[发明专利]硫酸铵包膜尿素氮肥、硫酸铵包膜尿素缓控释肥及制备与应用

说明书

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种硫酸铵包膜尿素氮肥、硫酸铵包膜尿素缓控释肥及制备与应用。所述的硫酸铵包膜尿素氮肥以尿素为内核，内核外包覆硫酸铵层、硫酸铵/石蜡混合层或硫酸铵/硫磺混合层，其中，内核外包覆硫酸铵层时，尿素与硫酸铵的质量比为(75～85)：(15～25)；内核外包覆硫酸铵/石蜡混合层时，尿素、硫酸铵和石蜡的质量比为(75～85)：(15～25)：10，内核外包覆硫酸铵/硫磺混合层时，尿素、硫酸铵和硫磺的质量比为(75～85)：(15～25)：10。该氮肥可以有效降低土壤中铵根离子的浓度，显著抑制氨挥发，提高氮肥利用率，适合旱作作物作为基肥施用，也可以作为追肥施用。

技术领域

本发明属于肥料技术领域，具体涉及一种硫酸铵包膜尿素氮肥、硫酸铵包膜尿素缓控释肥及制备与应用。

背景技术

在旱地中，尿素水解为铵根离子，铵根离子在硝化细菌作用下转化为硝态氮。尿素水解受脲酶活性控制，铵根离子转化为硝态氮受硝化细菌控制。其中后者是速度限制因素。当尿素水解后，积累在土壤间隙水中的铵根离子形成很高的浓度，极易形成氨而挥发损失。据估计，氨挥发可占旱地氮损失的20％左右，在一些地区甚至高达60％以上。因此，避免土壤间隙水中铵根离子的过度积累，抑制氨挥发，减少化肥氮损失，是提高氮肥利用效率的关键之一。

传统上，应对尿素水解铵损失的途径，主要有以下几方面：(1)分次施肥，使土壤氮素供应与作物氮需求相匹配；(2)添加脲酶抑制剂；(3)肥料包膜，延缓或控制尿素溶解和释放速率。分次施肥是从施肥技术上实现氮肥利用效率的提高，要求施肥者对作物氮需求规律把握准确，技术要求高；同时需要更多的劳力投入，机会成本大。脲酶抑制剂往往是一些重金属或有机有毒物质，这些物质对农产品质量、农田质量的影响不得而知，往往在实验室研究中应用较多，生产上并未大面积使用。

包膜肥能控制肥料的释放速率，是有效的抑制氮损失的技术。包膜肥在上世纪70年代后期出现，早期的包膜肥是采用硫磺包尿素。上世纪80年代初，国内出现磷肥包尿素的包膜肥。这些早期的包膜肥由于包膜材料占肥料比重大，包膜易形成裂隙，效果上不可靠，经济上也不合算，因此并未大量应用到生产中。上世纪90年代开始，逐步有研究者提出利用沥青、树脂等做包膜材料。这类材料仍存在膜厚度不好控制，肥料释放速率可控性差，易形成二次污染的问题。近年来，包膜肥的包膜技术已日渐成熟，但包膜肥价格高，限制了在粮食作物生产中的应用。目前主要在高附加值的农作物上应用。尿素仍是生产上应用最广的肥料品种。

施用尿素后，土壤氨挥发损失大，主要与尿素在土壤中的转化过程有关。尿素水解的化学反应式如下：

尿素水解一方面释放出铵根离子，另一方面还导致土壤pH的快速上升，这是尿素水解氨挥发的根本原因。

在抑制尿素水解氨挥发方面，以往的技术路线，无论是采用包膜肥，还是采用脲酶抑制剂，多采用抑制尿素释放或水解，以避免铵根离子积累和pH上升为主。在技术上并未对另一方向，即促进铵根离子硝化的方向，进行探索。与铵态氮不同，硝态氮在土壤中不发生挥发。铵态氮转化为硝态氮的过程，是一个产酸过程，一定程度上可以抑制土壤中铵态氮的挥发。因此加快土壤硝化过程，既可以降低土壤铵态氮浓度，也可以降低pH，抑制土壤氨挥发损失。铵态氮硝化的化学反应式如下：

土壤中的硝化过程依赖于硝化细菌的群体密度。硝化细菌的增殖受铵态氮的浓度控制。当土壤中铵态氮浓度升高，硝化细菌作出响应，进行繁殖。相比于土壤中其他微生物，硝化细菌的增殖过程较慢，至少需要3天左右。这也是使用尿素后，土壤氨挥发快速增加的原因。因此，要让尿素水解氨快速转化为硝态氮，有必要设法让土壤硝化细菌先于尿素水解氨的产生进行增殖。只要土壤中有足够密度的硝化细菌，就可以加快土壤中铵态氮的转化，从而减轻旱地铵态氮的氨挥发损失。