本發明涉及肥料領域，且特別涉及一種黃腐酸鉀尿素及其制備方法。
背景技術：
世界各國農業化學家進行了大量研究，開發出了各種緩釋肥料的制造方法，以提高尿素氮的利用率。例如以硫、樹脂、塑料、瀝青、磷酸鹽等包涂包裹尿素的有機包被法；降尿素與甲醛進行脲醛反應縮合成大分子難溶物如異丁叉二脲等的甲醛縮合法；以及在尿素熔融液中添加尿素酶活性抑制劑或硝化活性抑制劑等多種措施。
以上方法均可使尿素氮的利用率有一定的提高，氮的揮發相應減少。但大部分的生產工藝較為復雜、生產成本較高、產生的物質可能對環境造成污染。
棉花生長發育需要多種營養，這些營養主要通過根系從土壤中獲得，棉田土壤的理化的好壞，制約著棉花的產量和品質。由于土壤中的養分量是有限的，所以需要根據土壤狀況和棉花的需求額外的向土壤中補充營養，才能獲得高產、穩產。棉花對養分的吸收在不同時期也表現不同，因此需要肥料適時適量投入，才能提高肥料利用率，降低肥料投入成本，減少因肥料施用不當引起的環境問題。同時由于苗期、根系吸收養分能力差，將影響棉花的生長發育狀況及產量。
技術實現要素：
本發明的目的在于提供一種黃腐酸鉀尿素，此黃腐酸鉀尿素適用于棉花早期的生長，能夠較好的促進種子的萌芽和生根，促進作物對各營養元素的吸收。
本發明的另一目的在于提供一種黃腐酸鉀尿素的制備方法，該方法簡單方便，能夠提高黃腐酸鉀尿素的肥效，減少肥料的投入與浪費。
本發明解決其技術問題是采用以下技術方案來實現的。
本發明提出一種黃腐酸鉀尿素，將100-200重量份的海藻酸鈉和水混合后進行第一次攪拌形成第一混合物，然后將0.5-1.2重量份的稀土元素、0.3-0.4重量份的黃腐酸鉀加入第一混合物中進行第二次攪拌制成第二混合物，再添加200-220重量份的尿素，在1800-2000r/min的轉速下進行第三次攪拌，制得第三混合物；將第三混合物輸送到尿液泵，進入蒸發系統，再用造粒塔進行真空造粒，制得含水量為0.4％-1.0％的黃腐酸鉀尿素。
本發明提出一種黃腐酸鉀尿素，其由上述的黃腐酸鉀尿素的制備方法制得。
本發明實施例的黃腐酸鉀尿素及其制備方法的有益效果是：根據棉花在早期生長的需求制備了相應的黃腐酸鉀尿素，可有效的促進棉花植株的生長。加入稀土元素可有效的促進種子的萌芽和生根，提高其根系的活力，促進其對營養元素的吸收；加入黃腐酸鉀可以改良土壤、協調各養分的供應，還可以減少氮素的揮發損失、促進氮的吸收、延長肥效；加入海藻酸鈉可以提供多種營養元素，激活土壤的各種有機物，促進根系對土壤養分水分的吸收利用；同時利用海藻酸鈉的性質，將尿素等包裹在海藻酸鈉內，進一步減少的氮素的揮發，延長肥效，制得的黃腐酸鉀尿素可降解，用完之后不會對環境產生不良影響。本發明中的黃腐酸鉀尿素所含的營養元素豐富，能夠達到各元素相互協同的作用并提高各元素利用率的效果，使棉花在早期能夠得到較好的生長，同時，該黃腐酸鉀尿素可降解，對環境友好，此外，還能改善土壤，提高根系對營養元素的吸收。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。實施例中未注明具體條件者，按照常規條件或制造商建議的條件進行。所用試劑或儀器未注明生產廠商者，均為可以通過市售購買獲得的常規產品。
下面對本發明實施例提供的一種黃腐酸鉀尿素及其制備方法進行具體說明。
棉花的生育期劃分為5個時期，即播種出苗期、苗期、蕾期、花鈴期和吐絮期，本發明的棉花早期生長是指其播種出苗期和苗期。由于苗期、根系吸收養分能力差，將影響棉花的生長發育狀況及產量，因此根據棉花早期的生長需求，制備了該黃腐酸鉀尿素。
首先，準備原料進行黃腐酸鉀尿素的制備。
上述原料包括：100-200重量份的海藻酸鈉和水、0.5-1.2重量份的稀土元素、0.3-0.4重量份的黃腐酸鉀、200-220重量份的尿素。優選地，上述原料包括：100-200重量份的海藻酸鈉和水、0.8-1重量份的稀土元素、0.3-0.35重量份的黃腐酸鉀、200-220重量份的尿素。例如，上述原料包括：100-200重量份的海藻酸鈉和水、200-220重量份的尿素、0.8重量份的稀土元素、0.3重量份的黃腐酸鉀。
植物的生長是植物生存和繁殖的過程，作物良好的根系是其高產的基礎，引入稀土元素可以促進種子的萌芽、生根和地上部的發育，同時稀土元素對地上部株高、出葉速度、分枝和分藤都有明顯的促進作用。但是稀土元素的含量不能太高，太高會抑制植物的生長，因此本發明實施例稀土元素的用量為0.5-1.2重量份。在棉花生長的早期加入稀土元素，其能夠提高膜電位和質子跨膜梯度，從而促進作物的營養吸收、運輸和轉移；還可以提高作物內激素的含量，促進激素的遷徙，加快作物的生長；同時還能增強作物的抗旱及抑菌能力。本發明中在棉花早期生長的肥料中加入稀土元素能增強作物生理活性和營養代謝功能，調節酶的活性，促進生長激素形成；還能促進植株根系發達，增強根系活性和導管的剛性，延緩作物衰老，提高肥料利用率和疏導轉運能力。本發明實施例中，稀土元素可以為鑭、鈰、鐠和釹，也可以為其中任意兩種或兩種以上的組合。
尿素是最常用的氮素化肥，含氮46％左右，其中，氮是植物葉綠素的組成成分，當植物中氮含量充足時，植物可合成較多的蛋白質，促進細胞分裂和增長，從而可使植物葉面積增長快。尿素例如可以包括尿液，且尿液不少于尿素總量的90wt％，可以在一定程度上降低生產成本。
黃腐酸鉀能吸附交換活化土壤中很多礦質元素，如磷、鈣、鎂等，使這些元素的有效性大大增加，從而改善了作物的營養條件。因處于苗期的棉花對氮的要求較高，而普通肥料中氮容易揮發，而本發明實施例通過加入黃腐酸鉀，能夠減少氮素揮發損失，對尿素的增效作用非常顯著，可以使尿素的肥效延長。同時能夠促進氮的吸收，提高氮肥利用率，對土壤中有機氮礦化速度加快，促使土壤速效氮的含量有所提高。因處于苗期的棉花其出苗率及成苗率對后期產量有較大的影響，而本發明實施例通過加入黃腐酸鉀，可以促進種子的發芽提高其出苗率和成苗率，同時可以促進幼苗發根快、次生根多，根系伸長，使作物吸收養分和水分的能力增加，作物在地上部分表現出生長旺盛、株高、株壯，對棉花后期的增產起到促進的作用。本發明實施例中，加入一定量的黃腐酸鉀可有效地控制作物葉面氣孔的開放度，減少蒸騰作用，提高作物的抗旱能力和抗逆能力，從而對植物生長起到較好的促進作用。
海藻酸鈉是從褐藻中提取的一種生物多糖，是親水性的天然高分子聚合物，是一種線性、無毒的天然高分子聚電解質，價格低廉，來源相對廣泛，具有良好的生物相容性和生物可降解性，在使用的過程中不會對環境造成影響，其含有大量的高活性物質，植物易吸收，能夠促進作物的生長。海藻酸鈉可以降低水的表面張力，使植物表面形成一層薄膜，增大接觸面積，使水溶性物質比較容易透過莖葉表面細胞膜進入植物細胞，本發明實施例中將一定比例的稀土元素、黃腐酸鉀、尿素與海藻酸鈉混合，使植物能有效的吸取各營養成分，促進植物的生長。海藻酸鈉的親水性強，在冷水和溫水中都能溶解，形成非常粘稠的均勻的溶膠溶液，可以將稀土元素、黃腐酸鉀、尿素包裹在溶膠內，減少氮素的揮發。本實施例中，海藻酸鈉與水的重量比為2-6:100。
備好相關原料后，將海藻酸鈉和水放入容器中混合進行第一次攪拌形成第一混合物。
上述的容器可以是攪拌槽，例如：容積為4m3，內含加熱盤管，材質為S30408的攪拌槽，并且為其配以具有不銹鋼軸、風葉的攪拌器。
第一次攪拌的轉速為1300-1400r/min。在進行第一次攪拌時，選擇較低的轉速能夠將海藻酸鈉和水充分的混合均勻，并形成溶膠。具體地，第一次攪拌的時間可以為45min-60min，以確保各種原料充分混合均勻，但并不僅限制于上述時間，可根據具體的原料的量來決定第一次攪拌的時間。
在第一次攪拌結束后，然后將稀土元素、黃腐酸鉀加入第一混合物中進行第二次攪拌制成第二混合物，第二次攪拌的轉速為1500-1800r/min，目的是為了使鉬稀土元素、黃腐酸鉀在海藻酸鈉中混合分布均勻。第二次攪拌的時間可以是45-60min，并不局限于此，可以根據具體攪拌槽中量進行相應的選擇，但應當保證攪拌槽中的反應充分。
第二次攪拌結束后，添加200-250重量份的尿素，在1800-2000r/min的轉速下第三次攪拌，制得第三混合物。在較高轉速下進行第三次攪拌的目的是為了使尿素充分混入海藻酸鈉溶膠中。需要說明的是，上述尿素還可以為尿素的超微粉末。
需要說明的是，由于稀土元素、黃腐酸鉀和尿素包裹于海藻酸鈉溶膠中，因此可以延長制得的黃腐酸鉀尿素的儲藏時間，而不會隨著儲藏時間的延長揮發大量的尿素，降低其相應的肥力，保證該黃腐酸鉀尿素的使用價值不會降低。
將制得的混合物輸送到尿液泵，進入蒸發系統，多余水分蒸發后，送入造粒塔在130-140℃、常壓的條件下進行真空造粒，得到含水量為0.4％-1.0％，制得黃腐酸鉀尿素。
制得的黃腐酸鉀尿素為直徑95％以上為1.1-3.2mm的顆粒，顆粒狀的黃腐酸鉀尿素在施用時更加的方便，可以更加均勻的將該黃腐酸鉀尿素顆粒撒入土壤當中，并且可以在土壤中緩慢的釋放氮元素，以滿足植物的需要。
需要說明的是，該黃腐酸鉀尿素除了可以用上述的方法制成顆粒之外，還可以是將攪拌槽中制得的混合物，放入計量泵中，再通過熔融泵進入造粒塔，利用造粒塔制成相應的黃腐酸鉀尿素顆粒。
以下結合實施例對本發明的特征和性能作進一步的詳細描述。
實施例1
先將2重量份的海藻酸鈉和98重量份的水混合后在1300r/min的轉速下進行第一次攪拌，攪拌45min形成第一混合物；然后將0.5重量份的鑭、0.3重量份的黃腐酸鉀加入第一混合物在1500r/min的轉速下進行第二次攪拌，攪拌45min形成第二混合物；在添加200重量份的尿素(包括90wt％的尿液)，在1800r/min的轉速下進行第三次攪拌，攪拌45min制得第三混合物。將第三混合物輸送到尿液泵，進入蒸發系統，蒸發掉多余水分，再用造粒塔在130℃、常壓條件下進行真空造粒，得到含水量為0.4％、直徑為1.1mm的黃腐酸鉀尿素。
實施例2
先將11.3重量份的海藻酸鈉和188.7重量份的水混合后在1400r/min的轉速下進行第一次攪拌，攪拌60min形成第一混合物；然后將1.2重量份的鈰、0.4重量份的黃腐酸鉀加入第一混合物在1800r/min的轉速下進行第二次攪拌，攪拌60min形成第二混合物；在添加220重量份的尿素(包括95wt％的尿液)，在2000r/min的轉速下進行第三次攪拌，攪拌60min制得第三混合物。將第三混合物輸送到尿液泵，進入蒸發系統，蒸發掉多余水分，再用造粒塔在140℃、常壓條件下進行真空造粒，得到含水量為1％、直徑為3.2mm的黃腐酸鉀尿素。
實施例3
先將4重量份的海藻酸鈉和196重量份的水混合后在1350r/min的轉速下進行第一次攪拌，攪拌55min形成第一混合物；然后將0.8重量份的鐠、0.3重量份的黃腐酸鉀加入第一混合物在1700r/min的轉速下進行第二次攪拌，攪拌55min形成第二混合物；在添加210重量份的尿素(包括92wt％的尿液)，在1900r/min的轉速下進行第三次攪拌，攪拌55min制得第三混合物。將第三混合物輸送到尿液泵，進入蒸發系統，蒸發掉多余水分，再用造粒塔在135℃、常壓條件下進行真空造粒，得到含水量為0.8％、直徑為2.2mm的黃腐酸鉀尿素。
實施例4
先將3重量份的海藻酸鈉和147重量份的水混合后在1380r/min的轉速下進行第一次攪拌，攪拌55min形成第一混合物；然后將1重量份的釹、0.35重量份的黃腐酸鉀加入第一混合物在1600r/min的轉速下進行第二次攪拌，攪拌55min形成第二混合物；在添加215重量份的尿素(包括93wt％的尿液)，在1900r/min的轉速下進行第三次攪拌，攪拌55min制得第三混合物。將第三混合物輸送到尿液泵，進入蒸發系統，蒸發掉多余水分，再用造粒塔在132℃、常壓條件下進行真空造粒，得到含水量為0.6％、直徑為1.8mm的黃腐酸鉀尿素。
實施例5
先將9.5重量份的海藻酸鈉和190.5重量份的水混合后在1400r/min的轉速下進行第一次攪拌，攪拌60min形成第一混合物；然后將0.2重量份的釹、0.4重量份的鈰、0.35重量份的黃腐酸鉀加入第一混合物在1650r/min的轉速下進行第二次攪拌，攪拌60min形成第二混合物；在添加210重量份的尿素(包括97wt％的尿液)，在1950r/min的轉速下進行第三次攪拌，攪拌60min制得第三混合物。將第三混合物輸送到尿液泵，進入蒸發系統，蒸發掉多余水分，再用造粒塔在138℃、常壓條件下進行真空造粒，得到含水量為0.5％、直徑為2.5mm的黃腐酸鉀尿素。
實施例6
先將4重量份的海藻酸鈉和196重量份的水混合后在1400r/min的轉速下進行第一次攪拌，攪拌60min形成第一混合物；然后將0.3重量份的鑭、0.1重量份的鈰、0.1重量份的鐠、0.3重量份的黃腐酸鉀加入第一混合物在1650r/min的轉速下進行第二次攪拌，攪拌60min形成第二混合物；在添加215重量份的尿素(包括95wt％的尿液)，在1900r/min的轉速下進行第三次攪拌，攪拌60min制得第三混合物。將第三混合物輸送到尿液泵，進入蒸發系統，蒸發掉多余水分，再用造粒塔在140℃、常壓條件下進行真空造粒，得到含水量為0.7％、直徑為3mm的黃腐酸鉀尿素。
重復實施上述實施例1-6，制得足夠多的黃腐酸鉀尿素，在常規施肥的基礎上，以在棉花生長早期即播種出苗期和苗期施用該黃腐酸鉀尿素的棉花植株為實驗組，在常規施肥的基礎上，以在棉花生長早期施用普通肥料的棉花植株為對照組，比較該兩組棉花的植株性狀，其結果如表1所示。
表1棉花植株性狀對照表
從表1中可以看出，試驗組播種后15天左右就出苗了，最后株高達到144cm，而對照組在播種后19天左右才出苗，最后株高也只有91cm，從表1中可以看出，在棉花種植生產過程中，在早期即播種出苗期和苗期施用該黃腐酸鉀尿素的棉花植株性狀較好。
綜上所述，本發明的黃腐酸鉀尿素適用于棉花早期的生長，所含的營養元素豐富，能夠達到各元素相互協同作用并提高各元素利用率的效果，使棉花在早期能夠得到較好的生長，同時，該黃腐酸鉀尿素可降解，對環境友好，此外，還能改善土壤，提高根系對營養元素的吸收。
以上所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。本發明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發明的范圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。