CN114149291A - 一种缓释型液体氮肥、制备方法及其在果树上的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及肥料技术领域，提出了一种缓释型液体氮肥、制备方法及其在果树上的应用，其中，缓释型液体氮肥由以下重量百分比的组分组成：尿素50％‑55％，乙二醛5％‑8％，乙醇胺2％‑3％，木质素磺酸铵1％‑2％，七水硫酸镁15％‑20％，水余量。其制备方法包括以下步骤：S1、按照上述配方备料；S2、将七水硫酸镁、35％‑40％配方量的尿素混合后加水至完全溶解，得到混合液，向混合液中依次加入乙二醛、乙醇胺，反应后得到反应液；S3、向所述反应液中加入剩余配方量的尿素、木质素磺酸铵以及剩余的水，混合均匀，得到缓释型液体氮肥。通过上述技术方案，解决了相关技术中液体缓释氮肥甲醛的加入量大，在施用后产生游离甲醛，对环境会造成污染的问题。
Description
技术领域
本发明涉及肥料技术领域，具体的，涉及一种缓释型液体氮肥、制备方法及其在果树上的应用。
背景技术
氮是作物生长不可缺少的组成元素，是构成蛋白质、叶绿素和酶的主要成分。作物缺氮时表现为植株矮小，细弱、叶呈黄绿、黄橙等非正常绿色，基部叶片逐渐干燥枯萎、根系分枝少。氮肥是指以氮为主要成分，施于土壤可提供植物氮营养的单元肥料。氮肥是我国应用最广、数量最多、也是最受欢迎的肥料品种。长期以来，氮肥利用率低导致水体污染、土体污染和硝酸盐累积造成的农产品污染等一系列环境问题亟待解决。因此，提高氮肥利用率，避免环境污染，重视肥料的释放与作物生育期需氮规律相适应是当前的关注热点。
缓释肥料是指肥料施入土壤后转变为植物有效态养分的释放速率比速溶性肥料小，所含养分形式在施肥后能延缓被作物吸收与利用，与普通肥料相比，缓释肥料施用后使肥料的利用率更高。
申请号为202011039998.8的发明专利申请公开了一种高浓度液体缓释氮肥及其制备方法，该液体缓释氮肥由40-80份尿素、18-50份甲醛、1-15份碱类化合物、1-15份胺类化合物、1-15份氨水、0.001-1份含中微量元素物质和0.01-5份生物刺激素组成，该液体缓释氮肥克服了脲醛缓释颗粒肥前期氮源供应不足的弊端，同时解决了尿素用量大、持效时间短、流失率大等问题，但是，其液体缓释氮肥原料中甲醛的加入量大，在施用后产生游离甲醛，对环境会造成污染，另外，该液体缓释氮肥在存放和使用过程中易结晶，尤其是在低温(4℃及以下)环境下，更易结晶，从而影响肥料的质量和施用效果。
发明内容
本发明提出一种缓释型液体氮肥、制备方法及其在果树上的应用，解决了相关技术中液体缓释氮肥甲醛的加入量大，在施用后产生游离甲醛，对环境会造成污染的问题。
本发明的技术方案如下：
一种缓释型液体氮肥，由以下重量百分比的组分组成：
尿素50％-55％，乙二醛5％-8％，乙醇胺2％-3％，木质素磺酸铵1％-2％，七水硫酸镁15％-20％，水余量。
作为进一步的技术方案，由以下重量百分比的组分组成：
尿素54％，乙二醛6％，乙醇胺2.5％，木质素磺酸铵1.5％，七水硫酸镁18％，水18％。
作为进一步的技术方案，所述尿素与所述乙二醛的摩尔比为8-10：1。
作为进一步的技术方案，所述尿素与所述乙二醛的摩尔比为8.7：1。
本发明还提出了一种缓释型液体氮肥的制备方法，包括以下步骤：
S1、将七水硫酸镁、尿素混合后加水至完全溶解，得到混合液；
S2、向所述混合液中依次加入乙二醛、乙醇胺，反应后得到反应液；
S3、向所述反应液中加入尿素、木质素磺酸铵以及剩余的水，混合均匀，得到缓释型液体氮肥。
作为进一步的技术方案，步骤S1混合后加入至完全溶解在50℃-60℃下搅拌中进行，所述水的用量为将所述七水硫酸镁、所述尿素完全溶解所需要的水量。
作为进一步的技术方案，步骤S2中反应温度为50℃-60℃，反应时间为60min。
本发明还提出了一种缓释型液体氮肥在果树上的应用，所述缓释型液体氮肥在果树萌芽展叶期或抽稍期应用。
作为进一步的技术方案，所述缓释型液体氮肥的用量为20-40千克/亩。
作为进一步的技术方案，所述缓释型液体氮肥的施用方法为滴灌施肥或随水冲施。
本发明的工作原理及有益效果为：
1、本发明中，对缓释型液体氮肥中各原料的用量配比进行优化设计，与传统的液体氮肥相比，一方面，采用乙二醛代替甲醛，极大的减少了醛类物质的用量，避免了传统缓释氮肥中游离甲醛对环境的污染，另一方面，缓释型液体氮肥中镁含量提高，制备的缓释型液体氮肥应用于果树中，显著提高果树叶片的光合作用，尤其适合于南方降雨量较大、镁淋溶严重果区。
2、本发明的缓释型液体氮肥制备方法中，尿素分两步加入，先将部分尿素与乙二醛第一步反应，再加入剩余尿素，与尿素直接一步加入相比，实现了尿素缓释与速效相结合，使缓释型液体氮肥应用于巨峰葡萄时，既避免了氮过量造成的坐果少又避免了氮不足造成黄叶等现象，应用于柑橘既避免了氮过量造成的秋稍旺长、又避免了氮不足造成不抽枝等现象。
3、在中性至酸性土壤中镁易于迁移，降雨量大，镁的移动性大。过量施用氮肥，导致土壤酸化，土壤pH降低，使土壤胶体所带负电荷减少，进而会减少土壤对镁的吸附。南方地区山地红壤由于湿热多雨以及不合理施用化肥导致土壤酸化，加剧了土壤中镁的淋失。本发明的缓释型液体氮肥制备方法中，七水硫酸镁在尿素与乙二醛反应前加入，与传统的硫酸镁在脲醛反应后加入相比，一方面，显著提高了缓释型液体氮肥中镁的稳定性，显著提高了缓释型液体氮肥中镁的施用效果，显著降低镁淋溶性。另一方面，同时有效避免了液体氮肥在低温(4℃以下)存放时硫酸镁结晶的问题。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
一种缓释型液体氮肥的制备方法包括以下步骤：
S1、备料：尿素540千克，质量浓度为40％的乙二醛水溶液150千克，乙醇胺25千克，木质素磺酸铵15千克，七水硫酸镁180千克，水90千克。
S2、向反应釜中加入80千克水、180千克七水硫酸镁、200千克尿素，在55℃下搅拌至完全溶解，混合后加水至完全溶解，得到混合液，向混合液中依次加入乙二醛水溶液、乙醇胺，在55℃下反应60min后得到反应液；
S3、向所述反应液中加入340千克尿素、木质素磺酸铵，用水补足液体至1000千克，搅拌至完全溶解，得到缓释型液体氮肥。
实施例2
一种缓释型液体氮肥的制备方法包括以下步骤：
S1、备料：尿素550千克，质量浓度为40％的乙二醛水溶液133千克，乙醇胺20千克，木质素磺酸铵13千克，七水硫酸镁200千克，水84千克。
S2、向反应釜中加入81千克水、200千克七水硫酸镁、193千克尿素，在60℃下搅拌至完全溶解，混合后加水至完全溶解，得到混合液，向混合液中依次加入乙二醛水溶液、乙醇胺，在60℃下反应60min后得到反应液；
S3、向所述反应液中加入357千克尿素、木质素磺酸铵，用水补足液体至1000千克，搅拌至完全溶解，得到缓释型液体氮肥。
实施例3
一种缓释型液体氮肥的制备方法包括以下步骤：
S1、备料：尿素500千克，质量浓度为40％的乙二醛水溶液151千克，乙醇胺20千克，木质素磺酸铵20千克，七水硫酸镁150千克，水159千克。
S2、向反应釜中加入75千克水、150千克七水硫酸镁、200千克尿素，在50℃下搅拌至完全溶解，混合后加水至完全溶解，得到混合液，向混合液中依次加入乙二醛水溶液、乙醇胺，在50℃下反应60min后得到反应液；
S3、向所述反应液中加入300千克尿素、木质素磺酸铵，用水补足液体至1000千克，搅拌至完全溶解，得到缓释型液体氮肥。
实施例4
一种缓释型液体氮肥的制备方法包括以下步骤：
S1、备料：尿素500千克，质量浓度为40％的乙二醛水溶液125千克，乙醇胺25千克，木质素磺酸铵10千克，七水硫酸镁150千克，水190千克。
S2、向反应釜中加入60千克水、150千克七水硫酸镁、125千克尿素，在55℃下搅拌至完全溶解，混合后加水至完全溶解，得到混合液，向混合液中依次加入乙二醛水溶液、乙醇胺，在55℃下反应60min后得到反应液；
S3、向所述反应液中加入375千克尿素、木质素磺酸铵，用水补足液体至1000千克，搅拌至完全溶解，得到缓释型液体氮肥。
实施例5
一种缓释型液体氮肥的制备方法包括以下步骤：
S1、备料：尿素500千克，质量浓度为40％的乙二醛水溶液200千克，乙醇胺20千克，木质素磺酸铵10千克，七水硫酸镁150千克，水120千克。
S2、向反应釜中加入100千克水、150千克七水硫酸镁、300千克尿素，在55℃下搅拌至完全溶解，混合后加水至完全溶解，得到混合液，向混合液中依次加入乙二醛水溶液、乙醇胺，在55℃下反应60min后得到反应液；
S3、向所述反应液中加入200千克尿素、木质素磺酸铵，用水补足液体至1000千克，搅拌至完全溶解，得到缓释型液体氮肥。
对比例1
一种缓释型液体氮肥的制备方法包括以下步骤：
S1、备料：尿素540千克，质量浓度为40％的乙二醛水溶液150千克，乙醇胺25千克，木质素磺酸铵15千克，七水硫酸镁180千克，水90千克，各原料用量与实施例1相同；
S2、向反应釜中加入80千克水、200千克尿素，在55℃下搅拌至完全溶解，混合后加水至完全溶解，得到混合液，向混合液中依次加入乙二醛水溶液、乙醇胺，在55℃下反应60min后得到反应液；
S3、向所述反应液中加入340千克尿素、木质素磺酸铵、七水硫酸镁，用水补足液体至1000千克，搅拌至完全溶解，得到缓释型液体氮肥。
对比例2
一种缓释型液体氮肥的制备方法包括以下步骤：
S1、备料：尿素320千克，质量浓度为40％的乙二醛水溶液240千克，乙醇胺30千克，木质素磺酸铵20千克，七水硫酸镁200千克，水190千克。
S2、向反应釜中加入128千克水、尿素，在55℃下搅拌至完全溶解，混合后加水至完全溶解，得到混合液，向混合液中依次加入乙二醛水溶液、乙醇胺，在55℃下反应60min后得到反应液；
S3、向所述反应液中加入木质素磺酸铵、七水硫酸镁，用水补足液体至1000千克，搅拌至完全溶解，得到缓释型液体氮肥。
实验例1缓释型液体氮肥中镁在土壤中的淋溶试验
采用室内土柱模拟外源含镁肥料在土壤中的淋溶。土壤采自广东柑橘果园，红壤，pH为4.6。土柱采用硬质聚氯乙烯管，内径10cm，高60cm。四个处理，各处理重复三次，各处理按传统柑橘园七水硫酸镁10千克/亩的用量进行，每个土柱中装肥分别为：对照例七水硫酸镁0.6克、实施例1产品4.2克(折合含七水硫酸镁0.6克)、实施例2产品5.0克(折合含七水硫酸镁0.6克)、对比例1产品4.2克(折合含七水硫酸镁0.6克)。肥料与土样混合均匀、填装于聚氯乙烯管，填装土样以保证土柱内土壤容重上下一致。试验前，用去离子水将土柱水分调节至65％田间持水量，25℃预培养5d。试验采用间歇淋溶法，每次向土柱中加入500ml去离子水，共淋溶6次，持续60d。淋洗液用大漏斗承接于三角瓶中。试验期间，每10d接收1次淋洗液，量取其体积后用作溶液pH与镁含量测定。试验结束后，风干后测量土壤pH与交换性镁含量，并计算不同处理镁的淋溶率。
表1 不同处理镁的淋溶率
从表1中数据可以看出，与对照例及对比例1相比，实施例1-2的缓释型液体氮肥中镁的淋溶率显著降低，说明采用本发明的肥料配方及制备方法，显著提高了缓释型液体氮肥中镁的稳定性，从而显著降低了镁的淋溶性，进而提高了缓释型液体氮肥中镁的施用效果。
实验例2缓释型液体氮肥在巨峰葡萄上的应用效果
试验设在山东曲阜市葡萄种植专业合作社葡萄基地，3年生自根巨峰葡萄，株距0.6m，行距1.6m。2020年4月8日萌芽期，滴灌施肥。六个处理，各处理纯氮的施入量均为：6.9千克(传统15公斤尿素)。
其他生长期的施肥按常规管理进行。随机取5株测定座果率及产量，测定结果见下表：
表2 缓释型液体氮肥对巨峰葡萄座果率及产量的影响
注：对照例-1为尿素，对照例-2为缓释型液体氮肥(脲甲醛型，含氮量28％)
从上表中数据可以看出，施用实施例1-2的缓释型液体氮肥后，巨峰葡萄的坐果率及产量显著提高，施用效果好。
实验例3缓释型液体氮肥在柑橘上的应用效果
试验设在湖北黄冈柑橘种植专业合作社柑橘园，8年柑橘，品种为宣恩早1号，亩株数80株。2021年7月-10月，滴灌施肥。六个处理，各处理纯氮的施入量均为：9.2千克(传统20公斤尿素，两次滴灌施入)。9月30日观察叶片状况、秋稍状况，收获期测定产量，测定结果见下表：
表3 缓释型液体氮肥在柑橘上的应用效果
注：对照例-1为尿素，对照例-2为缓释型液体氮肥(脲甲醛型，含氮量28％)
从上表中数据可以看出，施用实施例1-2的缓释型液体氮肥后，柑橘的产量显著提高，叶片浓绿且无旺长现象，说明本发明的缓释型液体氮肥施用后，显著提高了柑橘叶片的光合作用，从而提高了柑橘的产量，肥料利用率更高。
实验例4外观状态
取实施例1-5及对比例1-2的缓释型液体氮肥样品，观察，各样品均外观清澈透明、无沉淀、无杂质，于-5℃下，放置3个月后，观察发现，实施例1-5的缓释型液体氮肥样品仍为清澈透明液体，无结晶析出，而对比例1-2的缓释型液体氮肥样品则有结晶析出。说明与对比例1-2相比，实施例1-5的缓释型液体氮肥在低温下存放时更稳定，不易结晶。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种缓释型液体氮肥，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：
尿素50％-55％，乙二醛5％-8％，乙醇胺2％-3％，木质素磺酸铵1％-2％，七水硫酸镁15％-20％，水余量。
2.根据权利要求1所述的一种缓释型液体氮肥，其特征在于，由以下重量百分比的组分组成：
尿素54％，乙二醛6％，乙醇胺2.5％，木质素磺酸铵1.5％，七水硫酸镁18％，水18％。
3.根据权利要求1所述的一种缓释型液体氮肥，其特征在于，所述尿素与所述乙二醛的摩尔比为8-10：1。
4.根据权利要求3所述的一种缓释型液体氮肥，其特征在于，所述尿素与所述乙二醛的摩尔比为8.7：1。
5.一种缓释型液体氮肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、按照权利要求1-4任一项所述的一种缓释型液体氮肥的配方备料；
S2、将七水硫酸镁、35％-40％配方量的尿素混合后加水至完全溶解，得到混合液，向混合液中依次加入乙二醛、乙醇胺，反应后得到反应液；
S3、向所述反应液中加入剩余配方量的尿素、木质素磺酸铵以及剩余的水，混合均匀，得到缓释型液体氮肥。
6.根据权利要求5所述的一种缓释型液体氮肥的制备方法，其特征在于，步骤S2混合后加入至完全溶解在50℃-60℃下搅拌中进行，所述水的用量为将所述七水硫酸镁、所述尿素完全溶解所需要的水量。
7.根据权利要求5所述的一种缓释型液体氮肥的制备方法，其特征在于，步骤S1中反应温度为50℃-60℃，反应时间为60min。
8.一种缓释型液体氮肥在果树上的应用，其特征在于，如权利要求1-4任一项所述缓释型液体氮肥在果树萌芽展叶期或抽稍期应用。
9.根据权利要求8所述的一种缓释型液体氮肥在果树上的应用，其特征在于，所述缓释型液体氮肥的用量为20-40千克/亩。
10.根据权利要求8所述的一种缓释型液体氮肥在果树上的应用，其特征在于，所述缓释型液体氮肥的施用方法为滴灌施肥或随水冲施。
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