CN106103387A - 肥料组合物及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供了肥料组合物，其中肥料组合物包括：包括含氮材料的内部分；以及覆盖该内部分的外部分，该外部分包括隔离剂。所包括的隔离剂中的一些是铝土矿残渣或层状双氢氧化物，例如水滑石或水铝钙石。

Description

肥料组合物及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2014年2月21日提交的美国临时申请号61/942,804的优先权。出于所有目的，通过引用将美国临时申请号61/942,804的公开内容以其全文并入本文。
发明领域
大体上，本公开涉及包括含氮化合物(例如尿素)和一种(或多种)隔离剂的肥料组合物。更具体地，提供了肥料组合物及其制造方法，其中该肥料组合物包括内部分和外部分，该内部分包含含氮材料(例如易于挥发的含氮材料如尿素或易于淋溶/流失的含氮材料如硝酸铵、磷酸氢二铵，或基于有机物的材料/粪便)，该外部分(例如包覆物或壳体)包括至少一种隔离剂。在一些实施方案中，配置该隔离剂以促进材料在该内部分中的缓慢释放/受控释放。
在一些实施方案中，配置该隔离剂以提供：(a)土壤调节剂例如增加的土壤缓冲容量；(b)土壤改良例如增加的土壤水分容量；(c)通过铵结合以及磷酸盐吸附使营养素例如氮和磷的流失最小化；(d)土壤的营养素(例如微量营养素、常量营养元素)；(e)氮基材料(例如尿素)挥发和/或蒸发和/或淋溶的物理屏障和/或抑制尿素酶，由此减慢/控制该材料在该肥料的该内部分中的释放；及其组合。
背景
含氮肥料(例如尿素)肥料能够以固态、颗粒形式施加至土壤。该含氮肥料通过土壤中的蛋白质(尿素酶)能够分解为氨。在所得的氨被植物吸收之前，所得的氨能够在某些条件下挥发(蒸发)。或者，硝酸铵是水溶性的并且易受由淋溶或田地流失所致的营养素损失的影响。
公开概述
大体上，本公开涉及肥料组合物，其包括含氮材料(例如尿素)和隔离剂，其中配置该隔离剂以提供受控制释放和/或缓慢释放肥料(例如降低、防止或消除该含氮材料的挥发或淋溶/流失)。
不受限于任何特定的机理或理论，该隔离剂被认为提供保护尿素免受分解(即分解成尿素酶)的物理屏障。并且，不受限于任何特定的机理或理论，该隔离剂(例如铝土矿残渣)被认为去除溶解的氨，其能够进一步减慢氮的释放。不受限于任何特别的机理或理论，该隔离剂被认为通过防止隔离剂去除(由于加工和/或处理)和/或改进该最终产品的延展性来提供结构完整性。
这里所用的“肥料”意指：用来使生长介质(例如土壤)更肥沃的物质。在一些实施方案中，肥料包括：含氮材料(例如尿素、硝酸铵、磷酸氢二铵、粪便、无水氨、硫酸铵、铵磷酸盐、硝酸钙、或其组合)。
在一些实施方案中，该肥料包括外包覆物、层、和/或壳体，其在含氮材料(例如尿素组合物或材料)的内部分上方具有至少一种隔离剂(例如具有任选的黏合剂、填料、和/或添加剂的隔离剂)。在一些实施方案中，该外层/部分包含包覆物(例如包裹该内部分的完整壳体)。在一些实施方案中，该外层/部分包含至少一个局部覆盖物(例如在多层肥料组合物中)，其促进了保留在该多个层内部的该内部分的缓慢释放或受控释放。在一些实施方案中，该外层包括多个(例如二个、三个、四个、或更多个)局部层，其配合以充当单一外层用于促进保留在该多个层内部的该内部分的缓慢释放或受控释放。
这里所用的“形式”意指：某物的形状或结构(如从它的材料组成区分)。作为一些非限制性实例，该肥料形式包括：丸粒、颗粒、粒料、盘状物、微粒、粉末、及其组合。在一些实施方案中，该丸粒具有：外层、包覆物和/或壳体中的至少一种。在一些实施方案中，该颗粒具有：外层、包覆物和/或壳体中的至少一种。在一些实施方案中，该粒料具有：外层、包覆物和/或壳体中的至少一种。在一些实施方案中，该盘状物具有：外层、包覆物和/或壳体中的至少一种。在一些实施方案中，该微粒具有：外层、包覆物和/或壳体中的至少一种。在一些实施方案中，该粉末具有：外层、包覆物和/或壳体中的至少一种。在一些实施方案中，本公开的该肥料组合物是单一形式(即丸粒、颗粒、粒料、盘状物、微粒、或粉末)。在一些实施方案中，本公开的该肥料组合物是多种形式(即两种或更多种形式的混合物，包括丸粒、颗粒、粒料、盘状物、或粉末)。
这里所用的“颗粒”意指：通过产生微滴并使该滴凝固而形成的丸粒。在一些实施方案中,在造粒前将该一种(或多种)隔离剂添加到含氮材料。一些实施方案中，在造粒(即在将含氮材料产物造粒后涂覆或共造粒)后将该一种(或多种)隔离剂添加到含氮材料。
在一些实施方案中，颗粒产品的网目尺寸在4和20目之间(即～4700微米-～830微米)。
这里所用的“丸粒”意指实心体(例如球形、圆形、圆柱形)。在一些实施方案中，将该含氮材料和一种(或多种)隔离剂研磨(例如磨碎)、混合，并且然后一起造球以形成丸粒，其含有含氮材料和在其中的一种(或多种)隔离剂两者(以所需的重量百分数)。在一些实施方案中，造球产品的网目尺寸在4和20目之间。
这里所用的“粉末”意指：细碎状态的物质。在一些实施方案中，将该含氮材料和一种(或多种)隔离剂研磨(分别地或组合地)以产生具有特定的平均粒子尺寸的粉末产品。在一些实施方案中，粉末产品的网目尺寸为大于20目。
这里所用的“粒料”意指：小粒子。在一些实施方案中，将该含氮材料压碎(即从颗粒或丸粒形式降低尺寸)成为较小的部分(其是以与粉末相对的微粒形式)。在一些实施方案中，在形成具有含氮材料和在其中的一种(或多种)隔离剂两者的组合物的生产工艺过程中，该含氮材料与该一种(或多种)隔离剂组合。在一些实施方案中，粒料产品的网目尺寸在4和20目之间。
在一些实施方案中，该肥料组合物包含均质混合物。
在一些实施方案中，该肥料组合物包含非均质混合物。
在一些实施方案中，该肥料组合物包括：未包覆的材料，包覆的材料，和/或多次包覆的材料(即多于一层包覆物)。
这里所用的“内”意指：位于内部。
这里所用的“外”意指：位于外侧或外部。
这里所用的“包覆物”意指：覆盖另一物的某物的层。
这里所用的“壳体”意指：外壳。在一些实施方案中，该壳体保护该内部分(例如通过包围/包裹它)。
这里所用的“包裹”意指：在所有面上围绕。
这里所用的“局部”意指：只部分地存在。在一些实施方案中，该包覆物为局部包覆物，在于它没有完全地在所有面上围绕该内芯。作为一个实例，局部包覆物覆盖该内芯的一个面(或端部)。作为另一个实例，局部包覆物基本上围绕该内芯但是具有不连续的区域(例如没有覆盖的小洞或脊状物)。
在一些实施方案中，配置多层局部包覆物以配合作为包裹层(例如50％覆盖率的多个层以单一包裹层所会的相同方式配合来防止该内芯挥发/蒸发)。
这里所用的“含氮材料”意指：在其组成或构成中具有氮的物质。在一些实施方案中，含氮材料是其中具有氮的肥料(例如以尿素、氨、或铵的形式)。含氮材料的一些非限制性实例包括：尿素组合物、尿素、硝酸铵、磷酸氢二铵、氮基肥料(具有肥料和任选的填料和/或惰性试剂)、基于有机物的材料例如粪便、及其组合。
这里所用的“尿素组合物”意指：具有尿素的材料。在一些实施方案中，尿素组合物意指尿素和不可避免的杂质(例如作为制造工艺的一部分而包括的)。作为一个非限制性实例，尿素组合物是指尿素肥料(例如包括具有任选的填料和/或惰性试剂的尿素)。
这里所用的“尿素”意指：CO(NH2)2。
这里所用的“隔离剂”意指：材料或组分，其影响(例如降低、限制、防止、和/或消除)另一种材料逃避限制和/或被释放的能力。在一些实施方案中，隔离剂与填料、黏合剂和/或添加剂(如下列出)组合使用。在一些实施方案中，在该肥料组合物中该隔离剂充当黏合剂、填料和/或添加剂。
隔离剂的一些非限制性实例包括：铝土矿残渣、层状双氢氧化物(例如水滑石、水铝钙石)、磷灰石、静电除尘器粉、铝土矿、红石灰、中和的铝土矿残渣、碳钠铝石、氟碳硅钙石(fukalite)、氢氧化铝、冶炼级氧化铝(SGA)、及其组合。
这里所用的“黏合剂”意指：用于把物保持在一起的材料。在一些实施方案中，该黏合剂用于填充在该外部分或包覆物上的裂缝中。黏合剂的一些非限制性实例包括：可商购的丸粒黏合剂(例如用在化学或制药工业中)、聚合物、无机溶剂(例如水)、有机溶剂、海藻酸盐或酯、一种(或多种)海藻酸盐或酯－氯化钙溶液、木质素磺酸盐、凹凸棒石、沥青蜡、树脂、具有反应性金属氧化物或氢氧化物的反应性金属盐、摩拉石、波特兰水泥、硅酸盐(例如钠硅酸盐)、或天然存在的黏土(例如膨润土)、淀粉、玉米淀粉、糖、糖水、面粉、瓜尔胶，熟石膏、造纸厂废料、纤维素衍生物、及其组合。
这里所用的“填料”意指：用于填充空腔或增加体积的材料。填料的一些非限制性实例包括：蜡(例如石蜡、农业蜡)、聚合物、硅酸盐、或波特兰水泥、及其组合。
这里所用的“肥料添加剂”意指：添加至肥料的材料(例如以便赋予特性或性质)。在一些实施方案中，选择该肥料添加剂以便向土壤添加特定营养素或几种营养素(例如在土壤缺乏这些营养素的地方)。肥料添加剂的一个非限制性实例包括石膏，当存在于本公开的一个或多个肥料组合物中时，其提供硫给该生长介质(例如土壤)。
这里所用的，“金属生产副产物”意指：一种化合物或一类材料，其通过制造有色金属(例如铝)的一种或多种工艺产生。一些非限制性工艺包括：拜耳法，熔炼、精炼、浇铸、再循环、生产各种产品、产品形式，及其组合。
作为铝生产和/或加工的产物的隔离剂的一些非限制性实例包括：磷灰石、静电除尘器粉(ESP)、拜耳法副产物、及其组合。
这里所用的，“拜耳法副产物”意指：在铝土矿还原以形成/生产氧化铝过程中产生的物质。作为拜耳法副产物的隔离剂的一些非限制性实例包括：层状双氢氧化物、水滑石、水铝钙石、铝土矿残渣、中和的铝土矿残渣、碳钠铝石、氟碳硅钙石、氢氧化铝、冶炼级氧化铝(SGA)、及其组合。
这里所用的“层状双氢氧化物”意指：一类化合物，其以多个(例如两个)带正电荷的层以及位于中间层(中部)区域中的弱结合的通常可交换的一个(或多个)中心离子(例如带负电荷的离子)为特征。作为一个非限制性实例，LDH通常通过以下通用的化学式被提及：
(式1)[M2+ 1-xM3+ x(OH)2]q+(Xn-)q/n-*yH2O
作为一些非限制性实例，z＝2，M2+＝Ca,Mg2+,Mn2+,Fe2+,Co2+,Ni2+,Cu2+,或Zn2+,(因此q＝x)。
LDH化合物的非限制性实例包括：水滑石、水铝钙石、水菱镁矿、水铝镍石、woolite、及其组合。
在一些实施方案中，“不可避免的次要组分”意指：存在于该隔离剂中的各种化学品和矿物。一些非限制性实例包括：含铁化合物(例如Fe2O3；FeOOH；Fe3O4)；含硅化合物(例如SiO2)；含钛化合物(例如TiO2)；含钠化合物(例如NaOH；NaNO3；Na3PO4；Na2HPO4；Na2CO3)；含钙化合物(例如CaO；Ca(OH)2；CaSO4；CaCO3；Ca3(Al(OH)4)6；TCA(铝酸三钙))；含镁化合物(例如MgO；Mg(OH)2；MgCO3)；阴离子有机化合物(例如草酸盐(草酸钠)，甲酸盐(甲酸铵)，醋酸盐)；含铝化合物(例如Al(OH)3；AlOOH)；及其组合。
在一些实施方案中，不可避免的次要组分的总重量百分比为不大于30重量％(即对于每一种化合物)。在一些实施方案中，该不可避免的次要组分为：不大于30重量％；不大于25重量％；不大于20重量％；不大于15重量％；不大于10重量％；不大于7重量％；不大于5重量％；不大于3重量％；不大于1重量％；不大于0.5重量％；不大于约0.3重量％；或不大于0.1重量％。
在一些实施方案中，该不可避免的次要组分为：不小于30重量％；不小于25重量％；不小于20重量％；不小于15重量％；不小于10重量％；不小于7重量％；不小于5重量％；不小于3重量％；不小于1重量％；不小于0.5重量％；或不小于约0.1重量％。
在一些实施方案中，对于铝土矿残渣，该不可避免的次要组分含量为对于每一种组分不大于30重量％。
在一些实施方案中，对于铝土矿，不可避免的次要组分的含量为对于每一种组分不大于30重量％。
在一些实施方案中，对于HTC，不可避免的次要组分的含量为对于每一种组分不大于20重量％。
在一些实施方案中，对于磷灰石，不可避免的次要组分的含量为对于每一种组分不大于20重量％。
在一些实施方案中，对于冶炼级氧化铝，不可避免的次要组分的含量为不大于约1重量％。
这里所用的“插层”意指：具有另一种物质或材料***在现存的元素或层之间或之中的物质。在一些实施方案中，用被其他阴离子或化合物置换LDH的中心/中间层区域对LDH进行插层。
插层LDH(有时称作iLDH)的非限制性实例包括：除草剂、杀虫剂、杀真菌剂、补充营养素(例如磷化合物、氮化合物、硫化合物、痕量元素化合物、及其组合)。在一些实施方案中，用硝酸盐对该LDH进行插层。在一些实施方案中，用硫酸盐对该LDH进行插层。在一些实施方案中，用磷酸盐对该LDH进行插层。
在一些实施方案中，LDH包含水滑石(HTC)。在一些实施方案中，LDH包含水铝钙石。
这里所用的“水滑石”意指：下式的层状双氢氧化物：
(式2)Mg6Al2(CO3)(OH)16*4(H2O)
水滑石超群组中的材料群组的非限制性实例包括：水滑石群组、奎水碳铝酸镁(quintinite)群组、绿锈(fougerite)群组、水铜铝矾群组、glaucerinite群组、锑铝铜矿(cualstibite)群组、水铝钙石群组、以及未分类的群组。
水滑石的非限制性实例包括：鳞镁铁矿/碳酸镁铁矿、铬鳞镁矿、羟镁铝石(meixnerite)、水铝铁镁石(iowaite)、droninoite、水铜铝矾(woodallite)、硅锌镍矿、水铝镍石、陨菱铁镍矿、水绿镍矿(jamborite)、奎水碳铝酸镁、charmarite、caresite、zaccagnaite、chrlomagaluminite、绿锈、水铜铝矾、zincowoodwardite、镍铁矾、claucocetinite、hydrowoodwardite、镍铝矾(carrboydite)、水铁镍矾(hydrohonessite)、铬镍镁矾(mountkeithite)、sincaluminite、羟铝钙镁石(wermlandite)、黄铝锰矾(shigaite)、nikischerite、碳铝镁钠矾(motukoreaite)、钠锌铜铝矾(natroglaucocerinite)、karchevskyite、锑铝铜矿、xincalstibite、hydroclumite、kuzelite、片碳镁石(coalingite)、次碳酸镁铁矿、水铁镁石(muskoxite)、及其组合。
插层水滑石(有时称作iHTC)的非限制性实例包括：HTC-碳酸盐、HTC-磷酸盐、HTC-硝酸盐、及其组合。
这里所用的“磷灰石”意指：具有伴随一些氟、氯和其他元素的磷酸钙的磷酸盐矿物。在一些实施方案中，用磷酸盐矿物群组中和磷灰石。磷灰石化合物的一个实例为羟基磷灰石。
这里所用的“铝土矿残渣”意指：作为拜耳法(例如精炼铝土矿为氧化铝的工艺)副产物产生的颗粒状碱性黏土。在一些实施方案中，铝土矿残渣(有时称作赤泥)包括多种金属、金属氧化物、黏土和沸石。在一些实施方案中，该铝土矿残渣通常不含引流液体并且从它的原始形式(即具有pH大约为13的挥发性组分的浆料)被中和。
在一些实施方案中，该铝土矿残渣包含为7的pH。在一些实施方案中，该铝土矿残渣包含为8的pH。在一些实施方案中，该铝土矿残渣包含为9的pH。在一些实施方案中，该铝土矿残渣包含为10的pH。在一些实施方案中，该铝土矿残渣包含为11的pH。在一些实施方案中，该铝土矿残渣包含为12的pH。在一些实施方案中，该铝土矿残渣包含介于大约7和9之间的pH。
在一些实施方案中，可以经由酸中和或通过气氛(例如经由与环境的二氧化碳反应和/或与人为的二氧化碳接触)中和铝土矿残渣。
这里所用的“酸中和的”意味着：通过添加酸使材料(例如铝土矿残渣)成化学地中性(或较接近中性)。非限制性的酸包括：磷酸、硝酸、硫酸、有机酸、矿物、及其组合。
在一些实施方案中，用氢氧化铝中和该铝土矿残渣，形成铝土矿残渣(NO3)。在一些实施方案中，所得的铝土矿残渣化合物具有5-10重量％的硝酸盐含量。
在一些实施方案中，用磷酸中和该铝土矿残渣，形成铝土矿残渣(PO4)。在一些实施方案中，所得的铝土矿残渣化合物具有5-10重量％的磷酸盐含量。
在一些实施方案中，磷石膏用来中和铝土矿残渣。
这里所用的，“碳钠铝石”意指：氢氧化碳酸铝酸钠化合物。在一些实施方案中，碳钠铝石为一个(或多个)精炼步骤的副产物(例如拜耳法中添加氢氧化钠之后)。
这里所用的，“氟碳硅钙石”意指：碳酸硅酸钙化合物。在一些实施方案中，氟碳硅钙石为碳酸硅酸钙化合物的氢氧化物或氟化物衍生物。在一些实施方案中，氟碳硅钙石为一个(或多个)精炼步骤的副产物(例如拜耳法中添加氢氧化钠之后)。
在一些实施方案中，碳钠铝石、氟碳硅钙石、羟磷灰石和羟菱镁石为铝土矿残渣中的组分。在一些实施方案中，碳钠铝石、氟碳硅钙石、羟磷灰石和羟菱镁石为铝土矿中的组分。
这里所用的，“ESP”意指来自静电除尘器(即用来清洁工业工艺排放流)的粉尘。在一些实施方案中，ESP包含(例如作为主要组分)从工业工艺的排烟除去的氧化铝粉。
这里所用的“铝土矿”意指：从其中提取氧化铝的矿石。在一些实施方案中，铝土矿矿石包含：氧化铝、铁氧化物、硅酸盐、碳酸钙、氢氧化钠、氧化钙、二氧化钛、氧化锰、氧化镁、磷酸盐。在一些实施方案中，铝土矿包含至少30重量％氧化铝；至少40％氧化铝；至少50％氧化铝；至少60％氧化铝；至少70重量％；至少80重量％；至少90重量％，或更高。
这里所用的“水菱镁矿”意指：碳酸镁矿物。
这里所用的“白云石”意指其中具有碳酸镁和碳酸钙的矿石。
这里所用的“红石灰”意指：铝酸三钙(TCA)和碳酸钙的混合物，并且存在一些铁氧化物，其为铝加工的副产物。
在一些实施方案中，TCA为红石灰中的主要组分(即至少51重量％)。在一些实施方案中，TCA为：至少50重量％；至少55重量％；至少60重量％；至少65重量％；至少70重量％；至少75重量％；至少80重量％；至少85重量％；至少90重量％；至少95重量％；或至少99重量％(剩余物为碳酸钙和/或铁氧化物)。
在一些实施方案中，TCA为主要成分(即不大于51重量％)。在一些实施方案中，TCA为：不大于50重量％；不大于55重量％；不大于60重量％；不大于65重量％；不大于70重量％；不大于75重量％；不大于80重量％；不大于85重量％；不大于90重量％；不大于95重量％；或不大于99重量％(剩余物为碳酸钙和/或铁氧化物)。
在一些实施方案中，该肥料组合物包括pH调节组分。pH调节组分的非限制性实例包括：硝酸、磷酸、铝土矿残渣、及其组合。在一些实施方案中，将该pH调节组分插层到该隔离剂(例如LDH)中。在一些实施方案中，将该pH调节组分共混到该隔离剂(例如中和的铝土矿残渣)/与其混合。
在一些实施方案中，该肥料组合物包括植物营养素。植物营养素的非限制性实例包括：N、P、K、Mg、Ca、K、痕量元素(Fe、Mn、该隔离剂中存在的金属)、及其组合。
这里所用的“缓慢释放肥料”意指：具有对于植物摄取可用的营养素的逐渐释放的肥料(例如其中该释放率在规定的时间限制内不能够被预测-或仅能够被非常粗略地估计)。在一些实施方案中，缓慢释放肥料(例如隔离剂包覆的尿素肥料组合物)为参比肥料(例如尿素肥料组合物)的改良版本，使得来自缓慢释放率肥料的营养素释放慢于该参比、未改良的肥料。在一些实施方案中，与该参比肥料相比，缓慢释放肥料降低尿素的挥发。
缓慢释放产品的非限制性实例为包覆或局部包覆的肥料，其中可溶的营养素的释放通过该包覆物得到控制，该包覆物包括可溶的营养素化合物、水不可溶的、或缓慢地可用的水可溶的组分。在一些实施方案中，缓慢释放肥料为受控释放肥料。
这里所用的“受控释放肥料”意指：具有对于植物摄取可用的营养素的逐渐释放的肥料，其中该释放率在特定的限制内为可预测的。在一些实施方案中，受控释放肥料产品以对于植物摄取可用的形式释放植物营养素，与未改良的肥料产品的速率相比，其速率更缓慢(并且速率可定量地降低)(即其中，在一些实施方案中，该受控释放肥料具有不可溶的部分和/或低溶解度部分并且该肥料是可溶的)。
在一些实施方案中，田纳西河流域管理局(Tennessee Valley Authority)浸没实验用来评价肥料组合物的受控释放特性。本测试需要添加50g样品(肥料组合物)至250mL水，随后在100℉下加热该混合物持续指定的时间段以便量化该肥料样品的释放率(基于含氮材料释放率)。
在一些实施方案中，本公开的肥料混合物包含在24小时时间内(例如当根据TVA测试测量时)不大于20重量％含氮材料的释放率。在一些实施方案中，本公开的肥料组合物包含在7天时间内(例如当根据TVA测试测量时)不大于50重量％含氮材料的释放率。在一些实施方案中，本公开的肥料组合物包含在30天时间内(例如当根据TVA测试测量时)不低于80重量％含氮材料的释放率。
这里所用的“增强效力肥料”意指：与合适的参比物(未改良的、未包覆的肥料)相比，具有允许增加的营养素可用性和降低营养素损失到环境(例如通过蒸发的气态损失，营养素的淋溶，或通过水流失的营养素流失)的潜力的特性的肥料产品。
在一些实施方案中，一种或多种该肥料组合物(即本公开的包覆的肥料组合物包括至少下列特性之一：生长介质增强，增加的生长介质水分含量，增加的生长介质缓冲容量，降低的从该生长基质的磷流失，向该生长介质添加的微量营养素，降低的尿素酶活性，抑制的尿素酶活性，降低的氨吸收，铵结合，及其组合。
这里所用的“蒸发”(有时称作挥发)意指：材料以蒸汽逐渐消失的趋势。
在一些实施方案中，该肥料组合物具有平均尺寸：至少1/8”；至少1/4”；至少3/8”；至少1/2”；至少5/8”；至少3/4”；或至少1”。在一些实施方案中，该肥料组合物具有平均尺寸：不大于1/8”；不大于1/4”；不大于3/8”；不大于1/2”；不大于5/8”；不大于3/4”；或不大于1”。
在一些实施方案中，该外部分(例如不论是层、多层、包覆物和/或壳体)具有平均厚度：至少25微米，至少50微米；至少75微米；至少100微米；至少125微米，至少150微米；至少175微米；至少200微米；至少225微米，至少250微米；至少275微米；至少300微米；至少325微米，至少350微米；至少375微米；至少400微米；至少425微米，至少450微米；至少475微米；至少500微米；至少525微米，至少550微米；至少575微米；至少600微米；至少625微米，至少650微米；至少675微米；至少700微米；至少725微米，至少750微米；至少775微米；至少800微米；至少825微米，至少850微米；至少875微米；至少900微米；至少925微米，至少950微米；至少975微米；或至少1000微米。
在一些实施方案中，该外部分(例如不论是层、多层、包覆物和/或壳体)具有平均厚度：不大于25微米，不大于50微米；不大于75微米；不大于100微米；不大于125微米，不大于150微米；不大于175微米；不大于200微米；不大于225微米，不大于250微米；不大于275微米；不大于300微米；不大于325微米，不大于350微米；不大于375微米；不大于400微米；不大于425微米，不大于450微米；不大于475微米；不大于500微米；不大于525微米，不大于550微米；不大于575微米；不大于600微米；不大于625微米，不大于650微米；不大于675微米；不大于700微米；不大于725微米，不大于750微米；不大于775微米；不大于800微米；不大于825微米，不大于850微米；不大于875微米；不大于900微米；不大于925微米，不大于950微米；不大于975微米；或不大于1000微米。
在一些实施方案中，该外部分为：从50微米至250微米。在一些实施方案中，该外部分为：从约100至约200微米。
在一方面，提供了化肥组合物，包含：包含含氮化合物的内部分；和包覆该内部分的外部分，该外部分配置有包含层状双氢氧化物的隔离剂，其中该外部分占该肥料组合物的不大于30重量％。
在一些实施方案中，该含氮化合物是尿素。
在一些实施方案中，该层状双氢氧化物选自由水滑石、水铝钙石及其组合组成的组。
在一些实施方案中，该外部分还包含黏合剂、填料和添加剂中的至少一种。
在一些实施方案中，该外层包含水滑石和蜡。
在一方面，提供了肥料组合物，包含：包含尿素的内部分；和包覆该内部分的外部分，该外部分配置有包含水滑石的隔离剂，其中该外部分占该肥料组合物的不大于20重量％。
在一些实施方案中，该外部分还包含黏合剂。
在一些实施方案中，该黏合剂还包含不超过该肥料组合物的5重量％的量的蜡。
在一方面，提供了肥料组合物，包含：包含尿素的内部分；和包裹该内部分的外部分，该外部分配置有隔离剂，该隔离剂包括拜耳法副产物，该拜耳法副产物选自由铝土矿残渣和层状双氢氧化物组成的组。
在一些实施方案中，该外部分占该组合物的总重量的5重量％至30重量％。
在一些实施方案中，该外部分占该组合物的总重量的10重量％至20重量％。
在一些实施方案中，该隔离剂是铝土矿残渣。在一些实施方案中，该隔离剂是水滑石。
在一些实施方案中，配置该隔离剂以减慢尿素释放进入生长介质中。
在一方面，提供了肥料组合物，包含：内部分，其包含含氮材料；和包裹(例如完全围绕)该内部分的外部分，该外部分包含隔离剂。
在一方面，提供了肥料组合物，包含：包含尿素组合物的内部分；和包裹(例如完全围绕)该内部分的外部分，该外部分包含隔离剂。
在一方面，提供了肥料组合物，包含：包含含氮材料的内部分；和包裹(例如完全围绕)该内部分的外部分，该外部分包含隔离剂；其中该外部分占该组合物的总重量的至少5重量％至不大于30重量％。
在一方面，提供了肥料组合物，包含：包含含氮材料和铝土矿残渣的内部分；和包裹(例如完全围绕)该内部分的外部分，该外部分包含隔离剂。
在一方面，提供了肥料组合物，包含：内部分，其包含含氮材料；和在该内部分周围的外壳体，该外壳体包含隔离剂。
在一方面，提供了肥料组合物，包含：包含含氮材料的内部分；和在该内部分周围的外壳体，该外壳体包含隔离剂，与黏合剂、填料和添加剂中的至少一种。
在一方面，提供了肥料组合物，包含：内部分，其包含含氮材料和隔离剂；和包含隔离剂的外部分，其中配置该外部分以完全围绕该内部分。
在一方面，提供了肥料组合物，包含：内部分，其包含含氮组合物和包含隔离剂的包覆物，其中配置该包覆物(有时该外部分)以覆盖该内部分的30％至100％(例如外部分是局部包覆物/多孔包覆物)。
在一方面，提供了肥料组合物，包含：内部分，其包含含氮材料和铝土矿残渣；和包含隔离剂的包覆物，其中配置该包覆物(有时该外部分)以覆盖该内部分的30％至100％(例如外部分是局部包覆物/多孔包覆物)。
在一些实施方案中，该包覆物覆盖：至少30％的内芯表面；至少40％的内芯表面；至少50％的内芯表面；至少60％的内芯表面；至少70％的内芯表面；至少80％的内芯表面；至少90％的内芯表面；至少95％的内芯表面；或至少99％的内芯表面。
在一些实施方案中，该包覆物覆盖：不大于30％的内芯表面；不大于40％的内芯表面；不大于50％的内芯表面；不大于60％的内芯表面；不大于70％的内芯表面；不大于80％的内芯表面；不大于90％的内芯表面；不大于95％的内芯表面；或不大于99％的内芯表面。在一些实施方案中，该外部分覆盖100％的该内部分。
在一方面，提供了肥料组合物，包含：多个包含含氮材料(例如尿素)的层，其由多个包含隔离剂的层间隔，其中该组合物的最外层包含隔离剂包覆物/壳体(例如包括蜡和/或聚合物)。在一些实施方案中，该氮基材料在层与层之间不同(例如就多层而言，每个单独的含氮材料层选自这一组：尿素、硝酸铵、粪便、磷酸二氢铵、及其组合。)
在一方面，提供了肥料组合物，包含：多个包含氮材料(例如尿素、硝酸铵、磷酸二氢铵、粪便、及其组合)的层，其由选自由隔离剂、黏合剂、填料、添加剂及其组合组成的组的多个层间隔，其中至少一个层包含隔离剂。在一些实施方案中，该外部分还包含添加剂(例如黏合剂、填料、添加剂)。
在本公开的一个或多个实施方案中，提供了肥料的共混物。作为非限制性的实例，该肥料组合物包括：未包覆的含氮材料(例如颗粒、丸粒、或粒料形式的氮肥料或粪便)和包覆的肥料(例如包括含氮材料的内芯和包括隔离剂的外部分。
在一些实施方案中，该肥料包含具有不同厚度的包覆物的包覆肥料的共混物。在一些实施方案中，该肥料包含包覆肥料的共混物，其中该肥料的至少一些包含单一包覆物(例如局部的和/或包裹的)并且至少一些是多层的。在一些实施方案中，该肥料包括至少两个平均粒子尺寸的共混物(例如大和小尺寸的肥料，且包覆的和未包覆的变体)。
在一些实施方案中，该外部分(例如包覆物或层)占：该组合物的总重量的至少5重量％；至少10重量％；至少15重量％；至少20重量％；至少25重量％；或至少30重量％。
在一些实施方案中，该外部分(例如包覆物或层)占：该组合物的总重量的不大于5重量％；不大于10重量％；不大于15重量％；不大于20重量％；不大于25重量％；或不大于30重量％。
作为非限制性实例，该包覆肥料组合物的至少一个包覆物包括，与隔离剂组合：蜡(例如石蜡)、糖聚合物(例如海藻酸盐或酯、氯化钙水溶液中的海藻酸盐或酯、海藻酸钠、海藻酸盐或酯中的纤维素、海藻酸)、糖聚合物和蜡、羧酸(还称作羧酸盐或酯，这取决于pH)(例如脂肪酸、黑液)；聚合物电解质；聚合物；波特兰水泥；及其组合。
这里所用的，“海藻酸盐或酯”是指源自于褐藻的多糖。在一些实施方案中，海藻酸盐或酯分子能够和另一个交联(例如在氯化钙和水的存在下)，因此形成黏性液体(例如胶状的)。在一些实施方案中，配置交联的海藻酸盐或酯以改进该外层(例如包覆物)的结构性质。在一些实施方案中，与拜耳法副产物、铝土矿残渣、LDH、水滑石、和/或水铝钙石中的至少一种组合使用海藻酸盐或酯和或交联的海藻酸盐或酯。在一些实施方案中，为了形成该交联的材料，用氯化钙溶液(1M或3M)替代水喷射海藻酸钠。
在一些实施方案中，其中该包覆肥料具有多个包覆物，至少一个包覆物包括隔离剂，和至少一个其他包覆物包括隔离剂、黏合剂、填料、添加剂、蜡、糖聚合物、羧酸、聚合物电解质、聚合物、波特兰水泥、及其组合中至少一种。
在一方面，提供了一种方法，包含：(a)形成粒子隔离剂和含氮材料的混合物(例如在鼓型滚筒中)；(b)向混合物中喷射液体(例如水、工业溶剂)以促进采用该隔离剂对该含氮材料的包覆(例如在一些实施方案中，液体包括黏合剂、添加剂和/或填料)；和(c)形成包覆组合物，该肥料具有：该含氮材料的内部分和该隔离剂(例如和/或填料、黏合剂、添加剂)的外部分(例如壳体或包覆物)。
在一些实施方案中，该方法包含：(d)烘烤该包覆组合物以除去液体并且导致肥料组合物。在一些实施方案中，该方法包括固化该包覆物(例如通过施加热、光和/或时间)。作为一个实例，当该包覆物包括一种(或多种)硅酸盐时，烘烤该包覆物。在一个实施方案中，当该包覆物包括波特兰水泥时，使其在室温下固化。在一个实施方案中，当该包覆物包括蜡(例如和防结块剂)，该包覆物在室温下凝固。
在一些实施方案中，该方法包含：(e)形成包覆组合物和隔离剂的混合物。
在一些实施方案中，该方法包含：在形成包覆组合物和隔离剂的混合物时重复步骤(b)至(c)。
在一个实施方案中，该肥料组合物包含：混合有插层的层状双氢氧化物的含氮化合物(例如尿素)。在一些实施方案中，用尿素对该层状双氢氧化物进行插层。
在一些实施方案中，该肥料组合物包含：具有隔离剂的共混的含氮化合物(例如尿素)，其被包覆在隔离剂中。在一些实施方案中，该隔离剂(或隔离剂的组合)在该包覆物中与其在共混的芯组分中是相同的。在一些实施方案中，该隔离剂(或隔离剂的组合)在该包覆物中与共混的芯组分相比是不同的。
在一些实施方案中，该肥料组合物包括：与隔离剂(例如包括插层的层状双氢氧化物)共混的含氮化合物(例如尿素)，其被至少一种隔离剂(其中该共混物和包覆物中的隔离剂可以为相同或不同的隔离剂或隔离剂组合)包覆。
在一个实施方案中，通过以下方式制造本公开的肥料组合物：喷射浓缩的含氮材料溶液(即96-99+％)而同时喷射该一种(或多种)隔离剂的浓缩溶液(例如悬浮或溶解在溶剂中)并且共造粒所得的肥料组合物。
在一个实施方案中，通过在造粒前添加该一种(或多种)隔离剂到该浓缩的含氮材料溶液来制造本公开的肥料组合物。
在一个实施方案中，通过在形成该含氮材料颗粒后在颗粒上包覆该一种(或多种)隔离剂来制造本公开的肥料组合物。在一些实施方案中，使用鼓型滚筒(例如采用任选的溶剂和/或黏合剂)以附着和/或包覆该一种(或多种)隔离剂到该含氮材料颗粒上。
在一些实施方案中，将该一种(或多种)隔离剂混合到含氮材料溶液(采用任选的溶剂)并且所得的肥料组合物从溶液或悬浮液中再结晶。
在一些实施方案中，在研磨压力机中将含氮材料颗粒与一种(或多种)隔离剂研磨并且以粉末形式进行利用。在一些实施方案中，将该粉末与一种(或多种)黏合剂混合并且滚压成聚结的形式。在一些实施方案中，将该共混的粉末与黏合剂混合并且成形(例如压制)为丸粒或板(例如用盘状物压力机或造球工艺)。
在一些实施方案中，喷雾干燥具有隔离剂(例如任选地具有溶剂以降低粘度)的含氮材料的溶液(或悬浮液)。
在一些实施方案中，使具有一种(或多种)隔离剂的含氮材料的该溶液(或悬浮液)聚结(例如盘式聚结物)，随后是造球工艺。
在一些实施方案中，该铝土矿残渣为原始铝土矿残渣(例如在没有酸中和步骤的情况下进行利用，处于其原位粒子尺寸分布(没有过筛)。
在一些实施方案中，该隔离剂、黏合剂、填料和/或添加剂通过气相沉积添加(例如放置尿素于加热的隔离剂、黏合剂、填料、和/或添加剂(和/或溶剂、液体)之上的筛网上)，使得该蒸汽(包含隔离剂、黏合剂、添加剂和/或填料)接触该尿素表面以在该尿素(内部分/芯)上形成外部分/包覆物/壳体。
在一些实施方案中，该隔离剂、黏合剂、填料和/或添加剂通过浸渍来施加(例如放置该尿素于筛网上，并且将该筛网和尿素浸渍到含有隔离剂、黏合剂、填料和/或添加剂的液体(具有任选的溶剂和/或液体以悬浮该隔离剂、黏合剂、填料和/或添加剂)。
在一些实施方案中，在该隔离剂包覆在该尿素产品上期间(例如同时)，将黏合剂、填料和/或添加剂添加到该隔离剂。
在上文中指出的本发明方面的不同方面可以组合以产生肥料组合物(例如具有尿素和隔离剂)及其制造和使用方法。
本发明的这些和其他的方面、优点和新颖特征一部分在接下来的说明中陈述并且在审视下面的说明和附图时对本领域的技术人员而言将变得明显，或可以通过实施本发明来领会。
附图简要说明
图1A-1D描绘本公开的肥料组合物的各种实施方案，每一个具有含氮材料的内部分和隔离剂的外部分。
图1A提供包括含氮材料(例如尿素组合物)的内部分和包含隔离剂的外部分(例如以包覆物或壳体形式)。
图1B提供包括含氮材料(例如尿素组合物)的内部分和包含隔离剂的外部分(例如以包覆物或壳体形式)，其中该外部分比在图1A中描绘的厚(例如更高的重量％)。
图1C描绘包括含氮材料(例如尿素组合物)的内部分和外部分(例如以包覆物或壳体形式)，其中该二层为局部层(例如非完整的壳体或包覆物，而更确切地是多孔的或不连续的层)。该第一层包括隔离剂，而该第二层包括黏合剂、添加剂和/或填料。
图1D提供包括含氮材料(例如尿素组合物)的内部分和包含隔离剂的外部分(例如以包覆物或壳体形式)，其中该外部分比在图1A中描绘的具有不同程度的厚度(例如较厚相对于较薄的区域)。
图2A-2D描绘本公开的肥料组合物的各种实施方案，其中该内部分包括：含氮材料(例如尿素组合物)和隔离剂并且外部分包含隔离剂(例如以包覆物或壳体形式)。图2A至2D与图1A至1D相似，但是对于该内部分除该含氮材料之外还包括隔离剂。
图3A-3D描绘本公开的肥料组合物的各种实施方案，其中该组合物包括多个层(例如多个含氮材料层，其由多个隔离剂层间隔)。
图3A描绘具有多个包覆物/层的肥料组合物的实施方案。
图3B描绘具有薄/厚层组合的肥料组合物的实施方案，其中一个层(例如该厚层)为不连续的(例如多孔、局部覆盖)。
图3C描绘具有多个局部层的肥料组合物的实施方案。
图3D描绘具有多个层的肥料组合物的实施方案，其中每一个层具有不同的厚度(厚和薄的部分)。
图4描绘具有内芯(例如尿素)和外壳体的肥料组合物的实施方案，其中该外壳体包括隔离剂和黏合剂二者，并且该黏合剂置于该隔离剂顶部上方。
图5为蜡类型对氮释放率的影响(对于HTC包覆的尿素)实验数据的图表。
图6描述蜡类型对氮释放的影响(对于BR包覆的尿素)实验数据的图表。
图7为铝土矿残渣粒子尺寸对氮释放率的影响(对于铝土矿残渣包覆的尿素)实验数据的图表。
图8为实验数据图表，其说明了对于利用各种类型的对照物肥料和包覆的肥料组合物的实验室规模生长研究的六周生长进程。
详细描述
现将参考上述附图详细提到各种实施方案，上述附图至少有助于说明本发明的各种相关实施方案。
附图标记：
肥料 10
内部分 12
外部分 14
包覆物 16
局部包覆物 18
含氮材料 20
隔离剂 24
隔离剂包覆添加剂 22(例如填料、黏合剂、添加剂)
填料 26
黏合剂 28
添加剂 30
多层包覆物(例如多个包覆物) 40
图1A-1D描绘本公开的肥料组合物10(包覆肥料)的各种实施方案，每一个具有含氮材料20的内部分12以及隔离剂24的外部分14。图1A提供了肥料组合物，其具有包括含氮材料20(例如尿素组合物)的内部分12以及包含隔离剂24的外部分14(例如以包覆物16或壳体的形式)。图1B提供了包覆肥料组合物10，其具有包括含氮材料20(例如尿素组合物)的内部分12以及包含隔离剂24的外部分14(例如以包覆物或壳体的形式)，其中该外部分14比在图1A中描绘的厚(例如更高的重量％)。图1C描绘了肥料组合物，其具有包括含氮材料20(例如尿素组合物)的内部分12以及外部分14(例如以包覆物或壳体的形式)，其中该两个层为局部层(例如非完整的壳体或包覆物，而更确切地是多孔的或不连续的层)。该第一层包括隔离剂24，而该第二层包括黏合剂28、添加剂30和/或填料26。图1D提供了肥料组合物10，其具有包括含氮材料20(例如尿素组合物)的内部分12以及包含隔离剂24的外部分14(例如以包覆物或壳体的形式)，其中该外部分14比在图1A中描绘的具有不同程度的厚度(例如较厚相对于较薄的区域)。
图2A-2D描绘了本公开的肥料组合物10的各种实施方案，其中该内部分12包括：含氮材料20(例如尿素组合物)和隔离剂24并且外部分14包含隔离剂24(例如以包覆物或壳体形式)。图2A至2D与图1A至1D相似，但是对于该内部分12除该含氮材料20之外还包括隔离剂24。
图3A-3D描绘了本公开的肥料组合物10的各种实施方案，其中该组合物包括多个层40(例如多个含氮材料层，其由多个隔离剂层间隔)。图3A描绘了具有多个包覆物/层40的肥料组合物10的实施方案。图3B描绘了具有薄/厚层组合的肥料组合物10的实施方案，其中一个层(例如该厚层)为不连续的(例如多孔、局部覆盖)。图3C描绘了具有多个局部层40的肥料组合物10的实施方案。图3D描绘了具有多个层40的肥料组合物10的实施方案，其中每一个层具有不同的厚度(厚和薄的部分)。
实施例：包覆肥料加工与分析
用各种隔离剂/黏合剂组合来包覆可商购的尿素颗粒并且用该包覆肥料组合物进行了分析和测试。测量从-5至+8目(2.36mm-4mm)的可商购的尿素颗粒用于包覆。原始铝土矿残渣指“接收状态的”残渣，将其干燥以去除过量水分并且粉化至-80目。依据网目尺寸将铝土矿残渣过筛。所调查的不同粒子尺寸分布为：-80目、-80/+200目和-200目。
通过在105℃下的烘箱中持续20分钟加热150克尿素颗粒来生产个别批次。该颗粒达到85℃的温度。在包覆前至少1小时将该造粒盘置于70℃下的烘箱中。该加热的造粒盘以50％速度旋转，且热风器置于靠近底座以维持盘温度。
用以下三种蜡之一包覆原始铝土矿残渣和HTC：石蜡(Acros Organics)和两种农业共混物，R-3053和7089A(The International Group，Inc.)。用石蜡(石油)包覆所有pH降低的铝土矿残渣或过筛的残渣。
使用三十克铝土矿残渣来包覆该150克尿素。在添加该尿素颗粒之前将该铝土矿残渣的一半添加至该旋转盘。然后用勺子将该加热的颗粒添加至该盘并且混合以确保平整的包覆物(如通过视觉检查所观察的)。在将水轻微地喷射在该包覆颗粒上之后，施加剩余的铝土矿残渣。一旦该颗粒看起来被完全地包覆(在2-5分钟的时间段内)，收集(除去)该剩余的铝土矿残渣以便确定百分比覆盖率。
在每个情况中所得的包覆物提供了导致总包覆颗粒质量的10-15重量％的铝土矿残渣覆盖率。然后将该包覆的颗粒在105℃下固化20分钟。使该造粒盘旋转并且继续施加热。接下来，将5克蜡置于烘箱中直至软化并且局部液态，这取决于该蜡。将该包覆颗粒放回该加热的造粒盘中并且添加该蜡。将该颗粒混合直至观察到平整的蜡包覆物并且颜色变深(通过视觉检查来确认两个特性)。除去所得的包覆颗粒并且将其在室温下固化过夜。
释放率评价基于田纳西河流域管理局(Bloum等人,Ag and Food Chem,1971,第19卷,第5期,801-808(在下文中“TVA测试”)，其提供一种公开指南，用于在指定的温度下在标准时间段内对进入水溶液中的尿素的释放进行量化。该TVA测试提供如下氮释放指南认定受控释放肥料：在24小时(1天)之后低于20％释放；在72小时(三天)之后50％释放；和在168小时(一周)之后80％释放。
使用水溶解测试(TVA测试)来评价每一种类型的包覆物的氮释放率。在毫升小瓶中，将7克包覆尿素产品添加至35mL去离子水并且置于100℉下的烘箱中持续1、3和7天。对于每一个时间点，通过重力过滤收集该淋溶液。小心地使该额外尿素的释放最小化。使用HACH High Range Total Nitrogen场测试工具分析该滤液的氮含量。
在图5-7中描绘了对各种测试提供该氮释放与时间的关系的曲线。参考这些图，跨过每一组数据点的水平棒描绘了基于通过前面提到的田纳西河流域管理局测试所描述的指南的目标氮释放率。误差棒代表当测试多于4个样品时的标准偏差。然而，当仅测量两个样品时，所测试的复制物的最大和最小值用来代表误差(粒子尺寸第3、7天，pH降低的铝土矿残渣第3天)。当复制物不可用时，执行10％的标准误差(HTC第3天)。对于该水溶解测试的所有检查点：第1、3和7天，测试的包覆物没有一个表现在该目标释放率之内。
参考图5，来自该水溶解测试的结果表明在用于包覆铝土矿残渣的该三种蜡之间对氮释放率没有明显的影响。参考图6，对于HTC包覆颗粒看到在蜡类型之间的小区别，但是没有一组实验显示该蜡极大地有助于该释放率。参考图7，粒子尺寸似乎对该释放率有影响。如图7中描绘的，与较大铝土矿残渣粒子尺寸相比，较小的铝土矿残渣粒子尺寸导致较缓慢的释放率。此外，该结果提供了，在3天后，降低pH的铝土矿残渣与较高pH的铝土矿残渣没有表现不同。包覆该颗粒的该少量铝土矿残渣似乎没有影响围绕该颗粒的微环境(即水)。
该实验说明铝土矿残渣能够控制氮从尿素肥料的释放。该实验表明铝土矿残渣粒子尺寸确实证明了对于水中的氮释放率的影响；较小的粒子尺寸导致较缓慢的释放。该实验表明蜡的类型(测试的三种类型)似乎对水中的氮释放率没有影响。该实验还显示在水中3天之后，该残渣包覆物的pH对释放率没有明显的影响。然而，似乎没有一个调查的参数对于水中的氮释放率为最大的限制因素，因为没有包覆物对于所有第1、3和7天满足该受控释放指南。
实施例：实验室规模生长研究
完成了小规模研究以便确定各种包覆肥料对农作物(长白葱)生长的有效性。该环境条件包括容器生长，其中该容器处于具有受控灌溉的室内，并且其中用P和K对该可商购的土壤进行施肥。
在小规模农作物研究中，对三种可商购的肥料(现有技术)与包覆尿素肥料和对照物(没有肥料)进行了测试。该可商购的肥料包括：尿素(未包覆/未改良)、硝酸铵(含氮肥料，未包覆/未改良)以及可商购的聚合物包覆氮肥料(ESN,Agrium,Inc)。测试了五种不同的包覆尿素肥料(四种包覆有铝土矿残渣，其中每种铝土矿残渣样品具有不同的pH：10、9、8或7)和一种包覆有HTC的包覆尿素肥料。该对照物没有施加到土壤的任何肥料。
定制的生物修复模拟器最初用于提供对于该生长研究的受控环境。最初地差的结果显示模拟器条件对于生长不是优化的，其最可能是由于缺乏空气流动和激烈的湿度变化。进入该生长研究两周，将该植物和容器从模拟器中除去并置于室内，接近于窗户以容许光透过窗户以到达该容器。四周的阳光到达该容器并且温度在中午接近85℉且在清晨与旁晚为70℉的条件。湿度一贯地在45-50％之间。观察植物健康以在做出这些变化后及时改进。
该商业肥料和包覆肥料(具有BR或HTC包覆物的尿素)与上述的相同。用于研究的对照物组不含有氮肥料。
每一个容器填充有土壤至最大容量的1-2英寸之内以便考虑(account for)沉降和使土壤体积最大化。以0.25英寸的深度且种子之间具有2英寸在每一个容器中放置五个葱种子。所有种子在每一侧具有大约4英寸用于生长。根据需要，使用喷壶和自来水进行浇水以维持土壤水分。在种植两天后，在靠近该容器的边缘以2英寸的深度添加氮肥料以避免烧坏种子。每周旋转容器位置。
在第二周后的葱的最初运动后，在所有容器中看到叶子在颜色上的改进和在高度上的增加。
在图8中描绘了该六周生长进程，包括每一个样品的平均高度。包覆肥料产品表现优于未包覆的尿素肥料并且当考虑6周后的植物高度时与可商购的产品处于同等水平。高度测量从植物上的茎的最高(最长)点获得。误差棒代表来自每个容器的植物高度的标准偏差。遍及所有肥料类型，葱生长为相对均匀的，未包覆的尿素除外，其与完全没有氮肥料相比表现更差。考虑到标准偏差，所有容器以相似的速率生长，该未包覆的尿素除外。不受限于任何特定的机理或理论，对该未包覆的尿素的表现不佳的一个解释在于该氮释放太快且烧坏了种子或幼苗。
实施例：包覆肥料农作物研究
完成了两个研究，其中种植了两种不同的农作物，在不同的地理位置(即美国中西部和美国东北部)。
对于该中西部农作物研究，种植了谷物玉米。测试了一种包覆肥料组合物：包覆有铝土矿残渣(13重量％)和蜡(3重量％，石蜡)的尿素(如上所述进行制备)。收集氨挥发数据。该玉米按照典型的农业计划，种植发生在五月且收获发生在九月。以15.5％水分下的谷物产量(蒲式耳/英亩)报道总体农作物。
对于该东北部农作物研究，种植了普罗维登斯甜玉米。生长介质为沙土，其被确定为对于理解该肥料是否表现出肥料化合物的淋溶以及表现出肥料化合物的淋溶程度的良好指示物。评价了一种包覆尿素肥料组合物，包覆有水滑石(12重量％)和蜡(3重量％，石蜡)的尿素(如上所述进行制备)。该玉米按照典型的农业计划，种植发生在七月且收获发生在九月。收集测渗计样品并且分析硝酸盐。以可收货的产量(例如穗/英亩和100磅/英亩)报导农作物。
在两种情况中，将该包覆尿素肥料相对于对照物进行评价，包括：尿素(未包覆/未改良)、UAN(尿素/硝酸铵水溶液)和ESN(Environmentally Smart Nitrogen，Agrium,Inc.)。
对于该中西部农作物研究，种植发生在五月中旬，肥料施加发生在六月初并且收获发生在九月中旬。产量报道如下(采用120磅N/英亩的氮施加率)：UAN具有193.6蒲式耳/英亩的产量；AN具有187.2蒲式耳/英亩的产量；尿素具有180.5蒲式耳/英亩的产量；对照物(无氮具有91.9蒲式耳/英亩的产量；和该包覆肥料组合物(12重量％BR+3重量％蜡)具有179.0蒲式耳/英亩的产量。
对于该东北部农作物研究，种植发生在七月初，且肥料施加发生(通过侧施肥)在八月初并且收获发生在九月中旬。
做出如下观察：低于平均降雨和温度引起降低的植物生长，其被认为导致了在处理之间较低的分辨率，并且因此导致了统计上不太明显的差别。来自这种农作物研究的产量比在这个生长区域内这种农作物的平均值少大约～2000穗。而且，注意到低温和降雨引起低肥料损失，且观察到一些烧伤。在谷物玉米上，该包覆肥料的性能在统计上与氮对照物(尿素、UAN和ESN)难以区分。
对于该中西部农作物研究(谷物玉米)，较高的氮率导致增加的产量。经审查，区分一些该高N处理与一些该低N处理是可能的，但是不可能在该高N处理当中或该低N处理当中区分。
对于该东北部农作物研究(甜玉米)，来自该肥料试验和对照的数据是统计上难以区分的，因为在试验之间不存在统计上可观察到的区别。注意到低于平均降雨与温度引起在所有农作物生长中的降低。
经审查和统计分析，确定在该可商购的未包覆肥料、该可商购的包覆肥料和本公开的包覆肥料组合物之间没有观察到统计上的区别。通过日益增长的合作者的代表，对该农作物研究进行了单独的统计分析，并且该统计分析产生相同的结果(即与在先的一致)。
尽管对本发明的各个实施方案进行了详细描述，但是明显的是那些实施方案的改变和适配将被本领域技术人员想到。然而，应明确理解这样的改变和适配在本发明的精神和范围内。

Claims (14)

1.一种肥料组合物，包含：
包含含氮化合物的内部分；和
包覆该内部分的外部分，该外部分配置有包含层状双氢氧化物的隔离剂，其中该外部分占该肥料组合物的不大于30重量％。
2.权利要求1所述的肥料组合物，其中该含氮化合物是尿素。
3.权利要求1所述的肥料组合物，其中该层状双氢氧化物选自由水滑石、水铝钙石及其组合组成的组。
4.权利要求1所述的肥料组合物，其中该外部分还包含黏合剂、填料和添加剂中的至少一种。
5.权利要求1所述的肥料组合物，其中该外层包含水滑石和蜡。
6.一种肥料组合物，包含：
包含尿素的内部分；和
包覆该内部分的外部分，该外部分配置有包含水滑石的隔离剂，其中该外部分占该肥料组合物的不大于20重量％。
7.权利要求6所述的该组合物，其中该外部分还包含黏合剂。
8.权利要求7所述的该组合物，其中该黏合剂还包含量不大于该肥料组合物的5重量％的蜡。
9.一种肥料组合物，包含：
包含尿素的内部分；和
包裹该内部分的外部分，该外部分配置有隔离剂，该隔离剂包括拜耳法副产物，该拜耳法副产物选自由铝土矿残渣和层状双氢氧化物组成的组。
10.权利要求9所述的肥料组合物，其中该外部分占该组合物的总重量的5重量％至30重量％。
11.权利要求9所述的肥料组合物，其中该外部分占该组合物的总重量的10重量％至20重量％。
12.权利要求9所述的肥料组合物，其中该隔离剂是铝土矿残渣。
13.权利要求9所述的肥料组合物，其中该隔离剂是水滑石。
14.权利要求9所述的肥料组合物，其中配置该隔离剂以减慢尿素释放进入生长介质中。
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