一种含缩节胺的棉花专用控释尿素及其制备方法与流程

本发明涉及一种含缩节胺的棉花专用控释尿素及其制备方法，属于控释肥料技术领域。

背景技术

棉花是关系国计民生的重要战略物资，是我国第一大经济作物。氮素影响棉花产量和品质，合理施用氮肥有利于调节棉花的“源库”关系，提高棉花产量。但是近年来，随着化肥用量的增加和耕地肥力的提高，肥料的增产效应降低，氮肥利用率仅为29.1-39.0%。并且过量施用速效氮肥造成了严重的生态环境问题，如硝态氮的淋溶、氨态氮的挥发、随径流流失而导致的地表水体富营养化和生物多样性降低等。因此，具有简化施肥技术、减少肥料损失、提高肥料利用率和环境友好性的包膜控释尿素，成为解决这一问题的重要技术手段之一。

棉花具有无限生长特性，需要在现蕾期至盛花期阶段，用手摘除棉花主茎和侧枝的顶芽，费工费时。缩节胺作为外源性植物生长调节剂，通过抑制棉花营养生长，省去传统整枝操作，可节约大量劳力。同时，可提高根系合成氨基酸的能力，增加伤流液的溢泌量，改善棉株活性氧代谢，促进矿质养分的吸收，进而提高根系抗旱和抗盐能力。缩节胺在棉籽和土壤中的半衰期分别为3.17和9.58天，降解速度快，不会对生态和人体造成毒害。缩节胺可通过植株根系或叶片吸收，但由于根部施用的时间和量不易控制，且施用工序较复杂，目前多采用叶面喷施的形式控制棉花生长。传统种植模式下，棉花生育期内需喷施3-5次缩节胺，以优化冠层结构、提高产量。但是多次喷施缩节胺，增加了植棉用工，也容易因喷施时间、次数和剂量把握不当而造成棉花减产。

现有的专利“一种热固性树脂包膜尿素”（cn101372436），公布了一种能提高尿素利用率，改善作物品质，减少农业污染的一种热固性树脂包膜控释尿素，但是该发明针对性差，难以满足棉花生育期内对氮素的需求。专利“一种同步营养的棉花专用控释肥及应用”（cn101891550a），公布了一种养分释放规律与棉花养分吸收规律相同步的控释肥，解决了追肥的用工问题，但是仍需多次叶面喷施缩节胺以塑造理想株型，增加了植棉用工，降低了植棉效益。因此，根据棉花对氮素和缩节胺的需求，通过包膜技术精确控制其释放时间和释放量，一次性施入土壤后，可合理协调库源关系，实现棉花轻简化种植和优质高产。

技术实现要素：

为解决目前控释尿素针对性差的问题，本发明提供一种棉花专用的控释尿素，同时为解决追肥用工问题，本发明还提供了此棉花专用控释尿素的制备方法，其生产成本低、工艺简单。本发明所采用的技术方案是：

本发明所述的含缩节胺的棉花专用控释尿素，是以尿素颗粒、缩节胺为内核材料，以环氧树脂及固化剂为外层包膜材料，所述尿素颗粒包括尿素及辅助材料硼砂、聚天冬氨酸及黄腐酸钾，尿素颗粒中各物质重量百分比为：尿素为87-95%，辅助物料硼砂1-4%，聚天冬胺酸2-4%，黄腐酸钾2-5%；所述缩节胺占尿素颗粒总重量的百分比为0.4-0.8%；所述外层包膜材料占肥料总质量的3-5%。

本发明所述一种含缩节胺的棉花专用控释尿素，其包膜材料包括环氧树脂和固化剂，重量比为8:2-4，固化剂为三乙烯四胺、二乙烯三胺、多乙烯四胺、多乙烯多胺的一种或多种。

本发明提高含缩节胺的棉花专用控释尿素的制备方法，包括以下步骤：

（1）将尿素、硼砂、聚天冬氨酸、黄腐酸钾过60目筛，辅助物料硼砂、聚天冬氨酸、黄腐酸占尿素重量比的5-13％，将过筛后的尿素、硼砂、聚天冬氨酸、黄腐酸钾置于圆盘造粒机中，混合均匀，得混合物料；

（2）配制含缩节胺5-9%的水溶液，经雾化后缓慢喷入步骤(1)所得混合物料，形成均匀的球核颗粒，球核颗粒的水分控制在11-15%；

（3）料球在不断滚动过程中逐渐形成不同粒径的尿素颗粒，将步骤（2）所得球核颗粒放进振动筛中，筛分出粒径为2-4mm的颗粒，并将剩余物料返回圆盘造粒机中继续造粒，制得具有一定强度、颗粒均匀、表面光滑的球状包含缩节胺的尿素颗粒；

（4）将环氧树脂加热至80-95℃，按照重量比8:2-4加入固化剂，制成包膜液，所加固化剂为三乙烯四胺、二乙烯三胺、多乙烯四胺、多乙烯多胺的一种或多种，然后以少量多次的形式倾涂到尿素颗粒表面；

（5）将步骤（3）所述包含缩节胺的尿素颗粒在60℃、40rmp转速的转鼓中预热15分钟，温度加热至70℃-90℃，反复多次将步骤（4）所得包膜液加入到滚动的尿素颗粒表面，每次加入的包膜液占含缩节胺尿素颗粒重量的0.5-1%，经10-30min固化后制得含缩节胺的棉花专用控释尿素。可根据不同地区棉花对氮素养分需求时间的不同，反复多次的向尿素颗粒表面加入包膜液，总加入量约占尿素总重量的3-5%，所得产品氮素和缩节胺控释时间为90天到150天。

有益效果

本发明利用环氧树脂包膜肥料的养分释放特征，根据棉花的需氮规律和无限生长习性，制备出一种含缩节胺的棉花专用控释尿素。该含缩节胺的控释尿在前期释放少量氮素，避免因盐基离子急剧增加而造成烧苗，并减少了硝态氮的淋溶和铵态氮的挥发；同时供应少量缩节胺，促进根系活力和抗盐碱能力，利于提高棉花幼苗的抗逆性和成活率。在棉花生育中期，氮素释放快，可供应充足氮素以满足营养生长和生殖生长需求，使棉花开花早，结铃快，并供应适量缩节胺，避免叶片旺长，促进养分由枝叶向棉铃转运，增加铃重，合理协调库源关系；同时可释放一定量的硼砂、聚天冬胺酸、黄腐酸钾，减少棉铃脱落，促进棉株体内碳水化合物的运输，合理改善根部供氧状况，促进根系的生长。此肥料可提高氮素利用率，增加铃重和衣分，实现棉花种植的轻简化和高产优质，适于在棉花种植中大面积推广应用。

附图说明

图1为本发明含缩节胺的棉花专用控释尿素制作工艺流程图。

图2为本发明含缩节胺的棉花专用控释尿素在25℃静水和土壤中的释放曲线。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但不限于此。

实施例1

本发明实施例中，一种含缩节胺的棉花专用控释尿素是以尿素颗粒、缩节胺为内核材料，以环氧树脂及固化剂为外层包膜材料，尿素颗粒包括尿素及辅助材料硼砂、聚天冬氨酸及黄腐酸钾。

本发明提供含缩节胺的棉花专用控释尿素的制备方法，包括以下步骤：

（1）将19kg尿素、0.2kg硼砂、0.4kg聚天冬氨酸、0.4kg黄腐酸钾，并过60目筛，辅助物料硼砂、聚天冬氨酸、黄腐酸占物料重量比的5％，将过筛后的尿素、硼砂、聚天冬氨酸、黄腐酸钾置于圆盘造粒机中，以20rmp的转速充分混合均匀物料，得混合物料；

（2）将100g缩节胺溶入到1900ml蒸馏水中，制成含5%缩节胺的水溶液，以此为粘结剂，雾化后缓慢喷涂于步骤（１）所得混合物料表面，形成均匀的球核颗粒，料球的水分控制在11-15%；

（3）料球在不断滚动过程中逐渐形成不同粒径的尿素颗粒，将步骤（2）所得球核颗粒放进振动筛中，筛分出粒径为2-4mm的颗粒，并将剩余物料返回圆盘造粒机中继续造粒，制得具有一定强度、颗粒均匀、表面光滑的球状包含缩节胺的尿素颗粒，最后将肥料在30℃温度下烘干，经测试所得该颗粒含尿素90.5%（纯氮41.6%），含缩节胺0.45%；

（4）取环氧树脂120g，并加热至80-95℃，加入固化剂三乙烯四胺30g，混合成环氧树脂包膜液，然后以少量多次的形式倾涂到尿素颗粒表面；

（5）取步骤（3）所得包含缩节胺的尿素颗粒5kg，倒入转鼓中，在60℃、40rmp转速下预热15分钟，温度缓慢提升至至90℃，反复多次将步骤（4）所得包膜液加入到滚动的尿素颗粒表面，每次加入的包膜液为50g（占含缩节胺尿素颗粒重量的1%），经10min固化成光亮、坚韧、光滑致密的包膜层，完成一次包膜，重复三次该过程，然后将肥料冷却至室温，即得含缩节胺的棉花专用控释尿素。经测试该控释尿素含氮量为40.4%，含缩节胺0.44%，控释期为90天。

实施例2

本发明实施例中，一种含缩节胺的棉花专用控释尿素是以尿素颗粒、缩节胺为内核材料，以环氧树脂及固化剂为外层包膜材料，尿素颗粒包括尿素及辅助材料硼砂、聚天冬氨酸及黄腐酸钾。

本发明提供含缩节胺的棉花专用控释尿素的制备方法，包括以下步骤：

（1）将18kg尿素、0.5kg硼砂、0.7kg聚天冬氨酸、0.8kg黄腐酸钾过60目筛，辅助物料硼砂、聚天冬氨酸、黄腐酸占物料重量比的10％，将过筛后的尿素、硼砂、聚天冬氨酸、黄腐酸钾置于圆盘造粒机中，以20rmp的转速充分混合均匀物料，得混合物料；

（2）将150g缩节胺溶入到1850ml蒸馏水中，制成含7.5%缩节胺的水溶液，以此为粘结剂，雾化后缓慢喷涂于步骤（1）所得混合物料表面，形成均匀的球核颗粒，料球的水分控制在11-15%；

（3）料球在不断滚动过程中逐渐形成不同粒径的尿素颗粒，将步骤（2）所得球核颗粒放进振动筛中，筛分出粒径为2-4mm的颗粒，并将剩余物料返回圆盘造粒机中继续造粒，制得具有一定强度、颗粒均匀、表面光滑的球状包含缩节胺的尿素颗粒，最后将肥料在30℃温度下烘干，经测试所得该颗粒含尿素85.7%（纯氮39.4%），含缩节胺0.7%；

（4）取环氧树脂133g，将环氧树脂加热至80-95℃，加入固化剂多乙烯多胺67g，混合成环氧树脂包膜液，然后以少量多次的形式倾涂到尿素颗粒表面；

（5）取步骤（3）所得包含缩节胺的尿素颗粒5kg在60℃、40rmp转速的转鼓中预热15分钟，温度加热至90℃，反复多次将步骤（4）所得包膜液加入到滚动的尿素颗粒表面，每次加入的包膜液占含缩节胺尿素颗粒重量的1%，经10min固化成光亮、坚韧、光滑致密的包膜层，完成一次包膜，重复四次该过程，然后将肥料冷却至室温，即得含缩节胺的棉花专用控释尿素。经测试该控释尿素含氮量为38%，含缩节胺0.67%，控释期为120天。

实施例3

本发明实施例中，一种含缩节胺的棉花专用控释尿素是以尿素颗粒、缩节胺为内核材料，以环氧树脂及固化剂为外层包膜材料，尿素颗粒包括尿素及辅助材料硼砂、聚天冬氨酸及黄腐酸钾；

本发明提供含缩节胺的棉花专用控释尿素的制备方法，包括以下步骤：

（1）将17.4kg尿素、0.8kg硼砂、0.8kg聚天冬氨酸、1kg黄腐酸钾过60目筛，辅助物料硼砂、聚天冬氨酸、黄腐酸钾占物料重量比的13%，将过筛后的尿素、硼砂、聚天冬氨酸、黄腐酸钾置于圆盘造粒机中，以20rmp的转速充分混合均匀物料，得混合物料；

（2）将180g缩节胺溶入到1820ml蒸馏水中，制成含9%缩节胺的水溶液，以此为粘结剂，雾化后缓慢喷涂于步骤（1）所得混合物料表面，形成均匀的球核颗粒，料球的水分控制在11-15%；

（3）料球在不断滚动过程中逐渐形成不同粒径的尿素颗粒，将步骤（2）所得球核颗粒放进振动筛中，筛分出粒径为2-4mm的颗粒，并将剩余物料返回圆盘造粒机中继续造粒，制得具有一定强度、颗粒均匀、表面光滑的球状包含缩节胺的尿素颗粒，最后将肥料在30℃温度下烘干，经测试所得该颗粒含尿素82.8%（纯氮38.1%），含缩节胺0.85%；；

（4）取环氧树脂180g，将环氧树脂加热至80-95℃，加入固化剂多乙烯四胺70g，混合成环氧树脂包膜液，然后以少量多次的形式倾涂到尿素颗粒表面；

（5）取步骤（3）所得包含缩节胺的尿素颗粒5kg在60℃、40rmp转速的转鼓中预热15分钟，温度加热至90℃，反复多次将步骤（4）所得包膜液加入到滚动的尿素颗粒表面，每次加入的包膜液占含缩节胺尿素颗粒重量的1%，经10min固化成光亮、坚韧、光滑致密的包膜层，完成一次包膜，重复五次该过程，然后将肥料冷却至室温，即得含缩节胺的棉花专用控释尿素。经测试该控释尿素含氮量为36.2%，含缩节胺0.8%，控释期为150天。

测试例1

将本发明的控释尿素运用到棉花试验中的效果：试验共设三块试验田，分别为施用普通尿素，市售普通控释尿素（释放期4个月），实施例2的控释尿素，每个处理重复三次。试验田为35m²（宽5米，长7米），种植密度为60000株/hm²，施用的肥料用量为180-150-180kg/hm²(n-p2o5-k2o)，钾肥为普通粒状氯化钾（含k2o60%），磷肥为过磷酸钙（含p2o516%）。实施例2的控释尿素试验田不再喷施缩节胺，其余处理按习惯喷施四次，其他管理及农艺措施保持一致。

表1本发明的控释尿素对棉花产量及收益的影响

注：表中数据均为每公顷的投入和收入，其中按普通尿素价格为1900元/吨，商品控释尿素为3100元/吨，含缩节胺棉花专用控释尿素为3300元/吨，氯化钾2200元/吨，过磷酸钙800元/吨，每次用工成本为300元，其他投入为除草、浇灌、覆膜等，籽棉价格按9.1元/千克计算。

试验结果表明（表1），本发明的控释尿素较普通尿素处理节约用工成本1200元/hm²，籽棉产量增加5.36%，净收益增加8.55%，同时较商品控释尿素处理增加收益2.93%。

需要说明的是，上述实施例仅仅是实现本发明的优选方式的部分实施例，而非全部实施例。显然，基于本发明的上述实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他所有实施例，都应当属于本发明保护的范围。