一种含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料，其由以下重量份的原料制得：中微量元素螯合液0.2-0.4份，脲甲醛4.5-5.5份，磷酸一铵1.5-3.0份，硫酸钾1.5-3.0份，辅料0.5-1.5份，包膜材料0.06-0.1份。本发明将缓溶有机氮肥合成工艺与包膜技术有效结合，进而实现氮素缓释与长效功能，同时以高效、环保、绿色为宗旨，重视平衡施肥，通过养分均衡地施用来提高利用率，从肥料本身与土壤条件两方面结合完成肥料的释放与利用，满足作物不同生长期养分需求的同时，补充中微量元素，有效防止作物缺素症的发生。所选用的材料均无毒、无害，使用安全环保。

权利要求

1.一种含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料，其特征在于，所述复合肥料由以下重量份的原料制得：中微量元素螯合液0.2-0.4份，脲甲醛4.5-5.5份，磷酸一铵1.5-3.0份，硫酸钾1.5-3.0份，辅料0.5-1.5份，包膜材料0.06-0.1份；

所述中微量元素螯合液的浓度为0.04-0.06kg/L；

所述中微量元素螯合液由以下步骤制得：

步骤1)：将全水溶性生化黄腐酸配制重量比为30-40％溶液，按照体积比5:1与浓度为1mol/L的硝酸钠溶液混合，再加入中微量元素的无机盐，使中微量元素的浓度维持在

0.048-0.075kg/L，保持恒温40-60℃的条件，搅拌进行螯合反应48-60h，搅拌转速为20r/min；

其中中微量元素的无机盐中中量元素与微量元素的质量比为(4-5)：1；

步骤2)：将步骤1)所得螯合液按照体积比5:1与氨基酸液混合，维持恒温40-60℃的条件，搅拌进行螯合反应24-36h，搅拌转速为20r/min，得到中微量元素螯合液，其中微量元素的浓度为0.04-0.06kg/L；

所述包膜材料选自壳聚糖、木质素和硅藻土中的一种；

所述的复合肥料的制备方法，包括以下步骤：将脲甲醛与磷酸一铵、硫酸钾、辅料混匀后输送至造粒机中，造粒同时喷洒中微量元素螯合液，经干燥、冷却后将混合物送至包膜机内，喷洒包膜材料，得含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料。

2.根据权利要求1所述的复合肥料，其特征在于，所述复合肥料由以下重量份的原料制得：中微量元素螯合液0.3份，脲甲醛5份，磷酸一铵2份，硫酸钾2份，辅料0.6份，包膜材料0.1份。

3.权利要求1或2任一所述的复合肥料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将脲甲醛与磷酸一铵、硫酸钾、辅料混匀后输送至造粒机中，造粒同时喷洒中微量元素螯合液，经干燥、冷却后将混合物送至包膜机内，喷洒包膜材料，得含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述中微量元素螯合液由以下步骤制得：

1)将全水溶性生化黄腐酸配成溶液后与硝酸钠溶液混合，再加入中微量元素的无机盐，恒温搅拌进行一次螯合反应；

2)将步骤1)所得螯合液与氨基酸液混合，恒温搅拌进行螯合反应，得到中微量元素螯合液。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)具体为：将全水溶性生化黄腐酸配制重量比为30-40％溶液，按照体积比5:1与浓度为1mol/L的硝酸钠溶液混合，再加入中微量元素的无机盐，使中微量元素的浓度维持在0.048-0.075kg/L，保持恒温

40-60℃的条件，搅拌进行一次螯合，反应48-60h，搅拌转速为20r/min。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述中微量元素的无机盐中的中量元素与微量元素的质量比为(4-5)：1。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2)具体为：将步骤1)所得螯合液按照体积比5:1与氨基酸液混合，维持恒温40-60℃的条件，搅拌进行二次螯合反应24-36h，搅拌转速为20r/min，得到中微量元素螯合液，其中微量元素的浓度在

0.04-0.06kg/L。

说明书

一种含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及生物技术领域，具体涉及一种含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料及其制备方法。

背景技术

[0002] 近年来，化肥消费量逐年上升。但由于利用不合理，造成化肥利用率较低，氮肥的当季利用率只有20%-35%，磷为10%～20%，钾为30%～35%，不仅造成了直接的经济损失，而且部分地区因施肥不当已引起环境污染，出现地表富营养化、地下水和蔬菜中硝态氮含量超标、氧化亚氮排放量增加等问题。土壤肥力的严重不平衡，使粮食的增产在减缓，出现农民增产不增收的现象。

[0003] 在生物肥料领域，所述中微量元素包括中量元素和微量元素，其中中量元素在植物体内含量为千分之几，包括钙、镁、硫；微量元素在植物体内含量为万分之几以下，包括铁、铜、锌、锰、钼、硼，中微量元素虽然含量较低，但对植物的作用很大。

[0004] 中微量元素特别是微量元素的匮乏现象在我国日趋严重，我国缺硼面积在40%以上，缺锌面积在20%以上，缺锰、缺铁、缺铜面积分别为10%、5%、1%左右。研究表明螯合态中微量元素的肥效通常是无机中微量元素的2-5倍，其中螯合态锌的肥效可达到无机锌的10倍。但螯合中微量元素的单位成本费一般比无机中微量元素高，因此生产出价廉易得的螯合态中微量元素将对提高作物产量和质量有重要意义。

[0005] 在我国，将中微量元素与缓释肥料结合的研究已有报道，但将中微量元素进行螯合之后再与脲甲醛等缓释肥料结合的研究鲜见。因此，探索一种既能控制氮肥施放速度，又满足作物营养全面的肥料具有现实意义。

发明内容

[0006] 本发明的目的是提供一种含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料。

[0007] 本发明另一目的是提供上述复合肥料的制备方法。

[0008] 为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案。

[0009] 一种含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料，是由以下重量份的原料制得：中微量元素螯合液0.2-0.4份，脲甲醛4.5-5.5份，磷酸一铵1.5-3.0份，硫酸钾1.5-3.0份，辅料0.5-1.5份，包膜材料0.06-0.1份。

[0010] 所述中微量元素螯合液的浓度为0.04-0.06kg/L。其中中微量元素螯合液的中量元素（钙和镁之和）浓度之和为0.03-0.05kg/L，微量元素（铜、铁、锰、锌、硼、钼之和）浓度之和为0.008-0.015kg/L。

[0011] 所述辅料为本领域技术人员所理解的任何市售并有益于植物生长的辅料，如粘土、草木灰或砼肥等。

[0012] 所述复合肥料优选由以下重量份的原料制得：中微量元素螯合液0.3份，脲甲醛5份，磷酸一铵2份，硫酸钾2份，辅料0.6份，包膜材料0.1份。

[0013] 所述包膜材料选自壳聚糖、木质素和硅藻土中的一种。

[0014] 上述含螯合态中微量元素的复合肥料的制备方法，包括以下步骤：将脲甲醛与磷酸一铵、硫酸钾、辅料混匀后输送至造粒机中，造粒同时喷洒中微量元素螯合液，经干燥、冷却后将混合物送至包膜机内，喷洒包膜材料，得含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料。其中，各原料配比为：中微量元素螯合液0.2-0.4份，脲甲醛4.5-5.5份，磷酸一铵1.5-3.0份，硫酸钾1.5-3.0份，辅料0.5-1.5份，包膜材料0.06-0.1份。

[0015] 所述中微量元素螯合液由以下步骤制得：

[0016] 1）将全水溶性生化黄腐酸配成溶液后与硝酸钠溶液混合，再加入中微量元素的无机盐，恒温搅拌进行螯合反应；所述生化黄腐酸中黄腐酸含量≥50.0%，pH值在5.0-6.0之间。

[0017] 所述中微量元素的无机盐包括中量元素的无机盐：硝酸钙、硫酸镁和微量元素的无机盐：硼砂、硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁、硫酸铜、钼酸铵。

[0018] 2）将步骤1）所得螯合液与氨基酸液混合，恒温搅拌进行螯合反应，得到中微量元素螯合液。

[0019] 其中，所述中微量元素螯合液由以下步骤制得：

[0020] 所述步骤1）具体为：将全水溶性生化黄腐酸配制重量比为30-40%溶液，按照体积比5:1与浓度为1mol/L的硝酸钠溶液混合，再加入中微量元素的无机盐，使中微量元素的浓度维持在0.048-0.075kg/L，保持恒温40-60℃的条件，搅拌进行螯合反应48-60h，搅拌转速为20r/min。

[0021] 其中中微量元素的无机盐中中量元素与微量元素的质量比为（4-5）：1。

[0022] 所述步骤2）具体为：将步骤1）所得螯合液按照体积比5:1与氨基酸液混合，维持恒温40-60℃的条件，搅拌进行螯合反应24-36h，搅拌转速为20r/min，得到中微量元素螯合液，其中微量元素的浓度为0.04-0.06kg/L。

[0023] 本发明的技术效果：本发明将缓溶有机氮肥合成工艺与包膜技术有效结合，进而实现氮素缓释与长效功能，同时以高效、环保、绿色为宗旨，重视平衡施肥，通过养分均衡地施用来提高利用率，从肥料本身与土壤条件两方面结合完成肥料的释放与利用，满足作物不同生长期养分需求的同时，补充中微量元素，有效防止作物缺素症的发生。所选用的材料均无毒、无害，使用安全环保。

附图说明

[0024] 图1为螯合态中微量元素的制备方法流程图。

[0025] 图2为含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料的制备方法流程图。

[0026] 图3为不同肥料的氮素释放曲线图。

[0027] 图4为番茄在不同肥料作用下的发病率图。

具体实施方式

[0028] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0029] 实施例1

[0030] （1）中微量元素螯合液的制备：

[0031] 如图1所示，选用优质的全水溶生化黄腐酸30kg（黄腐酸含量≥50.0%，pH值5.5），加入70L的水进行溶解，取生化黄腐酸溶液50L与浓度为1mol/L的硝酸钠溶液10L混合后，加入10kg硝酸钙、5kg七水硫酸镁，1kg硼砂、0.7kg七水硫酸锌、0.5kg硫酸锰、0.4kg硫酸亚铁、0.3kg五水硫酸铜及0.2kg钼酸铵，保持恒温50℃的条件，以转速20r/min搅拌，进行中微量元素的一次螯合反应，反应时间控制在55h，得到一次螯合液；

[0032] 先将质量百分比35%氨基酸液进行除杂处理，保证其稳定常数适中，取50L上述一次螯合液与处理好的氨基酸液10L混合搅拌，保持恒温50℃的条件，控制搅拌转速20r/min，进行中微量元素的二次螯合反应，反应时间为30h，得到中微量元素螯合液（中量元素含量为：0.04kg/L，微量元素含量为：0.01kg/L）。

[0033] （2）脲甲醛的制备：

[0034] 在反应釜中加入500L水，升温至65℃，加入500kg尿素，搅拌溶解后用质量百分比20%ＮaOH调pH值至8.6，加入312.5kg甲醛，待温度上升至85℃，恒温36min，降温至30℃时，脱水干燥得脲甲醛。

[0035] （3）含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料的制备

[0036] 如图2所示，将步骤（2）所得脲甲醛500kg与200kg磷酸一铵、200kg硫酸钾、60kg粘土一起投入料斗，混匀后输送至转鼓造粒机，物料流量控制在200kg/min，连续输送物料，造粒机转速控制在12r/min，连续造粒，同时喷洒步骤（1）所得中微量元素螯合液，喷洒量30kg，喷洒速率3kg/min，连续喷洒。

[0037] 造粒的同时，使中微量元素螯合液与物料有机结合，再经干燥、冷却后，将物料输送至包膜机内，喷洒壳聚糖进行包膜，喷洒量10kg,喷洒速率控制在1.5kg/min，最终得到含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料，然后将筛分合格的产品进行包装。所得产品含氮量19%。

[0038] 实施例2

[0039] （1）中微量元素螯合液的制备：

[0040] 如图1所示，选用优质的全水溶生化黄腐酸30kg（黄腐酸含量≥50.0%，pH值5.5），加入70L的水进行溶解，取生化黄腐酸溶液50L与10L浓度为1mol/L的硝酸钠溶液混合后，加入9kg硝酸钙、4kg七水硫酸镁，1.3kg硼砂、0.5kg七水硫酸锌、0.5kg硫酸锰、0.4kg硫酸亚铁、0.3kg五水硫酸铜及0.2kg钼酸铵，保持恒温50℃的条件，以转速20r/min搅拌，进行中微量元素的一次螯合反应，反应时间控制在55h，得到一次螯合液；

[0041] 先将质量百分比35%氨基酸液进行除杂处理，保证其稳定常数适中，取50L上述一次螯合液与10L处理好的氨基酸液混合搅拌，保持恒温40℃的条件，控制搅拌转速20r/min，进行中微量元素的二次螯合反应，反应时间为30h，得到中微量元素螯合液（中量元素含量为0.036kg/L：微量元素含量为：0.01kg/L）。

[0042] （2）脲甲醛的制备：

[0043] 在反应釜中加入100L水，升温至65℃，加入400Kg尿素，搅拌溶解后用质量百分比20%ＮaOH调pH值至8.6，加入285kg甲醛，待温度上升至90℃，恒温30min，降温至30℃时，脱水干燥得脲甲醛。

[0044] （3）含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料的制备

[0045] 如图2所示，将步骤（2）所得脲甲醛500kg与200kg磷酸一铵、200kg硫酸钾、50kg砼肥一起投入料斗，混匀后输送至转鼓造粒机，物料流量控制在200kg/min，连续输送物料，造粒机转速控制在11r/min，连续造粒，同时喷洒步骤（1）所得中微量元素螯合液，喷洒量40.0kg，喷洒速率3.5kg/min，连续喷洒。造粒的同时，使中微量元素与物料有机结合，再经干燥、冷却后，将物料输送至包膜机内，喷洒壳硅藻土进行包膜，喷洒量10.0kg,喷洒速率控制在1.5kg/min，连续包膜。最终得到含螯合态中微量元素的脲甲醛复合肥料，然后将筛分合格的产品进行包装。所得产品含氮量18%。

[0046] 试验例1

[0047] 利用水浸法对实施例1进行氮素释放试验。

[0048] 称取实施例1（含氮量19%）、实施例2（含氮量18%）、脲甲醛（含氮量38%）和普通大粒尿素（含氮量46%）各100g，分别置于尼龙网袋中，再浸入盛有200mL去离子水的容器里,于25℃恒温箱中培养。分别于第1、2、5、7、10、15、20、28、35、45、50和100天时取出3个容器中的浸出液,每一次取出浸出液后再重新补加200mL去离子水,继续浸泡样品。采用对二甲氨基苯甲醛-分光光度法测定每次浸出液中CO(NH2)2-N含量。

[0049] 由图3可知，普通大粒尿素前半个月基本呈直线释放，之后稍微缓和，但释放率仍然远远高于缓释尿素，且在15天左右释放率已经高达80%；脲甲醛与实施例1、实施例2在前10天均出现一个快速释放期，之后趋于缓和，40天以后，实施例1、实施例2的释放速率低于脲甲醛的释放速率，剩余30%的氮素会在100天以后继续释放，满足作物后期的养分需求，而脲甲醛仅剩不到20%的氮素在100天以后释放。

[0050] 试验例2

[0051] 水稻盆栽肥效实验

[0052] 试验采用高30cm、直径为25cm的塑料盆载水稻,共3盆，每盆装10kg土。先分别称取磷肥、钾肥各3g均匀混于每盆土壤中,再称取普通大粒尿素、脲甲醛、实施例1三种氮肥各3g分别施于深度为8cm和16cm土壤中，按照每盆三穴，每穴三颗的数量进行移栽，定苗后浇水，定期观察。

[0053] 观察结果：每盆水稻在分蘖期生长没有太大差别，但在拔节期后，普通大粒尿素处理组的水稻长势明显较差，原因是尿素释放太快，已经无法满足后期水稻的生长，脲甲醛与实施例1各自处理组的水稻在拔节期、孕穗期和乳熟期前期，生长态势基本相似，但在水稻乳熟期后期和完熟期，实施例1处理组的水稻长势明显优于脲甲醛处理组，说明实施例1的缓释效果明显优于单一的脲甲醛产品。最后经测产，实施例1施肥的水稻产量比脲甲醛处理组的水稻产量高出3%，比普通大粒尿素处理组的产量高出8%。按上述方案对实施例2进行测试，测试结果与实施例1相同。

[0054] 试验例3

[0055] 试验在烟台市山东宝源生物有限公司厂区内的试验田进行，实验作物为番茄，实验地土壤为棕土，新土，无前茬作物。试验肥料为实施例1和实施例2、对比文件(98103120.2
X)所述的肥料和对照例（不施肥）。每种肥料分三个小区进行，每个小区面积为100m。

[0056] 前期土壤基肥均采用氮：磷：钾=16-5-20配比的复混肥（山东宝源生物有限公司），施肥量为100kg/亩。番茄移苗定植后，分别施用实施例1肥、实施例2肥、对比文件所述的肥料和对照（不施肥）进行追肥，施肥量均为60kg/亩，后期均采用氮：磷：钾=10-20-30的大量元素冲施肥。

[0057] 观察结果如图4所示：对照处理组的番茄，缺素症的发病率在35%以上，尤其是苦痘病的发病率在15%以上，对比文件所述的肥料苦痘病的发病率为8%，其它由缺素引起的病害的发病率为4%，而施用实施例1肥和2肥的番茄苦痘病的发病率平均仅为4%，其它缺素引起的病害的发病率也仅为1%。且番茄个大，表光好，口感也较对照与对比文件所述的肥料处理组的好。说明，实施例1肥和实施例2肥补充作物中微量元素效果明显优于其它产品，原因主要是实施例1和实施例2肥对中微量元素进行了生化黄腐酸与氨基酸的双重螯合，比单纯中微量元素的无机盐易吸收，且吸收率高。

[0058] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。