固氮保肥增效剂、含固氮保肥增效剂的自组装式含氮肥料及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种固氮保肥增效剂，该增效剂为有机态氮源增效剂，主要由聚琥珀酰亚胺与酰胺态氮反应形成，其中聚琥珀酰亚胺的聚合度为15～80，聚琥珀酰亚胺的质量占有机态氮源增效剂总质量的20～80％。同时本发明专利技术还公开了含固氮保肥增效剂的自组装式含氮肥料，每百份含氮肥料包括固氮保肥增效剂1～70份。获得的自组装式含氮肥料，以增效剂的有效成分控制含氮肥料中氮元素的合理释放，降低常规氮源存在的挥发、淋失等损失，使肥料在施用过程，显著提高综合利用率，促进集约化农业生产的有机进行。促进集约化农业生产的有机进行。

【技术实现步骤摘要】
固氮保肥增效剂、含固氮保肥增效剂的自组装式含氮肥料及制备方法


[0001]本专利技术涉及肥料增效剂与肥料
，尤其涉及一种固氮保肥增效剂及其制备方法，以及含固氮保肥增效剂的自组装式含氮肥料及其制备方法。

技术介绍

[0002]据联合国粮农组织2017年统计，全球粮食产量大概是26.27亿吨，而中国的粮食产量为6.18亿吨，在同期全球粮食总产量中占比23.5％。为维持如此高的粮食产量，目前我国农业生产过程需消耗大量的农用化学品，其中氮肥占据了绝对的数量。2017年我国氮肥总施用达到了2220.6万吨，占世界总量的35％，虽然其中包括了诸多具有一定节氮作用的新型肥料，如超过300万吨的多肽尿素、缓控释尿素等，但当年我国氮肥综合利用率仍不足35％，造成了极大浪费。经分析，专家们一致认为施肥方法不当是造成肥料浪费的主要原因，损失的途径主要包括：铵态氮肥的氨挥发(包括尿素转化后氨的挥发)、硝态氮肥和尿素的直接淋失，以及水田中反硝化作用所引起的气态氮损失。若能有效解决上述问题，对于集约型农业发展将具有极其重大的意义。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术存在的不足，本专利技术利用固氮保肥增效剂调整氮肥中氮元素的存在形式和释放方式，从而有效提高氮肥的缓释率和综合利用率，促进集约化农业生产的高效进行。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供的固氮保肥增效剂，为有机态氮源增效剂，主要由聚琥珀酰亚胺与酰胺态氮反应形成，其中聚琥珀酰亚胺的聚合度为 15～80，聚琥珀酰亚胺的质量占有机态氮源增效剂总质量的20～80％。。
[0005]本专利技术利用聚琥珀酰亚胺与酰胺态氮反应得到的含类双缩脲结构的有机态氮源增效剂，促进含氮肥料体系中游离氮的有机化，通过环境中微生物和土壤pH的共同作用，缓慢断链释放，使作物在整个生长过程所需氮元素的供应得到满足，降低常规氮源存在的挥发、淋失等损失，从而有效提高氮肥的利用率，降低施用量，真正起到节能减排、减少碳排放的目的，促进集约化农业生产的有机进行。
[0006]作为对上述技术方案的限定，所述聚琥珀酰亚胺由天冬氨酸热聚法或马来酸铵盐热聚法或富马酸铵盐热聚法在温度180～300℃下聚合得到。
[0007]对于聚琥珀酰亚胺的选择，一般还要求聚琥珀酰亚胺中对应原材料的残留量≤2％。
[0008]由天冬氨酸(包括L
‑
天冬氨酸、D
‑
天冬氨酸和D,L
‑
天冬氨酸)热聚法或马来酸铵盐热聚法或富马酸铵盐热聚法所获得的聚琥珀酰亚胺，加入到酰胺态氮的熔融体系中，不会出现不溶物杂质或出现很少的不溶物杂质，从而不会导致后续有机氮肥中出现水不溶物含量过高的问题；同时上述原料所获得的聚琥珀酰亚胺的聚合度适中，使得加工而成的氮肥
既保证了持效性，又保持了一部分的速效性，从而延长了肥料对作物供氮的时间。
[0009]从聚合度方面来说，天冬氨酸(包括L
‑
天冬氨酸、D
‑
天冬氨酸和D,L
‑
天冬氨酸)热聚法所得到的聚琥珀酰亚胺的聚合度范围为15～80，而马来酸铵盐热聚法或富马酸铵盐热聚法获得的聚琥珀酰亚胺聚合度多集中于15～50。
[0010]如果需要继续提高聚合度，则需要在合成聚琥珀酰亚胺过程中加入一定的催化剂，而催化剂一般以磷酸及其衍生物为主，使得获得的聚琥珀酰亚胺聚合度一般>85，但是会导致在生产有机氮肥时形成一部分的水不溶物，同时会导致有机氮肥前期效果较差，使得作物前期缺少肥料供给导致生理性病害。
[0011]作为对上述技术方案的限定，所述酰胺态氮选用尿素、脲醛、丁烯叉二脲、酰胺中的至少一种。其中尿素包括普通尿素、含甲醛制成的大颗粒尿素、市场销售的含食用色素、含常规增效物质(腐殖酸、海藻酸、氨基酸及其衍生物)的新型尿素/增值尿素等；酰胺包括甲酰胺、乙酰胺、丙酰胺的一种或混合几种。
[0012]酰胺态氮中尤以尿素类、脲醛、丁烯叉二脲和酰胺类为原料，更利于与热聚法聚琥珀酰亚胺进行高效、稳定反应，稳定形成具有含类双缩脲结构的有机态缓释氮肥增效剂；添加于含氮肥料后，使获得的肥料可高效控制氮素的释放速率，进而显著提高氮素的利用率。
[0013]作为对上述技术方案的限定，所述有机态氮源增效剂主要由流体态聚琥珀酸亚胺加入到熔融态酰胺态氮反应制成。
[0014]同时，本专利技术还提供了固氮保肥增效剂的制备方法，是将原料聚琥珀酰亚胺制备成不分层的流体态物料，均匀添加至呈熔融态的酰胺态氮中，保持物料反应完全无明显聚琥珀酰亚胺存在后，成型得到增效剂。
[0015]固氮保肥增效剂的制备，是通过流体态聚琥珀酸亚胺与熔融态酰胺态氮反应，保持物料反应完全无明显聚琥珀酰亚胺存在后获得有机态氮增效剂，更利于缓释结构的生成和氮元素的控制性释放，充分发挥有机态氮源增效剂的减肥增效率。
[0016]作为对上述技术方案的限定，以水作为悬浮介质，使用胶体磨或均质机加工得到流体态聚琥珀酰亚胺；制备流体态聚琥珀酸亚胺过程中聚琥珀酰亚胺与水的质量比为1:(0.25～2.50)。
[0017]通过将聚琥珀酰亚胺均匀分散在水中得到均质化的流体态原料，利于与熔融态酰胺态氮反应，制得所需缓释结构的有机态氮源增效剂。
[0018]本专利技术进一步提供了含如上所述固氮保肥增效剂的自组装式含氮肥料，即每百份含氮肥料包括固氮保肥增效剂1～70份。
[0019]作为对上述技术方案的限定，含氮肥料中还包括辅料，辅料包括硝化抑制剂、脲酶抑制剂、增效促进剂中的至少一种。
[0020]作为对上述技术方案的限定，所述硝化抑制剂选用2
‑
氯
‑6‑
(三氯甲基) 吡啶(CP)、3,4
‑
二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)中的至少一种，每百份含氮肥料中包括硝化抑制剂0.1～5.0份；
[0021]所述脲酶抑制剂选用磷胺类脲酶抑制剂，每百份含氮肥料中包括脲酶抑制剂0.5～5.0份；
[0022]所述增效促进剂选用尿囊素、多胺类物质、寡糖素类物质、茉莉酸类物质中的至少一种，每百份含氮肥料中包括增效促进剂0.05～1.0份。
[0023]利用固氮保肥增效剂与普通含氮肥料配合，再与其它辅料共同作用，从而获得效果优异的自组装式含氮肥料。增加硝化抑制剂、脲酶抑制剂、增效促进剂等辅料，减少土壤环境对氮肥中有机态氮源缓释过程及氮元素释放后效果的不利影响，进一步提高氮肥的综合利用率，减少肥料施用量，节约成本同时降低二次污染，促进集约化农业生产效率的提升。
[0024]作为对上述技术方案的限定，将固氮保肥增效剂与辅料搅拌均匀，按比例添加至普通含氮肥料的生产过程中，获得含固氮保肥增效剂的自组装式含氮肥料。
[0025]将固氮保肥增效剂与其他辅料搅拌均匀后按照比例添加到肥料生产过程中，经喷浆造粒成型后，获得更具高利用率与高缓释性的含氮肥料，利用含氮肥料对辅料的包裹、粘合和反应热等使各物料自动参与含氮肥料的形成，最终成型本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固氮保肥增效剂，其特征在于：所述增效剂为有机态氮源增效剂，主要由聚琥珀酰亚胺与酰胺态氮反应形成，其中聚琥珀酰亚胺的聚合度为15～80，聚琥珀酰亚胺的质量占有机态氮源增效剂总质量的20～80％。2.根据权利要求1所述固氮保肥增效剂，其特征在于：所述聚琥珀酰亚胺由天冬氨酸热聚法或马来酸铵盐热聚法或富马酸铵盐热聚法在温度180～300℃下聚合得到。3.根据权利要求1所述固氮保肥增效剂，其特征在于：所述酰胺态氮选用尿素、脲醛、丁烯叉二脲、酰胺中的至少一种。4.根据权利要求1所述固氮保肥增效剂，其特征在于：所述有机态氮源增效剂主要由流体态聚琥珀酸亚胺加入到熔融态酰胺态氮反应制成。5.一种如权利要求1～4任一项所述固氮保肥增效剂的制备方法，其特征在于：将原料聚琥珀酰亚胺制备成不分层的流体态物料，均匀添加至呈熔融态的酰胺态氮中，保持物料反应完全无明显聚琥珀酰亚胺存在后，成型得到增效剂。6.根据权利要求5所述固氮保肥增效剂的制备方法，其特征在于：以水作为悬浮介质，使用胶体磨或均质机加工得到流体态聚琥珀酰亚胺；制备流体态聚琥珀酸亚胺过程中聚琥珀酰亚胺与水的质量比为1:(0.25～2.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：焦永康，范占权，赵龙梅，张阔，李华帅，刘双虎，崔晓明，李贺华，
申请(专利权)人：河北协同化学有限公司，
类型：发明
国别省市：