CN109180392A - 一种适于冬小麦追肥的含有腐植酸增效载体的颗粒尿素制备方法 - Google Patents

一种适于冬小麦追肥的含有腐植酸增效载体的颗粒尿素制备方法 Download PDF

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CN109180392A CN201811328543.0A CN201811328543A CN109180392A CN 109180392 A CN109180392 A CN 109180392A CN 201811328543 A CN201811328543 A CN 201811328543A CN 109180392 A CN109180392 A CN 109180392A
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赵秉强
李燕婷
林治安
张水勤
王薇
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Abstract

本发明涉及一种适于冬小麦追肥的含有腐植酸增效载体的颗粒尿素制备方法，该制备方法包括腐植酸提取剂制备、腐植酸提取液制备、螯合锌锰溶液制备、腐植酸增效载体制备与含腐植酸增效载体的颗粒尿素制备等步骤。本发明含有腐植酸增效载体的颗粒尿素可显著提高颗粒尿素1cm肥际土壤脲酶活性6.3％～52％；肥际1cm内尿素态氮低于市售尿素处理9.6％～17.9％，说明腐植酸尿素的分解和转化速度明显加快。与市售尿素相比，本发明含有腐植酸增效载体的颗粒尿素可平均提高小麦产量9％以上，氮肥利用率提高9个百分点。

Description

一种适于冬小麦追肥的含有腐植酸增效载体的颗粒尿素制备 方法
【技术领域】
本发明涉及肥料生产技术领域。更具体地，本发明涉及一种适于冬小麦追肥的含有腐植酸增效载体的颗粒尿素制备方法。
【背景技术】
尿素是我国最重要的氮肥品种，提高其利用率对提高产量、节约资源、保护环境至关重要。尿素需要转化为铵态氮和硝态氮后才可以被作物吸收利用。我国冬小麦追肥根据水源情况和小麦返青时间一般在3月中下旬至4月上旬，“三低”明显(气温低、土壤脲酶活性低、小麦根系活力低)，导致尿素在土壤中转化慢、小麦根系吸收养分能力差，尿素氮肥的追肥效果大打折扣。由于冬小麦追肥时土壤微生物活性低，脲酶活性处于极低水平，尿素向铵态氮和硝态氮转化速度较慢，不能满足作物生长关键时期对氮素的需求，尿素非极性，容易随灌溉水移动至根层以外或径流，导致养分损失和环境风险。因此，冬小麦追肥用尿素，应加快其转化速度。我国矿物源腐植酸原料丰富、成本低廉，但传统腐植酸分子量较大，其中的醌基、酮基等官能团，可抑制土壤脲酶活性，不利于尿素转化。目前对尿素增效载体的研发集中在如何增强尿素的缓释性和稳定性。以矿物源腐植酸为主要原料，如何制备适用于冬小麦追肥的腐植酸尿素对提高尿素氮肥利用率十分重要。
CN 102584498A公开了一种腐植酸尿素及其制备方法，以稀碱液提取风化煤/褐煤腐植酸，制备腐植酸增效液，将其与尿素生产工艺结合，生产腐植酸增效尿素，具有抑制土壤脲酶活性、降低氮肥损失的作用。CN104725141A公开了一种具有氨挥发抑制作用的腐植酸肥料增效剂及其制作方法，以腐植酸土、菌种、碳源、氮源、中微量元素、成膜剂等为材料制备，主要用作给尿素颗粒包膜，降低其挥发损失。目前还未见到有关适用于冬小麦追肥的腐植酸尿素专利申请及其相关资料。
因此，本发明人在总结现有技术的基础之上，针对现有技术存在的技术问题，通过大量实验研究与分析工作，终于完成了本发明。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种适于冬小麦追肥的含有腐植酸增效载体的颗粒尿素制备方法。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种适于冬小麦追肥的含有腐植酸增效载体的颗粒尿素制备方法。
该制备方法的步骤如下：
A、腐植酸提取剂制备
将2～5重量份水杨酸钾与1～3重量份二甲基甲酰胺加到100～200重量份温度为60～70℃的水中，搅拌溶解，冷却，得到所述的腐植酸提取剂；
B、腐植酸提取液制备
将100重量份腐植酸矿物原料添加到800～1500重量份在步骤A得到的腐植酸提取剂中，然后在搅拌下将其温度逐渐升至90℃，并在这个温度下保持40～60min，接着冷却至室温，离心分离，沉淀弃去，得到所述的腐植酸提取液；
C、螯合锌锰溶液制备
将100重量份柠檬酸钾、20重量份山梨糖醇、50重量份二乙醇胺与30重量份甘油加到1000重量份温度为50℃的水中，溶解，再加入200重量份七水硫酸锌与50重量份一水硫酸锰，混合均匀，将其溶液加热至温度80℃，搅拌溶解，得到所述的螯合锌锰溶液；
D、腐植酸增效载体制备
将浓度以重量计2％的过磷酸与浓度以重量计2％的硝酸按照重量比1:1混匀，得到一种混酸；将该混酸缓慢加到在步骤B得到的腐植酸提取液中，将其提取液的pH值调节至3～5，然后加热到温度60～80℃，在搅拌下，往1000重量份腐植酸提取液中缓慢加入20～60重量份浓度为以体积计10％的双氧水和5重量份过氧化苯甲酰，接着反应120min，再加入10重量份糖醛酸、10重量份低聚糖和10重量份糖醇，继续搅拌反应60min，再加入10～60重量份聚氧乙烯醚和1～5重量份邻苯二甲酸烷基酰胺，冷却，使用焦磷酸钾水溶液将其pH值调节至7.5～9.0，再加入100重量份步骤C得到的螯合锌锰溶液，接着搅拌溶解，得到所述的腐植酸增效载体；
E、含腐植酸增效载体的颗粒尿素制备
将10～50重量份步骤D得到的腐植酸增效载体加入到1000重量份温度为40～75℃的颗粒尿素中，接着搅拌2～3min，混合均匀，再在温度100℃下烘干，得到含腐植酸增效载体的颗粒尿素。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，水杨酸钾、二甲基甲酰胺、与水的重量比是2.4～4.2：1.2～2.8：120～180。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，将在转速60～180rpm的条件下搅拌溶解得到的溶液冷却至温度35℃以下。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述的腐植酸矿物原料是风化煤或褐煤，所述腐植酸矿物原料的粒度是150～300目。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，在转速1000～3000rpm条件下离心分离10～60min。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤D中，所述的糖醛酸是葡萄糖醛酸或半乳糖醛酸。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤D中，所述的低聚糖是麦芽低聚糖或大豆低聚糖；所述的糖醇是山梨糖醇、麦芽糖醇或木糖醇。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤D中，加入聚氧乙烯醚和邻苯二甲酸烷基酰胺后将其溶液冷却至温度10～40℃。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤D中，所述焦磷酸钾水溶液的浓度是1～5mol/L。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤E中，所述含腐植酸增效载体的颗粒尿素的粒径是1～6mm。
下面将更详细地描述本发明。
本发明涉及一种适于冬小麦追肥的含有腐植酸增效载体的颗粒尿素制备方法。
该制备方法的步骤如下：
A、腐植酸提取剂的制备
将2～5重量份水杨酸钾与1～3重量份二甲基甲酰胺加到100～200重量份温度为60～70℃的水中，搅拌溶解，冷却，得到所述的腐植酸提取剂；
在本发明中，所述的水杨酸钾呈碱性，水杨酸钾一方面可溶解提取腐植酸，另一方面可丰富腐植酸的羧基和羟基官能团。本发明使用的水杨酸钾是目前市场上销售的产品，例如武汉贝尔卡生物医药有限公司以商品名水杨酸钾钠销售的产品。
二甲基甲酰胺是有机碱，可与腐植酸中的羧基、酚羟基等酸性基团反应形成水溶性腐植酸。本发明使用的二甲基甲酰胺是目前市场上销售的产品，例如由南京科正化工有限公司以商品名N,N-二甲基甲酰胺(DMF)销售的产品。
在本发明中，二甲基甲酰胺的用量在所述范围内时，如果水杨酸钾用量低于2重量份，则会降低腐植酸提取率，对丰富其官能团作用有限；如果酒石酸钾钠用量高于5重量份，则会腐植酸提取液碱性过强，影响下一步的氧化效果。因此，水杨酸钾的用量为2～5重量份是合适的，优选地是2.4～4.2重量份。
水杨酸钾的含量在所述范围内时，如果二甲基甲酰胺的用量低于1重量份时，则会降低腐植酸提取率；如果二甲基甲酰胺的用量高于3重量份时，则会导致腐植酸提取过程中液体气泡过多，细小的杂质混于腐植酸液体中，提取的腐植酸液体纯度下降；因此，二甲基甲酰胺的用量为1～3重量份是合适的，优选地是1.2～2.8重量份。
优选地，水杨酸钾、二甲基甲酰胺与水的重量比是2.4～4.2：1.2～2.8：120～180。
根据本发明，将二甲基甲酰胺等原料在60～180rpm的条件下搅拌溶解得到的溶液冷却至温度35℃以下。
B、腐植酸的提取
将100重量份腐植酸矿物原料添加到800～1500重量份在步骤A得到的腐植酸提取剂中，然后在搅拌下将其温度逐渐升至90℃，并在这个温度下保持40～60min，接着冷却至室温，离心分离，沉淀物弃去，得到所述的腐植酸提取液；
根据本发明，所述的腐植酸矿物原料是风化煤或褐煤。
风化煤是地表或浅层的褐煤、烟煤和无烟煤长期经受大气、阳光、雨雪、地下水以及矿物质侵蚀等综合作用的产物。风化煤腐植酸总含量一般是30～70％，最高可达80％以上。
褐煤是煤化程度最低的矿产煤，一种介于泥炭与沥青煤之间的棕黑色、无光泽的低级煤。
根据本发明，采用现有常规破碎设备将风化煤或褐煤进行粉碎，收集粒度为150～300目的腐植酸矿物原料进行制备腐植酸提取液。
在本发明中，腐植酸矿物原料为100重量份时，如果所述腐植酸提取剂用量低于800重量份，则会导致液体浓稠难以进行后续离心处理；如果所述腐植酸提取剂用量高于1500重量份，则会导致腐植酸提取液含水量高，影响本发明腐植酸增效载体在尿素中的应用。因此，所述腐植酸提取剂用量为800～1500重量份是恰当的。
在这个步骤中，在转速为100～160rpm的搅拌下将腐植酸矿物原料与腐植酸提取剂混合物的温度逐渐升至90℃，并在这个温度下保持40～60min。其提取温度与提取时间超过所述范围是不可取的。如果提取时间短于40min，则腐植酸提取不完全，造成腐植酸损失；如果提取时间超过60min，则导致提取腐植酸的能耗增加，成本增加。因此，腐植酸提取时间为40～60min是可行的。
根据本发明，冷却至室温的提取物使用离心机在转速1000～3000rpm的条件下离心分离10～60min。所述的离心机是现有市场上销售的产品，例如由上海市离心机械研究所有限公司以商品名二相分离卧螺沉降离心机销售的产品。
C、螯合锌锰液体
将100重量份柠檬酸钾、20重量份山梨糖醇、50重量份二乙醇胺与30重量份甘油加到1000重量份温度为50℃的水中，溶解，再加入200重量份七水硫酸锌与50重量份一水硫酸锰，混合均匀，将其溶液加热至温度80℃，搅拌溶解，得到所述的螯合锌锰溶液；
D、腐植酸增效载体的制备
将浓度以重量计2％的过磷酸与浓度以重量计2％的硝酸按照重量比1:1混匀，得到一种混酸；将该混酸缓慢加到在步骤B得到的腐植酸提取液中，将其提取液的pH值调节至3～5，然后加热到温度60～80℃，在搅拌下，往1000重量份腐植酸提取液中缓慢加入20～60重量份浓度为以体积计10％的双氧水和5重量份过氧化苯甲酰，接着反应120min，再加入10重量份糖醛酸、10重量份低聚糖和10重量份糖醇，继续搅拌反应60min，再加入10～60重量份聚氧乙烯醚和1～5重量份邻苯二甲酸烷基酰胺，冷却，使用焦磷酸钾水溶液将其pH值调节至7.5～9.0，再加入100重量份步骤C得到的螯合锌锰溶液，接着搅拌溶解，得到所述的腐植酸增效载体。
在本发明中，过磷酸既可条件腐植酸提取液的pH，又可与腐植酸中的钙、镁等金属离子螯合。硝酸能够使腐植酸的芳环接入硝基，从而提高腐植酸的溶解性。
在本发明中，双氧水的作用在于在酸性条件下将腐植酸氧化为小分子，若调节pH的提取液没有加热到60℃，而双氧水用量低于20重量份，对腐植酸的氧化能力较弱；，难以将腐植酸氧化成小分子；若调节pH的提取液加热到温度80℃以上，而双氧水用量超过60重量份，对腐植酸的氧化过强，造成小分子腐植酸损失。
所述的过氧化苯甲酰是一种有机氧化剂，它可提高氧化过程的稳定性，本发明使用的过氧化苯甲酰是目前市场上销售的产品，例如广州市三明化工有限公司以商品名过氧化苯甲酰销售的产品。
在本发明中，所述的糖醛酸是葡萄糖醛酸或半乳糖醛酸，所述的低聚糖是麦芽低聚糖、大豆低聚糖，所述的糖醇是山梨糖醇、麦芽糖醇或木糖醇，它们的主要功能是提供腐植酸醛基和小分子碳源，提高土壤脲酶活性。它们都是目前市场上销售的产品，例如北京凯森莱科技有限公司以商品名D-葡萄糖醛酸销售的产品、上海冠导生物工程有限公司以商品名D-半乳糖醛酸销售的产品、山东百龙创园生物科技股份有限公司以商品名麦芽低聚糖销售的产品、禹城市恒溢生物科技有限公司以商品名山梨糖醇销售的产品。
所述的聚氧乙烯醚兼具树脂与非离子表明活性剂性能，既可作为固定相进一步减缓尿素在土壤溶液中的移动，又作为渗透剂，促进腐植酸与尿素的结合。所述的邻苯二甲酸烷基酰胺是非离子表明活性剂，既增强聚氧乙烯醚的渗透效果，又提高增效载体稳定性。本发明使用的聚氧乙烯醚与邻苯二甲酸烷基酰胺都是目前市场上销售的产品，例如由江苏省海安石油化工厂以商品名聚氧乙烯醚乳化剂OP-7销售的产品、由广州纵宇化工科技有限公司以商品名悬浮稳定剂TAB-2邻苯二甲酸烷基酰胺销售的产品。
在本发明中，聚氧乙烯醚用量是10～60重量份，如果聚氧乙烯醚用量低于10重量份，则分散及渗透性能不明显；如果聚氧乙烯醚用量高于60重量份，则增效载体粘度过高；因此，聚氧乙烯醚用量为10～60重量份是恰当的。
同样地，邻苯二甲酸烷基酰胺用量是1～5重量份，如果邻苯二甲酸烷基酰胺用量低于1重量份，则对强化聚氧乙烯醚的渗透效果不显著；如果邻苯二甲酸烷基酰胺用量高于5重量份，则影响聚氧乙烯醚的分散性能；因此，邻苯二甲酸烷基酰胺用量为1～5重量份是恰当的。
根据本发明，加入聚氧乙烯醚和邻苯二甲酸烷基酰胺后将其溶液冷却至温度10～40℃。
在本发明中，焦磷酸钾可将添加聚氧乙烯醚和邻苯二甲酸烷基酰胺的腐植酸提取液的pH调节至弱碱性，并可以提高钙、镁离子的水溶性。若这个pH小于7.5，所述腐植酸增效载体的浓度和流动性均降低；若这个pH大于9，所述腐植酸增效载体碱性偏高，不适宜添加到尿素中。根据本发明，所述焦磷酸钾水溶液的浓度是1～5mol/L。
E、含腐植酸增效载体的颗粒尿素制备
将10～50重量份步骤D得到的腐植酸增效载体加入到1000重量份温度为40～75℃的颗粒尿素中，接着搅拌2～3min，混合均匀，再在温度100℃下烘干，得到含腐植酸增效载体的颗粒尿素。
在本发明中，所述的腐植酸增效载体用量是10～50重量份，若其用量低于10重量份，则含腐植酸增效载体的颗粒尿素用效果不显著；若其用量高于50重量份，则会造成尿素含水量过高，易结块。
颗粒尿素的温度为40～75℃是为了促进腐植酸增效载体中的水分适当蒸发，若这个温度低于40℃，水分蒸发过慢，尿素颗粒融化粘结；若这个温度高于75℃，会导致水分蒸发过快，不利于腐植酸渗入尿素颗粒中。
[有益效果]
本发明的有益效果：本发明以系列有机碱为原料制备腐植酸提取剂，在酸性条件下将腐植酸氧化为小分子，并含有糖醛酸、低聚糖等小分子碳源和螯合锌锰及非离子表明活性剂，制备的腐植酸尿素可提高冬小麦追肥季节土壤脲酶活性6.3％～52％，肥际1cm内尿素态氮低于市售尿素处理9.6％～17.9％，说明含腐植酸增效载体的颗粒尿素的分解和转化速度明显加快，从而促进尿素向铵的转化，满足返青-拔节小麦对氮素养分的需求，与市售尿素相比，含腐植酸增效载体的颗粒尿素可提高小麦产量9％以上，氮肥利用率提高9个百分点。
【具体实施方式】
通过下述实施例将能够更好地理解本发明。
一、制备实施例
实施例1：适于冬小麦追肥的含有腐植酸增效载体的颗粒尿素制备
该实施例的实施步骤如下：
A、腐植酸提取剂制备
将4重量份水杨酸钾与3.0重量份二甲基甲酰胺加到200重量份温度为64℃的水中，在转速180rpm的条件下搅拌溶解，得到的溶液冷却至温度35℃以下，得到所述的腐植酸提取剂；
B、腐植酸提取液制备
将100重量份粒度为150目的风化煤腐植酸矿物原料添加到1000重量份在步骤A得到的腐植酸提取剂中，然后在搅拌下将其温度逐渐升至90℃，并在这个温度下保持54min，接着冷却至室温，在转速1600rpm的条件下离心分离26min，沉淀弃去，得到所述的腐植酸提取液；
C、螯合锌锰溶液制备
将100重量份柠檬酸钾、20重量份山梨糖醇、50重量份二乙醇胺与30重量份甘油加到1000重量份温度为50℃的水中，溶解，再加入200重量份七水硫酸锌与50重量份一水硫酸锰，混合均匀，将其溶液加热至温度80℃，搅拌溶解，得到所述的螯合锌锰溶液；
D、腐植酸增效载体制备
将浓度为以重量计2％的过磷酸与浓度为以重量计2％的硝酸按照重量比1:1混匀，得到一种混酸；将该混酸缓慢加到在步骤B得到的腐植酸提取液中，将其提取液的pH值调节至5.0，然后加热到温度80℃，在搅拌下，往1000重量份腐植酸提取液中缓慢加入20重量份浓度为以体积计10％的双氧水和5重量份过氧化苯甲酰，接着反应120min，再加入10重量份葡萄糖醛酸、10重量份大豆低聚糖和10重量份麦芽糖醇，继续搅拌反应60min，再加入26重量份聚氧乙烯醚和1重量份邻苯二甲酸烷基酰胺，冷却至温度32℃，使用浓度为4mol/L的焦磷酸钾水溶液将其pH值调节至7.5，再加入100重量份步骤C得到的螯合锌锰溶液，接着搅拌溶解，得到所述的腐植酸增效载体。
E、含腐植酸增效载体的颗粒尿素制备
将20重量份步骤C得到的腐植酸增效载体加入到1000重量份温度为40℃的颗粒尿素中，接着搅拌2min，混合均匀，再在温度100℃下烘干，得到含腐植酸增效载体的颗粒尿素。
实施例2：适于冬小麦追肥的含有腐植酸增效载体的颗粒尿素制备
该实施例的实施步骤如下：
A、腐植酸提取剂制备
将5重量份水杨酸钾与2.4重量份二甲基甲酰胺加到140重量份温度为70℃的水中，在转速60rpm的条件下搅拌溶解，得到的溶液冷却至温度35℃以下，得到所述的腐植酸提取剂；
B、腐植酸提取液制备
将100重量份粒度为300目的风化煤腐植酸矿物原料添加到1500重量份在步骤A得到的腐植酸提取剂中，然后在搅拌下将其温度逐渐升至90℃，并在这个温度下保持40min，接着冷却至室温，在转速2400rpm的条件下离心分离60min，沉淀弃去，得到所述的腐植酸提取液；
C、螯合锌锰溶液制备
将100重量份柠檬酸钾、20重量份山梨糖醇、50重量份二乙醇胺与30重量份甘油加到1000重量份温度为50℃的水中，溶解，再加入200重量份七水硫酸锌与50重量份一水硫酸锰，混合均匀，将其溶液加热至温度80℃，搅拌溶解，得到所述的螯合锌锰溶液；
D、腐植酸增效载体制备
将浓度为以重量计2％的过磷酸与浓度为以重量计2％的硝酸按照重量比1:1混匀，得到一种混酸；将该混酸缓慢加到在步骤B得到的腐植酸提取液中，将其提取液的pH值调节至3.6，然后加热到温度74℃，在搅拌下，往1000重量份腐植酸提取液中缓慢加入32重量份浓度为以体积计10％的双氧水和5重量份过氧化苯甲酰，接着反应120min，再加入10重量份半乳糖醛酸、10重量份麦芽低聚糖和10重量份山梨糖醇，继续搅拌反应60min，再加入10重量份聚氧乙烯醚和3重量份邻苯二甲酸烷基酰胺，冷却至温度10℃，使用浓度为1mol/L的焦磷酸钾水溶液将其pH值调节至9.0，再加入100重量份步骤C得到的螯合锌锰溶液，接着搅拌溶解，得到所述的腐植酸增效载体。
E、含腐植酸增效载体的颗粒尿素制备
将5重量份步骤C得到的腐植酸增效载体加入到1000重量份温度为52℃的颗粒尿素中，接着搅拌3min，混合均匀，再在温度100℃下烘干，得到含腐植酸增效载体的颗粒尿素。
实施例3：适于冬小麦追肥的含有腐植酸增效载体的颗粒尿素制备
该实施例的实施步骤如下：
A、腐植酸提取剂制备
将2重量份水杨酸钾与1.6重量份二甲基甲酰胺加到170重量份温度为60℃的水中，在转速140rpm的条件下搅拌溶解，得到的溶液冷却至温度35℃以下，得到所述的腐植酸提取剂；
B、腐植酸提取液制备
将100重量份粒度为200目的褐煤腐植酸矿物原料添加到1200重量份在步骤A得到的腐植酸提取剂中，然后在搅拌下将其温度逐渐升至90℃，并在这个温度下保持48min，接着冷却至室温，在转速1000rpm的条件下离心分离10min，沉淀弃去，得到所述的腐植酸提取液；
C、螯合锌锰溶液制备
将100重量份柠檬酸钾、20重量份山梨糖醇、50重量份二乙醇胺与30重量份甘油加到1000重量份温度为50℃的水中，溶解，再加入200重量份七水硫酸锌与50重量份一水硫酸锰，混合均匀，将其溶液加热至温度80℃，搅拌溶解，得到所述的螯合锌锰溶液；
D、腐植酸增效载体制备
将浓度为以重量计2％的过磷酸与浓度为以重量计2％的硝酸按照重量比1:1混匀，得到一种混酸；将该混酸缓慢加到在步骤B得到的腐植酸提取液中，将其提取液的pH值调节至3.0，然后加热到温度60℃，在搅拌下，往1000重量份腐植酸提取液中缓慢加入46重量份浓度为以体积计10％的双氧水和5重量份过氧化苯甲酰，接着反应120min，再加入10重量份葡萄糖醛酸与半乳糖醛酸混合物(重量比1:1)、10重量份麦芽低聚糖与大豆低聚糖混合物(重量比1:1)和10重量份木糖醇，继续搅拌反应60min，再加入60重量份聚氧乙烯醚和5重量份邻苯二甲酸烷基酰胺，冷却至温度25℃，使用浓度为5mol/L的焦磷酸钾水溶液将其pH值调节至8.0，再加入100重量份步骤C得到的螯合锌锰溶液，接着搅拌溶解，得到所述的腐植酸增效载体。
E、含腐植酸增效载体的颗粒尿素制备
将35重量份步骤C得到的腐植酸增效载体加入到1000重量份温度为62℃的颗粒尿素中，接着搅拌2min，混合均匀，再在温度100℃下烘干，得到含腐植酸增效载体的颗粒尿素。
实施例4：适于冬小麦追肥的含有腐植酸增效载体的颗粒尿素制备
该实施例的实施步骤如下：
A、腐植酸提取剂制备
将3重量份水杨酸钾与1.0重量份二甲基甲酰胺加到100重量份温度为68℃的水中，在转速100rpm的条件下搅拌溶解，得到的溶液冷却至温度35℃以下，得到所述的腐植酸提取剂；
B、腐植酸提取液制备
将100重量份粒度为250目的风化煤腐植酸矿物原料添加到800重量份在步骤A得到的腐植酸提取剂中，然后在搅拌下将其温度逐渐升至90℃，并在这个温度下保持60min，接着冷却至室温，在转速3000rpm的条件下离心分离44min，沉淀弃去，得到所述的腐植酸提取液；
C、螯合锌锰溶液制备
将100重量份柠檬酸钾、20重量份山梨糖醇、50重量份二乙醇胺与30重量份甘油加到1000重量份温度为50℃的水中，溶解，再加入200重量份七水硫酸锌与50重量份一水硫酸锰，混合均匀，将其溶液加热至温度80℃，搅拌溶解，得到所述的螯合锌锰溶液；
D、腐植酸增效载体制备
将浓度为以重量计2％的过磷酸与浓度为以重量计2％的硝酸按照重量比1:1混匀，得到一种混酸；将该混酸缓慢加到在步骤B得到的腐植酸提取液中，将其提取液的pH值调节至4.4，然后加热到温度66℃，在搅拌下，往1000重量份腐植酸提取液中缓慢加入60重量份浓度为以体积计10％的双氧水和5重量份过氧化苯甲酰，接着反应120min，再加入10重量份葡萄糖醛酸与半乳糖醛酸混合物(重量比2:1)、10重量份麦芽低聚糖与大豆低聚糖混合物(重量比3:2)和10重量份山梨糖醇、麦芽糖醇与木糖醇混合物(重量比1:1:1)，继续搅拌反应60min，再加入44重量份聚氧乙烯醚和4重量份邻苯二甲酸烷基酰胺，冷却至温度40℃，使用浓度为2mol/L的焦磷酸钾水溶液将其pH值调节至8.5，再加入100重量份步骤C得到的螯合锌锰溶液，接着搅拌溶解，得到所述的腐植酸增效载体。
E、含腐植酸增效载体的颗粒尿素制备
将50重量份步骤C得到的腐植酸增效载体加入到1000重量份温度为75℃的颗粒尿素中，接着搅拌3min，混合均匀，再在温度100℃下烘干，得到含腐植酸增效载体的颗粒尿素。
二、试验实施例
试验实施例1：本发明含腐植酸增效载体的颗粒尿素肥际土壤脲酶活性、尿素态氮与市售尿素比较
样品制备：分别称取150g实施例1、实施例2和实施例4制备的含腐植酸增效载体的颗粒尿素(简称腐植酸尿素)，将它们置于长×宽×高＝5cm×5cm×5cm，孔径0.5mm的不锈钢丝网模具中，得到正方体腐植酸尿素A(实施例1)、正方体腐植酸尿素B(实施例2)、正方体腐植酸尿素C(实施例3)样品。按照同样的方式对市售尿素(瑞星集团股份有限公司生产，含氮量46％)进行处理，得到正方体对照样品U。
试验步骤：分别将正方体对照样品U、正方体腐植酸尿素、A、B、C置于含水量为以重量计18％的石灰性潮土(山东德州)中，压实土壤至容重1.3，于温度15±2℃下培养12小时。培养结束后，用刀片分别切出距离正方体尿素边缘1.5-2.0cm、1.0-1.5cm、0.5-1.0cm、0-0.5cm的土壤。根据(鲁如坤.《土壤农业化学分析方法》.北京：中国农业科技出版社，2000.)和HG/T 4135-2010规定的二乙酰一肟比色法标准分析方法测试这些样品的肥际土壤中的脲酶活性、尿素态氮。其检测结果列于表1中。
表1：本发明腐植酸尿素与市售尿素的肥际土壤脲酶活性、尿素态氮含量比
较
冬小麦追肥季节气温偏低、土壤脲酶活性较低，尿素转化较慢，不能满足返青-拔节期小麦对速效氮的需求。肥际是肥料转化的最初阶段，决定着后期的尿素转化过程。表1列出的试验结果表明，本发明腐植酸尿素颗粒可显著提高颗粒尿素1cm肥际土壤脲酶活性6.3％～52％；肥际1cm内尿素态氮低于市售尿素处理9.6％～17.9％，说明含腐植酸增效载体的颗粒尿素的分解和转化速度明显加快。
试验实施例2：本发明腐植酸颗粒尿素对小麦产量和氮肥利用率的影响
试验样品：使用试验实施例1制备的试验样品，正方体腐植酸尿素A(实施例1)、正方体腐植酸尿素B(实施例2)、正方体腐植酸尿素C(实施例3)样品，按照同样方式对市售尿素处理，得到正方体对照样品U。
试验方法：选用直径25cm(内径)、高100cm的PVC管埋入土中，上口高出地面3cm，以防止降水地表径流流入，下不封口，与自然土壤直接接触，模拟田间自然栽培状态。每个土柱装干土55kg。
施氮量0.1gN/kg(以0～30cm土壤干重计算，相当于田间15kgN/亩)，8次重复。磷钾肥播种前一次性施用，均匀混施于土柱0～30cm土层中；磷、钾用量按充足供应原则设计，磷肥为过磷酸钙(P2O5含量为以重量计12.5％)，施用量为0.3g P2O5/kg干土，钾肥为氯化钾(K2O含量为以重量计60％)，施用量为0.3gK2O/kg干土(P2O5和K2O均以0～30cm土壤干重计算)。
精选均匀饱满的麦种，每个土柱播20粒，在苗期进行间苗，每个土柱留10株。在小麦起身期、挑旗期用量杯各浇水3L。
根据下述公式计算氮肥利用率：
氮肥利用率＝(施氮处理吸氮量-不施氮处理吸氮量)/施氮量×100％]。
其试验结果列于表2中。
表2：本发明腐植酸颗粒尿素对小麦产量和氮肥利用率的影响
处理 籽粒产量(g/pot) 氮肥利用率(％)
U 69.52 26.04
A 74.47 32.42
B 79.00 41.67
C 75.06 32.12
由表2的结果可知，与市售尿素相比，本发明腐植酸尿素A、B、C的小麦产量平均提高9.58％，氮肥利用率提高9.39个百分点。
由此可见，本发明制备的腐植酸尿素可提高肥际土壤脲酶活性，加快尿素的转化速度，为提高冬小麦追肥的尿素氮肥利用率提供了新思路。

Claims (10)

1.一种适于冬小麦追肥的含有腐植酸增效载体的颗粒尿素制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：
A、腐植酸提取剂制备
将2～5重量份水杨酸钾与1～3重量份二甲基甲酰胺加到100～200重量份温度为60～70℃的水中，搅拌溶解，冷却，得到所述的腐植酸提取剂；
B、腐植酸提取液制备
将100重量份腐植酸矿物原料添加到800～1500重量份在步骤A得到的腐植酸提取剂中，然后在搅拌下将其温度逐渐升至90℃，并在这个温度下保持40～60min，接着冷却至室温，离心分离，沉淀物弃去，得到所述的腐植酸提取液
C、螯合锌锰溶液制备
将100重量份柠檬酸钾、20重量份山梨糖醇、50重量份二乙醇胺与30重量份甘油加到1000重量份温度为50℃的水中，溶解，再加入200重量份七水硫酸锌与50重量份一水硫酸锰，混合均匀，将其溶液加热至温度80℃，搅拌溶解，得到所述的螯合锌锰溶液；
D、腐植酸增效载体制备
将浓度以重量计2％的过磷酸与浓度以重量计2％的硝酸按照重量比1:1混匀，得到一种混酸；将该混酸缓慢加到在步骤B得到的腐植酸提取液中，将其提取液的pH值调节至3～5，然后加热到温度60～80℃，在搅拌下，往1000重量份腐植酸提取液中缓慢加入20～60重量份浓度为以体积计10％的双氧水和5重量份过氧化苯甲酰，接着反应120min，再加入10重量份糖醛酸、10重量份低聚糖和10重量份糖醇，继续搅拌反应60min，再加入10～60重量份聚氧乙烯醚和1～5重量份邻苯二甲酸烷基酰胺，冷却，使用焦磷酸钾水溶液将其pH值调节至7.5～9.0，再加入100重量份步骤C得到的螯合锌锰溶液，接着搅拌溶解，得到所述的腐植酸增效载体；
E、含腐植酸增效载体的颗粒尿素制备
将10～50重量份步骤D得到的腐植酸增效载体加入到1000重量份温度为40～75℃的颗粒尿素中，接着搅拌2～3min，混合均匀，再在温度100℃下烘干，得到含腐植酸增效载体的颗粒尿素。
2.根据权利要求1所述的颗粒尿素制备方法，其特征在于在步骤A中，水杨酸钾、二甲基甲酰胺与水的重量比是2.4～4.2：1.2～2.8：120～180。
3.根据权利要求1所述的颗粒尿素制备方法，其特征在于在步骤A中，将在转速60～180rpm的条件下搅拌溶解得到的溶液冷却至温度35℃以下。
4.根据权利要求1所述的颗粒尿素制备方法，其特征在于在步骤B中，所述的腐植酸矿物原料是风化煤或褐煤，所述腐植酸矿物原料的粒度为150～300目。
5.根据权利要求1所述的颗粒尿素制备方法，其特征在于在步骤B中，在转速1000～3000rpm的条件下离心分离10～60min。
6.根据权利要求1所述的颗粒尿素制备方法，其特征在于在步骤D中，所述的糖醛酸是葡萄糖醛酸或半乳糖醛酸。
7.根据权利要求1所述的颗粒尿素制备方法，其特征在于在步骤D中，所述的低聚糖是麦芽低聚糖或大豆低聚糖；所述的糖醇是山梨糖醇、麦芽糖醇或木糖醇。
8.根据权利要求2所述的颗粒尿素制备方法，其特征在于在步骤D中，加入聚氧乙烯醚与邻苯二甲酸烷基酰胺后将其溶液冷却至温度10～40℃。
9.根据权利要求1所述的颗粒尿素制备方法，其特征在于在步骤C中，所述焦磷酸钾水溶液的浓度是1～5mol/L。
10.根据权利要求1所述的颗粒尿素制备方法，其特征在于所述含腐植酸增效载体的颗粒尿素的粒径是1～6mm。
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