CN1064943C - 尿素增效剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及尿素增效剂。其特征是该增效剂含有沸石、氢醌、微量元素、稀土，各成分重量百分数分别是：沸石45-50、氢醌12-14、微量元素33-37、稀土4-6，其中，对酸性土壤微量元素为硼、钼、锌，依次为8-10、5-6、19-21，对碱性土壤微量元素为硼、铁、锌，依次为5-6、8-10、19-21。经实际试验使用表明，具有大幅度延长和提高尿素利用率，提高农作物产量，降低成本，提高经济效益，减少环境污染等特点。

Description

尿素增效剂

本发明涉及农用化肥尿素，特别是一种尿素增效剂及其制造方法。

随着我国农业生产的快速发展，氮肥供不应求的矛盾日益加大。尿素作为当前国内外农业生产上应用最广的固体氮肥，具有含氮量高，较稳定，施法简便等特点。但是尿素施入土壤后，由于易挥发，易淋浴，自然损耗达60-70％，其利用率一般只能达30-40％。目前的研究成果已证明，尿素施入土壤后，在尿酶的作用下，分解为碳酸氢铵和氨，容易挥发、淋浴。土壤的理化性质，施肥深度，以及尿酶抑制剂等均能影响脲酶的作用。中国科学院林业土壤研究部1985年12月出版的《脲酶抑制剂氢醌对提高尿素肥效研究》的论文集中第29页关于“脲酶抑制剂氢醌环境效应的初步评价”一文指出，少量脲酶抑制剂氢醌施入土壤后，对粮食和土壤环境不会带来污染。这就给脲酶抑制剂在农业生产上的利用提供了可靠性和可行性。近年来出现了用脲酶抑制剂在尿素生产工艺中加入制成长效尿素，这些虽有一定的优点和提效增产的作用，但其仍不能满足既能有效地抑制尿素的分解，又能吸附延存易挥发、淋浴的氮素，还能促进作物吸纳以氮为主的各种营养元素的新型尿素增效剂及其适宜用量。

本发明的目的是：针对现有技术的状况，提供一种可大幅度延长和提高尿素的利用率，有效地减少其自然损耗，从而显著地提高农作物产量，降低生产成本，提高经济效益，减少环境污染的尿素增效剂，并提供该增效剂的制造方法，使其能够实现工业化生产。

本发明的技术解决方案是：

一种尿素增效剂，其特征是该尿素增效剂含有沸石、氢醌、微量元素、稀土，各成分的重量百分数分别是：沸石45-50、氢醌12-14、微量元素33-37、稀土4-6，其中，对酸性土壤微量元素为硼、钼、锌，各重量百分数依次为8-10、5-6、19-21，对碱性土壤微量元素为硼、铁、锌，各重量百分数为5-6、8-10、19-21。

制造上述产品的方法是经过以下步骤完成：

A、原料准备，将上述各原料(或某些结块的原料)，用粉碎机分别进行粉碎后过筛；

B、混合搅拌，将已粉碎过筛的各原料按上述配方中规定的比例投料，用高效多功能双螺旋搅拌机进行封闭式搅拌并混合均匀，成为制成品；

C、定量包装，定量包装是每小袋2公斤，每25小袋为50公斤装于一个大袋内，小袋用聚乙烯塑料袋采用热合器封口，大袋用编织袋采用缝合器缝合封口；

D、检验入库，将B工序的制成品及定量包装的产品进行检验，合格后入库。

本发明尿素增效剂各成分的作用机理是：①、沸石可有效地吸附、贮存尿素分解产生的易挥发渗漏的铵和氨，使其陆续供给作物吸收，并有改善土壤结构的作用；②、氢醌能有效抑制脲酶活动，从而延缓尿素在土壤中的分解，减少氮素的挥发和渗漏，延长供给(应)时间；③、微量元素(如硼、钼、锌和硼、铁、锌等)能补充土壤所缺的这些微肥，促进作物吸收以氮为主和其它各种营养成分的能力；④稀土能改善农作物的质量。由于以上的综合作用，促进了农作物的生长，不仅增产显著，而且能促进作物早熟，改善其质量，同时改良土壤。

本发明在1994年开展了不同型号的尿素增效剂的筛选试验，以选择较佳的尿素增效剂。

当年我们设计：试制5种尿素增效剂，用玉米做指示作物，试验的共同施肥基础是亩施10公斤尿素一次深施做基肥。各型号尿素增效剂在施用前分别混拌尿素量的3％。试验采取随机排列，4次重复，计产小区16．8平方米。分6个处理，其中以施等量尿素不拌任何物质作对照。试验的主要目的就是从中筛选较佳的尿素增效剂型号。当年玉米生育期间，雨水较多，各型号尿素增效剂及尿素都较好的发挥了作用，增产幅度较大。在试验中，供试的5种尿素增效剂，均比施等量尿素的对照有不同程度的增产，其中以尿素增效剂5处理表现最为突出，它比对照植株高而壮，熟期趋早，穗大粒多、籽粒充实，平均亩产588．5公斤，比对照平均亩增产82．2公斤，即平均增产16．24％。比尿素增效剂1即人工拌制的长效尿素平均亩增产27．27公斤，即平均增产4．9％。其次是尿素增效剂3处理，平均亩产578．1公斤，比对照平均亩增产71．8公斤即平均增产14．18％。根据尿素增效剂5和尿素增效剂3处理增产显著，故而初步入选。其主要结果见表1。

表1不同尿素增效剂型号对玉米生育和产量的影响

处理(10kg尿素/亩)	株高(cm)	茎组(cm)	穗长(cm)	百粒重(g)	成熟期(月、日)	各重复小区折核亩产量(kg)						比对照增产％
													Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	合计	平均
						尿素增效剂1	242.2	2.39	23.2	32.4	9月28日								545.5	571.7	567.1	561.6	2244.9	561.23	110.85
尿素增效剂2	243.7	2.42	23.4	32.6	9月25日							558.5	564.2	576.4	558.1	2257.2	564.30	111.46
						尿素增效剂3	246.9	2.49	24.1	32.9	9月24日								579.4	595.4	573.9	563.7	2312.4	578.10	114.18
尿素增效剂4	242.2	2.44	23.5	32.6	9月24日							570.5	582.2	571.1	580.2	2304.0	576.00	113.77
						尿素增效剂5	251.2	2.51	24.6	33.4	9月23日								601.5	573.9	588.2	590.4	2354.0	588.50	116.24
对照(不拌尿素增效剂	241.8	2.39	23.1	32.2	9月27日							481.5	490.2	535.1	518.4	2025.2	506.30	100.00

1995年在黑龙江省安达市和五常市两地对尿素增效剂5和尿素增效剂3进行了大区对比法的生产试验。

该试验的主要目的，就是从中选出最佳的尿素增效剂型号。试验作物：东部黑土区的五常市为玉米和水稻，西部盐碱土区的安达市为玉米、水稻、白菜和大葱。试验的共同施肥基础是每亩尿素10公斤一次性深施做基肥。尿素增效剂5、尿素增效剂3处理在施肥前分别用其尿素量的3％拌匀，以施等量尿素不拌任何物质为对照。每区面积222平方米，每点试验面积666平方米。

1995年安达伏旱严重，而五常雨水较调和，因而，尿素增效剂在安达增产幅度较小，而在五常则增产幅度较大，其主要试验结果列入表2。

经观察鉴定，供试的尿素增效剂3和尿素增效剂5与对照相比，在苗期均未见明显差异，到施肥60天后，前两者，特别是尿素增效剂5处理，叶色逐渐变深，植株逐渐变大，长势越来越好。

两市玉米4个试验点，尿素增效剂5处理比对照植株高12．3厘米，平均亩产555．18公斤，比对照平均亩增产86．58公斤即平均增产18．33％。

两市水稻2个试验点，也是尿素增效剂5表现最好，比对照植株平均高4．4厘米，平均亩产603．6公斤，比对照平均亩增产93．95公斤即平均增产17．74％。

从安达市白菜的3点试验结果看，也以尿素增效剂5表现最突出，它比对照植株高4．3厘米，平均亩产6600公斤，比对照平均亩增产891．9公斤即平均增产22．31％。

再从安达市大葱的3点试验结果看，还是以尿素增效剂5处理表现突出，它株高比对照增4．6厘米，平均亩产2659．17公斤，比对照平均亩增产411．5公斤即平均增产20．35％。

综合1995年两市4种作物计12个试验点的试验结果，均以尿素增效剂5处理表现最为突出，它不仅比对照增产显著，而且也比尿素增效剂3增产显著，因此尿素增效剂5脱颖而出被选中。

表2  一九九五年尿素增效剂生产试验结果汇总

试验作物	试验点次	尿素增效剂型号	平均株高(cm)	平均亩产(kg)	对比照平均亩增产(kg)	比对照平均增产(％)
							玉米	4	尿素增效剂3	229.65	515.20	46.60	109.95
CK	221.10	468.60		100.00
					尿素增效剂5	233.40			555.18	86.58	118.33
水稻	2	尿素增效剂3	84.75	584.90								59.75	11129
					CK	83.05	529.65		100.00
		尿素增效剂5	87.35	623.60						93.95	117.74
					白菜	3	尿素增效剂3	36.736	6229.17			823.3	115.49
CK	34.20	5405.83		100.00
							尿素增效剂5	37.83	6600.00	891.9	122.31
大葱	3	尿素增效剂3	51.80	2430.67								182.0	107.79
					CK	48.70	2248.67		100.00
		尿素增效剂5	53.33	2659.17							120.35

1996年东西两地5市(县)尿素增效剂中间试验。

本试验的目的，旨在通过不同土壤类型，不同作物的多点大区对比法的中间试验，进一步明确尿素增效剂在提高氮肥利用率，提高作物产量的效果，从而选出比对照平均增产12％以上的新型尿素增效剂。本试验在处理上，按东部黑土和西部盐碱土的实际需要，在尿素增效剂的基础上，调整了某些化学物质，在东部黑土区设尿素增效剂5C和尿素增效剂5D，在西部盐碱土地区设尿素增效剂5A和尿素增效剂5B各二个处理，也以施等量尿素不拌任何物质为对照。其它试验方法及面积与上一年大区生产试验相同。本试验在黑龙江省西部盐碱土地区的安达市、大庆市，在黑龙江省东部黑土地区的五常市、巴彦县和呼兰县进行。

1、玉米试验结果

西部盐碱土地区的安达市，玉米尿素增效剂中间试验计13个试验点。虽因该市夏季缺雨干旱，对尿素增效剂及其尿素的增产作用受到一些影响，但在处理中以尿素增效剂5A处理表现突出，它比对照的植株平均高4．4厘米，穗长增1．55厘米，百粒重增一克，早熟3-4天，平均亩产523．3公斤。比对照平均亩增产61公斤即平均增产13．2％。尿素增效剂5B次之，比对照植株高2．2厘米，穗长增0．7厘米，百粒重增0．5克，平均亩产500．7公斤，比对照平均亩增产38．4公斤即平均增产8．3％。

东部黑土地区的巴彦、呼兰两县计3个试验点，均以尿素增效剂5D表现突出，它比对照穗长增2．36厘米，百粒重增2．8克。平均亩产817．8公斤，比对照平均亩增产124．2公斤即平均增产17．73％。见表3。

表3  一九九六年玉米尿素增效剂中间试验汇总

试    验地    区	试验点次	试验处理	株高(cm)	穗长(cm)	百粒重(g)	区产量(kg)	折亩产(kg)	比对照亩增产(kg)	比对照增产(％)
										东    部黑土区	3	尿素增效剂5C	300.8	26.00	38.3	226	753.5	59.9	107.5
尿素增效剂5D	300.0	27.40	39.7	246	817.8	124.2	117.73
								CK	300.0			25.10	36.9	208	693.6	-	100.00
西    部盐碱土区	13	尿素增效剂5A	228.4	23.95	30.3	156	523.3											61.0	113.2
								尿素增效剂5B	226.2	23.10	29.8	150	500.7	38.4	108.30
		CK	224.0	22.40	29.3	138	462.3									-	100.00

2、水稻试验结果

在东部黑土地区的五常市，水稻尿素增效剂中间试验计3个试验点，尿素增效剂5D表现突出，它比对照植株虽矮3．5厘米，但每穴增1稳，每穗增3．3粒，千粒重增0．6克。平均亩产687．9公斤。比对照平均亩增产76公斤即平均增产12．94％。

在西部盐碱土地区的安达市和大庆市，水稻尿素增效剂中间试验计2个点，以尿素增效剂5A表现最好，它比对照植株平均高3．8厘米，每穴增0．8穗，每穗增3．7粒，千粒重增0．8克。它平均亩产546．8公斤，比对照平均亩增产72．3公斤即平均增产15．3％(见表4)。

表4  一九九六年水稻尿素增效剂中间试验汇总

试验地区	试验点次	试验处理	株高(cm)	穗数穴	每穗粒数(个)	千粒重(g)	平方米产量(kg)	亩产量(kg)	比对照亩增产(kg)	比对照增产(％)
											东    部黑 土 区	3	尿素增效剂5C	-	-	-	-	-	-	-	-
尿素增效剂5D	99.17	18.67	92.20	26.5	1031.8	687.9	76.0	112.40
									CK	102.70			17.67	88.90	25.9	917.8	611.9	-	100.00
西    部盐碱土区	2	尿素增效剂5A	99.90	19.30	70.90	21.6	819.9	546.6												72.5	115.30
									尿素增效剂5B	96.10	18.80	68.70	21.2	763.3	509.0	34.6	106.90
		CK	92.20	18.50	66.20	20.8	711.5	474.5										-	100.00

3、白菜试验结果

安达市白菜尿素增效剂中间试验计7个试验点，均以尿素增效剂5A表现最好，它比对照植株平均高1．6厘米，平均单株增0．26公斤，平均亩产6111．4公斤，比对照平均亩增产762．4公斤即平均增产14．2％(见表5)。

表5  一九九六年白菜尿素增效剂中间试验汇总

试验地点	试验点次	试验处理	株高(cm)	单株重(kg)	区产量(kg)	折亩产(kg)	比对照亩增产(kg)	比对照增产(％)
									安达市	7	尿素增效剂5A	37.0	2.07	1834	6117.4	762.4	114.2
尿素增效剂5B	36.1	1.07	1746	5825.8	470.8	108.8
							CK	35.4			1.31	1605	5355.0	-	100.0

4、大葱试验结果

安达市大葱尿素增效剂中间试验6个试验点，仍以尿素增效剂5A表现最好，它比对照植株平均增高5厘米，茎粗1．3厘米。它平均亩产大葱2656．9公斤，比对照平均亩增产277．85公斤即平均增产12．1％(见表6)。

表6  一九九六年大葱尿素增效剂中间试验汇总

试 验地 点	试验点次	试验处理	株高(cm)	茎粗(cm)	区产量(kg)	折亩产(kg)	比对照亩增产(kg)	比对照增产(％)
									安达市	6	尿素增效剂5A	80.2	3.08	798	2656.9	277.85	112.1
尿素增效剂5B	77.9	3.03	772	2572.5	194.50	108.2
							CK	75.2			2.95	700	2379.1	-	100.0

其它辅助性小区试验结果

1、尿素混拌尿素增效剂5A与等量和增量尿素对玉米生育产量影响的试验结果。

为了明确尿素增效剂与等量和增量尿素对玉米生育产量的影响，进一步探索施用尿素增效剂以减施尿素的可能性，于1996年开展了试验。指示作物为玉米。采取小区对比法试验，三次重复。三个处理：(1)亩施10公斤尿素混拌3％尿素增效剂5A。(2)亩施15公斤尿素。(3)以亩施10公斤尿素的为对照。其主要试验结果列入表7。

表7尿素混拌尿素增效剂对玉米生育产量影响试验结果

项目处理	株高(cm)	茎粗(cm)	穗长(cm)	百粒重(cm)	成熟期(月日)	平均亩产  量(kg)	比对照亩增产(kg)	比对照增 产(％)
									尿素10kg/亩混拌3％尿素增效剂5A	241.2	2.25	23.3	33.3	9.23	548.39	69.33	114.47
对照尿素10kg/亩	236.6	2.15	21.4	32.8	9.26	479.06	-	100.00
									尿素15kg/亩	243.1	2.21	23.6	2.95	9.27	548.71	69.65	114.54

从表7可见，亩施15公斤尿素处理，平均亩产548．71公斤，比亩施10公斤尿素的对照平均亩增产69．65公斤。这也就是说前者比后者每亩因增施5公斤尿素而增产69．65公斤，即核每公斤尿素平均增产玉米13．93公斤。既然亩施10公斤尿素混拌3％尿素增效剂5A，比施等量尿素对照亩增产69．33公斤，核每公斤增产玉米6．93公斤，再加上上述每公斤尿素增产玉米13．93公斤，则尿素增效剂5A的每公斤尿素增产玉米达20．8公斤。那么亩施10公斤尿素混拌尿素增效剂5A处理竞与亩施15公斤尿素处理的产量持平，如果采用尿素混拌尿素增效剂5A，就意味着可减少或节省近三分之一的尿素。

2、玉米施等量尿素混拌不同比例尿素增效剂的试验结果。

开展本项试验的主要目的是想明确尿素增效剂与尿素混拌的最佳比例，以达到既增产显著又能降低生产成本之目的。

试验采取顺序排列，4次重复，计产小区16．8平方米。试验分4个处理：(1)混拌尿素量3％的尿素增效5A。(2)混拌尿素量5％的尿素增效剂5A。(3)混拌尿素量的7％尿素增效剂5A。(4)以施等量尿素但不拌任何物质的为对照。试验各处理的共同施肥基础是每亩10公斤尿素一次深施做基肥。其主要试验结果列入表8。

表8  尿素混拌不同比例尿素增效剂对玉米产量影响小区试

验结果

试验处理尿    素10公斤/亩	各重复核亩产量(kg)						比对照增  产(％)	顺位
									Ⅰ	Ⅱ	Ⅲ	Ⅳ	合计	平均
															混拌尿素量3％尿素增效剂5A	517.1	551.1	531.6	521.4	2121.25	530.3	111.24	3
	混拌尿素量5％尿素增效剂5A	554.1	534.2	555.1	538.6	2182.0			545.5	114.18	2
混拌尿素量7％尿素增效剂5A							530.8	564.2				566.7	552.3	2214.0	553.5	116.11	1
	对照(尿素不拌任何物质)	473.6	477.6	469.1	486.5	1906.8			476.7	100.00	4

从表8可知，虽然混拌尿素量7％尿素增效剂5A增产数最高，但它却比混拌尿素量3％尿素增效剂5A肥药却增加1．33倍，故因生产成本高而实不可取。混拌尿素量3％尿素增效剂5A的，虽然增产最低，但它成本也最低。至于混拌尿素量5％尿素增效剂5的平均亩产545．5公斤，虽然它比混拌7％尿素增效剂5A处理每亩低8公斤，但其肥药成本却比之低40％。它比对照平均亩增产68．8公斤即平均增产14．98％。综合上述的利弊，我们认为增产幅度较大而成本又较低的尿素增效剂5A与尿素混拌之比以3∶100为宜。

我们今年在我所去年氮增剂试验地上，注意到原尿素增效剂5处理区比原施等量尿素的对照区的玉米，前期长势好，叶色浓、植株高。经测产前者比后者平均每亩增产32．7公斤即平均增产6．7％。由此可见，尿素增效剂5对尿素确有显著延长供氮作用之功效。

总之，我们研制代号为尿素增效剂5及其后来的尿素增效剂5A和尿素增效剂5D现统称为尿素增效剂。经两年三次小区试验，玉米平均亩产555．73公斤，比施等量尿素的对照平均亩增产68．38公斤即平均增产13．98％。该尿素增效剂经两年20个点次玉米大区试验，平均亩产573．85公斤，比施等量尿素的对照平均亩增产75．59公斤即平均增产14．31％。它在水稻上经三市两年计5个试验点次的大区试验，平均亩产623．36公斤，比对照平均亩增产80．71公斤即平均增产14．81％。它在白菜上两年计6个试验点次试验，平均亩产6262．18公斤，比对照平均亩增产801．25公斤即平均增产16．63％。它在大葱上两年计9个试验点次试验，平均亩产2657．66公斤，比对照平均亩增产322．06公斤即平均增产14．85％。

本发明和现有技术相比，具有如下优点：

(1)能有效地延缓尿素在土壤中的分解速度，成倍地延长其供氮期，它由普通尿素供氮50-60天，能延长到110-120天左右。如用本剂混拌尿素一次深施做底肥或苗期早追肥，即缓解了作物生育前期需氮小供氮多，而作物生育中后期需氮多而又缺氮的矛盾。进而可省去作物生育中期再行追施氮肥的作业。

(2)能使尿素的肥效有显著提高，使作物增产14．31-16．63％。经我们测定，混拌尿素增效剂的每公斤尿素增产玉米20．86公斤，比每公斤普通尿素增产6．93公斤，即提高肥效近三分之一。如用本剂混拌尿素一次深施做底肥，便可节省或少施三分之一的尿素。

(3)用量少、成本低、收效大。用量试验结果证明本剂用量以尿素量的3-5％为宜。本剂每公斤售价8元，每亩施10公斤尿素计算，亩用本剂0．5公斤，核4元。如以每亩增产68公斤计，便可增收54元，其投入产出为1∶13．5。

(4)施肥前用本剂混拌的尿素，比长效尿素玉米能早熟3-4天，增产4．9-8．3％。

(5)使用尿素增效剂注意事项：

①、混拌尿素增效剂的尿素最好施行一次深施肥做底肥，施肥深度以12-15厘米为宜。

②、在土壤干旱严重，施肥处无墒，又无灌溉的情况下，既不宜施用尿素也不宜施用尿素增效剂。

③、尿素增效剂喜阴怕阳光爆晒。应用时，最好是用机械深施肥。如在打垅前于原垅沟内施用时，要做到连续作业。借破茬打垅将肥和药埋在新垅之底。一时用不了，宜放在阴凉干燥处贮存。

④、施用本剂时，要按说明，按规定的比例在施肥前随用随拌，要把药和肥混拌均匀装代放阴凉处备用。

下面结合实施例进一步说明本发明的技术解决方案。

实施例1

一种尿素增效剂，其特征是该尿素增效剂含有沸石、氢醌、微量元素、稀土，各成分的重量百分数分别是：沸石45、氢醌12、微量元素33、稀土4，其中，对酸性土壤微量元素为硼、钼、锌，各重量百分数依次为8、5、19，对碱性土壤微量元素为硼、铁、锌，各重量百分数为5、8、19。

实施例2

一种尿素增效剂，其特征是该尿素增效剂含有沸石、氢醌、微量元素、稀土，各成分的重量百分数分别是：沸石48、氢醌13、微量元素35、稀土5，其中，对酸性土壤微量元素为硼、钼、锌，各重量百分数依次为9．5、5．5、20，对碱性土壤微量元素为硼、铁、锌，各重量百分数为5．5、9．5、20。

实施例3

一种尿素增效剂，其特征是该尿素增效剂含有沸石、氢醌、微量元素、稀土，各成分的重量百分数分别是：沸石50、氢醌14、微量元素37、稀土6，其中，对酸性土壤微量元素为硼、钼、锌，各重量百分数依次为10、6、21，对碱性土壤微量元素为硼、铁、锌，各重量百分数为6、10、21。

Claims (1)

1、一种尿素增效剂，其特征是该尿素增效剂含有沸石、氢醌、微量元素、稀土，各成分的重量百分数分别是：沸石45-50、氢醌12-14、微量元素33-37、稀土4-6，其中，对酸性土壤微量元素为硼、钼、锌，各重量百分数依次为8-10、5-6、19-21，对碱性土壤微量元素为硼、铁、锌，各重量百分数为5-6、8-10、19-21。