CN107082716B - 一种可活化土壤的增值尿素及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可活化土壤的增值尿素，所述增值尿素由尿素、高活性有机质、螯合剂、氧化态中微量元素组成，按重量份计，包括下列成分：尿素40‑100份，高活性有机质5‑50份，螯合剂0.05‑20份，氧化态中微量元素0.5‑15份。还提供了该增值尿素的制备方法和用途，本发明添加的高活性有机质和螯合剂能够起到良好的脲酶抑制作用，抑制铵态氮、硝态氮的生成，提高肥料利用率，同时提高土壤团粒结构，调节土壤水、肥、气、热，改善作物根际环境。

Description

一种可活化土壤的增值尿素及其制备方法

技术领域

本发明属于肥料领域，具体涉及一种可活化土壤的增值尿素及其制备方法。

背景技术

尿素是我国农业生产过程中含氮量高、用量大，施用方便的氮肥，但因其施入土壤中受脲酶作用，肥效很短，利用率较低。另一方面，我国的施肥现状是重施大量元素，轻施中微量元素肥料，而粮食产量不断增收，单位面积产量不断提高，农作物从土壤中带走的微量元素也不断增加，造成土壤中中微量元素不断减少，严重影响了我国农业的可持续发展和农作物的优质高产。

另外，当前我国土壤质量不断下降，土壤环境不断恶化，因化肥、农药的过量和不合理施用破坏了土壤团粒结构，从而使土地板结、酸化、盐碱化，微生物不断减少；同时，随着大规模工业化的发展，废弃物的排放，土壤重金属超标现象经常出现，土壤改良和修复刻不容缓。

CN200910130412.6公开了一种水溶性固体有机络合微肥及其生产方法，通过如下技术方案实现，在反应釜中加入水并加热后加入有机络合剂EDTA和柠檬酸，加入微量元素铜、锌、铁、硼、锰、钼的可溶性盐的任两种或几种进行络合反应得到。

CN201320793049.8公开了一种保水生物除草型增值尿素，其特征在于：包括有多个聚氨酸尿素颗粒，所述聚氨酸尿素颗粒外分别依次包裹有保水层、微生物菌剂层和硝化抑制剂缓释层，且依次包裹保水层、微生物菌剂层和硝化抑制剂缓释层后的多个聚氨酸尿素颗粒通过粘结造粒为一体，其外包裹有除草剂层。

CN201210029006.2公开了一种有机尿素，其组成为海藻酸盐0.01～10，腐殖酸盐0.01～15，聚天门冬氨酸盐0.01～5，尿素余量。

CN200810146439.X矿物质尿素，其制备工艺虽简单，但为常规肥，肥效不明显。

CN201010105980.3缓控释尿素，其制备方法是以尿素为核心，外面包裹一层脲酶抑制剂，再包裹一层具有酵素菌的黏土，属于包膜工艺。

上述专利技术仍然不存不足，并不能达到即活化土壤又提高尿素利用率等多种功能。

针对上述现象，本发明目的在于提供一种可活化土壤的增值尿素及其制备方法，在尿素中添加高活性有机质，起到脲酶抑制剂和硝化抑制剂作用，提高肥料利用率，同时利用其自身的活性官能团螯合中微量元素，固化重金属，提高团粒结构，从而起到活化土壤。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术问题，利用尿素熔融槽，在尿素熔融状态下添加有机质、螯合剂、氧化态中微量元素进行络合反应，然后进行造粒。本发明的络合态中微量元素添加技术无设备添加和改造成本，生产过程无废弃物排放，成本低，作物易于吸收，提升作物品质；本发明添加的高活性有机质和螯合剂能够起到良好的脲酶抑制作用，抑制铵态氮、硝态氮的生成，提高肥料利用率，同时提高土壤团粒结构，调节土壤水、肥、气、热，改善作物根际环境。

本发明提供一种可活化土壤的增值尿素及其制备方法，具体技术方案如下：

一种可活化土壤的增值尿素，所述增值尿素由尿素、高活性有机质、螯合剂、氧化态中微量元素组成，按重量份计，包括下列成分：尿素40-100份，高活性有机质5-50份，螯合剂0.05-20份，氧化态中微量元素0.5-15份。

优选的，按重量份计，包括下列成分：尿素50-90份，高活性有机质10-40份，螯合剂0.1-10份，氧化态中微量元素1-10份。

优选的，按重量份计，包括下列成分：尿素70份，高活性有机质25份，螯合剂5份，氧化态中微量元素5份。

优选的，所述高活性有机质选自腐植酸、氨基酸粉、海藻酸、氨基酸废液、壳聚糖中的一种或多种。

所述高活性有机质是指含大量活性含氧官能团的有机质。

所述腐殖酸包括黑腐酸、棕腐酸、黄腐酸；优选的，所述腐殖酸选自棕腐酸、黄腐酸中的一种。

优选的，所述螯合剂选自柠檬酸、葡萄糖酸、HEDP、DTPA、PVA、PAM、DTPMP、HPAN中的一种或多种。

其中HEDP为羟基乙叉二膦酸，DTPA为二乙基三胺五乙酸，PVA为聚乙烯醇，PAM为聚丙烯酰胺，DTPMP为二乙烯三胺五亚甲基叉膦酸，HPAN为水解聚丙烯腈。

优选的，所述中微量元素原料选自氧化镁、氧化锌、氧化钙、氧化铁中的一种或多种。

本发明还提供一种根据上述的增值尿素的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将尿素熔融后，温度控制在105～130℃；

(2)将有机质、螯合剂加入反应釜中，充分搅拌1-5min；

(3)将中微量元素加入到反应釜中，温度105～130℃，反应10～40min，出料、造粒即可。

优选的，所述方法包括以下步骤：

(1)将尿素熔融后，温度控制在116℃；

(2)将有机质、螯合剂加入反应釜中，充分搅拌3min；

(3)将中微量元素加入到反应釜中，温度115～120℃，反应25min，出料、造粒即可。

本发明还提供一种根据上述的增值尿素的用途，所述用途为抑制铵态氮、硝态氮的生成，活化土壤。

本发明的有益效果：

(1)本发明制备的可活化土壤的增值尿素中含有的高活性有机质可以改良土壤，提高土壤团粒结构，减少土壤和养分流失，从而减少面源污染，保水保肥，又可起到脲酶抑制作用，延长肥效，提高肥料利用率，同时可以固化土壤中的重金属，减少重金属污染；

(2)本发明中微量元素形态是氧化态，含量高，可减少用量，降低成本。

(3)本发明生产过程无废弃物排放，环保，原料利用率高。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明：

实施例1增值尿素的制备

一种可活化土壤的增值尿素的制备方法，包括以下步骤：

(1)将尿素80kg投入到熔融槽中熔融，控制温度115℃；

(2)将腐植酸15kg、海藻酸16kg、HEDP 2.5kg、PVA3.6kg投入到尿素熔融槽中，搅拌2min；

(3)将氧化锌6.8kg加入到熔融槽中，搅拌15min，再通过专用喷头喷入造粒塔造粒即可，得到增值尿素1。

实施例2

一种可活化土壤的增值尿素的制备方法，包括以下步骤：

(1)将尿素60kg投入到熔融槽中熔融，控制温度115℃；

(2)将棕腐酸16kg、海藻酸20kg、PAM 5.5kg、DTPMP 3.5kg投入到尿素熔融槽中，搅拌2min；

(3)将氧化锌2kg、氧化钙3kg、氧化镁4kg加入到熔融槽中，搅拌15min，再通过专用喷头喷入造粒塔造粒即可，得到增值尿素2。

实施例3

一种可活化土壤的增值尿素的制备方法，包括以下步骤：

(1)将尿素70kg投入到熔融槽中熔融，控制温度115℃；

(2)将黄腐酸8kg、壳聚糖5kg、葡萄糖酸2.5kg、PVA 3.5kg、PAM 1.5kg投入到尿素熔融槽中，搅拌3.5min；

(3)将氧化锌3kg、氧化铁4kg加入到熔融槽中，搅拌15min，再通过专用喷头喷入造粒塔造粒即可，得到增值尿素3。

实施例4

一种可活化土壤的增值尿素的制备方法，包括以下步骤：

(1)将尿素85kg投入到熔融槽中熔融，控制温度120℃；

(2)将黄腐酸10kg、海藻酸5kg、DTPA2.5kg、DTPMP 1.5kg投入到尿素熔融槽中，搅拌3min；

(3)将氧化镁3kg、氧化铁4kg加入到熔融槽中，搅拌20min，再通过专用喷头喷入造粒塔造粒即可，得到增值尿素4。

对比实施例

对比例1：与实施例4相比，不同的是，用黑腐酸代替黄腐酸，其他条件与实施例4相同，得到对比尿素1。

对比例2：与实施例4相比，不同的是，去掉黄腐酸，即高活性有机质是用海藻酸5kg，其他条件与实施例4相同，得到对比尿素2。

对比例3：与实施例3相比，不同的是，黄腐酸的用量调整到50kg，海藻酸用量调整到45kg，其他条件与实施例4相同，得到对比尿素3。

对比例4：与实施例4相比，不同的是，不用螯合剂，即去掉DTPA2.5kg、DTPMP1.5kg，其他条件与实施例4相同，得到对比尿素4。

效果实施例1

本试验为室内培养试验，将0.6kg风干土(过2mm筛)与实施例1-4和对比例1-4中制备的增值尿素和对比尿素充分混匀后放入盆中(高度×底径×口径：15cm×10cm×14cm)，每个盆中的尿素(纯氮)施用量均为0.35g/kg，加水至土壤田间持水量的60％，置于25℃培养箱中，黑暗条件下恒温恒湿培养30d。培养期间分别在第1d、5d、10d、20d、30d取样，取样量为20±0.5g。检测铵态氮、硝态氮和尿素氮的量，铵态氮与硝态氮用AA3-HR连续流动分析仪(Bran-Luebbe Inc.，Germany)测定，同时用烘干重量法测定土壤含水量。尿素态氮采用KCl-乙酸苯汞浸提，二乙酰一肟比色法测定。

尿素残留量(尿素氮含量)数据结果如表1所示。

表1

铵态氮含量数据结果如表2所示。

表2

硝态氮含量数据结果如表3所示。

表3

从上述表1可以看出，实施例1-4的增值尿素在30d内的残留量比对比例1-4要保持的长久，在同一天检测的量要多，从表2和表3可以看出，实施例1-4比对比例1-4在同一天检测得到的产生的铵态氮和硝态氮要少，这说明采用本发明的中高活性有机质能够起到良好的脲酶抑制作用，抑制铵态氮、硝态氮的生成。从对比例1与实施例4相比可以看出，黑腐酸对于抑制脲酶的效果不如黄腐酸。从表1中对比例3的数据可以看出，高活性有机质与尿素的配比增加，也就是说高活性有机质的用量过多，会导致尿素长期不能被作物吸收利用，将导致材料资源浪费，破坏土壤平衡。从对比例4可以看出，螯合剂也能起到脲酶抑制作用。

土壤质量观测：上述尿素在盆中30d后观察土壤结构，发现对比例1-4的土壤板结程度明显比实施例1-4的土壤板结程度大，这说明实施例1-4的尿素配方还能活化土壤，提高土壤团粒结构。

效果实施例2

将上述实施例1-4中得到的增值尿素和对比例1-4中得到的对比尿素应用在土豆作物上，在同等面积的作物的土壤中施用上述8种尿素肥，等果实成熟后计算产量和检测土豆含糖量，产量和含糖量以不施肥做空白对照计算，含糖量用糖度仪检测，检测数据结果见表4。

表4

从表4结果可以看出，实施例1-4施用在土豆作物上的增产量明显高于对比例1-4，且作物品质含糖量明显高于对比例1-4，这说明在本发明的配方下原料利用率高，提高了肥料的利用率，同时改善作物土壤环境，使土豆品质提高。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (4)

1.一种可活化土壤的增值尿素，其特征在于，所述增值尿素由尿素、高活性有机质、螯合剂、氧化态中微量元素组成，按重量份计，包括下列成分：尿素50-90份，高活性有机质10-40份，螯合剂0.1-10份，氧化态中微量元素1-10份；所述高活性有机质选自棕腐酸、海藻酸、黄腐酸、壳聚糖中的一种或多种，所述螯合剂选自葡萄糖酸、HEDP、DTPA、PVA、PAM、DTPMP中的一种或多种，所述中微量元素原料选自氧化镁、氧化锌、氧化钙、氧化铁中的一种或多种；

所述的增值尿素的制备方法，包括以下步骤：

（1）将尿素熔融后，温度控制在105~130℃；

（2）将有机质、螯合剂加入反应釜中，充分搅拌1-5min；

（3）将中微量元素加入到反应釜中，温度105~130℃，反应10~40min，出料、造粒即可。

2.根据权利要求1所述的增值尿素，其特征在于，按重量份计，包括下列成分：尿素70份，高活性有机质25份，螯合剂5份，氧化态中微量元素5份。

3.根据权利要求1所述的增值尿素，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

（1）将尿素熔融后，温度控制在116℃；

（2）将有机质、螯合剂加入反应釜中，充分搅拌3min；

（3）将中微量元素加入到反应釜中，温度115~120℃，反应25min，出料、造粒即可。

4.一种根据权利要求1-3任一项所述的增值尿素的用途，其特征在于，所述用途为抑制铵态氮、硝态氮的生成，活化土壤。