【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】智能释放型含氮肥料颗粒相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2018年2月9日提交的美国临时申请序列号62/628,646的权益。
本专利技术涉及智能释放型含氮肥料颗粒。更具体地说，本专利技术涉及氮肥颗粒，其中根据待施肥的植物的需要可以对氮的释放进行定时并且可以控制氮的释放速率。
技术介绍
如尿素、硫酸铵、磷酸一铵和磷酸二铵等含氮肥料广泛用于农业，特别是在亚洲的水稻种植中。但是，由于淋溶、水分流失、土壤固定以及氨气和一氧化二氮气体的挥发，通过常规肥料施用的氮损失了50％以上。确实，添加到土壤中的氮肥很容易通过许多不期望的生物和化学过程(包含硝化、淋溶和蒸发)进行转化。这些转化过程中有许多降低了可供目标植物摄取的氮水平。此类过程之一是硝化作用，通过硝化作用，某些广泛存在的土壤细菌会代谢土壤中的铵态氮，从而将氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐形式的氮，所述亚硝酸盐和硝酸盐形式的氮更易于通过淋溶或挥发从土壤中流失。由于硝化作用而造成可利用的氮减少，因此必须添加更多的富氮肥料，以补偿可供植物利用的农业活性氮的损失。这些担忧加剧了对改善氮管理的需求，以减少与使用额外氮肥相关的成本。减少硝化作用的方法包含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降低土壤中至少一部分促成硝化作用的细菌的代谢活性。这些化合物被称为硝化抑制剂。最广泛使用且在农业上重要的氮肥是尿素。将尿素施用于土壤后，其很容易水解产生氨和二氧化碳。此过程由脲酶催化，所述脲酶由土壤中可能存在的某些细菌和真菌产生...
【技术保护点】
1.一种含氮肥料颗粒，其包括：/n·含氮肥料芯；/n·覆盖所述芯的有机功能层，其中所述有机功能层包括至少一种功能性有机化合物，所述功能性有机化合物为酶抑制剂、微生物抑制剂、磷增溶剂和/或植物激素；/n·覆盖所述有机功能层的控释层，其中所述控释层包括水溶胀性共聚物纳米颗粒；以及/n·覆盖所述控释层的防结块层，其中所述防结块层包括水不溶性共聚物纳米颗粒。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180209 US 62/628,6461.一种含氮肥料颗粒，其包括：
·含氮肥料芯；
·覆盖所述芯的有机功能层，其中所述有机功能层包括至少一种功能性有机化合物，所述功能性有机化合物为酶抑制剂、微生物抑制剂、磷增溶剂和/或植物激素；
·覆盖所述有机功能层的控释层，其中所述控释层包括水溶胀性共聚物纳米颗粒；以及
·覆盖所述控释层的防结块层，其中所述防结块层包括水不溶性共聚物纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的肥料颗粒，其中所述含氮肥料是尿素和/或水溶性铵盐，如硫酸铵、磷酸铵或硝酸铵。
3.根据权利要求1或2所述的肥料颗粒，其中所述含氮肥料为尿素、硝酸铵、硝酸钙铵、硫酸铵、磷酸一铵、磷酸二铵或磷酸三铵，优选为尿素、硝酸铵、硫酸铵、磷酸一铵、磷酸二铵或磷酸三铵，并且更优选为尿素或磷酸二铵。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的肥料颗粒，其中所述芯是常规的含氮肥料颗粒。
5.根据权利要求1到4中任一项所述的肥料颗粒，其中所述芯的大小范围为约1.0到约5.0mm。
6.根据权利要求1到5中任一项所述的肥料颗粒，其中所述有机功能层包括两种或更多种功能性有机化合物。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的肥料颗粒，其中所述微生物抑制剂是硝化抑制剂。
8.根据权利要求7所述的肥料颗粒，其中所述硝化抑制剂为双氰胺、2-氯-6-(三氯甲基)吡啶、5-乙氧基-3-三氯甲基-1,2,4-噻二唑、2-氨基-3-氯-6-甲基吡啶、2-巯基苯并噻唑、2-磺胺噻唑或其组合。
9.根据权利要求7或8所述的肥料颗粒，其中所述硝化抑制剂是双氰胺。
10.根据权利要求1到9中任一项所述的肥料颗粒，其中所述磷增溶剂是有机酸或其盐。
11.根据权利要求1到10中任一项所述的肥料颗粒，其中所述磷增溶剂为柠檬酸、月桂酸、其中烷基优选为具有4到24个碳原子的直链或支链烷基链的烷基硫酸、草酸或葡萄糖酸或其盐。
12.根据权利要求1到11中任一项所述的肥料颗粒，其中所述磷增溶剂为柠檬酸、葡萄糖酸或草酸或其盐或烷基硫酸盐。
13.根据权利要求11或12所述的肥料颗粒，其中所述烷基硫酸是月桂基硫酸。
14.根据权利要求11到13中任一项所述的肥料颗粒，其中所述盐是碱金属盐，并且优选为钠盐或钾盐。
15.根据权利要求1到14中任一项所述的肥料颗粒，其中所述磷增溶剂为烷基硫酸盐，优选为烷基硫酸钠或烷基硫酸钾。
16.根据权利要求1到15中任一项所述的肥料颗粒，其中所述植物激素是植物生长激素或植物免疫激素。
17.根据权利要求1到16中任一项所述的肥料颗粒，其中所述植物激素为脱落酸；生长素；赤霉素；葡萄糖酸；水杨酸；茉莉酸；草酸；柠檬酸；或哌啶酸。
18.根据权利要求17所述的肥料颗粒，其中所述生长素是天然的生长素，优选为吲哚-3-乙酸、4-氯吲哚-3-乙酸、2-苯基乙酸、吲哚-3-丁酸或吲哚-3-丙酸；或合成的生长素，优选为1-萘乙酸、2,4,5-三氯苯氧基乙酸、2,4-二氯苯氧基乙酸、4-氯苯氧基乙酸、2-甲氧基-3,6-二氯苯甲酸、4-硝基苯甲酸、2-羟基苯甲酸、4-氯苯甲酸、2,4-二氯苯甲酸、2,4,5,-三氯苯甲酸或4-氨基-3,5,6-三氯吡啶甲酸。
19.根据权利要求17或18所述的肥料颗粒，其中所述赤霉素为GA1、赤霉酸(GA3)、GA4、GA5、GA6、GA7或GA13，优选为赤霉酸。
20.根据权利要求1到19中任一项所述的肥料颗粒，其中所述植物激素为4-氯苯氧基乙酸、吲哚-3-乙酸、赤霉酸、1-萘乙酸、4-硝基苯甲酸、水杨酸或其组合。
21.根据权利要求1到20中任一项所述的肥料颗粒，其中所述酶抑制剂是脲酶抑制剂。
22.根据权利要求21所述的肥料颗粒，其中所述脲酶抑制剂为：
·壳聚糖；
·腐殖酸，例如以腐殖质形式提供；
·富里酸；
·未经取代的或经取代的多酚；
·皂苷；
·N-(正丁基)硫代磷酸三酰胺；
·苯基磷二酰胺；
·乙酰氧肟酸；
·烷基异羟肟酸；
·反式肉桂酰基异羟肟酸；
·苯并异羟肟酸；或
·异羟肟酸；
或其组合。
23.根据权利要求21或22所述的肥料颗粒，其中所述脲酶抑制剂为腐殖质、壳聚糖、N-(正丁基)硫代磷酸三酰胺、苯基磷二酰胺或未经取代的或经取代的多酚，优选为未经取代的或经取代的多酚，更优选为未经取代的或经取代的单宁酸，并且最优选为经取代的单宁酸。
24.根据权利要求22或23所述的肥料颗粒，其中所述多酚是经取代的多酚。
25.根据权利要求24所述的肥料颗粒，其中所述多酚带有一个或多个，优选为两个或更多个，更优选为五个取代基。
26.根据权利要求25所述的肥料颗粒，其中所述多酚的一个或多个，优选为两个或更多个，并且更优选为五个羟基被-OR1基团取代，其中R1是所述取代基。
27.根据权利要求25或26所述的肥料颗粒，其中所述多酚是经取代的单宁酸。
28.根据权利要求27所述的肥料颗粒，其中所述单宁酸的五个酚支链中的每个酚支链上的一个末端羟基被-OR1基团取代，其中R1是所述取代基。
29.根据权利要求25到28中任一项所述的肥料颗粒，其中所述取代基包括带有负电荷或正电荷的官能团和带相反电荷的抗衡离子。
30.根据权利要求29所述的肥料颗粒，其中所述带有负电荷或正电荷的官能团为羧酸盐、磺酸盐、铵、烷基铵或二烷基铵，其中所述烷基优选为C1-6烷基。
31.根据权利要求29或30所述的肥料颗粒，其中所述带有负电荷或正电荷的官能团直接地或通过连接基团间接地连接至多酚，优选地，通过连接基团间接地连接。
32.根据权利要求31所述的肥料颗粒，其中所述连接基团为亚烷基，其优选地包括1到6个碳原子，并且更优选地包括1到4个碳原子。
33.根据权利要求31或32所述的肥料颗粒，其中所述官能团和连接基团一起形成：
·乙酸盐；
·丁基磺酸盐；或
·乙基铵。
34.根据权利要求29到33中任一项所述的肥料颗粒，其中所述带相反电荷的抗衡离子是金属阳离子或有机酸的羧酸根阴离子或磺酸根阴离子，所述有机酸是微生物抑制剂、磷增溶剂和/或植物激素，优选为植物激素。
35.根据权利要求34所述的肥料颗粒，其中所述金属阳离子是碱金属阳离子，优选为K+。
36.根据权利要求34或35所述的肥料颗粒，其中作为酶抑制剂的所述有机酸是权利要求22或23中所列举的有机酸之一。
37.根据权利要求34到36中任一项所述的肥料颗粒，其中作为磷增溶剂的所述有机酸是权利要求11到13中任一项所列举的有机酸之一。
38.根据权利要求34到37中任一项所述的肥料颗粒，其中作为植物激素的所述有机酸是权利要求17到20中任一项所列举的有机酸之一。
39.根据权利要求34到38中任一项所述的肥料颗粒，其中作为微生物抑制剂、磷增溶剂和/或植物激素的所述有机酸的羧酸根阴离子或磺酸根阴离子是赤霉酸、1-萘乙酸或4-硝基苯甲酸的羧酸根阴离子。
40.根据权利要求25到39中任一项所述的肥料颗粒，其中所述取代基是：
·乙酸钾盐；
·丁基磺酸钾盐；
·乙基铵赤霉酸盐；
·乙基铵1-萘乙酸盐；或
·乙基铵4-硝基苯甲酸盐。
41.根据权利要求23到40中任一项所述的肥料颗粒，其中所述经取代的单宁酸具有以下理想的化学结构：
被乙酸钾盐取代的单宁酸(TAAA)、
被丁基磺酸钾盐取代的单宁酸(TABS)、
被乙基铵1-萘乙酸盐取代的单宁酸(TANAA)、
被乙基铵赤霉酸盐取代的单宁酸(TAGA)或
被乙基铵4-硝基苯甲酸盐取代的单宁酸(TABA)。
42.根据权利要求22或23所述的肥料颗粒，其中所述多酚是未经取代的。
43.根据权利要求22、23或42中任一项所述的肥料颗粒，其中所述多酚是未经取代的单宁酸。
44.根据权利要求1到43中任一项所述的肥料颗粒，其中按所述有机功能层的重量计，所述有机功能层包括约40wt％或更多、约50wt％或更多、约60wt％或更多、约70wt％或更多、约80wt％或更多或约90wt％或更多；和/或约100wt％或更少、约90wt％或更少、约80wt％或更少、约70wt％或更少或约60wt％或更少的所述功能性有机化合物(总计)。
45.根据权利要求1到44中任一项所述的肥料颗粒，其中按所述缓释层的重量计，所述有机功能层包括约50wt％、64wt％或100wt％的所述功能性有机化合物(总计)。
46.根据权利要求1到45中任一项所述的肥料颗粒，其中所述有机功能层进一步包括水溶性、水溶胀性或水分散性聚合物粘合剂，优选为水溶胀性聚合物粘合剂。
47.根据权利要求46所述的肥料颗粒，其中按所述有机功能层的重量计，所述有机功能层包括约0wt％或更多、约10wt％或更多、约20wt％或更多、约30wt％或更多、约40wt％或更多或约50wt％或更多；和/或约60wt％或更少、约50wt％或更少、约40wt％或更少、约30wt％或更少、约20wt％或约10wt％或更少的所述聚合物粘合剂。
48.根据权利要求46或47所述的肥料颗粒，其中按所述有机功能层的重量计，所述有机功能层包括约0wt％、33wt％或50wt％的所述聚合物粘合剂。
49.根据权利要求46到48中任一项所述的肥料颗粒，其中所述聚合物粘合剂呈水溶胀性共聚物纳米颗粒的形式。
50.根据权利要求49所述的肥料颗粒，其中制成所述水溶胀性共聚物纳米颗粒的共聚物包括可交联的重复单元。
51.根据权利要求49或50所述的肥料颗粒，其中如果存在交联，则在进行交联之前，所述共聚物的玻璃化转变温度范围介于约18℃和约25℃之间。
52.根据权利要求49到51中任一项所述的肥料颗粒，其中制成所述水溶胀性共聚物纳米颗粒的所述共聚物具有式(I)：
其中：
·X1表示苯乙烯重复单元；
·X2表示丙烯酸烷基酯重复单元或甲基丙烯酸烷基酯重复单元；
·X3表示烷氧基二烷基乙烯基硅烷重复单元、二烷氧基烷基乙烯基硅烷重复单元或三烷氧基乙烯基硅烷重复单元；
·X4表示丙烯酸重复单元、甲基丙烯酸重复单元、丙烯酰胺重复单元、甲基丙烯酰胺重复单元、乙烯基磷酸重复单元或N,N-二甲氨基乙基甲基丙烯酰胺重复单元；并且
·a、b、c和d分别表示重复单元X1、X2、X3和X4的按所述共聚物的总重量计的重量百分比，并且各自在约0.5wt％和约50wt％之间变化，并且
其中所述X3重复单元任选地在所述纳米颗粒内彼此交联。
53.根据权利要求52所述的肥料颗粒，其中所述X3重复单元中的一些重复单元在所述纳米颗粒内彼此交联。
54.根据权利要求52或53所述的肥料颗粒，其中至多约3％的所述X3重复单元在所述纳米颗粒内彼此交联。
55.根据权利要求52到54中任一项所述的肥料颗粒，...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·T·阮，H·V·德兰，M·M·李，V·T·金姆，N·H·乐，N·撒奇，S·T·沃，V·Q·阮，
申请(专利权)人：瑞南科技私人有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG
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