CN116640020A - 一种高效脲甲醛缓控释肥及其制备方法 - Google Patents

一种高效脲甲醛缓控释肥及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高效脲甲醛缓控释肥及其制备方法，属于化肥技术领域。一种高效脲甲醛缓控释肥，包括以下原料：尿素，甲醛，活化改性剂，草木灰，腐殖酸，保水剂，微生物菌剂。本发明在脲甲醛制备过程中加入质量比为1：1的马来酰胺酸和海藻酸钠作为活性改性剂，对脲甲醛大分子链进行修饰，形成脲甲醛‑海藻酸钠‑马来酰胺酸嵌段共聚物，引入的羧基大幅度增加了脲甲醛的溶解性，海藻酸钠增加了脲甲醛的比表面积，并且为微生物活动提供能量。本发明大幅度提高脲甲醛中氮的释放性能，提高肥料的利用率。制备过程中还加入草木灰、磷酸、保水剂、腐殖酸、微生物菌剂，起到抗菌保水，增加养分的作用。

Description

一种高效脲甲醛缓控释肥及其制备方法
技术领域
本发明属于化肥技术领域，具体涉及一种高效脲甲醛缓控释肥及其制备方法。
背景技术
美国作物营养协会(AAPFCO)将可以令养分缓慢地释放或释放的养分能被作物缓慢地吸收和利用，并且将肥效时间比速效肥更长的化学肥料称为缓控释肥料。缓控释肥分类可分为两种：一种为包衣型缓控释肥料；另一种为未包衣的缓控释肥料。
目前国内外的市售缓控释化肥通常为包膜肥和脲醛肥。包膜肥的膜壳通常难以降解，残留在土壤中可能引发二次污染，此外，其包膜工艺复杂，生产成本较高。脲醛肥避免了包膜工艺，然而脲醛肥中的缩聚物分子链长长短不均，低分子链的缩聚物在作物生长初期释放速率快；而高分子链的缩聚物在作物生长后期释放速率慢，释放周期可达1-2年，氮养分的释放速率很难满足作物正常生长的需求量，不利于作物对养分充分吸收，所以脲醛肥目前主要用于森林、草坪等长年生长的植物。
脲甲醛作为最主要的缓控释肥之一，有着很长的研究历史，脲甲醛肥料分解主要是依靠微生物降解，释放速度依赖于土壤的性质和外界条件，比如生物活性、粘粒含量、pH、水份含量、温湿状态，进而使得脲甲醛养分释放的供肥过程与农作物吸收的需肥规律不协调，造成农作物供肥不足，生长缓慢，影响产量品质。
脲甲醛具有较好的应用前景，然而脲甲醛中氮素释放周期过长，并不能满足农作物的生长需求，现有技术中，对脲甲醛进行改性目前主要是通过物理共混方式为主，并不能较好的控制氮的释放；而对脲甲醛分子进行修饰的可用原料较少，甲醛交联糊化淀粉、尿素，制备出的可生物降解的脲甲醛缓控释肥，但淀粉只是碳水化合物不含氮、磷、钾等营养元素；淀粉反应性官能团单一，空间结构简单，同样不利于有效调控脲甲醛缓释肥中氮素释放。
发明内容
本发明克服现有技术的不足，公开了一种高效脲甲醛缓控释肥及其制备方法，在脲甲醛的制备过程中加入质量比为1：1的马来酰胺酸和海藻酸钠作为活性改性剂，对脲甲醛进行修饰，形成尿甲醛-海藻酸钠-马来酰胺酸嵌段共聚物，引入的海藻酸钠疏松多孔，增大了脲甲醛的比表面积并且为微生物分解提供能量，降低了脲甲醛的结晶度，引得的马来酰胺酸中的羧基增加了脲甲醛的水溶性，大幅度提高了脲甲醛中氮的释放性能。保水剂充分吸收水分从而也对脲甲醛肥料水解起到促进作用，磷酸和草木灰的添加为农作物提供了所必备的磷、钾元素，加入腐殖酸促进土壤微生物活动，微生物菌剂起到抗菌作用。
为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案为：
一种高效脲甲醛缓控释肥，包括以下重量份原料制备而成：尿素70-100份，甲醛60-80份，活化改性剂2-5份，草木灰20-35份，腐殖酸15-20份，保水剂5-15份，微生物菌剂3-5份。
优选的，所述活性改性剂为质量比为1：1的马来酰胺酸和海藻酸钠。
优选的，所述保水剂为聚丙烯酰胺。
优选的，所述微生物菌剂是由绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌按体积比为1：1制得的。
更优选的，所述微生物菌剂是由以下步骤制得：将绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌分别在液体种子培养基中25-30℃温度下培养20-24h，然后分别按10％接种量接入LB培养基中，在30℃条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0，然后按1：1的体积比混合均匀，冻干成冻干粉，得到微生物菌剂。
更优选的，所述绿色木霉菌的保藏编号为CGMCC3.7338；所述巨大芽孢杆菌的保藏编号为CGMCC1.7413。
一种高效脲甲醛缓控释肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)羟甲基化反应：
将甲醛溶于水，配置质量浓度为38％的甲醛溶液，将尿素和质量浓度为38％的甲醛溶液加入反应釜中进行混合，加热温度维持40-50℃搅拌至尿素完全溶解，加入腐殖酸5-8份，维持40-50℃搅拌15-30min，然后加入质量浓度为5％的NaOH溶液调节pH为6-9，维持温度在60-90℃搅拌1.5-2h，得到脲醛混合液；
(2)脲醛改性：
按重量份准备各原料，依次将质量比为1：1的马来酰胺酸，海藻酸钠，加入到步骤(1)制得的脲醛混合液中，维持50-60℃搅拌30-60min，加入草木灰，维持温度40-50℃搅拌均匀粘稠，得到改性的脲醛混合液；
(3)亚甲基化反应：
将质量浓度为35％的磷酸溶液加入到步骤(2)制得的改性的脲醛混合液中，调节溶液pH为3-5；加入腐殖酸10-12份，维持温度40-60℃搅拌反应1-1.5h，自然降温到25-30℃，加入微生物菌剂和保水剂，维持25-30℃搅拌30min，然后通风干燥至含水量为15-20％，得到脲醛底肥；
(4)制粒：
将步骤(3)得到的脲醛底肥，经造粒机造粒，筛取粒径为0.833mm-1.651mm的颗粒，烘干使含水率≤3％，制得一种高效脲甲醛缓控释肥。
脲甲醛缓释肥料不是单一分子的物质，而是不同链长甲基脲聚合物的混合物，其通式为NH2CO(NHCH2NHCO)nNH2，n为1～8。脲甲醛养分释放速率与其分子链长度有关，分子链短养分释放速率快，分子链长养分释放速率慢，加入质量比为1：1的马来酰胺酸和海藻酸钠活性改性剂后，马来酰胺酸中的酰胺基中存在p-π共轭作用，使得羰基氧原子上的电子密度增加，接受质子能力增强，和海藻酸钠中的羟基进行协同作用，共同与脲甲醛大分子链中的脲基中的氢形成氢键，共同形成脲甲醛-海藻酸钠-马来酰胺酸嵌段共聚物化学结构，从而破坏了脲甲醛分子链间的整齐排列；嫁接入得马来酰胺酸引入的羧基对形成脲甲醛-海藻酸钠-马来酰胺酸嵌段共聚物起到大幅度的增溶和分散作用，改性脲甲醛吸水能力增强，嵌段的海藻酸钠疏松多孔，增加了脲甲醛比表面积，增加了脲甲醛水解及微生物的分解作用，氮素释放加快，使脲甲醛营养物质的释放可以满足各阶段农作物生长发育的需求。该共聚物还可以吸附土壤中的重金属，无毒无害，可被微生物降解。所用的磷酸为农作物提供所需要的磷元素；加入腐殖酸促进了土壤微生物活动；加入草木灰起到杀菌并且为农作物提供所需钾元素，加入的微生物菌剂起到抗菌作用，加入的保水剂吸收水分，促进脲甲醛肥料分解，疏松土质。
有益效果
本发明在脲甲醛制备过程中加入活性改性剂马来酰胺酸和海藻酸钠对脲甲醛大分子链进行修饰，形成脲甲醛-海藻酸钠-马来酰胺酸嵌段共聚物，引入的羧基大幅度增加了脲甲醛的溶解性，海藻酸钠疏松多孔，增加了脲甲醛的比表面积，并且为微生物活动提供能量。和现有技术进行对比，本发明生产的脲甲醛可大幅度提高脲甲醛中氮的释放性能，弥补了现有脲醛肥养分释放周期过长的缺点，提高肥料的利用率。本发明在脲甲醛的制备工艺中加入了草木灰、磷酸引入了钾元素和磷元素，弥补了脲甲醛营养成分单一的缺点，加入腐殖酸促进土壤微生物活动，加入微生物菌剂起到抗虫抗菌，保水剂起到疏松改良土壤的作用，本发明显著的提高农作物产量和品质，改善种植效益。
附图说明
图1为本发明对比例3所制备的未改性脲甲醛缓控释肥的表面扫描电镜图；
图2为本发明实施例1所制备的改性后脲甲醛缓控释肥的表面扫描电镜图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。
实施例1
一种高效脲甲醛缓控释肥，包括以下重量份原料：尿素70份，甲醛60份，活化改性剂2份，草木灰20份，腐殖酸15份，保水剂5份，微生物菌剂3份。
所述活性改性剂为质量比为1：1的马来酰胺酸和海藻酸钠。
所述保水剂为聚丙烯酰胺。
所述微生物菌剂是由绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌按体积比为1：1制得的。
所述微生物菌剂是由以下步骤制得：将绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌分别在液体种子培养基中25℃温度下培养20h，然后分别按10％接种量接入LB培养基中，在30℃条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0，然后按1：1的体积比混合均匀，冻干成冻干粉，得到微生物菌剂。
所述的绿色木霉菌购于中国普通微生物保藏管理中心(CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC3.7338；巨大芽孢杆菌购于中国普通微生物保藏管理中心(CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC1.7413。
一种高效脲甲醛缓控释肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)羟甲基化反应：
将甲醛溶于水，配置质量浓度为38％的甲醛溶液，将尿素和质量浓度为38％的甲醛溶液加入反应釜中进行混合，加热温度维持40℃搅拌至尿素完全溶解，加入腐殖酸5份，维持40℃搅拌15min，然后加入质量浓度为5％的NaOH溶液调节pH为6，维持温度在60℃搅拌1.5h，得到脲醛混合液；
(2)脲醛改性：
按重量份准备各原料，依次将质量比为1：1的马来酰胺酸，海藻酸钠，加入到步骤(1)制得的脲醛混合液中，维持50℃搅拌30min，加入草木灰，维持温度40℃搅拌均匀粘稠，得到改性的脲醛混合液；
(3)亚甲基化反应：
将质量浓度为35％的磷酸溶液加入到步骤(2)制得的改性的脲醛混合液中，调节溶液pH为3；加入腐殖酸10份，维持温度40℃搅拌反应1h，自然降温到25℃，加入微生物菌剂和保水剂，维持25℃搅拌30min，然后通风干燥至含水量为15％，得到脲醛底肥；
(4)制粒：
将步骤(3)得到的脲醛底肥，经造粒机造粒，筛取粒径为0.833mm-1.651mm的颗粒，烘干使含水率≤3％，制得一种高效脲甲醛缓控释肥。
实施例2
一种高效脲甲醛缓控释肥，包括以下重量份原料：尿素80份，甲醛70份，活化改性剂3份，草木灰30份，腐殖酸18份，保水剂10份，微生物菌剂4份。
所述活性改性剂为质量比为1：1的马来酰胺酸和海藻酸钠。
所述保水剂为聚丙烯酰胺。
所述微生物菌剂是由绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌按体积比为1：1制得的。
所述微生物菌剂是由以下步骤制得：将绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌分别在液体种子培养基中27℃温度下培养22h，然后分别按10％接种量接入LB培养基中，在30℃条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0，然后按1：1的体积比混合均匀，冻干成冻干粉，得到微生物菌剂。
所述的绿色木霉菌购于中国普通微生物保藏管理中心(CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC3.7338；巨大芽孢杆菌购于中国普通微生物保藏管理中心(CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC1.7413。
一种高效脲甲醛缓控释肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)羟甲基化反应：
将甲醛溶于水，配置质量浓度为38％的甲醛溶液，将尿素和质量浓度为38％的甲醛溶液加入反应釜中进行混合，加热温度维持40℃搅拌至尿素完全溶解，加入腐殖酸7份，维持40℃搅拌15min，然后加入质量浓度为5％的NaOH溶液调节pH为8，维持温度在80℃搅拌1.5h，得到脲醛混合液；
(2)脲醛改性：
按重量份准备各原料，依次将质量比为1：1的马来酰胺酸，海藻酸钠，加入到步骤(1)制得的脲醛混合液中，维持50℃搅拌45min，加入草木灰，维持温度40℃搅拌均匀粘稠，得到改性的脲醛混合液；
(3)亚甲基化反应：
将质量浓度为35％的磷酸溶液加入到步骤(2)制得的改性的脲醛混合液中，调节溶液pH为4；加入腐殖酸11份，维持温度40℃搅拌反应1h，自然降温到25℃，加入微生物菌剂和保水剂，维持25℃搅拌30min，然后通风干燥至含水量为18％，得到脲醛底肥；
(4)制粒：
将步骤(3)得到的脲醛底肥，经造粒机造粒，筛取粒径为0.833mm-1.651mm的颗粒，烘干使含水率≤3％，制得一种高效脲甲醛缓控释肥。
实施例3
一种高效脲甲醛缓控释肥，包括以下重量份原料：尿素100份，甲醛80份，活化改性剂5份，草木灰35份，腐殖酸20份，保水剂15份，微生物菌剂5份。
所述活性改性剂为质量比为1：1的马来酰胺酸和海藻酸钠。
所述保水剂为聚丙烯酰胺。
所述微生物菌剂是由绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌按体积比为1：1制得的。
所述微生物菌剂是由以下步骤制得：将绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌分别在液体种子培养基中30℃温度下培养24h，然后分别按10％接种量接入LB培养基中，在30℃条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0，然后按1：1的体积比混合均匀，冻干成冻干粉，得到微生物菌剂。
所述的绿色木霉菌购于中国普通微生物保藏管理中心(CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC3.7338；巨大芽孢杆菌购于中国普通微生物保藏管理中心(CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC1.7413。
一种高效脲甲醛缓控释肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)羟甲基化反应：
将甲醛溶于水，配置质量浓度为38％的甲醛溶液，将尿素和质量浓度为38％的甲醛溶液加入反应釜中进行混合，加热温度维持50℃搅拌至尿素完全溶解，加入腐殖酸8份，维持50℃搅拌30min，然后加入质量浓度为5％的NaOH溶液调节pH为9，维持温度在90℃搅拌2h，得到脲醛混合液；
(2)脲醛改性：
按重量份准备各原料，依次将质量比为1：1的马来酰胺酸，海藻酸钠，加入到步骤(1)制得的脲醛混合液中，维持60℃搅拌60min，加入草木灰，维持温度50℃搅拌均匀粘稠，得到改性的脲醛混合液；
(3)亚甲基化反应：
将质量浓度为35％的磷酸溶液加入到步骤(2)制得的改性的脲醛混合液中，调节溶液pH为5；加入腐殖酸12份，维持温度60℃搅拌反应1.5h，自然降温到30℃，加入微生物菌剂和保水剂，维持30℃搅拌30min，然后通风干燥至含水量为20％，得到脲醛底肥；
(4)制粒：
将步骤(3)得到的脲醛底肥，经造粒机造粒，筛取粒径为0.833mm-1.651mm的颗粒，烘干使含水率≤3％，制得一种高效脲甲醛缓控释肥。
对比例1
一种高效脲甲醛缓控释肥，包括以下重量份原料：尿素70份，甲醛60份，活化改性剂2份，草木灰20份，腐殖酸15份，保水剂5份，微生物菌剂3份。
所述活性改性剂为马来酰胺酸。
所述保水剂为聚丙烯酰胺。
所述微生物菌剂是由绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌按体积比为1：1制得的。
所述微生物菌剂是由以下步骤制得：将绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌分别在液体种子培养基中25℃温度下培养20h，然后分别按10％接种量接入LB培养基中，在30℃条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0，然后按1：1的体积比混合均匀，冻干成冻干粉，得到微生物菌剂。
所述的绿色木霉菌购于中国普通微生物保藏管理中心(CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC3.7338；巨大芽孢杆菌购于中国普通微生物保藏管理中心(CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC1.7413。
一种高效脲甲醛缓控释肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)羟甲基化反应：
将甲醛溶于水，配置质量浓度为38％的甲醛溶液，将尿素和质量浓度为38％的甲醛溶液加入反应釜中进行混合，加热温度维持40℃搅拌至尿素完全溶解，加入腐殖酸5份，维持40℃搅拌15min，然后加入质量浓度为5％的NaOH溶液调节pH为6，维持温度在60℃搅拌1.5h，得到脲醛混合液；
(2)脲醛改性：
按重量份准备各原料，将马来酰胺酸，加入到步骤(1)制得的脲醛混合液中，维持50℃搅拌30min，加入草木灰，维持温度40℃搅拌均匀粘稠，得到改性的脲醛混合液；
(3)亚甲基化反应：
将质量浓度为35％的磷酸溶液加入到步骤(2)制得的改性的脲醛混合液中，调节溶液pH为3；加入腐殖酸10份，维持温度40℃搅拌反应1h，自然降温到25℃，加入微生物菌剂和保水剂，维持25℃搅拌30min，然后通风干燥至含水量为15％，得到脲醛底肥；
(4)制粒：
将步骤(3)得到的脲醛底肥，经造粒机造粒，筛取粒径为0.833mm-1.651mm的颗粒，烘干使含水率≤3％，制得一种高效脲甲醛缓控释肥。
本对比例活性改性剂仅使用马来酰胺酸，其余原料及制备工艺均与实施例1相同。
对比例2
一种高效脲甲醛缓控释肥，包括以下重量份原料：尿素70份，甲醛60份，活化改性剂2份，草木灰20份，腐殖酸15份，保水剂5份，微生物菌剂3份。
所述活性改性剂为海藻酸钠。
所述保水剂为聚丙烯酰胺。
所述微生物菌剂是由绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌按体积比为1：1制得的。
所述微生物菌剂是由以下步骤制得：将绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌分别在液体种子培养基中25℃温度下培养20h，然后分别按10％接种量接入LB培养基中，在30℃条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0，然后按1：1的体积比混合均匀，冻干成冻干粉，得到微生物菌剂。
所述的绿色木霉菌购于中国普通微生物保藏管理中心(CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC3.7338；巨大芽孢杆菌购于中国普通微生物保藏管理中心(CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC1.7413。
一种高效脲甲醛缓控释肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)羟甲基化反应：
将甲醛溶于水，配置质量浓度为38％的甲醛溶液，将尿素和质量浓度为38％的甲醛溶液加入反应釜中进行混合，加热温度维持40℃搅拌至尿素完全溶解，加入腐殖酸5份，维持40℃搅拌15min，然后加入质量浓度为5％的NaOH溶液调节pH为6，维持温度在60℃搅拌1.5h，得到脲醛混合液；
(2)脲醛改性：
按重量份准备各原料，将海藻酸钠，加入到步骤(1)制得的脲醛混合液中，维持50℃搅拌30min，加入草木灰，维持温度40℃搅拌均匀粘稠，得到改性的脲醛混合液；
(3)亚甲基化反应：
将质量浓度为35％的磷酸溶液加入到步骤(2)制得的改性的脲醛混合液中，调节溶液pH为3；加入腐殖酸10份，维持温度40℃搅拌反应1h，自然降温到25℃，加入微生物菌剂和保水剂，维持25℃搅拌30min，然后通风干燥至含水量为15％，得到脲醛底肥；
(4)制粒：
将步骤(3)得到的脲醛底肥，经造粒机造粒，筛取粒径为0.833mm-1.651mm的颗粒，烘干使含水率≤3％，制得一种高效脲甲醛缓控释肥。
本对比例活性改性剂仅使用海藻酸钠，其余原料及制备工艺均与实施例1相同。
对比例3
一种高效脲甲醛缓控释肥，包括以下重量份原料：尿素70份，甲醛60份，草木灰20份，腐殖酸15份，保水剂5份，微生物菌剂3份。
所述保水剂为聚丙烯酰胺。
所述微生物菌剂是由绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌按体积比为1：1制得的。
所述微生物菌剂是由以下步骤制得：将绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌分别在液体种子培养基中25℃温度下培养20h，然后分别按10％接种量接入LB培养基中，在30℃条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0，然后按1：1的体积比混合均匀，冻干成冻干粉，得到微生物菌剂。
所述的绿色木霉菌购于中国普通微生物保藏管理中心(CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC3.7338；巨大芽孢杆菌购于中国普通微生物保藏管理中心(CGMCC),地址为北京市朝阳区北辰西路1号院3号，保藏编号为CGMCC1.7413。
一种高效脲甲醛缓控释肥的制备方法，包括以下步骤：
(1)羟甲基化反应：
将甲醛溶于水，配置质量浓度为38％的甲醛溶液，将尿素和质量浓度为38％的甲醛溶液加入反应釜中进行混合，加热温度维持40℃搅拌至尿素完全溶解，加入腐殖酸5份，维持40℃搅拌15min，然后加入质量浓度为5％的NaOH溶液调节pH为6，维持温度在60℃搅拌1.5h，得到脲醛混合液；
(2)脲醛改性：
按重量份准备各原料，将草木灰加入到步骤(1)制得的脲醛混合液中，维持温度40℃搅拌均匀粘稠，得到改性的脲醛混合液；
(3)亚甲基化反应：
将质量浓度为35％的磷酸溶液加入到步骤(2)制得的改性的脲醛混合液中，调节溶液pH为3；加入腐殖酸10份，维持温度40℃搅拌反应1h，自然降温到25℃，加入微生物菌剂和保水剂，维持25℃搅拌30min，然后通风干燥至含水量为15％，得到脲醛底肥；
(4)制粒：
将步骤(3)得到的脲醛底肥，经造粒机造粒，筛取粒径为0.833mm-1.651mm的颗粒，烘干使含水率≤3％，制得一种高效脲甲醛缓控释肥。
本对比例除不使用活性改性剂，其余原料及制备工艺均与实施例1相同。
对比例4
市售青岛美可丰化肥有限公司生产的脲甲醛缓控释肥29-10-12-美可丰，总养分≥51％，此对比例肥料选取市场上常见的一种脲甲醛缓控释肥。
检测实验：
将实施例1-3及对比例1-4方法制得的肥料干燥后粉碎，过0.25mm筛，根据《脲醛缓释肥料》(GB/T 34763—2017)采用pH 7.5的磷酸盐缓冲溶液在25℃和100℃浸提冷水和热水不溶物，再按照GB/T 8572—2010《复混肥料中总氮含量的测定蒸馏后滴定法》的规定测定不溶物中氮的含量；用凯氏定氮法测试全氮含量得到表1。
表1产品活性指数检测表
美国农业化学家协会，用活性指数来衡量氮的有效利用率：
活性指数＝(冷水不溶氮-热水不溶氮)/冷水不溶氮×100％。
获得的改性的脲甲醛缓控释肥，根据实施例1-3检测结果得到，全氮含量均值在38.28％，冷水不溶性氮均值在12.94％，热水不溶性氮均值在4.51％，活性指数均值在65.14％，氮元素的释放性能明显优于对比例1-4，改性的脲甲醛缓控释肥能在温度等外在条件改变时有较多的氮流出，氮的有效利用率更高，并且施肥一次即可满足农作物对氮的需求。
按照《缓释肥料》国家标准(GB/T 23348-2009)进行相关性能的测试，缓释肥料要在25℃静水中浸泡24小时初期养分释放率小于15％，28天累积养分释放率小于80％。由表2可见，本发明实施例和对比例，采用25℃水浸泡法测得24小时养分释放率小于等于15％；28天累计养分释放率小于等于80％，产品符合国家标准。
表2肥料释放率检测表
获得改性的脲甲醛缓控释肥，根据实施例1-3检测结果可知，肥料要在25℃静水中浸泡，24小时平均释放率12％，7天累计释放率30％，28天累计释放率79％，肥料释放90％平均需要33天。以在水中释放一天约等于土壤中释放5天的经验值保守估计该脲甲醛改性肥料，在土壤中释放80％营养成分的时间小于140天，在土壤中释放90％的营养成分的肥效期为165天，较对比例1-4，本发明生产的改性脲甲醛缓控释肥养分释放更快，明显优于市场上销售的脲甲醛缓控释肥。
大田试验：
将本发明实施例1-3和对比例1-4制得的肥料用于临沂市兰陵县车辋镇蔡村石郎山家庭农场，分隔出7块20亩的地，种植玉米，将实施例1-3制得的肥料以及对比例1-4制得的肥料分别施加到各分割出的田间，每亩施肥50Kg，6月播种时一起施肥，一年施一次，种子与施肥间距8-10cm，玉米行距80cm，每株玉米株距22-25cm，10月进行玉米收获，除实验肥料不同，其他农艺措施和田间管理均为常规田间管理，统计玉米产量结果如下：
表3玉米亩产统计表
处理 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4
千粒重/g 419.8 420.6 410.3 322.2 335.6 258.4 256.9
亩产/Kg 586 579 583 534 526 506 495
从表中可以看出，施用改性脲甲醛缓控释肥的亩产量最高，实施例1-3亩产平均在582.7Kg，明显优于对比例的玉米亩产，和施用市售美可丰化肥有限公司生产的脲甲醛缓控释肥29-10-12-美可丰，总养分≥51％进行比较，每亩增产87.7Kg，增产率15.1％。说明改性脲甲醛能更好的满足玉米生长发育过程中对养分的需求，明显提高了氮肥的利用率，促进了玉米生长，增加了玉米产量。
需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种高效脲甲醛缓控释肥，其特征在于，包括以下重量份原料制备而成：尿素70-100份，甲醛60-80份，活化改性剂2-5份，草木灰20-35份，腐殖酸15-20份，保水剂5-15份，微生物菌剂3-5份。
2.根据权利要求1所述高效脲甲醛缓控释肥，其特征在于，所述活性改性剂为质量比为1：1的马来酰胺酸和海藻酸钠。
3.根据权利要求1所述高效脲甲醛缓控释肥，其特征在于，所述保水剂为聚丙烯酰胺。
4.根据权利要求1所述高效脲甲醛缓控释肥，其特征在于，所述微生物菌剂是由绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌按体积比为1：1制得的。
5.根据权利要求4所述高效脲甲醛缓控释肥，其特征在于，所述微生物菌剂是由以下步骤制得：将绿色木霉菌和巨大芽孢杆菌分别在液体种子培养基中25-30℃温度下培养20-24h，然后分别按10％接种量接入LB培养基中，在30℃条件下振荡培养至菌浓度为OD600≈3.0，然后按1：1的体积比混合均匀，冻干成冻干粉，得到微生物菌剂。
6.据权利要求4或者5所述高效脲甲醛缓控释肥，其特征在于，所述绿色木霉菌的保藏编号为CGMCC3.7338；所述巨大芽孢杆菌的保藏编号为CGMCC1.7413。
7.一种权利要求1-6任意一项所述高效脲甲醛缓控释肥的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)羟甲基化反应：
将甲醛溶于水，配置质量浓度为38％的甲醛溶液，将尿素和质量浓度为38％的甲醛溶液加入反应釜中进行混合，加热温度维持40-50℃搅拌至尿素完全溶解，加入腐殖酸5-8份，维持40-50℃搅拌15-30min，然后加入质量浓度为5％的NaOH溶液调节pH为6-9，维持温度在60-90℃搅拌1.5-2h，得到脲醛混合液；
(2)脲醛改性：
按重量份准备各原料，依次将质量比为1：1的马来酰胺酸，海藻酸钠，加入到步骤(1)制得的脲醛混合液中，维持50-60℃搅拌30-60min，加入草木灰，维持温度40-50℃搅拌均匀粘稠，得到改性的脲醛混合液；
(3)亚甲基化反应：
将质量浓度为35％的磷酸溶液加入到步骤(2)制得的改性的脲醛混合液中，调节溶液pH为3-5；加入腐殖酸10-12份，维持温度40-60℃搅拌反应1-1.5h，自然降温到25-30℃，加入微生物菌剂和保水剂，维持25-30℃搅拌30min，然后通风干燥至含水量为15-20％，得到脲醛底肥；
(4)制粒：
将步骤(3)得到的脲醛底肥，经造粒机造粒，筛取粒径为0.833mm-1.651mm的颗粒，烘干使含水率≤3％，制得一种高效脲甲醛缓控释肥。
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