CN101074182A - 多肽尿素制备方法及其在农业中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多肽尿素，其特点是包括多肽和尿素，其中以多肽总重量计，多肽的含量为0.01～1.5重量％，尿素的含量为98.5～99.99重量％。本发明还涉及多肽尿素的制备方法，将多肽直接与熔融的尿素直接混合，然后在尿素造粒塔造粒。此外，还涉及上述多肽尿素在农业中的应用。

Description

多肽尿素制备方法及其在农业中的应用

技术领域：

本发明涉及一种含有多肽的增效尿素，并提供多肽尿素的制备方法及其应用效果。

技术背景：

尿素是化肥中含氮量最高品种，也是化肥使用量最多的品种，由于目前还不能做到科学施肥，每年有近千万吨尿素流失，不仅造成资源极大浪费而且给环境、大气和水体造成污染。为了减少化肥对土壤和环境的污染，提高其利用效率，本领域的技术人员对尿素作了很多改性，例如开发了双氢胺尿素、甲醛尿素、聚合物包膜尿素、包硫尿素等等，都是为了将尿素缓释和控释，迄今为止，收效不大，还不能够在农业上广泛使用。究其原因是现在世界各国生产的缓、控室尿素大都不具备相对稳定的控释时间、包膜尿素的包膜材料占尿素3～15％重量，既影响尿素正常氮含量，也造成一些难以生物降解的高分子材料的化学品对土壤二次污染，其效果也缺乏统一评价，难以大面积推广使用。

由许多氨基酸连接而成的肽称为多肽，农作物体内存在具有很强天然生物活性肽，涉及到农作物生长、发育、细胞分裂、信息传递、免疫控制、抗衰老、生物钟规律及分子进化等，  天然多肽其生物活性、稳定性、溶解性、对细胞的穿透能力有局限性，只能利用模拟合成多肽代替天然多肽。

由许多氨基酸连接而成的肽称为多肽，农作物体内存在具有很强天然生物活性肽，许多高等植物都存在这种活性肽，涉及到农作物生长、发育，细胞分裂、信息传递，免疫控制、抗衰老、生物钟规律及分子进化等，给植物注入活性肽，可以调整植物各部位生长速度，不需要其他化学物质或转基因的帮助。

发明内容：

既然尿素改性存在上述不足，本发明目的是为了提供一种多肽尿素。由许多氨基酸连接而成的肽称为多肽，是以氨基酸为原料人工合成多肽，在尿素造粒前加入，形成多肽尿素，多肽尿素对尿素原有的规格无任何影响，在土壤中可以延长尿素释放时间，有利于土壤中生物菌的成长，多肽不会给作物和土壤带来污染和付作用，它可以对作物内源生长素进行全面调控明显提高尿素利用效率，增加作物的抗逆性，大幅度提高作物质量，增加作物产量。

本发明的多肽尿素，包含人工合成多肽尿素，以多肽尿素总重量计多肽含量为0.01～1.5重量％，尿素含量为98.5～99.99重量％，多肽最佳含量为0.01～0.08重量％。

本发明的多肽尿素中的多肽是以不同或相同氨基酸聚合成多肽化合物，由于多肽是一种蛋白质，一般不溶于水中，但与碱性金属氢氧化物作用形成可溶性多肽碱金属螯合物，能与尿液均匀混合。

本发明多肽可由L-谷氨酸、L-天冬氨酸、L-亮氨酸、L-丙氨酸和甘氨酸等按一定重量比例共聚而成，或由上述氨基酸各自用生化法或化学法聚合而成。多肽难溶于水中，但溶解于碱金属氢氧化物溶液中，也可溶于碱土金属氢氧化物溶液中，生成可溶性多肽金属螯合物，其分子量为1000～10000之间，上述多肽和多肽金属螯合物合成方法可参考Fox，S.W.Harada，K(1960 b)The ThermalCopolymerization of Amino Acids to Protein，J.Amer.Chem.Soc.823745-3751。

本发明还提供了多肽尿素生产方法，多肽是以可溶性多肽金属螯合物溶液定量与熔融尿素均匀混合。其中尿素与可溶性多肽金属螯合物的质量比为1000∶10～50，然后在尿素造粒塔中造粒，最终制得本发明的多肽尿素。可溶性多肽金属螯合物水溶液中多肽金属螯合物含量为1～40重量％，通常可在普通尿素生产过程中加入到熔融尿液水分蒸发器中均匀混合，该蒸发器位于尿素造粒塔之前。本发明多肽尿素制备方法如说明书附图中的附图1所示：

将多肽金属螯合物溶液用泵输送至尿液蒸发器，其余所有工艺条件与普通尿素生产工艺条件相同。

本发明使用的多肽金属螯合物溶液具有阴离子表面活性剂特点，它与尿液混合均匀成型为颗粒尿素，表面易生成双电层，有利于防止尿素结块。

本发明还提供多肽尿素在农业中的应用，将上述多肽尿素应用于大田作物、经济作物、果蔬、花卉，可以促进植物内部全面调控生理生化作用，充分调动植物内源生长素、促进营养生长，提高对尿素利用和吸收，其效率可提高至20％左右。

本发明多肽尿素与普通尿素颜色和粒度相同，颗粒度为尿素国家标准规定的0.85～2.8mm。为区分普通尿素，可加入不同染料，使多肽尿素制成其它颜色，例如淡黄，淡蓝，淡绿等等，添加染料应为无毒、无污染的染料。

总之本发明的技术方案如下：

1、一种多肽尿素，其特征在于包含多肽和尿素，其中以多肽尿素总重量计，可溶性多肽金属螯合物含量为0.01～1.5重量％，尿素的含量为98.5～99.99重量％。

2、根据权利要求1所述的多肽尿素，其特征是以多肽尿素总重量计，多肽的含量为0.04～0.08％。

3、根据权利要求1所述的多肽尿素，其特征是多肽为不同的氨基酸或相同的氨基酸缩合成多肽，然后在碱性介质中生成可溶性多肽金属螯合物。

4、根据权利要求3所述的可溶性多肽金属螯合物，其特征在于以L-谷氨酸、L-天冬氨酸、L-赖氨酸、L-亮氨酸、L-丙氨酸和甘氨酸共聚或自聚成多肽，然后与碱金属或碱土金属氢氧化物反应生成可溶性多肽金属螯合物水溶液。

5、根据权利要求4所述的可溶性多肽金属螯合物，其特征在于多肽的分子量为1000～10000。

6、根据权利要求1所述的多肽尿素的制备方法，其特征在于多肽是以可溶性多肽金属螯合物溶液定量与熔融尿液均匀混合，其中尿素与可溶性多肽金属螯合物溶液的质量比为1000∶1.0～5.0，然后在尿素造粒塔造粒。

7、根据权利要求6所述的多肽尿素的制备方法，其特征在于，其中所述可溶性多肽金属螯合物溶液是以水溶液重量计，多肽金属螯合物含量为1～40重量％。

8、根据权利要求6所述的多肽尿素的制备方法，其特征在于将所述的可溶性多肽金属螯合物溶液加入到尿液水分蒸发器中，该蒸发器位于造粒塔之前，可溶性多肽金属螯合物溶液在尿液浓缩蒸发过程中与尿液均匀混合。

9、一种权利要求1所述多肽尿素在农业中的应用，其特征在于将所述多肽尿素应用于农业中各种大田作物、经济作物、果蔬、花卉。

附图说明

图1为多肽尿素制备方法图

1、二氧化碳  2、液氨  3、一甲液  4、合成  5、多肽金属螯合物溶液

6、计量泵  7、蒸发器  8、造粒塔  9、多肽尿素

具体实施方式

以下实例仅仅是进一步说明本发明，并不是限制本发明保护的范围。

实施例1：多肽金属螯合物和多肽尿素的制备

所使用的多肽金属螯合物水溶液的生产方法是将L-天冬氨酸、L-谷氨酸、L-亮氨酸以1∶0.2∶0.2(摩尔比)混合均匀固体物料150公斤加入到500立升以油路或电加热转动的物料缩合反应器中。在230℃加热维持4小时，冷却后得到物料120公斤，平均分子量为8100，将缩合反应物加入到不锈钢反应釜中，加入等摩尔烧碱升温至80℃回流2小时，调节pH值10.5，得到重量比30％580公斤的多肽金属螯合物的水溶液。

以尿素∶多肽金属螯合物＝1000∶0.06的比例通过计量泵及流量计，流量为90公斤/小时(相当于75立升/小时)的加料速度将多肽金属盐水溶液均匀加入到蒸发器中，与140℃左右熔融尿液均匀混合。然后在在造粒塔中制得45吨/小时颗粒多肽尿素，颗粒度0.85～2.8mm。多肽尿素的规格见表(1)

表(1)多肽尿素产品质量指标

指标	多肽尿素
		水份	0.41％
缩二脲	0.55％
		氮含量	46.2％
颜色	淡黄色
		多肽金属螯合物含量(重量)	0.061％
多肽尿素粒度范围0.85～2.8mm	97％

对照例：将操作工艺条件与实例一相同。没有添加多肽金属螯合物，正常生产所得工业尿素质量规格如表(2)

表(2)对照例尿素质量指标

指标	普通尿素
		水份	0.48％
缩二脲	0.78％
		氮含量	46.2％
颜色	白色
		尿素粒度范围0.85～2.8mm	94.0％

实施例2：多肽金属螯合物和多肽尿素的制备

多肽金属螯合物按实施例1方法制备，以尿素∶多肽金属螯合物溶液＝1000∶0.02的比例通过计量泵及流量计计量，流量为30公斤/小时(相当于25立升/小时)的加料速度将多肽金属螯合物溶液均匀加入到蒸发器中，与熔融尿液均匀混合。然后在在造粒塔中制得45吨/小时颗粒多肽尿素，颗粒度0.85～2.8mm。多肽尿素的规格见表(1)

表(3)产品质量指标

指标	普通尿素
		水份	0.42％
缩二脲	0.60％
		氮含量	46.4％
颜色	淡黄色
		多肽尿素粒度范围0.85～2.8mm	97.2％
多肽金属螯合物含量(重量)	0.022％

实施例3：多肽金属螯合物和多肽尿素的制备

多肽金属螯合物按实施例1方法制备，以尿素∶多肽金属螯合物溶液＝1000∶0.08的比例通过计量泵及流量计计量，流量为110公斤/小时(相当于91.7立升/小时)的加料速度将多肽金属螯合物溶液均匀加入到蒸发器中，与熔融尿液均匀混合。然后在造粒塔中制得45吨/小时颗粒多肽尿素，颗粒度0.85～2.8mm。多肽尿素的规格见表(4)

表(4)产品质量指标

指标	普通尿素
		水份	0.45％
缩二脲	0.48％
		氮含量	46.1％
颜色	淡黄色
		多肽尿素粒度范围0.85～2.8mm	97.5％
多肽金属螯合物含量(重量)	0.079％

实施例4多肽尿素在山东禹城食合扬村冬小麦施肥试验试验条件：

5亩小麦使用实例一生产的多肽尿素进行施肥。使用量50公斤/亩，对照组使用普通尿素施肥。使用量也是50公斤/亩。

试验结果：

使用多肽尿素的小麦叶色浓绿，叶片宽大，根系发达，植株健壮，长势高，病虫害轻。数据见表(3)

表(3)小麦田施多肽尿素的试验结果

试验组	株高(公分)	亩穗数	穗粒数	千粒重(克)	产量(公斤/亩)	增产效果％
							多肽尿素	80	368425	38	38.1	455	21
普通尿素	70	298991	39.6	37.7	375

表中看出，增产效果多肽尿素比普通尿素增产21％

实施例5：使用实例1多肽尿素，对冬小麦减量施肥试验效果

试验条件

4亩小麦试验田，每亩施多肽尿素20公斤

2亩小麦对照试验田每亩施普通尿素40公斤试验结果见表(4)

表(4)使用多肽尿素对小麦田减量施肥试验结果

试验组	株高(公分)	亩穗数	穗粒数	千粒重(克)	产量(公斤/亩)	增产效果％
							多肽尿素	95	379620	29	50	468	16
普通尿素	90	455549	25	41.5	402

表中看出施多肽尿素减量施肥，亩产量仍然增加16％。

实施例6：使用实例1的多肽尿素用于玉米田等量施肥和减量施肥试验条件：

玉米品种为聊玉18号

试验田土壤条件相同，管理措施一致。试验小区50平方米设3个试验对比。施多肽尿素30公斤/亩，24公斤/亩；施普通尿素30公斤/亩。

试验结果见表(5)

表(5)多肽尿素对玉米等量施肥和减量施肥试验结果

试验组	施肥量(公斤/亩)	千粒重(克)	产量(公斤/亩)	增产效果(重量％)
					多肽尿素等量施肥	30	302	564	15
多肽尿素减量施肥	24	294	480
					普通尿素	30	286	482

  施多肽尿素的玉米表现叶色浓绿，生长发育快，叶片宽大。株高比施普通尿素高10～20公分，抽穗吐丝早2～3天，玉米穗发育到顶，等量施肥比普通尿素增产15重量％；减少施用多肽尿素20重量％。玉米产量仍与施普通尿素的玉米保持同一水平。

实施例7：使用实例1多肽尿素用于棉花等量施肥和减量施肥试验

试验条件：

棉花品种为晋棉研22号。试验田土壤条件相同，种植管理条件一致。试验小区50平方米。

试验结果见表(6)。

表(6)多肽尿素对棉花等量施肥，减量施肥试验

试验组	施肥量(公斤)	棉铃重(克)	棉花产量(公斤/亩)	增产效果
					多肽尿素等量施肥	35.5	6.21	259	16.7
多肽尿素减量施肥	28.8	6.13	243	10.1
					普通尿素	35.5	5.87	222

试验结果看出施多肽尿素  棉花试验田生长旺盛，叶浓绿，棉花蕾铃脱落少，成桃多，棉花吐絮早5～7天，多肽尿素等量施肥增产16.7％。即使减量施肥20％也能增加10.1％的产量。

以上实例叙述了本发明优选试验方式，并非用来限定本发明。本领域技术人员对在此公开的实施方案可进行并不偏离本发明范畴和精神的改进和变化。

Claims (9)

1、一种多肽尿素，其特征在于包含多肽和尿素，其中以多肽尿素总重量计，可溶性多肽金属螯合物含量为0.01～1.5重量％，尿素的含量为98.5～99.99重量％。

2、根据权利要求1所述的多肽尿素，其特征是以多肽尿素总重量计，多肽的含量为0.04～0.08％。

3、根据权利要求1所述的多肽尿素，其特征是多肽为不同的氨基酸或相同的氨基酸缩合成多肽，然后在碱性介质中生成可溶性多肽金属螯合物。

4、根据权利要求3所述的可溶性多肽金属螯合物，其特征在于以L-谷氨酸、L-天冬氨酸、L-赖氨酸、L-亮氨酸、L-丙氨酸和甘氨酸共聚或自聚成多肽，然后与碱金属或碱土金属氢氧化物反应生成可溶性多肽金属螯合物水溶液。

5、根据权利要求4所述的可溶性多肽金属螯合物，其特征在于多肽的分子量为1000～10000。

6、根据权利要求1所述的多肽尿素的制备方法，其特征在于多肽是以可溶性多肽金属螯合物溶液定量与熔融尿液均匀混合，其中尿素与可溶性多肽金属螯合物溶液的质量比为1000∶1.0～5.0，然后在尿素造粒塔造粒。

7、根据权利要求6所述的多肽尿素的制备方法，其特征在于，其中所述可溶性多肽金属螯合物溶液是以水溶液重量计，多肽金属螯合物含量为1～40重量％。

8、根据权利要求6所述的多肽尿素的制备方法，其特征在于将所述的可溶性多肽金属螯合物溶液加入到尿液水分蒸发器中，该蒸发器位于造粒塔之前，可溶性多肽金属螯合物溶液在尿液浓缩蒸发过程中与尿液均匀混合。

9、一种权利要求1所述多肽尿素在农业中的应用，其特征在于将所述多肽尿素应用于农业中各种大田作物、经济作物、果蔬、花卉。

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