[发明专利]聚天冬氨酸盐改性缓释尿素、制备方法及应用

说明书

技术领域

本发明涉及肥料制备领域，具体涉及一种聚天冬氨酸盐改性缓释尿素、制备方法及应用。

背景技术

肥料是农作物的粮食，是农业生产中必不可少的基本生产资料，然而，尿素直接施入土壤中利用率较低，我国化肥的利用率仅30-40％，其余部分大都通过淋溶、径流、氨挥发等途径损失，不但造成资源浪费，同时产生地下水污染或地表水富营养化等环境问题。而且，随着经济发展，偏施化肥不但无法满足优质农产品生产的需要，反而会加剧土壤酸化、土壤板结。

尤其是对于设施菜地，为了获得高产，往往施用大量的化肥尤其是氮肥(据报道其投入量是大田的5-10倍甚至更高)，其高投入、高强度的生产方式带来了一些问题：N、P富集，养分失衡，土壤酸化，土壤次生盐渍化严重，部分种植年限长的设施菜地已经不能继续高产。不合理大量投肥是造成以上问题的主要原因，而且随着N的富集，势必引起土壤中N素的过剩、累积，盐渍化严重，表现为农作物的生理干旱，引起蔬菜生长发育不良，植株抗病性下降，病虫害加重等后果，严重影响蔬菜的质量和品质。同时硝酸盐的累积，可引起蔬菜对各营养元素吸收不平衡，酸性土壤中硝酸盐的累积可引起Fe、Mn中毒和发生Zn、Cu缺乏症；从离子毒害性的角度分析，土壤中NO₃^-过量累积，可使蔬菜体内的硝酸盐积累，品质变劣，降低蔬菜的市场竞争力，人体摄入的硝酸盐在细菌作用下可还原为亚硝酸盐，在人体胃腔中形成强力致癌物——亚硝胺，从而诱发消化系统癌变，危害人类自身健康。N素富集的另一个负面影响是，N素能导致地下水硝态氮的污染，过量的硝态氮会造成氮氧化物等温室气体的大量释放，使设施菜地内有害气体聚集量增加，对蔬菜生长产生直接危害。但是化肥对于农作物生长不可或缺，尤其是氮肥，如何在施肥和使设施菜地能够可持续发展之间找到平衡是需要我们解决的一个迫切问题。

将尿素进行化学改性使其缓慢分解，可更长时间给植物提供营养，提高肥料利用率，减少面源污染，从而提高施肥的经济效益、社会效益和环境效益，因此，施用缓释肥料成为解决此问题的有效途径。缓释肥料能有效控制养分释放速度，延长肥效期，满足作物整个生育期对养分的需求，能最大限度地提高肥料利用率，提高施肥的经济效益、社会效益和环境效益，因而，成为世界肥料研究的热点。

目前缓释尿素的研究主要集中在包膜缓控释肥以及脲甲醛肥料的制备及其应用上。包膜材料大多采用矿粉、蜡、聚合物、硫磺、高分子树脂等对尿素进行包裹，此类包膜材料难以降解，对土壤微环境的破坏作用，存在较大的争议，同时由于包膜材料需要特殊的材料和制备工艺，造成其价格过高，约为普通肥料的5-8倍，所以很难大范围推广应用。

脲甲醛肥料制备是将尿素和甲醛按照一定比例关系混合，先在碱性条件和较高温度(80℃左右)反应生成小分子化合物以及部分低聚物，然后再通过加酸调节反应液为酸性，聚合生成聚合物不同的低聚物和部分分子量较大的聚合物，即为脲甲醛肥料。在脲甲醛肥料制备过程中，很难控制其反应生成单一的低聚物，由于反应过程难以控制，不可避免会生成分子量较大的聚合物，所以脲甲醛肥料的肥效期较长，较多组分在120天左右，一些组分甚至能够达到1年以上，从而很难被当季作物利用，造成浪费，另一方面，脲甲醛肥料速效成分所占比例较少，施用时容易造成作物生长前期氮素供应不足而引起营养不良。

关于缓控释肥性能的界定并不是控释期越长肥料越好，缓控释肥的养分释放特征应该与施用的作物生长期和需肥规律相吻合，能够满足作物在各个不同生育期生长发育对养分的需求，尤其是在作物的最大需肥期，控释肥应同时出现养分释放高峰期，才能大幅度提高肥料的利用率，因此控释期的长短应以作物而宜，控释期不一定越长越好，关键是缓控释肥料养分释放是否与所施用的作物对养分的需求相同步。国外此项技术比较成熟，但制备脲甲醛肥料成本较高，一般纯的脲甲醛肥料价格大于5000元/吨，即使是脲甲醛复合肥的售价也在3500元左右，是普通尿素价格的1-4倍，所以脲甲醛肥料的应用受到一定限制，目前主要应用于一些高级花卉、高尔夫球场等领域。

综上可知，目前由于脲甲醛肥料控释期较长，与生长期较短的农作物生长规律不符，同时价格昂贵，因此在农业方面的应用较少。

发明内容

为了调节缓释期，同时降低成本，本发明提供了一种聚天冬氨酸盐改性缓释尿素、制备方法及应用。

为了实现本发明的目的，本发明首先提供一种聚天冬氨酸盐改性缓释尿素的制备方法，包括以下步骤：

(1)将甲醛加入到反应釜中，调节为弱碱性，加入尿素，在小于55℃的条件下反应，得到缓释尿素悬浮液；