CN109400348A - 一种适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体制备方法 - Google Patents

一种适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体制备方法，该制备方法包括海藻酸提取剂制备、海藻酸提取液制备与海藻酸增效载体制备等步骤。海藻酸增效载体与尿素结合后，可显著提高颗粒尿素1cm肥际土壤脲酶活性13.9％～36.5％；肥际1cm内尿素态氮低于市售尿素处理7.2％～21.1％，说明海藻酸尿素的分解和转化速度明显加快，为提高冬小麦追肥的尿素氮肥利用率提供了新思路。增效载体处理的小麦根系鲜重增加40％以上，根系活力提高30％以上，本发明海藻酸尿素处理的小麦产量较市售尿素提高了10.2％，氮肥利用率提高了7.6个百分点。

Description

一种适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体制备方法
【技术领域】
本发明属于肥料生产技术领域。更具体地，本发明涉及一种适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体制备方法。
【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。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。以海藻为主要原料，如何制备适用于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体对提高尿素氮肥利用率十分重要。
CN102701866A公开了一种发酵海藻液肥料增效剂及其生产方法与用途，以天然海藻为原料，经微生物发酵，再用碱提取、压滤等工序制取海藻提取液，然后向液体里添加螯合态微量元素，得到本发明的发酵海藻肥料增效剂。CN 104761413A公开了一种具有氨挥发抑制作用的海藻酸肥料增效剂及其制作方法，以海带、菌种、碳源、氮源、中微量元素等为主要原料，经发酵、提取、复配等工序制备。CN107236766A一种整体生物酶解法制备海藻植物生长调节剂的方法，包括生产前准备、原料的预处理、一级酶解、酶解液除杂、酶解液均质、二级酶解、后处理、促生长素的分离纯化、肥料终配等九个步骤。目前还未见到有关适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体的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尿素用海藻酸增效载体制备方法。
[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尿素用海藻酸增效载体制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：
A、海藻酸提取剂制备
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，得到所述的海藻酸提取剂；
B、海藻酸提取液制备
将100重量份海藻粉添加到800～1500重量份在步骤A得到的海藻酸提取剂中，然后在搅拌下将其温度逐渐升至70～90℃，并在这个温度下保持 6～12h，接着冷却至室温，离心分离，沉淀物弃去，得到所述的海藻酸提取液；
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、海藻酸增效载体制备
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得到的海藻酸提取液中，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重量份海藻酸提取液中缓慢加入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，得到所述的适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体。
根据本发明的一种优选实施方式，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60～240rpm 的条件下搅拌溶解得到的溶液冷却至温度30℃以下。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述的海藻是褐藻、巨藻或泡叶藻；所述海藻粉的粒度小于2mm。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，在转速1000～ 5000rpm的条件下离心分离10～40min。
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。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤D中，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，加入聚氧乙烯醚与邻苯二甲酸烷基酰胺后将其溶液冷却至温度15～40℃。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述焦磷酸钾水溶液的浓度是1～5mol/L。
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尿素用海藻酸增效载体制备方法。
该尿素用海藻酸增效载体制备方法的步骤如下：
A、海藻酸提取剂制备
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，得到所述的海藻酸提取剂；
在本发明中，水杨酸钾呈碱性，它可与海藻粉原料反应而提取海藻酸，并可丰富海藻酸的酚羟基和羧基官能团。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。
本发明使用的二甲基甲酰胺是一种有机碱，它可与海藻酸中的羧基、酚羟基等酸性基团反应生成水溶性海藻酸，从而能够从海藻原料中提取出海藻酸，并且它还能增加在海藻提取液中的甲基、甲氧基官能团含量。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，则会降低海藻酸提取率，对丰富其酚羟基和羧基官能团作用有限；如果水杨酸钾用量高于5重量份，则会海藻酸提取液的碱性过强，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。
在本发明中，水杨酸钾的用量在所述范围内时，，如果二甲基甲酰胺的用量低于1重量份时，则会降低海藻酸提取率；如果二甲基甲酰胺的用量高于3重量份时，则会导致海藻酸提取过程中液体气泡过多，细小的杂质混于海藻酸液体中，提取的海藻酸液体纯度下降；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转速60～240rpm的条件下搅拌溶解得到的溶液冷却至温度30℃以下。
B、海藻酸提取液制备
将100重量份海藻粉添加到800～1500重量份在步骤A得到的海藻酸提取剂中，然后在搅拌下将其温度逐渐升至70～90℃，并在这个温度下保持6～12h，接着冷却至室温，离心分离，沉淀物弃去，得到所述的海藻酸提取液；
根据本发明，所述的海藻是褐藻、巨藻或泡叶藻，本发明使用的海藻都是目前市场上销售的产品，例如本发明使用的褐藻是由烟台长岛三友公司以商品名海带销售的褐藻；本发明使用的巨藻是由陕西斯诺特生物技术有限公司以商品名巨藻原粉销售的巨藻。
根据本发明，采用现有常规破碎设备将褐藻、巨藻或泡叶藻进行粉碎，收集粒度小于2mm的海藻粉作为原料制备海藻酸提取液。
在本发明中，海藻粉为100重量份时，如果所述海藻酸提取剂用量低于800重量份，则会导致液体浓稠难以进行后续离心处理；如果所述海藻酸提取剂用量高于1500重量份，则会导致海藻酸提取液的含水量高，影响海藻酸增效载体在尿素中的应用。因此，所述海藻酸提取剂的用量为 800～1500重量份是恰当的。
在这个步骤中，在转速为100～160rpm的搅拌下将海藻粉与海藻酸提取剂混合物的温度逐渐升至70～90℃，并在这个温度下保持6～12h。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6h，则海藻酸提取不完全，造成海藻酸损失；如果提取时间超过12h，则导致提取海藻酸的能耗增加，成本增加。因此，海藻酸提取时间为6～12h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1000～5000rpm 的条件下离心分离10～40min。本发明使用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；
本发明使用的柠檬酸钾、山梨糖醇、二乙醇胺、甘油、七水硫酸锌与一水硫酸锰都是目前市场上销售的产品。
D、海藻酸增效载体制备
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得到的海藻酸提取液中，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重量份海藻酸提取液中缓慢加入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，得到所述的适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体。
在本发明中，过磷酸既可调节海藻酸提取液的pH，又可与海藻酸中的钙、镁等金属离子螯合。硝酸可往海藻酸芳环上接入硝基，提高海藻酸的溶解性。
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。
本发明使用的糖醛酸是葡萄糖醛酸或半乳糖醛酸，本发明使用的低聚糖是麦芽低聚糖或大豆低聚糖，本发明使用的糖醇是山梨糖醇、麦芽糖醇或木糖醇。它们的主要功能是提供海藻酸的醛基和小分子碳源，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。
在本发明中，聚氧乙烯醚兼具树脂与非离子表面活性剂性能，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，促进海藻酸与尿素的结合。邻苯二甲酸烷基酰胺是非离子表明活性剂，它既能增强聚氧乙烯醚的渗透效果，又能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，邻苯二甲酸烷基酰胺用量为1～5重量份时，如果聚氧乙烯醚用量低于10重量份，则它的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，则它会使海藻酸增效载体的粘度过高；因此，聚氧乙烯醚用量为10～60重量份是恰当的。
同样地，聚氧乙烯醚用量为10～60重量份时，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的用量为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15～40℃。
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海藻酸提取液的pH调节至弱碱性，并可以提高钙、镁离子的水溶性。若这个pH值小于7.5，所述海藻酸增效载体的浓度和流动性均降低；若这个pH 值大于9.0，所述海藻酸增效载体的碱性偏高，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。
本发明制备海藻酸增效载体可与尿素生产工艺或颗粒尿素产品结合，生产出高氮肥利用率的新尿素产品。
本发明海藻酸增效载体的使用方法如下：
第一种方法：在尿素生产过程中，将5～50重量份本发明方法制备的海藻酸增效载体加入到1000重量份尿素熔融液中，经高塔喷淋得到含海藻酸增效载体颗粒尿素。
第二种方法：将5～50重量份在步骤C制备的海藻酸增效载体加到1000 重量份温度为40～75℃的颗粒尿素中，快速搅拌混合2min，再在温度100℃下烘干，得到含海藻酸增效载体的颗粒尿素。
[有益效果]
本发明的有益效果是：本发明以系列有机碱为原料制备海藻酸提取剂，在酸性条件下将海藻酸氧化为小分子，并含有糖醛酸、低聚糖等小分子碳源及螯合锌锰，可提高冬小麦追肥季节土壤脲酶活性，从而促进尿素向铵的转化，同时提出了该增效载体在尿素上的应用方法。
1、本发明为提高冬小麦追肥尿素利用率提供了新的思路。
2、可显著提高颗粒尿素1cm肥际土壤脲酶活性13.9％～36.5％，促进尿素转化，肥际1cm内尿素态氮低于市售尿素处理7.2％～21.1％。
3、小麦根系鲜重增加40％以上，提高根系活力30％以上，从促进养分吸收的角度提高肥料利用率，本发明海藻酸尿素处理的小麦产量较市售尿素提高了10.2％，氮肥利用率提高了7.6个百分点。
4、活化土壤中的磷、钾及中微量元素的功能，进一步提升增效载体的应用效果。
【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、方法实施例
实施例1：适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体制备
该实施例的实施步骤如下：
A、海藻酸提取剂制备
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240rpm的条件下搅拌溶解，得到的溶液冷却至温度 30℃以下，得到所述的海藻酸提取剂；
B、海藻酸提取液制备
将100重量份粒度小于2mm的海带褐藻粉原料添加到1000重量份在步骤A得到的海藻酸提取剂中，然后在转速为180rpm的搅拌下将其温度逐渐升至90℃，并在这个温度下保持10h，接着冷却至室温，在转速1000rpm 的条件下离心分离40min，沉淀弃去，得到所述的海藻酸提取液；
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、海藻酸增效载体制备
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得到的海藻酸提取液中，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重量份海藻酸提取液中缓慢加入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重量份木糖醇，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，得到所述的适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体。
实施例2：适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体制备
该实施例的实施步骤如下：
A、海藻酸提取剂制备
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30℃以下，得到所述的海藻酸提取剂；
B、海藻酸提取液制备
将100重量份粒度小于2mm的巨藻原粉添加到800重量份在步骤A得到的海藻酸提取剂中，然后在转速为100rpm的搅拌下将其温度逐渐升至 70℃，并在这个温度下保持8h，接着冷却至室温，在转速5000rpm的条件下离心分离15min，沉淀弃去，得到所述的海藻酸提取液；
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、海藻酸增效载体制备
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得到的海藻酸提取液中，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重量份海藻酸提取液中缓慢加入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15℃，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，得到所述的适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体。
实施例3：适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体制备
该实施例的实施步骤如下：
A、海藻酸提取剂制备
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120rpm的条件下搅拌溶解，得到的溶液冷却至温度 30℃以下，得到所述的海藻酸提取剂；
B、海藻酸提取液制备
将100重量份粒度小于2mm的泡叶藻粉原料添加到1500重量份在步骤A得到的海藻酸提取剂中，然后在转速为200rpm的搅拌下将其温度逐渐升至80℃，并在这个温度下保持12h，接着冷却至室温，在转速3000rpm 的条件下离心分离30min，沉淀弃去，得到所述的海藻酸提取液；
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、海藻酸增效载体制备
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得到的海藻酸提取液中，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重量份海藻酸提取液中缓慢加入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，得到所述的适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体。
实施例4：适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体制备
该实施例的实施步骤如下：
A、海藻酸提取剂制备
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180rpm的条件下搅拌溶解，得到的溶液冷却至温度30℃以下，得到所述的海藻酸提取剂；
B、海藻酸提取液制备
将100重量份粒度小于2mm的野生海带褐藻粉原料添加到1200重量份在步骤A得到的海藻酸提取剂中，然后在转速为140rpm的搅拌下将其温度逐渐升至80℃，并在这个温度下保持6h，接着冷却至室温，在转速 3800rpm的条件下离心分离18min，沉淀弃去，得到所述的海藻酸提取液；
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、海藻酸增效载体制备
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得到的海藻酸提取液中，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重量份海藻酸提取液中缓慢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1:3)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，得到所述的适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体。
二、试验实施例
试验实施例1：本发明海藻酸增效载体对尿素肥际土壤脲酶活性、尿素态氮的影响
样品制备：将实施例1、实施例2和实施例4制备的海藻酸增效载体按照它与尿素的重量比3：100分别添加至颗粒尿素中，冷却后，分别得到海藻酸尿素A、海藻酸尿素B和海藻酸尿素C。同时，按照同样的方式处理市售尿素U(瑞星集团股份有限公司，含氮量46％)，得到的样品为对照样品。
分别称取150g前面制备的尿素样品，置于长×宽×高＝5cm×5cm× 5cm，孔径为0.5mm的不锈钢丝网模具中，获得正方体尿素U、正方体海藻酸尿素A、正方体海藻酸尿素B、正方体海藻酸尿素C。
试验步骤：分别将正方体尿素U、正方体海藻酸尿素A、B、C置于含水量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。
试验检测：分别通过(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.)标准方法和HG/T 4135-2010规定的二乙酰一肟比色法测试正方体尿素肥际土壤中的脲酶活性、尿素态氮。
该试验结果列于表1中。
表1：海藻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。这些试验结果表明，本发明制备的海藻酸增效载体可显著提高颗粒尿素1cm肥际土壤脲酶活性13.9％～36.5％；肥际1cm内尿素态氮低于市售尿素处理7.2％～21.1％，说明海藻酸尿素的分解和转化速度明显加快。
试验实施例2：本发明海藻酸增效载体对小麦根系生长和活力的影响
试验样品：
实施例1、实施例2和实施例4制备的海藻酸增效载体。本发明海藻酸增效载体在霍格兰营养液中的添加量为0.2g/L，分别记为A、B、C。
试验方法：
将处理的石英砂装到500mL培养砵(底部有排水孔)中，距离砵沿2～3 cm。将处理好的作物定植于培养砵中，每个处理重复6次。每隔4天浇灌 1次营养液，每次100mL，以保持一定的湿度和养分浓度。
试验检测：
在作物出苗第21天取样测定根系鲜重，采用《植物生理学实验指导》 (华南理工大学出版社，2015年)常规比色方法测定TTC活力。
该试验检测结果列于表2中。
表2：本发明海藻酸增效载体对小麦根系生长和活力的影响
作物根系的吸收能力是决定肥料利用率的重要因素。由表2列出的结果可知，本发明海藻酸增效载体A、B、C处理的小麦根系鲜重和活力分别较对照平均提高42.3％和34.0％。
试验实施例3：本发明海藻酸尿素对陕西小麦产量和氮肥利用率的影响
试验在“国家黄土肥力与肥料效益监测基地”进行，试验地位于黄土高原南部的陕西省杨凌头道塬，隶属于黄淮冬麦区。海拔高度524.7m，年平均气温13℃，年平均降水量550mm～600mm，年平均蒸发量993mm。土壤属褐土类、红油土属、红油土种。供试小麦品种为小偃22。
供试肥料：市售尿素U和本发明海藻酸尿素AU，含氮量均为46.0％。磷肥选用P2O5含量为以重量计12.5％的过磷酸钙，钾肥选用K2O含量为以重量计60％的氯化钾。全部磷、钾肥及40％的氮肥做底肥，60％氮肥小麦拔节期做追肥。
处理设置：
处理1：对照，
处理2：本发明海藻酸尿素AU(利用实施例2的海藻酸载体)，
处理3：市售尿素U，
共设3个处理，每个处理重复3次，共设9个小区。小区面积为6m× 5m，四周设保护行，各小区按随机区组排列。
表3：本发明海藻酸尿素对陕西小麦产量和氮肥利用率的影响
从表3列出的结果可看出，本发明海藻酸尿素处理的小麦产量较市售尿素提高了10.2％，主要通过增加亩穗数和穗粒数提高小麦产量。氮肥利用率提高了7.6个百分点。
由此可见，本发明制备的海藻酸增效载体与尿素结合后，可促进尿素转化，并可提高根系活力，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尿素用海藻酸增效载体制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下：
A、海藻酸提取剂制备
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，得到所述的海藻酸提取剂；
B、海藻酸提取液制备
将100重量份海藻粉添加到800～1500重量份在步骤A得到的海藻酸提取剂中，然后在搅拌下将其温度逐渐升至70～90℃，并在这个温度下保持6～12h，接着冷却至室温，离心分离，沉淀物弃去，得到所述的海藻酸提取液；
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、海藻酸增效载体制备
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得到的海藻酸提取液中，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重量份海藻酸提取液中缓慢加入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，得到所述的适于冬小麦追肥的尿素用海藻酸增效载体。
2.根据权利要求1所述的海藻酸增效载体制备方法，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所述的海藻酸增效载体制备方法，其特征在于在步骤A中，将在转速60～240rpm的条件下搅拌溶解得到的溶液冷却至温度30℃以下。
4.根据权利要求1所述的海藻酸增效载体制备方法，其特征在于在步骤B中，所述的海藻是褐藻、巨藻或泡叶藻；所述海藻粉的粒度小于2mm。
5.根据权利要求1所述的海藻酸增效载体制备方法，其特征在于在步骤B中，在转速1000～5000rpm的条件下离心分离10～40min。
6.根据权利要求1所述的海藻酸增效载体制备方法，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.根据权利要求所述的海藻酸增效载体制备方法，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。
8.根据权利要求1所述的海藻酸增效载体制备方法，其特征在于在步骤D中，所述的糖醇是山梨糖醇、麦芽糖醇或木糖醇。
9.根据权利要求1所述的海藻酸增效载体制备方法，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15～40℃。
10.根据权利要求1所述的海藻酸增效载体制备方法，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。
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