專利名稱：一種增效緩釋氮素肥料及制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及增效肥料，具體地說是一種在銨態(tài)氮肥或尿素中混合的綠 色環(huán)保型增效緩釋氮素肥料及其制備方法。
背景技術：
普通氮素肥料肥效期短，肥料氮素利用率低，對農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)沒有改善。
尿素氮的總體利用率只有30~35%,氮素的淋失、揮發(fā)、地表徑流等損失 較多，肥料施入的經(jīng)濟效益較低，造成資源的巨大浪費和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成'本的 增加，同時產(chǎn)生地下水和土壤面源的污染，引起溫室氣體效應和水體的富 營養(yǎng)化，使生態(tài)環(huán)境惡化。氮肥的大量施用使農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降。為減輕和 解決這些問題，在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)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(yè)所生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)施用的銨態(tài)氮肥、普通尿素都是速溶肥料，在 水和土壤中溶解轉化很快。尿素施入土壤后在土壤中的脲酶作用下很快轉 化為銨態(tài)氮，大量的銨態(tài)氮是土壤PH值迅速升高，氨揮發(fā)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(fā)生硝化作用，銨態(tài)氮在很短 的時間內(nèi)就轉化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮，硝態(tài)氮在土壤中極易淋失，亞硝態(tài) 氮也會以氮的氧化物的形式呈氣態(tài)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(xiàn)有技術顯示，在常溫下，銨態(tài)氮轉化為硝態(tài)氮后，很快被淋失或呈 氣態(tài)損失，而硝化抑制劑雙氰胺(Dicyandiamide DCD)可以有效抑制銨 態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉化速度，延長銨態(tài)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(yǎng)吸收促進劑。對植物所需營養(yǎng)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(yōu)點， 促進植物對營養(yǎng)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(zhì)，可作為良好的植物養(yǎng)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不同于植物激 素，具有用量小、高抗病毒特點。
將DCD與PASP通過高科技結合后制成肥料復合增效劑可有效延長銨態(tài)氮肥或酰胺態(tài)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(nóng)產(chǎn)品中蛋白質(zhì)、氨基酸和脂肪 等營養(yǎng)物質(zhì)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(yǎng)元素的吸收。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以有效抑制銨態(tài)氮向硝態(tài)氮的轉化速
度，延長銨態(tài)氮在土壤中的存留時間，增加銨態(tài)氮肥和尿素的有效期；能 夠提高銨態(tài)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(yǎng)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(zhì)， 顯著延長尿素和銨態(tài)氮肥肥效期的增效緩釋氮素肥料及制備方法。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā).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(shù)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。
制備方法將生化抑制劑和增效劑通過機械或人工混拌后，直接注入 熔融狀態(tài)下的原料氮肥中混合，即制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(shù)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。
制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，噴涂在流化狀態(tài)下的氮肥表面，即增效緩釋氮素肥料。釆用流 化床均勻噴涂時，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(shù)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。
制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(tài)下的原料氮肥中混合，即制成增效緩釋氮素肥料。.
所述原料氮肥為尿素或銨態(tài)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-甲胺酰 基-3-甲基吡唑、l-甲基吡唑-l羧酰胺、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>formula see original document page 6</formula>本發(fā)明專利具有如下優(yōu)點
1. 本發(fā)明肥料中將DCD與PASP結合制成增效氮素肥料，可有效延長銨 態(tài)氮肥或酰胺態(tài)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(fā)揮了兩種物質(zhì)結合對肥料增效的協(xié)同或促 進吸收利用作用。。
2. 本發(fā)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(fā)明肥料能增加農(nóng)產(chǎn)品中蛋白質(zhì)、氨基酸和脂肪等營養(yǎng)物質(zhì)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(yǎng)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(fā)明的增效氮素肥料實現(xiàn)一次基施氮肥可滿足作物整個生長 季對氮素的需要，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)省工、省時，大大降低農(nóng)民勞動強度和生產(chǎn)成 本。
6.本發(fā)明增效氮素肥料制備操作簡單，生產(chǎn)成本低，環(huán)境友好，綠色 環(huán)保，易于實現(xiàn)，原料取材廣泛、易得。其釆用的原料DCD和PASP都是廉價、高效，無污染，PASP是髙分子氨基酸的聚合物，在土壤中無任何殘留；
實現(xiàn)了環(huán)境友好的長效(緩釋)氮肥的生產(chǎn)。
7. 本發(fā)明的增效氮素肥料具有天然、廣譜、安全、效果好、高效的優(yōu)
點，適用于各類植物和土壤。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(yǎng)分的能力，并且對后茬作物具有一定
效果。同時可以用于噴施、根施或浸種。使用本發(fā)明肥料可使糧食增產(chǎn)8 -30%,蔬菜增產(chǎn)14-60%，經(jīng)濟作物增產(chǎn)30%以上。明顯改善作物品質(zhì)， 提高商品等級。
8. 制備本發(fā)明增效氮素肥料時，其克服了直接包膜肥料生產(chǎn)成本高的 缺點，氮素進入土壤后轉化快、養(yǎng)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(fā)明的增效氮素可進行工業(yè)化生產(chǎn)，在氮素肥料合成工業(yè)化生產(chǎn) 的操作流程中，在肥料熔融狀態(tài)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，易于進行工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實施例方式
下面結合實施例對本發(fā)明作進一 步說明。 實施例1:
以尿素為氮源，制備增效氮素肥料，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(yè)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。
制備方法
1) 配制懸浮溶液將5份乙基纖維素的共聚物溶入500ml工業(yè)乙醇溶 液中，再將2份DCD與0. 05份PASP混合均勻后加入，攪拌均勻的共聚物 組成混合懸浮溶液，待用。
2) 利用流化床涂布技術，將配制好的混合懸浮溶液置于流化床液灌中， 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，而后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涂 布在尿素顆粒表面，最終制得含氮43.2%的增效氮素肥料。流化床運行的 參數(shù)為進風溫度6(TC,壓縮空氣壓強O. 35 Pa，噴頭霧化壓0. 05Pa。
并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、硅一種或幾種混合均勻，添加萬分之一至百分之一，' 通過機械造粒制成多元素增效長效復合肥料。
實施例2:
以尿素為氮源，制備增效氮素肥料，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。制備方法
1) 配制懸浮溶液將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后加入，攪拌均勻的共聚 物組成混合懸浮溶液，待用。
2) 將配制好的混合懸浮溶液置于流化床液灌中，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，而后隨流化床的運 行將懸浮溶液通過流量控制器由霧化噴頭均勻地涂布在尿素顆粒表面，最 終制得含氮43. 0%的增效氮素肥料。流化床運行參數(shù)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，制備增效氮素肥料、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(yè)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。
制備方法
1) 配制懸浮溶液將10份乙基纖維素共聚物溶入1000ml工業(yè)乙醇溶 液中，再將100份PASP與10份3, 5-二甲基吡唑混合均勻后加入，攪拌均 勻的共聚物組成混合懸浮溶液，待用。
2) 將配制好的混合懸浮溶液置于液灌中，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，而后隨流化床的運行將 懸浮溶液通過流量控制器由霧化噴頭均勻地涂布在尿素顆粒表面，最終制 得含氮21. 0%的增效氮素肥料。其中流化床運行參數(shù)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，制備增效氮素肥料，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。
制備方法
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 %粉狀硫酸銨置于容器中，同時將上述生化抑制 劑-增效劑混合物置于容器中，'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，最終制得含氮18. 3%的增效氮素肥料。
實施例5
以尿素為氮源，制備增效氮素肥料，具體以IOO份尿素顆粒為基準, 0. 1份PASP、 2份1-甲胺?；?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。制備方法
1 )將5份腐植酸溶入到0. 1份PASP與2份1-甲胺酰基-3 -甲基吡唑 混合物中，攪拌均勻組成混合物，待用。
2)將配制好的混合物與IOO份中含氮46. 3%的尿素顆?；旌暇鶆?，最 終制得含氮43. 8%的增效氮素肥料。
實施例6
以銨態(tài)肥為氮源，制備增效氮素肥料，具體以IOO份銨態(tài)肥顆粒為 基準，0. 08份PASP、 0. 8份1-甲基吡唑-l羧酰胺、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，制備增效氮素肥料，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，制備增效氮素肥料，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，制備增效氮素肥料，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，制備增效氮素肥料，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(fā)明采用的尿素為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所用固態(tài)、液態(tài)肥料或化工產(chǎn)品；銨態(tài)氮 肥為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所用的固態(tài)、液態(tài)銨態(tài)氮肥。同時本發(fā)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，其特征在于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(shù)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制備方法，其特征在 于將生化抑制劑和增效劑通過機械或人工混拌后，直接注入熔融狀態(tài)下 的原料氮肥中混合，即制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，其特征在于肥料成 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(shù)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，其特征在于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制備方法，其特征在 于將生化抑制劑、增效劑和粘合劑以及有機溶劑的懸浮溶液通過流化床， 噴涂在流化狀態(tài)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制備方法，其特征在于 采用流化床均勻噴涂時，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，其特征在于肥料成 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(shù)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制備方法，其特征在 于將生化抑制劑、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(tài)下的原料氮肥中混合，即制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，其特征在于所述 原料氮肥為尿素或銨態(tài)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-甲胺酰基-3-甲 基p比哇、1—甲基口比哇—1羧酰胺、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>formula see original document page 3</formula>式l或為分子量2000 - 6000、結構式如式2的聚天門冬氨酸,<formula>formula see original document page 3</formula>式2 。
10.按權利要求7所述的增效緩釋氮素肥料，其特征在于所述添加劑 為腐植酸或硅藻土。
全文摘要
本發(fā)明涉及增效肥料，具體地說是一種在銨態(tài)氮肥或尿素中混合的綠色環(huán)保型增效緩釋氮素肥料及其制備方法。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(shù)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。制備方法在氮肥操作流程中，在肥料熔融狀態(tài)時添加生化抑制劑和增效劑。本發(fā)明的增效氮素肥料適用于各類植物和土壤。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(yǎng)分的能力，并且對后茬作物具有一定效果。使用本發(fā)明增效緩釋氮素肥料可使糧食增產(chǎn)8-30％，蔬菜增產(chǎn)14-60％，經(jīng)濟作物增產(chǎn)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(yōu)先權日2007年11月16日
發(fā)明者李東坡, 武志杰 申請人:中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所