本發(fā)明涉及肥料領(lǐng)域，且特別涉及腐植酸尿素及其制備方法。
背景技術(shù)：
尿素是當(dāng)今氮含量最高、農(nóng)業(yè)需求量最大、使用范圍最廣的氮素化肥。尿素的活性高，在土壤中轉(zhuǎn)化快，可通過氨揮發(fā)或反硝化作用造成氣態(tài)損失，轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮后又不易被土壤膠體吸附，在土壤中易淋失，農(nóng)作物對尿素氮的吸收利用率很低，利用率只有35％左右，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，而且尿素分解轉(zhuǎn)化形成的硝酸鹽、亞硝酸鹽、氮氧化物等還可能嚴(yán)重環(huán)境污染。
目前主要采用的包膜型尿素、脲醛類和在尿素里添加脲酶抑制劑、硝化抑制劑等化學(xué)成分來解決上述問題。
但是，現(xiàn)有的各種解決辦法的工藝都很復(fù)雜、生產(chǎn)成本高、產(chǎn)能低、生產(chǎn)過程中原料揮發(fā)浪費(fèi)量大，所以在農(nóng)業(yè)上并不能被充分的推廣應(yīng)用，特別是在大田作物上很難獲得大規(guī)模地推廣應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種腐植酸尿素的制備方法，此制備方法可以有效地減少制備過程中尿素的揮發(fā)性損失，并能夠提高制成的腐植酸尿素的肥效，制備方法簡單、方便，適合大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種腐植酸尿素，該腐植酸尿素能夠提高植物對尿素氮的吸收，提高尿素的有效利用率；并且該腐植酸尿素在儲藏過程中揮發(fā)飄散的氮很少，保證了該腐植酸尿素中具有足夠的有效氮，可相應(yīng)的減少該腐植酸尿素的施用量，相應(yīng)的降低農(nóng)作物種植的成本。
本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：
本發(fā)明提出一種腐植酸尿素的制備方法，將100-200重量份的礦物乳油預(yù)熱至30-40℃，將稀土元素和200-300重量份的腐植酸和水混入預(yù)熱后的礦物乳油中第一次攪拌，加熱至45-55℃，再添加200-300重量份的尿素，在2000-2400r/min的轉(zhuǎn)速下第二次攪拌，制得混合物；將混合物送入尿液泵，進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，再用造粒塔進(jìn)行真空造粒，制得含水量為0.5％-0.8％的腐殖酸尿素。
本發(fā)明提出一種腐植酸尿素，其由上述的腐植酸尿素的制備方法制得的。
本發(fā)明實(shí)施例的腐植酸尿素及其制備方法的有益效果是：此制備方法可以有效地減少制備過程中尿素的揮發(fā)性損失，并能夠提高制成的腐植酸尿素的肥效，制備方法簡單、方便，適合大規(guī)模生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低；制得的腐植酸尿素能夠提高植物對尿素氮的吸收，提高尿素的有效利用率；并且該腐植酸尿素在儲藏過程中揮發(fā)飄散的氮很少，保證了該腐植酸尿素具有足夠的有效氮，可相應(yīng)的減少該腐植酸尿素的施用量，相應(yīng)的降低農(nóng)作物種植的成本。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。實(shí)施例中未注明具體條件者，按照常規(guī)條件或制造商建議的條件進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
下面對本發(fā)明實(shí)施例的腐植酸尿素及其制備方法進(jìn)行具體說明。
首先，準(zhǔn)備原料進(jìn)行腐植酸尿素的制備。
上述原料包括：稀土元素、100-200重量份的礦物油、200-300重量份的腐植酸和200-300重量份的尿素。
稀土元素包括0.02-0.04重量份的鉺，0.01-0.03重量份的釹和0.03-0.05重量份的銪。稀土對植物根系有顯著的促進(jìn)作用，植物根系是植物從其生活環(huán)境中獲取水分和養(yǎng)分的重要器官，根系的生理活性直接影響植物一生的生長發(fā)育，上述三種稀土能夠有效地提升植物根系的活性，提高植物對其它營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，減少營養(yǎng)物質(zhì)滯留土壤而導(dǎo)致的營養(yǎng)浪費(fèi)，相應(yīng)的降低植物生產(chǎn)肥料等的投入成本。除此之外，上述稀土元素還能夠促進(jìn)葉片中葉綠素含量的增加，提高葉片的光合作用速率，達(dá)到良好的增產(chǎn)目的。
進(jìn)一步地，上述原料的稀土元素中鉺為0.02-0.03重量份；釹為0.01-0.02重量份；銪為0.03-0.04重量份，既能夠?qū)崿F(xiàn)上述的各種效果，又能夠降低生產(chǎn)成本。
上述的腐植酸包括黃腐酸、腐植酸鋅、腐植酸鐵、腐植酸鉬或腐植酸鈣等，具體地，可以選用其中一種，也可以選用兩種或兩種以上的進(jìn)行組合。腐植酸是一種棕色或黑色的膠體物質(zhì)，是能溶于焦磷酸鈉和稀苛性堿的一組多種縮合含酸性基的高分子化合物，可改良土壤的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，提高土壤的保肥能力，疏松土壤，調(diào)節(jié)ph值，還可降低土壤中的重金屬含量，減少鹽離子對植物的危害。
尿素包括尿液，且尿液不少于尿素總量的90wt％，可相應(yīng)的降低生產(chǎn)成本。
上述尿素中還可以添加微量元素，包括0.3-0.6重量份的鐵、0.02-0.04重量份的銅、0.6-1.0重量份的錳、0.002-0.004重量份的鉬、0.1-0.16重量份的鋅和0.02-0.06重量份的硼。
本發(fā)明實(shí)施例中的微量元素可以是螯合態(tài)微量元素，例如：螯合鐵、螯合銅、螯合錳和螯合鋅；上述的鉬可以由鉬酸鈉提供，硼可以由硼酸提供。
其中，鐵元素是植物葉綠素的重要組成物質(zhì)，肥料中加入適量鐵元素可有效預(yù)防花蕾脫落，提高座果率。銅元素可在植物體內(nèi)構(gòu)成銅蛋白參與光合作用和氮代謝，促進(jìn)花器官發(fā)育，健壯花蕾，提高授粉質(zhì)量和座果率，并有利于枝梢、幼葉和果實(shí)生長。錳元素可參與光合作用和氮素、生長素的代謝以及糖類的積累和運(yùn)轉(zhuǎn)，促進(jìn)幼嫩器官的發(fā)育，使果實(shí)膨大、著色均勻，并能提高果實(shí)維生素c和糖類含量。鋅元素可參與生長素的代謝，促進(jìn)植株生長，且能有效預(yù)防小粒果，使果穗緊湊，改善果實(shí)口感。硼元素對植物的花粉發(fā)育、受精以及果實(shí)的發(fā)育起著至關(guān)重要的作用，此外，化肥中加入適量的硼元素還能促進(jìn)果實(shí)內(nèi)維生素的形成和植株體內(nèi)糖分的運(yùn)輸，提高植株的抗逆能力。鉬可以解決植物葉片邊緣枯焦卷曲成環(huán)狀或杯狀等問題，并且鉬對于植物對于氮的代謝有重要的影響，具有促進(jìn)固定氮的作用。在該腐植酸尿素中添加鉬和錳，能夠進(jìn)一步提升植物對腐植酸尿素中運(yùn)轉(zhuǎn)、固定和利用，提高植物對腐植酸尿素中氮的利用率，并相應(yīng)的減少該腐植酸尿素在植物生產(chǎn)上的施用量，降低植物種植的生產(chǎn)成本。
需要說明的是，上述的重量份例如為1kg、1g等，且每一重量份均為相同的。
備好相關(guān)的原料后，將礦物乳油放入容器中預(yù)熱至30-40℃，然后將上述的稀土元素、腐植酸和水混入預(yù)熱后的礦物乳油進(jìn)行第一次攪拌。
上述的容器可以是攪拌槽，例如：容積為4m3，內(nèi)含加熱盤管，材質(zhì)為s30408的攪拌槽，并且為其配以具有不銹鋼軸、風(fēng)葉的攪拌器。
上述第一次攪拌的轉(zhuǎn)速為1800-2000r/min。在進(jìn)行第一次攪拌時(shí)，選擇較低的轉(zhuǎn)速能夠?qū)⒌V物乳油、腐植酸和水充分的混合均勻，并形成相應(yīng)的懸濁液，在較低的轉(zhuǎn)速條件下，還能夠使各種稀土元素在上述的懸濁液中分散均勻。
具體地，第一次攪拌的時(shí)間可以為45min-60min，以確保各種原料充分混合均勻，但并不僅限制于上述時(shí)間，可根據(jù)具體的原料的量來決定第一次攪拌的時(shí)間。
在第一次攪拌結(jié)束后，加熱至45-55℃，再添加尿素，在2000-2400r/min的轉(zhuǎn)速下，進(jìn)行第二次攪拌，制得混合物；第二次攪拌的時(shí)間可以是45-60min，并不局限于此，可以根據(jù)具體攪拌槽中量進(jìn)行相應(yīng)的選擇，但應(yīng)當(dāng)保證攪拌槽中的反應(yīng)充分。
上述尿素還可以超微粉末尿素，采用采用尿素的超微粉末可以加快腐植酸和尿素之間的反應(yīng)速度。因此，在進(jìn)行第二次攪拌時(shí)，容器中的溫度僅需保持在45-55℃即可，在較低的溫度下進(jìn)行反應(yīng)，可以有效地減少尿素在反應(yīng)過程中的揮發(fā)、損失，減少生產(chǎn)時(shí)尿素的使用量，降低生產(chǎn)成本。第二次攪拌時(shí)選用的轉(zhuǎn)速較快，可以促使尿素的超微粉末快速的混入第一次攪拌后的混合物中，并且融于其中和腐植酸充分反應(yīng)；并且在快速的攪拌下，可以使反應(yīng)后的腐植酸尿素被包裹于礦物乳油中。由于腐植酸尿素被包裹于礦物乳油當(dāng)中，因此能夠有效地避免腐植酸尿素?fù)]發(fā)，降低其肥力。
需要說明的是，由于腐植酸尿素被包裹于礦物乳油當(dāng)中，因此可以延長制得的腐植酸尿素的儲藏時(shí)間，而不會隨著儲藏時(shí)間的延長揮發(fā)大量的腐植酸尿素，降低其相應(yīng)的肥力，保證該腐植酸尿素的使用價(jià)值不會降低。需要進(jìn)一步說明的是，礦物乳油還能夠有助于驅(qū)避土壤中的害蟲對植物的根系的侵害，避免土壤中的害蟲啃食植物的根系，保證植物根系的健康，使植物的根系代謝旺盛，對營養(yǎng)物質(zhì)充分吸收。
進(jìn)一步地，可以在尿素中添加微量元素，包括0.3-0.6重量份的鐵、0.02-0.04重量份的銅、0.6-1.0重量份的錳、0.002-0.004重量份的鉬、0.1-0.16重量份的鋅和0.02-0.06重量份的硼。
將制得的混合物輸送到尿液泵，進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，多余水分蒸發(fā)后，送入造粒塔在130-140℃條件下真空造粒，得到含水量為0.5％-0.8％，制得腐植酸尿素。
制造的腐植酸尿素為直徑95％以上為1.28-3.15mm的顆粒，顆粒狀的腐植酸尿素在施用時(shí)更加的方便，可以更加均勻的將該腐植酸尿素顆粒撒入土壤當(dāng)中，并且可以在土壤中緩慢的釋放氮元素，以滿足植物在不同時(shí)期對氮的需要。
需要說明的是，該腐植酸尿素除了可以用上述的方法制成顆粒之外，還可以是將攪拌槽中制得的混合物，放入計(jì)量泵中，再通過熔融泵進(jìn)入造粒塔，利用造粒塔制成相應(yīng)的腐植酸尿素顆粒。
以下結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的腐植酸尿素及其制備方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
實(shí)施例1
稱取200重量份的礦物乳油、300重量份的黃腐酸、300重量份的尿素(包括90wt％的尿液)、0.02重量份的鉺、0.01重量份的釹、0.03重量份的銪、0.3重量份的鐵、0.04重量份的銅、1.0重量份的錳、0.002重量份的鉬、0.1重量份的鋅和0.06重量份的硼。
將礦物乳油預(yù)熱至30℃，將鉺、釹、銪、黃腐酸和水加入礦物乳油中，在1800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行第一次攪拌60min；再加熱至45℃，加入尿素、鐵、銅、錳、鉬、鋅和硼，在2400r/min轉(zhuǎn)速條件下，攪拌60min，制得混合物。將混合物輸送到尿液泵，進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)掉多余水分，再用造粒塔在130℃條件下進(jìn)行真空造粒，得到含水量為0.5、直徑為1.28mm的腐殖酸尿素。
實(shí)施例2
稱取100重量份的礦物乳油、200重量份的腐植酸鋅、200重量份的尿素(包括92wt％的尿液)、0.04重量份的鉺、0.03重量份的釹、0.05重量份的銪、0.6重量份的鐵、0.02重量份的銅、0.6重量份的錳、0.004重量份的鉬、0.16重量份的鋅和0.02重量份的硼。
將礦物乳油預(yù)熱至40℃，將鉺、釹、銪、腐植酸鋅和水加入礦物乳油中，在2000r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行第一次攪拌45min；再加熱至55℃，加入尿素、鐵、銅、錳、鉬、鋅和硼，在2000r/min轉(zhuǎn)速條件下，攪拌45min，制得混合物。將混合物輸送到尿液泵，進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)掉多余水分，再用造粒塔在140℃條件下進(jìn)行真空造粒，得到含水量為0.8、直徑為3.15mm的腐殖酸尿素。
實(shí)施例3
稱取150重量份的礦物乳油、250重量份的腐植酸鐵、250重量份的尿素(超微粉末)、0.03重量份的鉺、0.02重量份的釹、0.04重量份的銪、0.4重量份的鐵、0.03重量份的銅、0.8重量份的錳、0.003重量份的鉬、0.12重量份的鋅和0.04重量份的硼。
將礦物乳油預(yù)熱至35℃，將鉺、釹、銪、腐植酸鐵和水加入礦物乳油中，在1900r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行第一次攪拌50min；再加熱至50℃，加入尿素、鐵、銅、錳、鉬、鋅和硼，在2200r/min轉(zhuǎn)速條件下，攪拌50min，制得混合物。將混合物輸送到尿液泵，進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)掉多余水分，再用造粒塔在135℃條件下進(jìn)行真空造粒，得到含水量為0.6、直徑為1.88mm的腐殖酸尿素。
實(shí)施例4
稱取180重量份的礦物乳油、240重量份的黃腐酸和腐植酸鈣、240重量份的尿素(包括95wt％的尿液)、0.025重量份的鉺、0.015重量份的釹、0.035重量份的銪、0.4重量份的鐵、0.025重量份的銅、0.7重量份的錳、0.003重量份的鉬、0.1重量份的鋅和0.03重量份的硼。
將礦物乳油預(yù)熱至32℃，將鉺、釹、銪、黃腐酸、腐植酸鈣和水加入礦物乳油中，在1850r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行第一次攪拌55min；再加熱至52℃，加入尿素、鐵、銅、錳、鉬、鋅和硼，在2200r/min轉(zhuǎn)速條件下，攪拌52min，制得混合物。將混合物輸送到尿液泵，進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)掉多余水分，再用造粒塔在132℃條件下進(jìn)行真空造粒，得到含水量為0.7、直徑為2.28mm的腐殖酸尿素。
實(shí)施例5
稱取160重量份的礦物乳油、300重量份的黃腐酸、腐植酸鋅、腐植酸鐵、腐植酸鉬和腐植酸鈣、300重量份的尿素、0.02重量份的鉺、0.01重量份的釹、0.03重量份的銪、0.3重量份的鐵、0.04重量份的銅、1.0重量份的錳、0.002重量份的鉬、0.1重量份的鋅和0.06重量份的硼。
將礦物乳油預(yù)熱至36℃，將鉺、釹、銪、黃腐酸、腐植酸鋅、腐植酸鐵、腐植酸鉬、腐植酸鈣和水加入礦物乳油中，在1800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行第一次攪拌50min；再加熱至48℃，加入尿素、鐵、銅、錳、鉬、鋅和硼，在2400r/min轉(zhuǎn)速條件下，攪拌60min，制得混合物。將混合物輸送到尿液泵，進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)掉多余水分，再用造粒塔在137℃條件下進(jìn)行真空造粒，得到含水量為0.7、直徑為2.88mm的腐殖酸尿素。
實(shí)施例6
稱取200重量份的礦物乳油、300重量份的黃腐酸、300重量份的尿素、0.02重量份的鉺、0.01重量份的釹、0.03重量份的銪。
將礦物乳油預(yù)熱至30℃，將鉺、釹、銪、黃腐酸和水加入礦物乳油中，在1800r/min轉(zhuǎn)速下進(jìn)行第一次攪拌60min；再加熱至45℃，加入尿素，在2400r/min轉(zhuǎn)速條件下，攪拌60min，制得混合物。將混合物輸送到尿液泵，進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)掉多余水分，再用造粒塔在137℃條件下進(jìn)行真空造粒，得到含水量為0.6、直徑為2.48mm的腐殖酸尿素。
比較實(shí)施例1-6和市售尿素(對比例)對棉花產(chǎn)量的影響，棉花品種以中棉-43為例，在常規(guī)施基肥的基礎(chǔ)上，追施實(shí)施例1-6以及對比例的肥料：分兩次施入，第一次施本發(fā)明的腐植酸尿素或市售尿素的施用量為15kg/畝，第二次施本發(fā)明的腐植酸尿素或市售尿素的施用量為10kg/畝。棉花的產(chǎn)量結(jié)果見表1。
表1棉花產(chǎn)量及增長率
根據(jù)表1的結(jié)果可知，本發(fā)明的腐植酸尿素能夠明顯的比市售的尿素提高棉花的產(chǎn)量，降低作物種植的生產(chǎn)成本，并增加經(jīng)濟(jì)效益。
綜上所述，本發(fā)明實(shí)施例的腐植酸尿素及其制備方法，可以有效地減少制備過程中尿素的揮發(fā)性損失，并能夠提高制成的腐植酸尿素的肥效，制備方法簡單、方便，適合大量生產(chǎn)，生產(chǎn)成本低；制得的腐植酸尿素能夠提高植物對尿素氮的吸收，提高尿素的有效利用率；并且該腐植酸尿素的儲藏過程中揮發(fā)飄散的氮很少，保證了該腐植酸尿素中具有足夠的有效氮，可相應(yīng)的減少該腐植酸尿素的施用量，相應(yīng)的降低農(nóng)作物種植的成本。
以上所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。