[发明专利]包膜型增效氮肥组合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及肥料领域，特别涉及一种能够减少环境污染、促进作物营养吸收、提高肥料利用率的包膜型增效氮肥组合物及其制备方法。

背景技术

我国的氮肥生产量和消费量均居世界首位，但肥料利用率低是却制约我国农业发展的一大瓶颈。数据表示，2011年我国氮肥施用量2400万吨，因肥料利用率低，氮肥通过挥发、淋溶和径流等途径损失数量巨大，直接损失肥料约1000万吨，折合人民币约340亿元。同时，随之带来土壤肥力下降、农作物品质降低、环境污染严重等后果。因此提高肥料利用率，降低肥料流失，受到国内外农业工作者广泛的关注。

γ-聚谷氨酸是微生物发酵产生的水溶性多聚氨基酸，是由谷氨酸单元通过α-氨基和γ-羧基形成肽键的高分子聚合物。γ-聚谷氨酸是一种由微生物合成的水溶性生物可降解性的新型高分子材料，广泛应用于农业、医药、食品、日化等许多领域，是一种公认的极具发展潜力的绿色化学产品。聚γ-谷氨酸具有生物可降解性、超强吸水和保水性、良好生物相容性、低免疫原性、对环境无污染、对人体无毒害等一系列独特的物理化学和生物学特性，其降解产物为无公害的谷氨酸。目前，国内外研究主要集中在产生菌的改良和基因研究，发酵过程研究和提取纯化过程研究，以及其衍生物的生产和性质的研究，其应用研究不多，而且主要集中于药用载体、化妆品的保湿剂、膳食纤维食品方面的应用研究。在农业方面研究较少，主要研究它们的植物抗病性，土壤保水剂，其它方面的研究更少。

γ-聚谷氨酸应用于农业生产的研究报道始见于20世纪90年代，主要是对作物种子活力的影响方面，随着人们对其独特的生理生化性质的认识，其在农业中的应用受到了广泛的关注。由于γ-聚谷氨酸具有生物可降解性、螯合性以及吸收促进剂等特性，γ-聚谷氨酸对养分具有吸附螯合和吸蓄功能，把植物暂时不用的养分储存起来，随作物的生长发育需要而缓慢释放，从而满足作物中后期的养分需求，避免了早衰和脱肥，减少了追肥次数和追肥量，从而大大降低了劳动强度。研究表明在保证植物生长正常的情况下，γ-聚谷氨酸的施用通常可提高化肥施用效率10~30%，使烟草、蔬菜等作物增产8~31%，水稻增产明显。使用γ-聚谷氨酸不仅可以起到节肥增效，增产提质的作用，还能够减少肥料流失导致的地表水及地下水体污染，调节土壤的微环境和土壤结构，降低农业生产成本等作用。因此，γ-聚谷氨酸在农业生产中推广应用将取得较好的社会效益和经济效益。

常用的氮肥品种大至分为铵态、硝态和酰胺态氮肥三种类型。近20年来又研制出长效氮肥（或缓效氮肥）新品种。各类氮肥主要品种如下：(1)铵态氮肥：主要有硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、氨水和液体氨；(2)硝态氮肥：主要有硝酸纳、硝酸钙；(4)酰胺态氮肥主要有尿素、氰氨化钙（石灰氮）。

按原理和工艺的不同，长效氮肥（或缓效氮肥）可粗分为两大类：包膜型和非包膜型。包膜型氮肥是物理型缓释氮肥的一种，是以不溶或难溶于水的物质作为包膜材料，把水溶性养分的化肥包裹起来，被溶的养分通过膜孔向外扩散，达到养分缓慢释放，以利于作物及时吸收利用。非包膜肥料通过采取某种制造手段，或加入某种添加剂，或加入某种载体，改变水溶性肥料的性质，从而达到控制或延缓肥料中养分释放的目的。

CN101492327A公开了一种氮肥包膜型缓释化肥，由化肥芯和化肥芯外包膜组成，包膜为氨基树脂-膨胀石墨复合物膜层或者氨基树脂-膨胀石墨复合物膜层与可降解聚合物膜层的复合膜层。所述可降解聚合物最好是氨基树脂。氨基树脂为脲醛树脂和/或三聚氰胺树脂。包膜中还可以复合有硫磺膜层和/或高阻透性有机物膜层。氨基树脂-膨胀石墨复合物膜层中还可以混合有高阻透性有机物。氨基树脂-膨胀石墨复合物膜层中膨胀石墨的质量分数最好为2%~15%范围。包膜总厚度应≥40μm，高阻透性有机物膜层厚度最好≤20μm，硫磺膜层厚度最好≤20μm。该发明提供的缓释化肥在肥料利用率等方面存在不足。

发明内容

本发明的目的在于提供一种肥料利用率高、保护环境、保护土壤结构、大量节约成本的包膜型增效氮肥组合物及其制备方法。

本发明是在普通氮肥中添加由微生物发酵得到的γ-聚谷氨酸。根据γ-聚谷氨酸添加方式的不同主要分为两种类型：非包膜型增效氮肥和包膜型增效氮肥，根据氮肥的种类不同，非包膜型增效氮肥又可分为三种类型：增效铵态氮肥、增效硝态氮肥和增效酰胺态氮肥。本发明主要涉及包膜型增效氮肥组合物及其制备方法。本发明增效氮肥中选择性的添加阻溶剂、硝化抑制剂、脲酶抑制剂、吸附剂、调理剂、表面活性剂等。