包封的颗粒，所述颗粒布置在所述外表面周围，所述颗粒包括至少一种硝化抑制剂；和吸湿性粒子，所述吸湿性粒子布置在所述多个包封颗粒周围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.11 CN PCT/CN2014/0935831.农业组合物，其包含：基本实心的核，所述核具有外表面；多个包封的颗粒，所述颗粒布置在所述外表面周围，所述颗粒包括至少一种硝化抑制剂；和吸湿性粒子，所述吸湿性粒子布置在所述多个包封颗粒周围。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述吸湿性粒子不与所述核接触。3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述核为至少一种肥料，其选自：基于氮的肥料，基于钾的肥料，基于磷的肥料，含锌微量营养元素肥料，含铜微量营养元素肥料，含硼微量营养元素肥料，含铁微量营养元素肥料，含锰微量营养元素肥料，含硫微量营养元素肥料，以及其混合物。4.根据权利要求3所述的组合物，其中所述核包含固体形式的尿素。5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述包封的颗粒包含三氯甲基吡啶。6.根据权利要求5所述的组合物，其中所述包封的颗粒包括聚脲并且其体积中值粒度为约1至约10微米。7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述吸湿性粒子为无机吸湿性粒子。8.根据权利要求1所述的组合物，其中所述吸湿性粒子为至少一种选自以下组的物质：凹凸棒土，滑石，硅藻土，高岭土，二氧化硅，粘土，云母，膨润土，蒙脱石，白炭黑，炭黑，煤灰，草木灰，硅灰石，沸石，海泡石，蛭石珍珠岩，淀粉，蜡，以及其混合物。9.根据权利要求1所述的组合物，其进一步包含粘结剂，所述粘结剂主要布置在所述核的外表面上，所述粘结剂固定所述多个包封颗粒。10.根据权利要求9所述的组合物，其中所述粘结剂为至少一种物质，其选自：羟丙基甲基纤维素，乙基纤维素，甲基纤维素，羧甲基纤维素，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚氧乙烯及其共聚物，胶乳，聚酰胺，糖，葡萄糖，麦芽糖，淀粉，木质素磺酸盐，瓜尔胶，尿素，海藻酸盐，多糖，水性聚酯，聚醚，环氧树脂，异氰酸酯，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，聚丙烯酸酯胶乳及其共聚物胶乳，以及其混合物。11.根据权利要求10所述的组合物，其中所述粘结剂包含羟丙基甲基纤维素、聚丙烯酸酯胶乳或及聚丙烯酸酯共聚物胶乳。12.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含约80％至约99wt％的肥料颗粒。13.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含约90％至约99wt％的肥料颗粒。14.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物中的三氯甲基吡啶含量范围选自如下组：约0.01wt％至约10.00wt％；约0.05wt％至约5.00wt％；约0.10wt％至约4.00wt％；约0.20wt％至约3.00wt％；约0.30wt％至约2.50wt％；约0.40wt％至约2.00wt％；和约0.50wt％至约1.00wt％。15.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含约0.20％至约2.00％的三氯甲基吡啶。16.根据权利要求9所述的组合物，其中所述组合物包含约0.01％至约10％的所述粘结剂。17.根据权利要求9所述的组合物，其中所述组合物包含约0.01％至约5％的所述粘结剂。18.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含约1.00％至约10.00％的所述吸湿性粒子。19.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含约2.00％至约7.00％的所述吸湿性粒子。20.根据权利要求1所述的组合物，其中所述组合物包含体积中值粒度为约0.5至约5毫米的颗粒。21.根据权利要求9所述的组合物，其中所述粘结剂与所述至少一种硝化抑制剂的比率为约0:100至约1:100。22.根据权利要求9所述的组合物，其中所述粘结剂与所述至少一种硝化抑制剂的比率为约0:100至约0.3:100。23.根据权利要求3所述的组合物，其中所述硝化抑制剂与所述肥料的比率为约0.01:100至约3:100。24.根据权利要求3所述的组合物，其中所述硝化抑制剂与所述肥料的比率为约0.2:100至约2.0:100。25.根据权利要求3所述的组合物，其中所述吸湿性粒子与所述肥料的比率为约1:500至约20:100。26.根据权利要求3所述的组合物，其中所述吸湿性粒子与所述肥料的比率为约1:100至约10:100。27.制备农业组合物的方法，其包括以下步骤：制备包含多个包封颗粒的溶液，所述颗粒包括至少一种硝化抑制剂；和用所述溶液涂布多个基本实心的核颗粒，所述核颗粒具有外表面，产生涂布的复合颗粒。28.根据权利要求27的方法，其进一步包括向所述溶液中添加粘结剂的步骤。29.根据权利要求27的方法，其中所述制备步骤进一步包括使肥料颗粒溶解在所述溶液内。30.根据权利要求27的方法，其进一步包括干燥所述复合颗粒的步骤。31.根据权利要求27的方法，其中所述核颗粒为物质：基于氮的肥料，基于钾的肥料，基于磷的肥料，含锌微量营养元素肥料，含铜微量营养元素肥料，含硼微量营养元素肥料，含铁微量营养元素肥料，含锰微量营养元素肥料，含硫微量营养元素肥料，以及其混合物。32.根据权利要求27的方法，其中所述核颗粒包含尿素。33.根据权利要求27的方法，其中所述包封的颗粒包含三氯甲基吡啶。34.根据权利要求27的方法，其中所述包封的颗粒包含聚脲并且其体积中值粒度为约1至约10微米。35.根据权利要求28的方法，其中所述粘结剂为至少一种物质，其选自：羟丙基甲基纤维素，乙基纤维素，甲基纤维素，羧甲基纤维素，聚乙烯醇，聚乙烯吡咯烷酮，聚氧乙烯及其共聚物，胶乳，聚酰胺，糖，葡萄糖，麦芽糖，淀粉，瓜尔胶，尿素，海藻酸盐，多糖，水性聚酯，聚醚，环氧树脂，异氰酸酯，乙烯-乙酸乙烯酯共聚物，聚丙烯酸酯及其共聚物乳液，聚丙烯酸酯胶乳及其共聚物胶乳以及其混合物。36.根据权利要求35的方法，其中所述粘结剂是羟丙基甲基纤维素，聚乙烯醇，聚丙烯酸酯胶乳或聚丙烯酸酯共聚物胶乳。37.根据权利要求27的方法，其进一步包括添加吸湿性粒子从而将其布置在涂布的复合颗粒上的步骤。38.根据权利要求37的方法，其中所述吸湿性粒子为无机吸湿性粒子。39.根据权利要求37的方法，其中所述至少一种物质，其选自：凹凸棒土，滑石，硅藻土，高岭土，二氧化硅，粘土，云母，膨润土，蒙脱石，白炭黑，炭黑，煤灰，草木灰，硅灰石，沸石，海泡石，蛭石珍珠岩，淀粉，蜡，以及其混合物。40.根据权利要求27的方法，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张世玲，Y·允，孙童，C·劳，J·J·萨姆森，L·刘，E·袁，邹健，徐建平，
申请(专利权)人：美国陶氏益农公司，
类型：发明
国别省市：美国,US