[发明专利]尿素缓释肥及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种肥料及其制备方法，特别涉及一种使用阴离子型高分子聚合物作为缓释基础性组剂的尿素缓释肥及其制备方法。

背景技术

众所周知，尿素是氮含量最高、使用量最多的氮肥品种。但施入土壤后，其流失与转换之惊人所带来的资源巨大浪费，生态环境恶化，人类生存健康的危及，农作物质量和产量经济的影响已受到各界的热切关注。尿素施入土壤后，在脲酶作用下4-5天就可全部转化为NH₃和CO₂，NH₃中的N一部分被土壤吸附，供植物生长前期利用，另有相当一部分NH₃被土壤微生物作用成亚硝酸盐、硝酸盐及氮氧化物，造成了环境污染。因此，尿素的利用率一般只有30％～40％。提高尿素以及各种化肥的肥效和利用率，已成为世界各国普遍关注的重大课题。目前，发达国家在采取各种先进的增效技术后.尿素利用率已提到50％～60％.采用缓释尿素(Slow Release Urea，简称SRU)技术就是其中最有效的增效手段之一。

缓释尿素按不同的制备原理可分为物理型、化学型和物理化学型缓释尿素。

物理型是通过物理加工过程使尿素具有缓释性，有微囊法和整体法。微囊法是在尿素颗粒表面包覆惰性薄膜以控制氮的渗透速率；整体法是将尿素均匀地混合或溶解在聚合物中，形成多孔网络体系，然后随着聚合物的溶解或降解过程控制养分的释放。物理型缓释尿素包括限制溶解类尿素、抑制分解类尿素以及两者的结合。

化学型是直接或间接地将其链接到预先形成的聚合物上，构成一种新型组合物，其释放速率取决于组合物键的性质、立体化学结构、疏水性、降解难易程度和交联程度等。

物理化学型是先采用物理型的整体法处理，再在其表面通过化学型的处理方法形成包膜后构成的。如把一定量的营养粉均匀分散在聚合物溶液后进行造粒，然后在颗粒表面进行包膜，包膜剂与颗粒表面的聚合物发生化学反应，形成表面渗透膜，从而得到物理化学型缓释尿素，其养分的缓释源于表面渗透膜和聚合物网络结构的限制作用。

综上所述，在生产技术与开发应用中，可持续发展观念和相应的技术体系越来越受到人们的重视，在满足人们需要的同时，改善资源的利用状况，保持生态的良好循环，寻求最佳的物质/能源产出模式和资源利用模式，进一步减少和防止对环境、生态造成二次污染。以兼顾高效发展农业、林业和生态环境为目标，资源最大化利用为背景，设计并研制出具有减缓肥料流失、保水抗旱、抗病增产等多种功效的缓释肥。

迄今尚无使用阴离子型高分子聚合物作为缓释基础性组剂而制成的尿素缓释肥及其制备方法的相关报道。

发明内容

本发明的主要目的在于提供尿素缓释肥，使用阴离子型高分子聚合物作为缓释基础性组剂，使其能够减缓肥料流失、保水抗旱、抗病增产。

本发明的另一目的在于提供尿素缓释肥的制备方法，制备上述尿素缓释肥，能够减缓肥料流失、保水抗旱、抗病增产。

为了实现上述目的，本发明的第一技术方案是提供一种尿素缓释肥，该缓释肥含有阴离子型高分子聚合物、以及尿素；其中，按尿素100质量份计，含有阴离子型高分子聚合物0.1-1质量份，优选0.5-0.6质量份，其中所述阴离子型高分子聚合物是聚γ-谷氨酸，其分子量是100,000～1000,000，聚合度是1,000～15,000。

所述的阴离子型高分子聚合物是聚γ-谷氨酸(γ-PGA)，其分子量100,000～1000,000、聚合度1,000～15,000、粒径大小60目、水分＜4％、pH4.5-6.0。本发明所用聚γ-谷氨酸由湖北正元化工集团股份有限公司供应，聚合度约在1,000-15,000之间，其分子中含有γ-(D)-PGA，γ-(L)-PGA两种形态的阴离子型聚γ-谷氨酸。γ-PGA通常是由谷氨酸单体通过α-氨基和γ-羧基形成肽键的阴离子型高分子聚合物，可通过芽胞杆菌发酵植物材料来获得。γ-PGA的生物合成主要是通过芽胞杆菌属的地衣芽胞杆菌或枯草芽胞杆菌液体深层发酵的方式来实现。

γ-PGA涉及生物体内各种细胞功能的生物活性物质，其肽键在蛋白质分子中有很强的生物活性，体现了生物的识别、催化、调节等功能，可激化化肥，促进化肥分子活跃，从而被植物直接吸收。

前述的尿素缓释肥，该缓释肥进一步含有选自阻溶剂、脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂中的一种或多种。也就是说，该缓释肥含有尿素、聚γ-谷氨酸、以及阻溶剂、脲酶抑制剂和/或硝化抑制剂中的一种或多种。