專利名稱：：高效尿素及其制備方法和應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高效尿素，具體的說是一種利用普通尿素、植物營養(yǎng)吸收促進劑、脲酶抑制劑、硝化抑制劑生產(chǎn)高效尿素及其制備方法以及該高效尿素在農(nóng)業(yè)上的應用。
背景技術(shù)：
：有關(guān)專家指出我國化肥的使用量已經(jīng)遠遠超過國際平均水平，現(xiàn)在施用量，以氮肥為例，已經(jīng)是美國的3倍，是法國的1.5倍，是德國的1.6倍，在這種情況下，再加大氮肥使用量，就帶來兩個問題，一個是邊際效益遞減和產(chǎn)品品質(zhì)下降。據(jù)中國農(nóng)科院全國化肥網(wǎng)測定1952年-2002年，我國的化肥回報率由l:33下降到1:1，每年還以0.34%的速度下降，使用化肥增產(chǎn)卻不增收的矛盾越來越突出。另一個是過量施肥造成嚴重的環(huán)境污染?，F(xiàn)在江河湖海的污染一半以上來自農(nóng)業(yè)，而不是來自于工業(yè)，其中河流中的氮污染70%來源于化肥。氮肥是農(nóng)業(yè)作物生長所依賴的肥料，其中60%的氮肥是尿素。由于脲酶作用尿素在土壤中可迅速被分解，使作物來不及完全吸收其養(yǎng)分，相當一部分氮素就隨水流失或揮發(fā)了，不能發(fā)揮其應有的增肥效果。據(jù)統(tǒng)計，目前常用的普通尿素的利用率僅為20-30%，這樣的施用方式導致了資源的浪費，而為了提高施用效果而追加更多的尿素，對于作物效果甚微，只能更加導致資源浪費、成本上升以及環(huán)境污染等問題。根據(jù)科學工作者多年的研究證明，對氮素肥料起到迅速分解和氧化的酶及微生物主要是土壤脲酶和硝化細菌，它們能使施入土壤中的氮素肥料迅速進行銨化和硝化作用。為了延長或延緩這兩個過程，提高肥料利用率，延長肥效期，近年來，國內(nèi)外肥料領(lǐng)域已經(jīng)有很多研究和試驗應用，.例如涂膜尿素和尿素中加氫醌、腐殖酸作為脲酶抑制劑。但涂膜尿素的生產(chǎn)難度大，涂膜效果難以保證；而目前常用的脲酶抑制劑都不能和尿素很好的混合，無法加入尿素的工業(yè)化流程中，這為工業(yè)化生產(chǎn)帶來巨大的困難。因此，研制出高效尿素及生產(chǎn)這種尿素的技術(shù)，使土壤和作物真正受益，具有良好的經(jīng)濟前景和社會效益。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種實際施用中在促進作物吸收的同時還起到抑制尿素成分的快速分解和流失的作用的高效尿素。本發(fā)明的目的還在于提供一種制備上述高效尿素的方法。本發(fā)明的目的還在于提供上述高效尿素在農(nóng)業(yè)上的應用。本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種高效尿素，其由重量份數(shù)比0.012.0的聚合氨基酸或其鹽、0.010.2的脲酶抑制劑、0.010.6的硝化抑制劑和97.299.97普通尿素構(gòu)成，且上述高效尿素是由聚合氨基酸或其鹽、脲酶抑制劑和硝化抑制劑的混合溶液加入到熔融狀態(tài)的普通尿素中，混合并造粒后的產(chǎn)物。上述聚合氨基酸或其鹽，是由氨基酸單體為L-谷氨酸、L-賴氨酸、L-天冬氨酸、D.L-天冬氨酸、L-丙氨酸和甘氨酸各自聚合而成或進一步水解成鹽，其水解產(chǎn)物可以是聚合氨基酸的鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、鋅鹽、鎂鹽、^鹽或其混合鹽，分子量在2500到8000之間。上述脲酶抑制劑為N-甲基-2-吡咯烷酮、氫醌、N—丁基硫代磷酰三胺或苯基磷酰二胺。上述硝化抑制劑為雙氰胺。上述普通尿素為市售普通化學肥料。本發(fā)明還提供了高效尿素的制備方法，聚合氨基酸或其鹽、脲酶抑制劑和硝化抑制劑的混合溶液加入到熔融狀態(tài)的尿素中，混合均勻，然后在尿素造粒塔中造粒。將聚合氨基酸或其鹽、脲酶抑制劑和硝化抑制劑的混合溶液用計量泵輸送至尿液蒸發(fā)器，其余所有工藝條件與普通尿素生產(chǎn)工藝條件相同，另外提高成粒率23%。提高作物對尿素的利用率和吸收率的方法，其特征在于施用上述的增效尿素。其中所述的作物包括大田作物、經(jīng)濟作物、果蔬、花卉。本發(fā)明積極效果如下本發(fā)明的高效尿素為一種固體產(chǎn)品，顏色與普通尿素相同，顆粒度為尿素國家標準規(guī)定的00.852.8mm。為區(qū)分普通尿素，可加入不同染料，使高效尿素^j成其它顏色，例如淡黃，淡藍，綠等，添加染料為無毒、無污染的染料。將該產(chǎn)品應用于農(nóng)業(yè)試驗表明確實可促進農(nóng)作物對土壤中氮、磷、鉀和微量元素的吸收；可使農(nóng)作物增產(chǎn)；同時可增強農(nóng)作物的抗逆能力，改善農(nóng)作物的品質(zhì)，改良土壤結(jié)構(gòu)等。本發(fā)明提供了高效尿素在農(nóng)業(yè)中的應用，高效尿素應用于大田作物、經(jīng)濟作物、果蔬、花卉，可以促進植物內(nèi)部全面調(diào)控生理生化作用，充分調(diào)動植物內(nèi)源生長素、促進營養(yǎng)生成，提高對尿素的利用和吸收，其利用率可提高20%60%。通過聚合氨基酸或其鹽分子化學鍵的連接鍵合作用和脲酶抑制劑、硝化抑制劑的作用，使尿素在土壤中緩慢釋放，釋放時間有原來的50天提高到120天左右。通過試驗與檢測，本發(fā)明的產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)上使用具有的優(yōu)勢和特點如下:1.本發(fā)明充分利用了聚合氨基酸或其鹽對植物營養(yǎng)吸收的促進作用和脲酶抑制劑、硝化抑制劑對尿素水解和硝化的抑制作用，兩者協(xié)同作用促進了植物對氮素的吸收，在提高了尿素利用率的同時延長了肥效期，達到了增效和長效的雙重目的。2.本技術(shù)直接利用了原來尿素的生產(chǎn)線，不需要特殊設(shè)備，投入少；生產(chǎn)過程不需要更高的溫度，易于控制，避免了溫度高于14(TC容易產(chǎn)生縮二脲的問題；在制造過程中，利用將添加劑與熔融尿素混合造粒，可提高成粒率23%，產(chǎn)品收率高。因此投入產(chǎn)出比提高，經(jīng)濟效益顯著。3.本發(fā)明的產(chǎn)品可提高尿素利用率20%以上，使產(chǎn)品在土壤中的釋放時間延長了一倍多，可減少尿素用量20%，降低了過量施肥造成的環(huán)境污染，社會經(jīng)濟效益顯著。4.添加劑和尿素在熔融狀態(tài)下混合造粒，使產(chǎn)品中各有效成分的分散更加均勻，充分發(fā)揮了添加劑對作物和尿素的作用。5.確實可促進農(nóng)作物對土壤中氮磷鉀和微量元素的吸收；可使農(nóng)作物增產(chǎn)；同時可增強農(nóng)作物的抗逆能力，改善農(nóng)作物的品質(zhì)，改良土壤結(jié)構(gòu)等。具體實施例方式以下通過具體實施方案介紹本發(fā)明的實現(xiàn)及所帶來的有益效果，但不對本發(fā)明保護范圍構(gòu)成任何限定。實施例1一種高效尿素，由重量份數(shù)比0.01的氨基酸單體為L-谷氨酸聚合而成或進一步水解成鹽(其水解產(chǎn)物可以是鈉鹽、鋅鹽、鎂鹽、鈣鹽或其混合鹽,分子量為2500)、0.08的N-甲基_2-吡咯烷酮、0.3的雙氰胺和99.97普通尿素構(gòu)成，且上述高效尿素是由氨基酸單體為L-谷氨酸聚合而成或進一步水解成鹽、N-甲基-2-吡咯烷酮和雙氰胺的混合溶液加入到熔融狀態(tài)的普通尿素中，混合并造粒后的產(chǎn)物。實施例2一種高效尿素，由重量份數(shù)比0.8的D.L-天冬氨酸聚合而成或進一步水解成鹽(其水解產(chǎn)物可以是鉀鹽、銨鹽、鋅鹽、鈣鹽或其混合鹽，分子量為4000)、0.08的N—丁基硫代磷酰三胺、0.3的雙氰胺和99.97普通尿素構(gòu)成，且上述高效尿素是由氨基酸單體為D.L-天冬氨酸聚合而成或進一步水解成鹽、N—丁基硫代磷酰三胺和雙氰胺的混合溶液加入到熔融狀態(tài)的普通尿素中，混合并造粒后的產(chǎn)物。實施例3一種高效尿素，由重量份數(shù)比2.0的L-丙氨酸或其鹽(其水解產(chǎn)物可以是銨鹽、鋅鹽、鈣鹽或其混合鹽，分子量為6000)、0.08的苯基磷酰二胺、0.3的雙氰胺和99.97普通尿素構(gòu)成，且上述高效尿素是由氨基酸單體為L-丙氨酸聚合而成或進一步水解成鹽、苯基磷酰二胺和雙氰胺的混合溶液加入到熔融狀態(tài)的普通尿素中，混合并造粒后的產(chǎn)物。實施例4一種高效尿素，由重量份數(shù)比1.2的甘氨酸或其鹽(其水解產(chǎn)物可以是銨鹽、鋅鹽、鈣鹽或其混合鹽，分子量為8000)、0.08的苯基磷酰二胺、0.3的雙氰胺和99.97普通尿素構(gòu)成，且上述高效尿素是由氨基酸單體為甘氨酸聚合而成或進一步水解成鹽、苯基磷酰二胺和雙氰胺的混合溶液加入到熔融狀態(tài)的普通尿素中，混合并造粒后的產(chǎn)物。實施例5稱量普通尿素995g放入2000ml燒杯中，將該燒杯置于預熱到138140"C的油浴鍋內(nèi)，IO分鐘后普通尿素全部溶解；按比例依次加入聚天冬氨酸鈉鹽溶液10g、脲酶抑制劑N-甲基-2-P比咯垸酮0.5g、硝化抑制劑雙氰胺3.6g。用玻璃棒攪拌35分鐘混勻，將水分蒸干，倒入兩個40cm60cm的白瓷盤內(nèi)冷卻，待樣品完全冷卻后磨碎，分別過lmm和3腿篩，13畫孔徑的成品即為高效尿素。這種高效尿素在蔬菜作物上每畝每季的施用量是1030kg。實施例6實施例2與實施例1的基本步驟相同，與實施例1不同之處在于表1中給出的配方構(gòu)成及制作條件，其編號分別為25。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實施例7在年產(chǎn)30萬噸的工業(yè)化生產(chǎn)尿素裝置中，通過計量泵勻速加入聚合氨基酸或其鹽、脲酶抑制劑和硝化抑制劑的混合溶液，以不同的加入速度(60kg/小時、80kg/小時、100kg/小時)加入，加入位置在造粒前，與熔融尿素混勻后在造粒塔中制成00.852.8mm的高效尿素25噸/小時，所得到的尿素規(guī)格見表2:對照操作和裝置同實施例3，只是在造粒過程中不添加聚合氨基酸或其鹽、脲酶抑制劑和硝化抑制劑的混合溶液，生產(chǎn)所得到的尿素規(guī)格見表2中普通尿素項下表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>應用例1本發(fā)明的高效尿素麥田施肥的對照實驗。麥田面積10畝，播種施底肥等管理措施一致。2006年小麥返青期分成兩個小區(qū)，各5畝，進行追肥對照實驗追普通尿素小區(qū)施用普通尿素(對照)25kg/畝追高效尿素小區(qū)施用本發(fā)明(實施例3)的高效尿素25kg/結(jié)果顯示施用高效尿素的小麥與施用普通尿素的小麥比較，葉色濃綠，葉片寬大、長勢快，根系發(fā)達。各項指標如表3:表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表中可以看出，施用高效尿素比施用普通尿素畝增產(chǎn)19.7%。應用例2施用高效尿素(實施例3)所收獲的小麥與施用普通尿素所收獲的小麥的品質(zhì)相比較，結(jié)果見表4:表4<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>結(jié)果顯示施用本發(fā)明的高效尿素后，小麥的濕面筋含量、粗蛋白(干基)以及容重均有所提高，可見高效尿素不但提高了產(chǎn)量而且改善了作物品質(zhì)。應用例3與應用例1實驗設(shè)計相同，在小麥收獲后沿土壤剖面0-15cm、15-30cm、30-60cm、60-100cm采集土樣，測定個土層硝態(tài)氮的含量，具體檢測方法和檢測指標參照《中國肥料手冊》(2001年版)第715716所記載的"硝態(tài)氮的測定"項下操作。結(jié)果見表5:表5<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>實驗證明，高效尿素(實施例3)與普通尿素比較，顯著降低了各土層中硝態(tài)氮的含量，尤其以15-30cm土層最為顯著，硝態(tài)氮的含量比對照下降了37.2%?？梢姼咝蛩乜捎行б种葡鯌B(tài)氮在土體中向下淋移程度，從而減少氮的淋溶損失，減輕對地下水體的潛在污染。以上描述了本發(fā)明優(yōu)選實施方式，并非用以限定本發(fā)明。本領(lǐng)域的技術(shù)人員對在此公開的實施方案可進行并不偏離本發(fā)明范疇和精神的改進和變化。權(quán)利要求1、一種高效尿素，其由重量份數(shù)比0.01～2.0的聚合氨基酸或其鹽、0.01～0.2的脲酶抑制劑、0.01～0.6的硝化抑制劑和97.2～99.97普通尿素構(gòu)成，且上述高效尿素是由聚合氨基酸或其鹽、脲酶抑制劑和硝化抑制劑的混合溶液加入到熔融狀態(tài)的普通尿素中，混合并造粒后的產(chǎn)物。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種高效尿素，其中聚合氨基酸或其鹽是由氨基酸單體為L-谷氨酸、L-賴氨酸、L-天冬氨酸、D.L-天冬氨酸、L-丙氨酸或甘氨酸各自聚合而成或進一步水解成鹽，其水解產(chǎn)物可以是聚合氨基酸的鈉鹽、鉀鹽、銨鹽、鋅鹽、鎂鹽、鈣鹽或其混合鹽，分子量在2500到8000之間。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效尿素，其中脲酶抑制劑為N-甲基-2-吡咯垸酮、氫醌、N—丁基硫代磷酰三胺或苯基磷酰二胺。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高效尿素，其中硝化抑制劑為雙氰胺。5、根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種高效尿素，其中普通尿素為市售普通化學肥料。6、制備權(quán)利要求l、2、3、4或5所述的增效尿素的方法，將聚合氨基酸或其鹽、脲酶抑制劑和硝化抑制劑的混合溶液加入到熔融狀態(tài)的尿素中，混合均勻，然后在尿素造粒塔中造粒。7、提高作物對尿素的利用率和吸收率的方法，其特征在于施用權(quán)利要求1-5任一項所述的增效尿素。8、權(quán)利要求7所述的方法，其中所述的作物包括大田作物、經(jīng)濟作物、果蔬、花丼。全文摘要本發(fā)明涉及一種高效尿素及其制備方法和應用，其由重量份數(shù)比0.01～2.0的聚合氨基酸或其鹽、0.01～0.2的脲酶抑制劑、0.01～0.6的硝化抑制劑和97.2～99.97普通尿素構(gòu)成，且上述高效尿素是由聚合氨基酸或其鹽、脲酶抑制劑和硝化抑制劑的混合溶液加入到熔融狀態(tài)的普通尿素中，混合并造粒后的產(chǎn)物。本發(fā)明提供了高效尿素在農(nóng)業(yè)中的應用，高效尿素應用于大田作物、經(jīng)濟作物、果蔬、花卉，可以促進植物內(nèi)部全面調(diào)控生理生化作用，充分調(diào)動植物內(nèi)源生長素、促進營養(yǎng)生成，提高對尿素的利用和吸收，其利用率可提高20％～60％。通過聚合氨基酸或其鹽分子化學鍵的連接鍵合作用和脲酶抑制劑、硝化抑制劑的作用，使尿素在土壤中緩慢釋放，釋放時間有原來的50天提高到120天左右。文檔編號C05G3/00GK101157588SQ20071013947公開日2008年4月9日申請日期2007年9月21日優(yōu)先權(quán)日2007年9月21日發(fā)明者張德豐,峰李,李文曦申請人:石家莊開發(fā)區(qū)德賽化工有限公司