专利名称：有机尿素的制作方法
技术领域：
本发明涉及农业、环境保护等领域中的一种有机尿素。技术背景:
在现有技术中，一种在尿素掺入聚天门冬氨酸及其盐类的多肽尿素，能延缓尿素在土壤中的分解，从而提高了尿素的有效性，同时减少尿素的流失，减轻尿素对环境尤其是对地下水的污染。多肽尿素因此被认为是一种有关尿素的技术进步。并且，由于线性聚天门冬氨酸的一价盐对土壤中的钙、镁、铁、铜、锰、锌等二价离子具有强大的吸附、离子交换或配位络合作用，所生成的二价化合物或络合物的水溶性大为增强，能够成为土壤水分的溶质，随水迁移，容易被农作物吸收，从而使农作物的产量提高。例如，钙的碳酸盐在水中的溶解度很小，因此钙的碳酸盐在土壤中的移动性也很小，但与聚天门冬氨酸钠作用后，所生成的聚天门冬氨酸钙易溶于水，在土壤中，以土壤水分的溶质形态存在，易于迁移。在缺乏水溶态二价离子的农田，农作物因为缺乏一种或几种二价离子养分，表现出缺素症而减产，引入聚天门冬氨酸及其盐类使水溶态二价离子增加，缺素症消失，作物的产量大幅提高。但是，当线性聚天冬氨酸的一价盐作用于农田土壤中的有害重金属铅、镉时，铅、镉的理化性质也会发生变化，从非水溶性转变成水溶性的盐。在遭受铅、镉等重金属污染的地区，这些重金属向水溶性方向转化以后，移动性增强，会造成危害，一方面增大被农作物吸收的风险，使农作物减产，使农作物的重金属含量增加，甚至超过食品标准所允许的范围；另一方面，容易从农田耕层向下迁移、扩散，移动至深层土壤及地下水，逐渐污染地下水及水源。因此，多肽尿素的这种作用应该引起足够的重视。据了解，重金属污染源主要与工业生产有关，其中，铅的主要污染源是蓄电池、冶炼、五金、机械、涂料和电镀工业等部门排放的废水以及汽车尾气。铅是可在人体和动植物组织中蓄积的有毒重金属元素之一，由于长期以来广泛使用含铅汽油，使得铅成为环境中最普遍的重金属污染元素。在某些茶区，以公路边茶田土壤含铅量为基准，垂直方向的土壤含铅量变化，其浓度为每50公尺降低一个数量级。在正常的土壤环境条件下，土壤中铅主要是一些难溶化合物。因此土壤中铅主要分布在表层，移动性和植物有效性都很小。岩石圈中铅的平均含量是16mg/kg，土壤中铅含量为2 200mg/kg，我国土壤中铅的平均背景值为(26.0 士 12.4)mg/kg ;土壤中镉污染源主要是由于矿产开采、选矿、运输、冶炼等生产环节产生的废水、废渣中含有镉，某些电镀、颜料、化工、塑料、电池、电子工业的工厂生产中也会用到镉或镉制品。在自然环境中，镉主要以二价镉存在，镉在环境中的存在形态大致可分为水溶性镉、吸附性 镉和难溶性镉。虽然一些镉在土壤中以二价离子或配离子的形式存在于土壤溶液中，如单质镉、氯化镉、硫酸镉等，这类镉化合物是引起植物含镉的主要来源，但淋溶作用在不断减少土壤水溶性镉的总量，以至于这些土壤生产的农作物的含镉量未超过许可范围。另一些镉以碳酸镉、磷酸镉、氢氧化镉、硫化镉等难溶的形态存在于土壤中，这部分镉一旦转 化成水溶态，就会危及当季作物和地下水。不同母质发育的土壤，镉的含量有较大的差异，火成岩发育的土壤中镉含量大约为0.1 "0.3mg/kg,发育于变质岩的土壤中镉大约为0.1"!.0mg/kg,而发育于沉积岩的土壤中镉大约为0.3" .lmg/kg,全世界土壤中镉的平均含量为0.06mg/kg。一些污灌区农田和城市郊区农田土壤，不仅存在铅、镉等重金属污染，也存在某些微量元素富集现象。农田土壤某些水溶性微量元素浓度过大，会抑制农作物对另一些微量元素的吸收，引起养分失衡，以致减产，品质劣化。资料表明，1988年我国污染农田面积为670万公顷，1998年污染农田面积达2000万公顷，造成经济损失达2000亿元，其中由重金属污染而引起粮食减产达1000万吨，直接经济损失达100多亿元，足见重金属污染状况的严峻形势。因此，《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006 — 2020年)》中把“环境和安全”确定为重点研究领域。随着我国经济的发展和人民生活水平的提高，远离污染、保证食品安全成为现阶段一个必须解决的重大问题。发明内容:
本发明的目的是为了提供一种既能发挥多肽 尿素的优势、又能同时避免多肽尿素在活化金属尤其是重金属方面的劣势，环保效果好的有机尿素。本发明的目的是这样来实现的:
本发明有机尿素，按重量百分比由下列组分组成:
海藻酸盐0.01 10，
腐殖酸盐0.01 15，
聚天门冬氨酸盐0.01 5，
尿素余量。上述的腐殖酸盐是黄腐酸盐、富里酸盐、胡敏酸盐中的至少一种。
本发明有机尿素中引入腐殖酸盐和海藻酸盐。腐植酸是一类用途广泛的复杂有机芳香羧酸大分子，其结构组成复杂，具有酚羟基、羟基等多种官能团，具有较强的亲水、离子交换、络合和吸附能力。腐植酸也是土壤有机质的主要成分，外源腐殖酸，具有养护和改良土壤的作用。在现有技术中，腐殖酸尿素能提高氮肥尤其是尿素的氮素利用率已是不争的事实。腐殖酸也是一种脲酶抑制剂，在尿素中添加腐殖酸，对土壤脲酶产生一定抑制作用，既可以延长尿素在土壤里的存留时间，也可以提高氮素利用率，一般可以提高5% 23%。腐殖酸具来源广泛、价格低廉，源于天然，与环境友好，具有广阔的应用前景。但本发明更加关注腐殖酸对土壤重金属的化学行为产生的影响，即腐殖酸与金属配合作用，对重金属在农田土壤环境中的迁移、转化的重要影响。在外源腐殖酸(尤其是腐殖酸的一价盐)的作用下，土壤溶液中的正2价金属离子的化学行为会发生改变，将与腐殖酸形成络合物。并且，这些络合物的稳定性顺序为:Cu2 +> Ni2+ > Pb2+ > Co2+ > Zn2+ > Cd2+ > Fe3+ > Mn2+ >Mg2+ > Ca2+。在此，腐殖酸对土壤中的二价阳离子的作用与聚天门冬氨酸正好相反，使其溶解度变小，尤其是二价离子与腐殖酸中的胡敏酸形成的配合物，溶解度极低。也就是说，重金属离子与胡敏酸形成的配合物，不溶于水，在土壤中的迁移受限，使重金属对农作物的影响变小，小至无害，从而避免重金属进入生物循环。但腐殖酸抑制土壤中重金属污染的作用，存有漏洞。从腐殖酸与二价离子的稳定顺序来看，游离的锌离子能够取代固定在腐殖酸上的镉离子，形成腐殖酸锌络合物，并释放出镉离子。即在通常情况下，农田土壤中锌的丰度往往大于镉的丰度，表明在腐殖酸——2价金属离子体系中，存在锌取代镉的可能性，即锌的存在可能加大镉的溶解性，这是一种必需引起高度重视的风险。减小或避免这种风险的做法，就是进一步引入海藻酸盐。海藻酸是大分子聚合物，海藻酸基本上不溶于水和有机溶剂，可与多种碱金属及碱土金属离子发生反应。海藻酸的一价盐具水溶性，溶于水后形成粘稠的液体。海藻酸的二价盐类是一些不溶性盐。海藻酸与二价金属离子形成不溶性海藻酸盐，其结合能力顺序如下:当海藻酸D-甘露糖醛酸含量高时，Pb > Cu > Cd > Ba > Sr > Ca > Co，N1、Zn、Mn> Mg，当海藻酸中L-古洛糖醛酸含量高时，Pb > Cu > Ba > Sr > Cd > Ca > Co，N1、Zn、
Mn > Mg。这表明,在海藻酸--2价金属离子体系中，重金属铅、镉具有与海藻酸生成不溶
性盐的竞争优势，它们具有从海藻酸锌络合物中替代并释放锌离子的能力。海藻酸能填补腐殖酸的漏洞。在尿素中加入腐殖酸盐、海藻酸盐和聚天门冬氨酸盐之后，由于腐殖酸中非水溶性胡敏酸的存在，以及海藻酸盐常温下难溶于水，尿素的缓释性得到强化，在土壤中的存留时间更长；土壤中的海藻酸最终会在微生物的作用下发生物理化学变化，一部分被水解成小分子，另一部分逐渐变成腐殖酸。但部分海藻酸及其一价盐或二价盐，在水解前会转化为重金属盐，限制或避免这些重金属对当季农作物的影响，胡敏酸及其一价盐或二价盐协同这种作用，并最终接替降解后的海藻酸，固定重金属。胡敏酸的重金属盐在雨水和重力的作用下，会逐渐从农田表层迁移至耕层之下，成为无害化的存留物。在尿素中加入腐殖酸盐、海藻酸盐和聚天门冬氨酸盐，腐殖酸盐和海藻酸盐都能够为土壤微生物的活动提供基质和能源，从而间接地改良土壤结构和养分状态；海藻酸盐不仅能抑制花叶病毒病，小分子化的海藻酸还能够增加微量元素、中量元素养分的有效性，促进农作物的健康生长。本发明所指的腐殖酸盐、海藻酸盐、聚天门冬氨酸盐，包括钠盐、钾盐铵盐，也包括腐殖酸、海藻酸、聚天门冬氨酸分别与铁、锰、锌、铜结合所生成的盐。本发明可采用已有·的生产方法制成颗粒状、片状或液体或膏体。由于使用方法不同，本发明提供的有机酸尿素可以是:
1.海藻酸盐、腐殖酸盐、聚天门冬氨酸盐混合物与熔融状态的尿素混合造粒的产物，这种颗粒状产物主要用于土壤施肥，或者与磷钾养分配合后的土壤施肥。2.结晶尿素与腐殖酸盐、聚天门冬氨酸盐、海藻酸盐经润湿、混合、造粒、干燥、粉碎所得的产物，用于滴灌、根施肥，效良好；或干燥前的混合物可以经过压片、干燥，成为家庭养花的氮肥“药片”。3.结晶尿素与水溶性腐殖酸盐、聚天门冬氨酸盐、海藻酸盐混合成为液体或膏体，这种产物主要用于叶面喷施。经过大量创造性试验证明:本发明有机尿素不但能发挥多肽尿素的优势、又能同时避免多肽尿素在活化金属尤其是重金属方面的劣势，能延缓尿素在土壤中的分解，从而提高了尿素的有效性，同时减少尿素的流失，减轻尿素对环境尤其是对地下水的污染，环保效果好。
具体实施方式
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实施例1:
本实施例1按重量百分比，由下列组分组成:
海藻酸钾2，腐殖酸钾4，
聚天门冬氨酸钾1，
尿液余量。 按聚天门冬氨酸钾，腐殖酸钾，海藻酸钾投料，加适量水，在搅拌罐内混合均匀，经计量泵泵入尿液管道，与尿液经过熔融泵搅拌混合，送至造粒塔造粒，得有机酸尿素。经化验，产物含氮44%，缩二脲0.76%，含天门冬氨酸0.6%，腐殖酸2.4%:海藻酸1.2%ο 氧化钾 0.165%。实施例2:
取腐殖酸铵5kg，93.6kg结晶尿素，混匀，粉碎，过80目筛；取Ikg聚天门冬氨酸钾、
0.4kg海藻酸钾溶于10kg95°C热水，生成溶胶。在旋转造粒器中加入粉剂，并喷洒溶胶造粒，经干燥得有机酸尿素。成品含氮43%。实施例3:
取腐殖酸铵5.6kg，92kg结晶尿素，混匀，粉碎，过80目筛；取Ikg聚天门冬氨酸钾、
1.4kg海藻酸钾(或钠)溶于20kg95°C热水，生成溶胶膏体。将粉剂与热膏体混合均匀，经冷却、压片、干燥，得片剂，每片0.5/g,用于家庭养花。实施例4:
取海藻酸钾2kg，加水适量，搅拌下升温至60°C，生成均质黏稠液体，然后加入结晶尿素40kg，聚天门冬氨酸钾0.6kg，腐殖酸钾`3kg，混合均匀，得含有机酸尿素固体物45.6%的膏体。上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
权利要求
1.有机尿素，按重量百分比由下列组分组成: 海藻酸盐0.0l 10， 腐殖酸盐0.01 15， 聚天门冬氨酸盐0.01 5， 尿素余量。
2.如权利要求1所述的有机尿素，其特征在于腐殖酸盐是黄腐酸盐、富里酸盐、胡敏酸盐中的至少一种 。
全文摘要
本发明有机尿素，按重量百分比由下列原料组成海藻酸盐0.01～10，腐殖酸盐0.01～15，聚天门冬氨酸盐0.01～5，尿素余量。本发明既能发挥多肽尿素的优势、又能同时避免多肽尿素在活化金属尤其是重金属方面的劣势，环保效果好。
文档编号C05G1/00GK103242074SQ20121002900
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月10日 优先权日2012年2月10日
发明者秦怀跃 申请人:秦怀跃