一种缓释尿素及其制作方法技术

一种缓释尿素及其制作方法，用包膜材料高分子聚合物聚醋酸乙烯酯及颗粒尿素为原料，两者按重量的配比为１～３．１∶１００，最佳配比为２．０４１∶１００。其制作方法是：将颗粒尿素筛分成φ２．００～３．００ｍｍ的粒度，将包膜材料聚醋酸乙烯酯用溶剂溶解获得包膜溶液，将以上原料按重量计量配比后，用包膜溶液对颗粒尿素包膜，经烘干、筛分和包装后制成。本发明专利技术具有可通过选择适当的包膜厚度来调节氮素的释放速率和释放量，控制其释放时间，以便同农作物的吸氮高峰期相吻合，且包膜用料省，造价成本低，易于普及用于大田农作物，降低氮肥对环境及农产品污染，制作工艺简单，适合批量化生产的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于肥料
，尤其涉及。
技术介绍
我国农田土壤普遍缺氮，施用氮肥是保障高产、稳定、优质、高效农业的关键性措施之一。目前，世界和我国氮肥的主要品种是尿素。尿素以其有效养分浓度高，性能良好，容易贮运，使用方便等优点已被广大消费者所认同。但是，尿素在施用后在土壤脲酶的作用下最终水解为CO2和NH3，在一定的环境条件下，如降雨、灌溉，则易造成淋失和挥发损失，因此氮的利用率比较低，全国平均只有36％。吉林省作为世界玉米主产区，1999年全省玉米播种面积237.5万公顷，氮肥施用量为193.6万吨(实物吨)，在施用方法上以底肥和追肥的传统方式施用普通尿素为主，每年造成了大量的氮肥损失，加之劳动力的投入，导致投入产山比增大，使农民的经济收入降低，种粮的积极性减弱。氮的低效利用，不仅造成了能源和资源的巨大浪费，而且对生存环境产生了不良后果，如对地下水、农产品造成污染，产生水体富营养化及温室效应等问题。因此，提高氮肥的利用率，减轻或免除肥料污染，发展可持续高效农业已成为各国共同关注和急待解决的课题。缓释尿素具有氮素释放缓慢，肥效持续时间长，氮肥利用率高，可以全部做底肥施用等特点，所以施用缓释尿素是解决氮肥利用率低，减少氮素损失以及追肥难等问题的良好措施。目前，世界各国均在大力发展氮肥的缓释技术，包膜尿素就是其中的一种，其制法是在尿素颗粒表面包涂一层难溶性的膜，通过膜的渗透性来控制氮素的释放，达到一次施用满足作物整个生育期的需氮要求，并可大大减轻由于分解、挥发、淋溶等造成的氮损失，提高氮的利用率。目前国外包膜型尿素主要为涂硫尿素和聚合物包膜尿素，如Puresell工业公司的生产的商品名为POLYON的多种聚合物包膜肥料，还有商品名为Trirote聚合物合物包硫尿素；Vigoro工业IMC全球公司生产的聚氯乙二烯包膜肥料，商品名为V-COTE、Woodace等；LWSCO公司生产的商品名为Polyplus的聚合物包硫尿素。但国外包膜尿素有两个最大的弱点一是昂贵的价格，由于其生产工艺相当复杂，要求精细，其每吨商品肥料价格均超过上千美元，高达普通肥料的3～9倍，即使在经济发达国家也难以接受；二是受环境胁迫，其选用的高分子材料要30年才能降解，而且包膜材料组分占包膜肥料总量的10～20％，耗用的比例偏高，若长期使用，包膜残留物必然会给土壤带来严重的环境后果。现仅能用于公园、草地、高尔夫球场和经济价值较高的果树、蔬菜和花卉等园艺作物。国内目前形成的几种主要包膜尿素有涂层尿素、磷石膏包膜尿素和钙镁磷肥包膜尿素，这些产品均具有缓效控制作用，可提高氮肥利用率，与国外相比尽管包膜量少，成本较低，但其缓释性多数过快，不能和农作物的吸氮高峰期相吻合，生产技术上与欧、美、日等国仍存在较大差距，至今尚未较大规模地用于农业生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能通过选择适当的包膜厚度来调节氮素的释放速率和释放量，控制其释放时间，以便同农作物的吸氮高峰期相吻合，且具有包膜用料省，造价成本低，易于普及用于大田农作物，降低氮肥对环境及农产品污染，制作工艺简单，适合批量化生产的缓释尿素及其制作方法，以克服已有缓释尿素存在的缺陷。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是用包膜材料高分子聚合物聚醋酸乙烯酯及颗粒尿素为原料，两者按重量的配比为1～3.1∶100，最佳配比为2.041∶1 00。其制作方法是将颗粒尿素筛分成φ2.00～3.00mm的粒度，将包膜材料聚醋酸乙烯酯用溶剂溶解获得包膜溶液，将以上原料按重量计量配比后，用包膜溶液对颗粒尿素包膜，经烘干、筛分和包装后制成。制作工艺流程见图1。所用溶剂使用甲醇，聚醋酸乙烯酯与甲醇按重量的配比为1∶4，溶解的温度为120～150℃，对挥发的甲醇补足至挥发前的数量。包膜采用的设备为包衣锅，包膜的工艺条件为包膜温度60～70℃，包衣锅转速200转/分钟，包膜溶液用喷枪喷雾，所用气体压力2～3个大气压，用1.5～2.5小时喷完。制得缓释尿素的技术指标见表1。表1 缓释尿素技术指标 缓释尿素技术指标的试验方法总氮含量的测定按照GB/T2441的规定进行。缩二脲含量的测定按照GB/T2443的规定进行。水分的测定按照GB/T2444的规定进行。粒度的测定按照GB/T2448的规定进行。包膜脱落率的测定操作步骤取250ml烧杯，加水150ml左右，然后随机取20～30粒(T)缓释尿素，放入盛水的烧杯中，缓释尿素全部溶解后，在水面直接查得空壳数量(t)。试验重复三次，取其算术平均值。计算方法包膜脱落率(％)＝(T-t)×100/T水不溶物含量的测定按照GB/T2447的规定进行。其它按颗粒尿素国家标准(GB2440-2001)执行。本专利技术的作用机理是 颗粒尿素CO(NH2)2经高分子聚合物聚醋酸乙烯酯包膜后施入土壤中，高分子聚合物包膜起到了养分扩散的屏障作用，水分通过包膜的微孔隙进入而使尿素缓慢溶解，从而达到养分缓慢释放的目的。作为缓释尿素的包膜材料聚醋酸乙烯酯(H2C＝CHOOCCH2)n，为疏水性物质，有非常好的成膜性，溶于甲醇CH3OH；而尿素与聚醋酸乙烯酯不起化学反应，且二者互不相溶，在甲醇中的溶解度很小。针对不同的农作物，通过选择适当的包膜厚度来调节氮素的释放速率和释放量，控制其释放时间，以便同农作物的吸氮高峰期相吻合。这样达到不追肥又起到追肥作用的目的。吉林农业大学“免追施化肥新品种的研制”课题组进行了缓释尿素的研制与田间试验工作，其研究与试验情况如下一、室内试验部分的研究结果与分析不同包膜量对缓释尿素中氮的释放动态的影响选用B(聚醋酸乙烯酯)为包膜材料的缓释尿素做培养试验。(1)试验方案培养试验共设(1)空白试验(空白)；(2)对照试验(对照)；(3)B1；(4)B2；(5)B3共五个处理，三次重复。空白试验(空白)为不施用任何肥料，相同条件培养、取样。对照试验(对照)是在土壤中施用普通尿素，相同条件培养取样。B1，B2和B3分别代表施用聚醋酸乙烯酯和颗粒尿素两者按重量的配比(包膜量)为1∶100，2.041∶100和3.1∶100的缓释尿素。(2)试验方法称取约含150mg氮的样品，施于高25cm、半径7.5cm的玻璃容器内，土重500克，湿度约为30％，缓释肥料均匀施于土壤深10cm的土层中，密封，土柱部分遮光。每个处理各设7、14、21、28、35、42、49、56、63、70、77、84天(d)的不同培养时间，三次重复，置于自然温度下。定期测定相同培养天数后，各处理的土壤中NH4+和NO3-的含量，同时设空白和对照试验。(3)试验结果不同包膜量对缓释尿素中氮的释放动态的影响其结果见表2。表2 不同包膜量对缓释尿素氮在土壤中释放动态的影响 注表中7d为第7天，余依此类推。释放量为累积释放量，所有数据是减去空白试验后的数据。从上表中可以看出，B1～B3的释放速度明显缓于对照。根据以上数据，对各处理中氮的释放量Q(mg/kg)对时间T(d)做散点图，如图2所示。从图2我们可以清楚地看出各处理中氮的释放情况基本是“前期少，中期多，后期趋缓”的状态，散点图中点的分布状态基本呈S型，可用Logistic曲线去拟合这一变化规律。对于各处理相对应的释放量及释放速度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缓释尿素，含有颗粒尿素及包膜用料高分子聚合物，其特征在于：所述的高分子聚合物为聚醋酸乙烯酯，聚醋酸乙烯酯与颗粒尿素按重量的配比为１～３．１∶１００。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周米平，王岩，杨靖民，刘世杰，张大克，于晓斌，温思民，马振江，
申请(专利权)人：吉林农业大学，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]