專利名稱：新型精準定制控釋肥料產(chǎn)品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明總體上涉及農(nóng)業(yè)科學領域。具體地，本發(fā)明涉及一種新型精準 肥料產(chǎn)品。本發(fā)明還涉及一種在農(nóng)業(yè)領域中應用的精準、定制的控釋肥料 的制備方法。
背景技術：
在種子包衣中加入營養(yǎng)為每顆播下的種子供應準確控制量的養(yǎng)分提 供了得天獨厚的機會，養(yǎng)分可以優(yōu)先為播種的物種所用，而較少地被任何 臨近的雜草物種所用?？蒯尫柿鲜且环N包衣或包囊肥料，是具有化學降低 的或低溶解性的緩慢釋放的肥料，后者主要是尿素衍生物。理想的同步肥 料根據(jù)植物的生長曲線釋放它的養(yǎng)分。為了糾正在植物養(yǎng)分施用方法中的缺陷，需要精準定制肥料技術的發(fā) 展，因此本發(fā)明的目的是發(fā)明一種提供精確控制量的營養(yǎng)的方法，以及開 發(fā)用于個體農(nóng)作物和環(huán)境的具有更好規(guī)格的精準施肥定制技術，以對農(nóng)業(yè) 管理進行整體分析，更好地提高經(jīng)濟效益。發(fā)明目的因此，本發(fā)明的主要目的是發(fā)明一種新型精準定制控釋肥料產(chǎn)品。本發(fā)明的另一目的是開發(fā)一種農(nóng)作物特定的新型精準定制控釋肥料 的生產(chǎn)方法，以在播種的同時包裹種子或處理種苗的根部，或用于土壤施 肥或用于葉面施肥。本發(fā)明的再一目的是提供用于肥料的精確施用所需要的物料所必須 的生產(chǎn)方法。發(fā)明概要為了實現(xiàn)上述目的和其它目的，本發(fā)明提供具有精確配置及控釋特性 的新型精準控釋肥料，其具有專一性、選擇性以及農(nóng)作物特定定制的控制 釋放營養(yǎng)，以實現(xiàn)更具活力的農(nóng)業(yè)，本發(fā)明還提供生產(chǎn)該肥料的方法。發(fā)明內(nèi)容現(xiàn)在將對本發(fā)明進行詳細說明，以闡明和解釋本發(fā)明的各種顯著特征。本發(fā)明的一個實施例將提供新型精準肥料產(chǎn)品。本發(fā)明的另一實施例 涉及需要的新型精準控釋肥料的生產(chǎn)方法，該肥料較佳地為液體劑型，其 用于在栽植之前處理種子或種苗，或用于土壤施肥或用于葉面施肥。本發(fā)明還涉及適用于將農(nóng)作物特定定制控釋肥料包囊到種子/種子包 衣的物料產(chǎn)品。本發(fā)明較佳地涉及一種如種子包囊營養(yǎng)物的新型精準定制控釋肥料， 其為移植前用于處理種苗的根部或用于土壤或葉面施肥的液體制劑和肥 料顆?；蚱瑒?，用于以精準肥料農(nóng)作物特定定制種植營養(yǎng)管理有效提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，該肥料包含農(nóng)作物特定定制的肥料和/或與美國第6958232 號專利中限定的液體衣料或種子包衣材料一起的普通肥料，以及無定形二 氧化硅，用于與完整保持在被包衣的種子上的物料和添加的具有或不具有 納米結(jié)構(gòu)的功能性過渡金屬硅酸鹽(申請日為2003年5月15日的 PCT/IB2003/002011號申請) 一起構(gòu)建所需構(gòu)造的物料層。在一較佳實施例中，本發(fā)明提供了 一種用于在種子包衣上進行農(nóng)作物 特定定制控釋肥料包囊的材料的生產(chǎn)方法，該方法包含下述步驟1. 將農(nóng)用聚合物(agropolymer)(美國第6958232號專利)與農(nóng)作物 特定定制控釋肥料和/或普通肥料與液體包衣或或種子包衣材料一起混合；2. 將種子輕輕地添加到具有上述材料的混合物中；3. 將水添加到含有種子和其它材料的混合物中；以及4.將無定形二氧化硅添加到上述物質(zhì)中，用于與完整保持在被包衣的種子的物料和添加的具有或不具有納米結(jié)構(gòu)的功能性過渡金屬硅酸鹽(申請日為2003年5月15日的PCT/IB2003/002011號申請) 一起構(gòu)建所需構(gòu) 造的物料層。農(nóng)作物特定定制的控釋肥料從下述申請即第60/865,985號同時待審的 美國臨時申請(其內(nèi)容并入此處作為參考)和第2020/CHE/2006號印度專 利申請(其內(nèi)容以參考引用的方式結(jié)合于此)中選出。普通的或傳統(tǒng)的肥料可以選自過磷酸鹽或磷酸氫二銨和其它傳統(tǒng)上 己知的磷酸鹽肥料。無定形二氧化硅在混合物中的總含量可以在10~50 % (wt/vo1)范圍 內(nèi)，較佳地總含量可以為10~25% (wt/vo1)范圍內(nèi)。農(nóng)用聚合物或無定形 二氧化硅的量取決于種子的大小。如果種子比較大，農(nóng)用聚合物和無定形 二氧化硅的量可以少于在較小種子中的農(nóng)用聚合物和無定形二氧化硅的 需要量。在本發(fā)明的一較佳實施例中，農(nóng)用聚合物包含從農(nóng)作物中獲得的碳水 化合物和硅膠基質(zhì)，該農(nóng)作物選自由水稻(Oryza sativa)、黍(Panicum miliaceum)、谷子(Setaria italica)、木豆(Cajanus cajan)、 黑豆(Vigna mungo)、 綠豆(Vigna radiata)、 小麥(Triticum sp.)、 蓖麻(Ricinus communis)、 向曰葵(Helianthus annus)、 棉花(Gossypium sp.)禾口花生 (Arachissp)組成的群組，該碳水化合物和硅膠基質(zhì)實質(zhì)上無蛋白質(zhì)、丹 寧酸和多酚，該基質(zhì)進一步包含金屬結(jié)合反應活性部位。在本發(fā)明的一較佳實施例中，功能性過渡金屬硅酸鹽為一種或為多種 組合的混合物，其特征在于功能性過渡金屬硅酸鹽選自包含下述物質(zhì)的群 組a. 無水硅酸與銅的比例在1:0.34-1:5.15范圍內(nèi)的硅酸銅；b. 無水硅酸與鋅的比例在1:2 1:12范圍內(nèi)的硅酸鋅；c. 無水硅酸與銀的比例在1.'15-1:19.5范圍內(nèi)的硅酸銀；d. 無水硅酸與錳的比例在1:1-1:1.9范圍內(nèi)的硅酸錳；及e. 無水硅酸與鋯的比例在1:0.77 l:2.9范圍內(nèi)的硅酸鋯，上述過渡金 屬硅酸鹽(申請日為2003年5月15日的PCT/IB2003/002011號申請)通過包含下述步驟的方法制備(i) 將過渡金屬鹽溶液加入到可溶解的堿性硅酸鹽溶液中形成混合液；(ii) 形成過渡金屬硅酸鹽的沉淀物；及(iii) 洗滌并干燥該形成的沉淀物，獲得過渡金屬硅酸鹽，在上述步驟(i)中，過渡金屬鹽溶液與堿性硅酸鹽溶液的比例是可變 的，溶液混合時的溫度在2(TC 9(TC之間變化，介質(zhì)的pH值在大約2 大 約ll之間變化。在一較佳實施例中，本發(fā)明提供了一種適于在栽植前處理種苗的根部 或適于土壤施肥或適于葉面施肥的農(nóng)作物特定定制的控釋肥料的生產(chǎn)方 法，該方法包含下述步驟(i) 在控制釋放農(nóng)作物特定定制的肥料和/或普通肥料中添加粘合劑、 無毒輔助劑、黏著劑；(ii) 將低于20微米大小的農(nóng)用聚合物添加到上述物質(zhì)中；(iii) 將功能性過渡金屬硅酸鹽(申請日為2003年5月15日的 PCT/IB2003/002011號申請)添加到上述具有或不具有納米結(jié)構(gòu)的物質(zhì)中； 及(iv) 形成具有需要量的水的液體劑型。粘合劑、輔助劑、填料、黏著劑可以選自羧甲基纖維素、聚乙烯醇、 淀粉和纖維素。粘合劑、輔助劑、填料、黏著劑可以選自市售產(chǎn)品。上述 粘合劑、輔助劑、填料、黏著劑的量可以在5~15% wt范圍內(nèi)，較佳地為 10~30%wt，更佳地在10~25%wt范圍內(nèi)。功能性過渡金屬硅酸鹽可以在0.1 25%wt范圍內(nèi)，較佳地為 l~10%wt。功能性過渡金屬硅酸鹽含有較佳地為硅酸銅、硅酸鋅和硅酸鐵的混合物。
在另一實施例中，本發(fā)明還說明了，具有根據(jù)優(yōu)化的植物吸收時間控制營養(yǎng)物的釋放性質(zhì)的農(nóng)作物特定定制控釋肥料顆粒或片劑的制備方法，該方法包含下述步驟
(i) 在農(nóng)作物特定控釋定制的肥料或普通肥料中添加粘合劑、無毒輔助劑、黏著劑；
(ii) 將低于20微米大小的農(nóng)用聚合物(參照美國第6958232號專利)加入到上述物質(zhì)中；
(iii) 將功能性過渡/金屬硅酸鹽(申請日為2003年5月15日的PCT/IB2003/002011號申請)加入到上述具有或不具有納米結(jié)構(gòu)的物質(zhì)中；及
(iv) 形成具有需要的大小和形狀的顆?；蚱瑒?。
在本發(fā)明的另一實施例中，添加具有或不具有納米結(jié)構(gòu)的功能性過渡金屬硅酸鹽(申請日為2003年5月15日的PCT/IB2003/002011號申請)的新型精準定制控釋肥料還通過控制諸如真菌、細菌和病毒的微生物和提供適合于尿素的緩慢釋放的脲酶抑制劑提供植物保護活性。
在本發(fā)明的另一個實施例中，上述微生物選自由細菌、真菌、病毒及其組合形成的群組。
在本發(fā)明的另一實施例中的新型精準定制控釋肥料中，上述微生物選自由細菌、真菌、病毒及其組合組成的群組，并且該細菌是大腸桿菌、革蘭氏陽性菌、革蘭氏陰性菌或其組合。
在本發(fā)明的另一個實施例中，新型精準定制控釋肥料還控制植物病原體，并用作殺蟲劑和/或化肥。


下面將對本發(fā)明進行說明。具體說明本發(fā)明的實質(zhì)和本發(fā)明的實施方式。
9在附圖中圖(1)涉及制備用于種子上的農(nóng)作物特定定制營養(yǎng)物包囊的材料的方法的各個步驟。
在附圖中圖(2)涉及用于在移植前處理種苗根部的液體制劑的制備方法的各個步驟。
在附圖中圖(3)涉及農(nóng)作物特定定制肥料顆?；蚱瑒┑闹苽浞椒ǖ母鱾€步驟。
申請人現(xiàn)通過實施例和圖示對本發(fā)明進行詳細說明，不應當以任何一種方式將此理解為對本發(fā)明的保護范圍的限定。
將農(nóng)用聚合物(Agropolymer)(美國第6958232號專利)添加到控釋農(nóng)作物特定定制肥料和/或與植物種子一起的普通肥料，三者的質(zhì)量比為1 :50 : 10 ~1 :300 : 50 (w/w/w);種子以低于200rmp的速度輕輕地添加到如行星式混合物的混合物中。添加水，以優(yōu)化混合，將物料粘附到種子上。將無定形二氧化硅與完整保持在被包衣的種子的物料添加到具有所需構(gòu)造的結(jié)構(gòu)材料層中以及將具有或不具有納米結(jié)構(gòu)的功能性過渡金屬硅酸鹽輔料(申請日為2003年5月15日的PCT/IB2003/002011號申請)添加到上述物質(zhì)中。該納米結(jié)構(gòu)的FTMS在申請人的同時待審理的第2113/CHE/2006號印度發(fā)明專利申請中有說明，其內(nèi)容以參考引用的方式結(jié)合于此。
種子的包衣可以通過兩種方法實現(xiàn)。第一種方法包含用無定型二氧化硅對種子進行包衣，然后用功能性過渡金屬硅酸鹽(FTMS)包衣，即被包衣的種子進一步用定制的農(nóng)作物特定定制控釋肥料包衣。第二種方法包含混合硅酸鋁、FTMS和定制的控釋肥料，制備成混合物，最后在該混合物中添加種子，輕輕地攪拌整個混合物，獲得種子的均勻包衣，最后干燥被包衣的種子。
包衣的厚度可以在O.l mm~0.5 cm范圍內(nèi)。但是，包衣具有的厚度不應當抑制種子的萌芽。本技術領域的技術人員在得出該需要的厚度時應當不存在任何問題。
在無定形二氧化硅、FTMS和定制的控釋肥料的混合物中，無定形二氧化硅的含量在5 ~50% wt范圍內(nèi)，F(xiàn)TMS的含量在0.1~ 20%wt范圍內(nèi)，定制的控釋肥料的含量在5~50%wt范圍內(nèi)。
以下申請人提供用于在移植前處理種苗根部或用于土壤施肥或用于葉面施肥的液體制劑的制備方法的具體說明。將粘合劑、無毒輔助劑、黏著劑連同控釋肥料和/或普通肥料添加到農(nóng)用聚合物(美國第6958232號專利)中。在添加上述物質(zhì)之前，農(nóng)用聚合物(美國第6958232號專利)被微粉化到低于20微米大小。然后，將具有或不具有納米結(jié)構(gòu)的功能性過渡金屬硅酸鹽，如硅酸銅、硅酸鋅等添加到上述物質(zhì)中(申請日為2003年5月15日的PCT/IB2003/002011號申請)。肥料(控釋作物特定定制肥料和/或普通肥料)與農(nóng)用聚合物(美國第6958232號專利)、過渡金屬硅酸鹽(申請日為2003年5月15日的PCT/IB2003/002011號申請)、其它物質(zhì)(粘合劑等)之比為100 : 5 : 1 : 05~00 : 20 : 10。
現(xiàn)在申請人接著提供用于處理種苗根部的肥料顆?；蚱瑒┑闹苽浞椒ǖ木唧w說明。將粘合劑、無毒輔助劑、黏著劑連同控釋肥料和/或普通肥料添加到農(nóng)用聚合物(美國第6958232號專利)。在添加上述物質(zhì)之前，農(nóng)用聚合物(美國第6958232號專利)被微粉化到低于20微米大小。然后，將具有或不具有納米結(jié)構(gòu)的功能性過渡金屬硅酸鹽，如硅酸銅、硅酸鋅等添加到上述物質(zhì)中。肥料(控釋農(nóng)作物特定定制肥料和/或普通肥料)與農(nóng)用聚合物(美國第6958232號專利)、過渡金屬硅酸鹽(申請日為2003年5月15日的PCT/IB2003/002011號申請)、其它物質(zhì)(粘合劑等)之比為100: 5 : 1:.05~100:20 : 20:10。具有需要大小和形狀的肥料顆?；蚱瑒┍恢圃斐鰜?。
本發(fā)明解釋了適用于更有活力的農(nóng)業(yè)的新型精準肥料產(chǎn)品。本發(fā)明對如大米、棉花、辣椒、花生和玉米的農(nóng)作物進行了各種田間試驗、盆栽研究和野外試驗研究，結(jié)果表明，與使用傳統(tǒng)肥料相比，其產(chǎn)量得到了顯著提高。與使用傳統(tǒng)肥料相比，其產(chǎn)量提高了 10~25%。
以上僅通過舉例的方式對本發(fā)明進行了說明，本發(fā)明不應僅限于上述解釋，各種組合也具有等同的有效保護范圍。
ii
權(quán)利要求
1.一種新型精準定制控釋肥料，例如種子包囊營養(yǎng)物、用于在移植前處理種苗根部或用于土壤或葉面施肥的液體制劑和肥料顆?；蚱瑒糜谝跃珳史柿限r(nóng)作物特定定制植物營養(yǎng)管理有效提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，該肥料包含農(nóng)作物特定定制的肥料和/或與美國第6958232號專利中限定的液體衣料或種子包衣材料一起的普通肥料，以及無定形二氧化硅，用于與完整保持在被包裹的種子的物料和添加的具有或不具有納米結(jié)構(gòu)的功能性過渡金屬硅酸鹽(申請日為2003年5月15日的PCT/IB2003/002011號申請)一起構(gòu)建所需構(gòu)造的物料層。
2.—種用于在種子包衣上進行控釋農(nóng)作物特定定制肥料和/或普通肥 料的包囊材料的制備方法，其特征在于該方法包含下列步驟a. 將農(nóng)用聚合物(美國第6958232號專利)與控釋農(nóng)作物特定定制肥 料和/或普通肥料與液體包衣或種子包衣材料一起混合，b. 將種子輕輕地添加到具有上述材料的混合物中，c. 將水添加到含有種子和其它材料的混合物中，及d. 添加無定形二氧化硅，用于與完整保持在被包衣的種子的物料和添 加的具有或不具有納米結(jié)構(gòu)的功能性過渡金屬硅酸鹽(申請日為2003年5 月15日的PCT/IB2003/002011號申請) 一起構(gòu)建所需構(gòu)造的物料層。
3. —種用于在栽植前處理種苗根部或用于土壤施肥或用于葉面施肥 的液體肥料的制備方法，其特征在于該方法包含下列步驟a. 在控制釋放農(nóng)作物特定定制肥料和/或普通肥料中添加粘合劑、無 毒輔助劑、黏著劑；b. 將低于20微米大小的農(nóng)用聚合物(美國第6958232號專利)添加 到上述物質(zhì)中；c. 將功能性過渡金屬硅酸鹽(申請日為2003年5月15日的 PCT/IB2003/002011號申請)加入到上述具有或不具有納米結(jié)構(gòu)的物質(zhì)中；及d.形成具有需要量的水的液體劑型。
4. 一種具有基于優(yōu)化的植物攝取時間控制營養(yǎng)物和/或普通肥料的釋 放性質(zhì)的農(nóng)作物特定定制肥料顆粒或片劑的制備方法，其特征在于該方法 包含下列步驟a. 在農(nóng)作物特定定制肥料和/或普通肥料中添加粘合劑、無毒輔助劑、 黏著劑；b. 將低于20微米大小的農(nóng)用聚合物(參照美國第6958232號專利) 添加到上述物質(zhì)中；c. 將功能性過渡金屬硅酸鹽(申請日為2003年5月15日的 PCT/IB2003/002011號申請)加入到上述具有或不具有納米結(jié)構(gòu)的物質(zhì)中； 及d. 形成具有需要大小和形狀的顆粒或片劑。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型精準定制控釋肥料，其特征在于添加具 有或不具有納米結(jié)構(gòu)的功能性過渡金屬硅酸鹽(申請日為2003年5月15 日的PCT/IB2003/002011號申請)，通過控制諸如真菌、細菌、病毒及其 組合的微生物和提供適合用于尿素的緩慢釋放的脲酶抑制劑來提供植物 保護活性。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型精準定制控釋肥料，其中功能性過渡金 屬硅酸鹽為一種或多種組合的混合物(申請日為2003年5月15日的 PCT/IB2003/002011號申請)，其特征在于功能性過渡金屬硅酸鹽選自包含 下述物質(zhì)的群組.-a. 無水硅酸與銅的比例在1:0.34 1:5.15范圍內(nèi)的硅酸銅；b. 無水硅酸與鋅的比例在1:2 1:12范圍內(nèi)的硅酸鋅；c. 無水硅酸與銀的比例在1:15 ~1:19.5范圍內(nèi)的硅酸銀；d. 無水硅酸與錳的比例在1:1 1:1.9范圍內(nèi)的硅酸錳；及e. 無水硅酸與鋯的比例在1:0.77 l:2.9范圍內(nèi)的硅酸鋯，上述過渡金b 屬硅酸鹽(申請日為2003年5月15日的PCT/IB2003/002011號申請)通 過包含下述步驟的方法制備(i) 將過渡金屬鹽溶液加入到可溶解的堿性硅酸鹽溶液中形成混合液；(ii) 形成過渡金屬硅酸鹽的沉淀物；及(m)洗滌并干燥該形成的沉淀物，獲得過渡金屬硅酸鹽，在上述步驟(i)中，過渡金屬鹽溶液與堿性硅酸鹽溶液的比例是可變 的，溶液混合時的溫度在20'C 9(TC之間變化，介質(zhì)的pH值在大約2 大 約11之間變化。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型精準定制控釋肥料，其特征在于所述細 菌是革蘭氏陽性細菌、革蘭氏陰性細菌或其組合。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型精準定制控釋肥料，其特征在于所述真 菌是葉子和植物部分感染性真菌以及土傳根部感染性真菌。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的新型精準定制控釋肥料，其特征在于所述肥 料還控制植物病原體，并具有殺蟲性能。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型精準定制控釋肥料產(chǎn)品，例如種子包囊營養(yǎng)物，用于在移植前處理種苗的根部或用于土壤或葉面施肥的液體制劑和肥料顆粒或片劑，用于有效提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。該肥料包含農(nóng)作物特定定制肥料和/或普通肥料，和通過堿或過氧化氫與植物材料反應制備的農(nóng)用聚合物，以及過渡金屬硅酸鹽或無定形二氧化硅。
文檔編號C05G3/00GK101605741SQ200780049334
公開日2009年12月16日 申請日期2007年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月6日
發(fā)明者杜爾迦·巖德帕里·普拉薩德 申請人:種子生物科學私人有限公司