一種增效緩釋氮素肥料及製備方法
2023-07-30 21:42:56
專利名稱：一種增效緩釋氮素肥料及製備方法
技術領域：
本發明涉及增效肥料，具體地說是一種在銨態氮肥或尿素中混合的綠 色環保型增效緩釋氮素肥料及其製備方法。
背景技術：
普通氮素肥料肥效期短，肥料氮素利用率低，對農產品品質沒有改善。
尿素氮的總體利用率只有30~35%,氮素的淋失、揮發、地表徑流等損失 較多，肥料施入的經濟效益較低，造成資源的巨大浪費和農業生產成'本的 增加，同時產生地下水和土壤面源的汙染，引起溫室氣體效應和水體的富 營養化，使生態環境惡化。氮肥的大量施用使農產品品質下降。為減輕和 解決這些問題，在提高農業生產經營技術管理的同時，需通過改進肥料的 自身性能，延長肥料的有效作用時間，減緩其在土壤中的轉化強度，增加 肥料的有效作用時間，促進作物對肥料的有效吸收利用，從而提高肥料利 用率，特別是氮肥的利用率。
目前工業所生產和農業施用的銨態氮肥、普通尿素都是速溶肥料，在 水和土壤中溶解轉化很快。尿素施入土壤後在土壤中的脲酶作用下很快轉 化為銨態氮，大量的銨態氮是土壤PH值迅速升高，氨揮發增加；在通氣狀 況良好的土壤中，在土壤硝化細菌的作用下發生硝化作用，銨態氮在很短 的時間內就轉化為亞硝態氮和硝態氮，硝態氮在土壤中極易淋失，亞硝態 氮也會以氮的氧化物的形式呈氣態損失，造成肥料氮的大量損失，從而降 低了肥料氮的利用率。
現有技術顯示，在常溫下，銨態氮轉化為硝態氮後，很快被淋失或呈 氣態損失，而硝化抑制劑雙氰胺(Dicyandiamide DCD)可以有效抑制銨 態氮向硝態氮的轉化速度，延長銨態氮在土壤中的存留時間，增加尿素的 有效作用時間；肥料增效劑聚天門冬氨酸((Polyaspartic acid PASP)) 是 一種肥料高效增效劑和新型植物營養吸收促進劑。對植物所需營養成分 具有極強的鰲合功能，能有效富集土壤中氮、磷、鉀及微量元素供植物吸 收利用，尤其是對鋅、接.、錳三種元素的吸收和富集植物根部周圍丄壤中 有用的元素，效果最為明顯，具有長鏈蛋白和陰離子表面活性劑等優點， 促進植物對營養元素的吸收，促進根系的生長，健壯植株，增強抗逆性， 改善品質，可作為良好的植物養分促進劑、助長劑、浸種劑、葉面肥、水 分保持劑，且有不含激素、無毒、用過無殘留等特點；PASP不同於植物激 素，具有用量小、高抗病毒特點。
將DCD與PASP通過高科技結合後製成肥料複合增效劑可有效延長銨態氮肥或醯胺態氮肥肥效期，改善作物對氮素的吸收利用效果，增加植株對 氮素的吸收量，提高肥料的利用率，增加農產品中蛋白質、胺基酸和脂肪 等營養物質的含量，同時增加作物所需的微量元素在土壤中的有效富集量， 促進作物對其它營養元素的吸收。
發明內容
本發明的目的在於提供一種可以有效抑制銨態氮向硝態氮的轉化速
度，延長銨態氮在土壤中的存留時間，增加銨態氮肥和尿素的有效期；能 夠提高銨態氮和尿素氮素肥料利用率、促進植物對氮、磷、鉀及微量元素 營養元素的吸收，促進根系的生長，健壯植株，增強抗逆性，改善品質， 顯著延長尿素和銨態氮肥肥效期的增效緩釋氮素肥料及製備方法。
為實現上述目的，本發.明所釆用的技術方案如下 .
增效緩釋氮素肥料成分為原料氮肥、生化抑制劑和增效劑，其中原 料氮肥、生化抑制劑和增效劑按重量份數比計=1: 0.005-0.1: 0.0005-1; 所述生化抑制劑為硝化抑制劑，增效劑為聚天門冬氨酸。
製備方法將生化抑制劑和增效劑通過機械或人工混拌後，直接注入 熔融狀態下的原料氮肥中混合，即製成增效緩釋氮素肥料。
增效緩釋氮素肥料成分為原料氮肥、生化抑制劑、增效劑、粘合劑 和有機溶劑，其中原料氮肥、生化抑制劑、增效劑和粘合劑按重量份數比 計=1: 0.005-0.1: 0.0005-1: 0.05-0.1，有機溶劑5-10ml;所述生化抑制
劑為硝化抑制劑，增效劑為聚天門冬氨酸。所述的粘合劑為乙基纖維素 或乙基纖維素共聚物。
製備方法將生化抑制劑、增效劑和粘合劑以及有機溶劑的懸浮溶液 通過流化床，噴塗在流化狀態下的氮肥表面，即增效緩釋氮素肥料。釆用流 化床均勻噴塗時，流化床中的進風溫度為60~75°C,壓縮空氣壓強O. 35~ 0. 65Pa，噴頭霧化壓0. 05 ~ 0. 15Pa。
增效緩釋氮素肥料成分為原料氮肥、生化抑制劑、增效劑和添加劑， 其中原料氮肥、生化抑制劑、增效劑和添加劑按重量份數比計=1: 0.005-0.1: 0.0005-1: 0.05 - 0.2，所述生化抑制劑為硝化抑制劑，增效 劑為聚天門冬氨酸。所述添加劑為腐植酸或硅藻土。
製備方法將生化抑制劑、增效劑和添加劑混合物通過機械或人工混 拌，直接注入熔融狀態下的原料氮肥中混合，即製成增效緩釋氮素肥料。.
所述原料氮肥為尿素或銨態氮肥；所述硝化抑制劑為雙氰胺、3,4-二 甲基吡唑磷酸鹽、3, 5-二甲基口比唑、3， 5-二甲基P比唑磷酸鹽、1-甲胺醯 基-3-甲基吡唑、l-甲基吡唑-l羧醯胺、3-甲基吡唑、氮-吡啶(2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶或4-氯-3-甲基吡哇;所述增效劑為分子量 為6001 - 100000、結構式如式1的聚天門冬氨酸，formula see original document page 6本發明專利具有如下優點
1. 本發明肥料中將DCD與PASP結合製成增效氮素肥料，可有效延長銨 態氮肥或醯胺態氮肥肥效期，使肥效期從30天延長到120天，肥料總有效 期達到120~135天，同時充分發揮了兩種物質結合對肥料增效的協同或促 進吸收利用作用。。
2. 本發明的肥料可顯著改善作物對氮素的吸收利用效果，增加植株對 氮素的吸收量，提高肥料的利用率，提高肥料利用率達20 - 40%,減少肥 料用量20°/。一30%。
3. 本發明肥料能增加農產品中蛋白質、胺基酸和脂肪等營養物質的含 量，同時對肥料具有很強的鰲合富集功能，增加作物所需的微量^素在土 壤中的有效富集量，促進作物對其它營養元素的吸收，吸收促進率可達，3 -5倍，可使氮吸收率提高60%以上，磷吸收率可提高5%以上，鉀吸收率i 提高18%以上，微量元素吸收率可提高20% - 30%。
4. 釆用本發明的增效氮素肥料實現一次基施氮肥可滿足作物整個生長 季對氮素的需要，農業生產省工、省時，大大降低農民勞動強度和生產成 本。
6.本發明增效氮素肥料製備操作簡單，生產成本低，環境友好，綠色 環保，易於實現，原料取材廣泛、易得。其釆用的原料DCD和PASP都是廉價、高效，無汙染，PASP是髙分子胺基酸的聚合物，在土壤中無任何殘留；
實現了環境友好的長效(緩釋)氮肥的生產。
7. 本發明的增效氮素肥料具有天然、廣譜、安全、效果好、高效的優
點，適用於各類植物和土壤。施入土壤中對作物有顯著的抗病、抗旱和抗 倒伏作用，可有效地提高土壤儲存養分的能力，並且對後茬作物具有一定
效果。同時可以用於噴施、根施或浸種。使用本發明肥料可使糧食增產8 -30%,蔬菜增產14-60%，經濟作物增產30%以上。明顯改善作物品質， 提高商品等級。
8. 製備本發明增效氮素肥料時，其克服了直接包膜肥料生產成本高的 缺點，氮素進入土壤後轉化快、養分易流失的缺點，成本在同類肥料中最 低。在有效時間上完全可以代替肥效期相對較短的包膜肥料。
9. 本發明的增效氮素可進行工業化生產，在氮素肥料合成工業化生產 的操作流程中，在肥料熔融狀態的流程裝置前增設添加DCD和PASP的混合 物的加入裝置，通過此裝置注入肥料中，易於進行工業化大規模生產。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發明作進一 步說明。 實施例1:
以尿素為氮源，製備增效氮素肥料，原料為以ioo份尿素顆粒為基 準，2份DCD、 0. 05份PASP、 5份乙基纖維素共聚物、工業乙醇溶液500ml; 其中尿素顆粒中含氮46.3%、粒徑為0.5腿，所述分子量為2000、結構 式如式2的聚天門冬氨酸。
製備方法
1) 配製懸浮溶液將5份乙基纖維素的共聚物溶入500ml工業乙醇溶 液中，再將2份DCD與0. 05份PASP混合均勻後加入，攪拌均勻的共聚物 組成混合懸浮溶液，待用。
2) 利用流化床塗布技術，將配製好的混合懸浮溶液置於流化床液灌中， 同時將100份中含氮46. 3V。的尿素顆粒由肥料進料口注入噴射塔中進行流 化，而後隨流化床的運行將懸浮溶液通過流量控制器由霧化噴頭均勾地塗 布在尿素顆粒表面，最終製得含氮43.2%的增效氮素肥料。流化床運行的 參數為進風溫度6(TC,壓縮空氣壓強O. 35 Pa，噴頭霧化壓0. 05Pa。
並且在造粒前再添加磷、鉀和某些中微量元素如鈣、鎂、硫、鐵、硼、. 錳、銅、鋅、鉬、氯、矽一種或幾種混合均勻，添加萬分之一至百分之一，' 通過機械造粒製成多元素增效長效複合肥料。
實施例2:
以尿素為氮源，製備增效氮素肥料，原料為以100份尿素顆粒為基 準，0. 5份3，4-二甲基吡唑磷酸鹽、1份PASP、 6份乙基纖維素、乙醚溶液 500ml;其中尿素顆粒中含氮46.3%、粒徑為lmm,所述分子量為6000、 結構式如式2的聚天門冬氨酸。製備方法
1) 配製懸浮溶液將6份乙基纖維素溶入500ml乙醚溶液中，再將1 份PASP與0. 5份3， 4-二甲基吡唑磷酸鹽混合均勻後加入，攪拌均勻的共聚 物組成混合懸浮溶液，待用。
2) 將配製好的混合懸浮溶液置於流化床液灌中，同時將100份中含氮 46. 3%的尿素顆粒由肥料進料口注入噴射塔中進行流化，而後隨流化床的運 行將懸浮溶液通過流量控制器由霧化噴頭均勻地塗布在尿素顆粒表面，最 終製得含氮43. 0%的增效氮素肥料。流化床運行參數為進風溫度6(TC,壓 縮空氣壓強0. 35 Pa,噴頭霧化壓0. 05Pa。
實施例3:
以尿素為氮源，製備增效氮素肥料、具體以IOO份尿素顆粒為基準， IOO份PASP、 10份3, 5-二甲基吡唑、IO份乙基纖維素共聚物、工業乙醇 溶液1000ml;其中尿素顆粒中含氮46.3%、粒徑為2,，所述分子量為 100000、結構式如式1的聚天門冬氨酸。
製備方法
1) 配製懸浮溶液將10份乙基纖維素共聚物溶入1000ml工業乙醇溶 液中，再將100份PASP與10份3, 5-二甲基吡唑混合均勻後加入，攪拌均 勻的共聚物組成混合懸浮溶液，待用。
2) 將配製好的混合懸浮溶液置於液灌中，同時將100份中含氮46. 3% 的尿素顆粒由肥料進料口注入噴射塔中進行流化，而後隨流化床的運行將 懸浮溶液通過流量控制器由霧化噴頭均勻地塗布在尿素顆粒表面，最終制 得含氮21. 0%的增效氮素肥料。其中流化床運行參數為進風溫度75'C, 壓縮空氣壓強O. 65 Pa,噴頭霧化壓O. 15Pa。
實施例4:
以硫酸銨為氮源，製備增效氮素肥料，具體以100份粉狀硫酸銨為 基準，5份PASP、 1份3, 5-二甲基吡唑磷酸鹽；其中硫酸銨原料含氮21. 0 %。所述分子量為6001、結構式如式1的聚天門冬氨酸。
製備方法
1)將1份3， 5-二甲基吡唑磷酸鹽和5份PASP混合攪拌均勻，組成混 合物，待用。
2 )將100份含氮21. 0 %粉狀硫酸銨置於容器中，同時將上述生化抑制 劑-增效劑混合物置於容器中，'進行機械或人工攪拌，使抑制劑-增效劑 混合物均勻的黏附在尿素顆粒表面，最終製得含氮18. 3%的增效氮素肥料。
實施例5
以尿素為氮源，製備增效氮素肥料，具體以IOO份尿素顆粒為基準, 0. 1份PASP、 2份1-甲胺醯基-3-甲基吡唑、5份腐植酸；其中尿素顆粒 中含氮46.3%、粒徑為2隱，所述分子量為10000、結構式如式1的聚天 門冬氨酸。製備方法
1 )將5份腐植酸溶入到0. 1份PASP與2份1-甲胺醯基-3 -甲基吡唑 混合物中，攪拌均勻組成混合物，待用。
2)將配製好的混合物與IOO份中含氮46. 3%的尿素顆粒混合均勻，最 終製得含氮43. 8%的增效氮素肥料。
實施例6
以銨態肥為氮源，製備增效氮素肥料，具體以IOO份銨態肥顆粒為 基準，0. 08份PASP、 0. 8份1-甲基吡唑-l羧醯胺、20份硅藻土；所述分 子量為10000、結構式如式1的聚天門冬氨酸。
實施例7
以尿素為氮源，製備增效氮素肥料，具體以IOO份尿素顆粒為基準， 0. 5份PASP和8份DCD;所述分子量為10000、結構式如式1的聚天門冬 氨酸。
實施例8
以尿素為氮源，製備增效氮素肥料，具體以IOO份尿素顆粒為基準， 60份PASP、 5份3-甲基吡唑、5份腐植酸；所述分子量為10000、結構 式如式1的聚天門冬氨酸。
實施例9
以尿素為氮源，製備增效氮素肥料，具體以IOO份尿素顆粒為基準， 80份PASP、 6份氮-P比P定(2-氯-6-(三氯甲基)-吡啶、IO份乙基纖 維素；所述分子量為10000、結構式如式1的聚天門冬氨酸。
實施例10
以尿素為氮源，製備增效氮素肥料，具體以IOO份尿素顆粒為基準， 20份PASP、 1份4-氯-3-甲基吡唑；所述分子量為10000、結構式如 式1的聚天門冬氨酸。
本發明採用的尿素為農業生產所用固態、液態肥料或化工產品；銨態氮 肥為農業生產所用的固態、液態銨態氮肥。同時本發明肥料所釆用的增效 劑均可為分子量為6001-100000式1或分子量為2000-6000式2的PASP。
權利要求
1. 一種增效緩釋氮素肥料，其特徵在於肥料成分為原料氮肥、生化抑制劑和增效劑，其中原料氮肥、生化抑制劑和增效劑按重量份數比計＝1:0.005-0.1:0.0005-1；所述生化抑制劑為硝化抑制劑，增效劑為聚天門冬氨酸。
2. —種按權利要求]所述的增效緩釋氣素肥料的製備方法，其特徵在 於將生化抑制劑和增效劑通過機械或人工混拌後，直接注入熔融狀態下 的原料氮肥中混合，即製成增效緩釋氮素肥料。
3. —種按權利要求1所述的增效緩釋氮素肥料，其特徵在於肥料成 分為原料氮肥、生化抑制劑、增效劑、.粘合劑和有機溶劑，其中原料氮 肥、生化抑制劑、增效劑和粘合劑按重量份數比計=1: 0. 005-0. 1: 0. 0005-1: 0.05-0.1,有機溶劑5-10ml;所述生化抑制劑為硝化抑制劑，增效劑為 聚天門冬氨酸。
4. 按權利要求3所述的增效緩釋氮素肥料，其特徵在於所述的粘合劑為乙基纖維素或乙基纖維素共聚物。
5. —種按權利要求3所述的增效緩釋氮素肥料的製備方法，其特徵在 於將生化抑制劑、增效劑和粘合劑以及有機溶劑的懸浮溶液通過流化床， 噴塗在流化狀態下的氮肥表面，即增效緩釋氮素肥料。
6. 按權利要求5所述的增效緩釋氮素肥料的製備方法，其特徵在於 採用流化床均勻噴塗時，流化床中的進風溫度為60~75°C，壓縮空氣壓強 0. 35~0. 65Pa,噴頭霧化壓0. 05 ~ 0. 15Pa。
7. —種按權利要求1所述的增效緩釋氮素肥料，其特徵在於肥料成 分為原料氮肥、生化抑制劑、增效劑和添加劑，其中原料氮肥、生化抑 製劑、增效劑和添加劑按重量份數比計=1: 0.005-0.1: 0.0005-1: 0.05 -0.2,所述生化抑制劑為硝化抑制劑，增效劑為聚天門冬氨酸。
8. —種按權利要求7所述的增效緩釋氮素肥料的製備方法，其特徵在 於將生化抑制劑、增效劑和添加劑混合物通過機械或人工混拌，直接注 入熔融狀態下的原料氮肥中混合，即製成增效緩釋氮素肥料。
9. 按權利要求1、 3或7所述的增效緩釋氮素肥料，其特徵在於所述 原料氮肥為尿素或銨態氮肥；所述硝化抑制劑為雙氰胺、3,4-二甲基吡唑 磷酸鹽、3, 5-二甲基吡唑、3, 5-二甲基吡唑磷酸鹽、l-甲胺醯基-3-甲 基p比哇、1—甲基口比哇—1羧醯胺、3 —甲基口比唑、氮 一 吡p定(2 —氯—6 —(三 氯甲基)-吡啶或4-氯-3-甲基吡哇；所述增效劑為分子量為6001 ~ 100000、結構式如式1的聚天門冬氨酸，formula see original document page 3式l或為分子量2000 - 6000、結構式如式2的聚天門冬氨酸,formula see original document page 3式2 。
10.按權利要求7所述的增效緩釋氮素肥料，其特徵在於所述添加劑 為腐植酸或硅藻土。
全文摘要
本發明涉及增效肥料，具體地說是一種在銨態氮肥或尿素中混合的綠色環保型增效緩釋氮素肥料及其製備方法。肥料成分為氮肥、生化抑制劑、增效劑，其中氮肥、生化抑制劑和增效劑按重量份數比計＝1∶0.005-0.1∶0.0005-1；所述生化抑制劑為硝化抑制劑，增效劑為聚天門冬氨酸。製備方法在氮肥操作流程中，在肥料熔融狀態時添加生化抑制劑和增效劑。本發明的增效氮素肥料適用於各類植物和土壤。施入土壤中對作物有顯著的抗病、抗旱和抗倒伏作用，可有效地提高土壤儲存養分的能力，並且對後茬作物具有一定效果。使用本發明增效緩釋氮素肥料可使糧食增產8-30％，蔬菜增產14-60％，經濟作物增產30％以上。
文檔編號C05G3/08GK101434502SQ20071015831
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月16日 優先權日2007年11月16日
發明者李東坡, 武志傑 申請人:中國科學院瀋陽應用生態研究所