本发明涉及肥料领域，且特别涉及一种黄腐酸钾尿素及其制备方法。
背景技术：
世界各国农业化学家进行了大量研究，开发出了各种缓释肥料的制造方法，以提高尿素氮的利用率。例如以硫、树脂、塑料、沥青、磷酸盐等包涂包裹尿素的有机包被法；降尿素与甲醛进行脲醛反应缩合成大分子难溶物如异丁叉二脲等的甲醛缩合法；以及在尿素熔融液中添加尿素酶活性抑制剂或硝化活性抑制剂等多种措施。
以上方法均可使尿素氮的利用率有一定的提高，氮的挥发相应减少。但大部分的生产工艺较为复杂、生产成本较高、产生的物质可能对环境造成污染。
棉花生长发育需要多种营养，这些营养主要通过根系从土壤中获得，棉田土壤的理化的好坏，制约着棉花的产量和品质。由于土壤中的养分量是有限的，所以需要根据土壤状况和棉花的需求额外的向土壤中补充营养，才能获得高产、稳产。棉花对养分的吸收在不同时期也表现不同，因此需要肥料适时适量投入，才能提高肥料利用率，降低肥料投入成本，减少因肥料施用不当引起的环境问题。同时由于苗期、根系吸收养分能力差，将影响棉花的生长发育状况及产量。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种黄腐酸钾尿素，此黄腐酸钾尿素适用于棉花早期的生长，能够较好的促进种子的萌芽和生根，促进作物对各营养元素的吸收。
本发明的另一目的在于提供一种黄腐酸钾尿素的制备方法，该方法简单方便，能够提高黄腐酸钾尿素的肥效，减少肥料的投入与浪费。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种黄腐酸钾尿素，将100-200重量份的海藻酸钠和水混合后进行第一次搅拌形成第一混合物，然后将0.5-1.2重量份的稀土元素、0.3-0.4重量份的黄腐酸钾加入第一混合物中进行第二次搅拌制成第二混合物，再添加200-220重量份的尿素，在1800-2000r/min的转速下进行第三次搅拌，制得第三混合物；将第三混合物输送到尿液泵，进入蒸发系统，再用造粒塔进行真空造粒，制得含水量为0.4％-1.0％的黄腐酸钾尿素。
本发明提出一种黄腐酸钾尿素，其由上述的黄腐酸钾尿素的制备方法制得。
本发明实施例的黄腐酸钾尿素及其制备方法的有益效果是：根据棉花在早期生长的需求制备了相应的黄腐酸钾尿素，可有效的促进棉花植株的生长。加入稀土元素可有效的促进种子的萌芽和生根，提高其根系的活力，促进其对营养元素的吸收；加入黄腐酸钾可以改良土壤、协调各养分的供应，还可以减少氮素的挥发损失、促进氮的吸收、延长肥效；加入海藻酸钠可以提供多种营养元素，激活土壤的各种有机物，促进根系对土壤养分水分的吸收利用；同时利用海藻酸钠的性质，将尿素等包裹在海藻酸钠内，进一步减少的氮素的挥发，延长肥效，制得的黄腐酸钾尿素可降解，用完之后不会对环境产生不良影响。本发明中的黄腐酸钾尿素所含的营养元素丰富，能够达到各元素相互协同的作用并提高各元素利用率的效果，使棉花在早期能够得到较好的生长，同时，该黄腐酸钾尿素可降解，对环境友好，此外，还能改善土壤，提高根系对营养元素的吸收。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例提供的一种黄腐酸钾尿素及其制备方法进行具体说明。
棉花的生育期划分为5个时期，即播种出苗期、苗期、蕾期、花铃期和吐絮期，本发明的棉花早期生长是指其播种出苗期和苗期。由于苗期、根系吸收养分能力差，将影响棉花的生长发育状况及产量，因此根据棉花早期的生长需求，制备了该黄腐酸钾尿素。
首先，准备原料进行黄腐酸钾尿素的制备。
上述原料包括：100-200重量份的海藻酸钠和水、0.5-1.2重量份的稀土元素、0.3-0.4重量份的黄腐酸钾、200-220重量份的尿素。优选地，上述原料包括：100-200重量份的海藻酸钠和水、0.8-1重量份的稀土元素、0.3-0.35重量份的黄腐酸钾、200-220重量份的尿素。例如，上述原料包括：100-200重量份的海藻酸钠和水、200-220重量份的尿素、0.8重量份的稀土元素、0.3重量份的黄腐酸钾。
植物的生长是植物生存和繁殖的过程，作物良好的根系是其高产的基础，引入稀土元素可以促进种子的萌芽、生根和地上部的发育，同时稀土元素对地上部株高、出叶速度、分枝和分藤都有明显的促进作用。但是稀土元素的含量不能太高，太高会抑制植物的生长，因此本发明实施例稀土元素的用量为0.5-1.2重量份。在棉花生长的早期加入稀土元素，其能够提高膜电位和质子跨膜梯度，从而促进作物的营养吸收、运输和转移；还可以提高作物内激素的含量，促进激素的迁徙，加快作物的生长；同时还能增强作物的抗旱及抑菌能力。本发明中在棉花早期生长的肥料中加入稀土元素能增强作物生理活性和营养代谢功能，调节酶的活性，促进生长激素形成；还能促进植株根系发达，增强根系活性和导管的刚性，延缓作物衰老，提高肥料利用率和疏导转运能力。本发明实施例中，稀土元素可以为镧、铈、镨和钕，也可以为其中任意两种或两种以上的组合。
尿素是最常用的氮素化肥，含氮46％左右，其中，氮是植物叶绿素的组成成分，当植物中氮含量充足时，植物可合成较多的蛋白质，促进细胞分裂和增长，从而可使植物叶面积增长快。尿素例如可以包括尿液，且尿液不少于尿素总量的90wt％，可以在一定程度上降低生产成本。
黄腐酸钾能吸附交换活化土壤中很多矿质元素，如磷、钙、镁等，使这些元素的有效性大大增加，从而改善了作物的营养条件。因处于苗期的棉花对氮的要求较高，而普通肥料中氮容易挥发，而本发明实施例通过加入黄腐酸钾，能够减少氮素挥发损失，对尿素的增效作用非常显著，可以使尿素的肥效延长。同时能够促进氮的吸收，提高氮肥利用率，对土壤中有机氮矿化速度加快，促使土壤速效氮的含量有所提高。因处于苗期的棉花其出苗率及成苗率对后期产量有较大的影响，而本发明实施例通过加入黄腐酸钾，可以促进种子的发芽提高其出苗率和成苗率，同时可以促进幼苗发根快、次生根多，根系伸长，使作物吸收养分和水分的能力增加，作物在地上部分表现出生长旺盛、株高、株壮，对棉花后期的增产起到促进的作用。本发明实施例中，加入一定量的黄腐酸钾可有效地控制作物叶面气孔的开放度，减少蒸腾作用，提高作物的抗旱能力和抗逆能力，从而对植物生长起到较好的促进作用。
海藻酸钠是从褐藻中提取的一种生物多糖，是亲水性的天然高分子聚合物，是一种线性、无毒的天然高分子聚电解质，价格低廉，来源相对广泛，具有良好的生物相容性和生物可降解性，在使用的过程中不会对环境造成影响，其含有大量的高活性物质，植物易吸收，能够促进作物的生长。海藻酸钠可以降低水的表面张力，使植物表面形成一层薄膜，增大接触面积，使水溶性物质比较容易透过茎叶表面细胞膜进入植物细胞，本发明实施例中将一定比例的稀土元素、黄腐酸钾、尿素与海藻酸钠混合，使植物能有效的吸取各营养成分，促进植物的生长。海藻酸钠的亲水性强，在冷水和温水中都能溶解，形成非常粘稠的均匀的溶胶溶液，可以将稀土元素、黄腐酸钾、尿素包裹在溶胶内，减少氮素的挥发。本实施例中，海藻酸钠与水的重量比为2-6:100。
备好相关原料后，将海藻酸钠和水放入容器中混合进行第一次搅拌形成第一混合物。
上述的容器可以是搅拌槽，例如：容积为4m3，内含加热盘管，材质为S30408的搅拌槽，并且为其配以具有不锈钢轴、风叶的搅拌器。
第一次搅拌的转速为1300-1400r/min。在进行第一次搅拌时，选择较低的转速能够将海藻酸钠和水充分的混合均匀，并形成溶胶。具体地，第一次搅拌的时间可以为45min-60min，以确保各种原料充分混合均匀，但并不仅限制于上述时间，可根据具体的原料的量来决定第一次搅拌的时间。
在第一次搅拌结束后，然后将稀土元素、黄腐酸钾加入第一混合物中进行第二次搅拌制成第二混合物，第二次搅拌的转速为1500-1800r/min，目的是为了使钼稀土元素、黄腐酸钾在海藻酸钠中混合分布均匀。第二次搅拌的时间可以是45-60min，并不局限于此，可以根据具体搅拌槽中量进行相应的选择，但应当保证搅拌槽中的反应充分。
第二次搅拌结束后，添加200-250重量份的尿素，在1800-2000r/min的转速下第三次搅拌，制得第三混合物。在较高转速下进行第三次搅拌的目的是为了使尿素充分混入海藻酸钠溶胶中。需要说明的是，上述尿素还可以为尿素的超微粉末。
需要说明的是，由于稀土元素、黄腐酸钾和尿素包裹于海藻酸钠溶胶中，因此可以延长制得的黄腐酸钾尿素的储藏时间，而不会随着储藏时间的延长挥发大量的尿素，降低其相应的肥力，保证该黄腐酸钾尿素的使用价值不会降低。
将制得的混合物输送到尿液泵，进入蒸发系统，多余水分蒸发后，送入造粒塔在130-140℃、常压的条件下进行真空造粒，得到含水量为0.4％-1.0％，制得黄腐酸钾尿素。
制得的黄腐酸钾尿素为直径95％以上为1.1-3.2mm的颗粒，颗粒状的黄腐酸钾尿素在施用时更加的方便，可以更加均匀的将该黄腐酸钾尿素颗粒撒入土壤当中，并且可以在土壤中缓慢的释放氮元素，以满足植物的需要。
需要说明的是，该黄腐酸钾尿素除了可以用上述的方法制成颗粒之外，还可以是将搅拌槽中制得的混合物，放入计量泵中，再通过熔融泵进入造粒塔，利用造粒塔制成相应的黄腐酸钾尿素颗粒。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
先将2重量份的海藻酸钠和98重量份的水混合后在1300r/min的转速下进行第一次搅拌，搅拌45min形成第一混合物；然后将0.5重量份的镧、0.3重量份的黄腐酸钾加入第一混合物在1500r/min的转速下进行第二次搅拌，搅拌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的转速下进行第三次搅拌，搅拌45min制得第三混合物。将第三混合物输送到尿液泵，进入蒸发系统，蒸发掉多余水分，再用造粒塔在130℃、常压条件下进行真空造粒，得到含水量为0.4％、直径为1.1mm的黄腐酸钾尿素。
实施例2
先将11.3重量份的海藻酸钠和188.7重量份的水混合后在1400r/min的转速下进行第一次搅拌，搅拌60min形成第一混合物；然后将1.2重量份的铈、0.4重量份的黄腐酸钾加入第一混合物在1800r/min的转速下进行第二次搅拌，搅拌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的转速下进行第三次搅拌，搅拌60min制得第三混合物。将第三混合物输送到尿液泵，进入蒸发系统，蒸发掉多余水分，再用造粒塔在140℃、常压条件下进行真空造粒，得到含水量为1％、直径为3.2mm的黄腐酸钾尿素。
实施例3
先将4重量份的海藻酸钠和196重量份的水混合后在1350r/min的转速下进行第一次搅拌，搅拌55min形成第一混合物；然后将0.8重量份的镨、0.3重量份的黄腐酸钾加入第一混合物在1700r/min的转速下进行第二次搅拌，搅拌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的转速下进行第三次搅拌，搅拌55min制得第三混合物。将第三混合物输送到尿液泵，进入蒸发系统，蒸发掉多余水分，再用造粒塔在135℃、常压条件下进行真空造粒，得到含水量为0.8％、直径为2.2mm的黄腐酸钾尿素。
实施例4
先将3重量份的海藻酸钠和147重量份的水混合后在1380r/min的转速下进行第一次搅拌，搅拌55min形成第一混合物；然后将1重量份的钕、0.35重量份的黄腐酸钾加入第一混合物在1600r/min的转速下进行第二次搅拌，搅拌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的转速下进行第三次搅拌，搅拌55min制得第三混合物。将第三混合物输送到尿液泵，进入蒸发系统，蒸发掉多余水分，再用造粒塔在132℃、常压条件下进行真空造粒，得到含水量为0.6％、直径为1.8mm的黄腐酸钾尿素。
实施例5
先将9.5重量份的海藻酸钠和190.5重量份的水混合后在1400r/min的转速下进行第一次搅拌，搅拌60min形成第一混合物；然后将0.2重量份的钕、0.4重量份的铈、0.35重量份的黄腐酸钾加入第一混合物在1650r/min的转速下进行第二次搅拌，搅拌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的转速下进行第三次搅拌，搅拌60min制得第三混合物。将第三混合物输送到尿液泵，进入蒸发系统，蒸发掉多余水分，再用造粒塔在138℃、常压条件下进行真空造粒，得到含水量为0.5％、直径为2.5mm的黄腐酸钾尿素。
实施例6
先将4重量份的海藻酸钠和196重量份的水混合后在1400r/min的转速下进行第一次搅拌，搅拌60min形成第一混合物；然后将0.3重量份的镧、0.1重量份的铈、0.1重量份的镨、0.3重量份的黄腐酸钾加入第一混合物在1650r/min的转速下进行第二次搅拌，搅拌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的转速下进行第三次搅拌，搅拌60min制得第三混合物。将第三混合物输送到尿液泵，进入蒸发系统，蒸发掉多余水分，再用造粒塔在140℃、常压条件下进行真空造粒，得到含水量为0.7％、直径为3mm的黄腐酸钾尿素。
重复实施上述实施例1-6，制得足够多的黄腐酸钾尿素，在常规施肥的基础上，以在棉花生长早期即播种出苗期和苗期施用该黄腐酸钾尿素的棉花植株为实验组，在常规施肥的基础上，以在棉花生长早期施用普通肥料的棉花植株为对照组，比较该两组棉花的植株性状，其结果如表1所示。
表1棉花植株性状对照表
从表1中可以看出，试验组播种后15天左右就出苗了，最后株高达到144cm，而对照组在播种后19天左右才出苗，最后株高也只有91cm，从表1中可以看出，在棉花种植生产过程中，在早期即播种出苗期和苗期施用该黄腐酸钾尿素的棉花植株性状较好。
综上所述，本发明的黄腐酸钾尿素适用于棉花早期的生长，所含的营养元素丰富，能够达到各元素相互协同作用并提高各元素利用率的效果，使棉花在早期能够得到较好的生长，同时，该黄腐酸钾尿素可降解，对环境友好，此外，还能改善土壤，提高根系对营养元素的吸收。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。