我国腐殖酸尿素的加工方法及增产机理的可行性研究报告

第一节 腐殖酸尿素的简介

腐殖酸尿素，将腐殖酸、尿素和水按一定配比，加到带有加热体系的反应釜中，搅拌均匀，然后加热反应。控制反应温度和反应时间。反应完后置于备用容器中，静置、熟化，并冷却得到含水量较高的多孔状腐殖酸尿素复合物。经干燥、粉碎得到疏松的微粒状腐殖酸尿素（可行性研究报告）。
 

第二节 腐殖酸作为尿素增效剂的加工方法

腐殖酸作为尿素增效剂已在国内外得到了广泛的应用,其制造方法概括起来主要有以下4种类型：

一、以有机溶剂为介质制成缓溶性HA-尿素缩聚物

20世纪六、七十年代日本学者最早用液氨作溶剂,在加压的条件下,使腐殖酸与尿素反应制备腐殖酸尿素(UHA);或用甲醇或丙醇分别溶解尿素和腐殖酸(HA),然后将二者混匀,反应后回收溶剂,制得UHA产物;有的在HA碱液中加入尿素、甲醛进行缩合反应制成不溶性的固体复合物也有人将尿素与HA加热熔融后,再用30%甲醛溶液处理,得到甲酰化复合物。

二、以水为介质制成腐殖酸尿素

中国科学院山西煤化所开发、江苏省通州市农业技术推广中心和通州市专用肥料厂试生产和应用的长效腐殖酸尿素工艺,采用低于50℃,水作反应介质进行复合反应或包涂,具有工艺简单、操作条件平和、效果显著等特点。这种腐殖酸尿素的制备过程发生了离子交换、氢键缔合、羰基加成、自由基反应以及物理-化学吸附。

三、腐殖酸与尿素在高温下制成腐殖酸尿素

据日本专利报道，一种UHA的制造工艺是将腐殖酸与尿素在较高温度（130℃-150℃）下加热使其形成粒状复合物；也有的用HNO3预先氧化褐煤制成硝基腐殖酸（NHA）,再与尿素在高温下反应，制成UHA。另外，笔者也研究开发出了一套腐殖酸尿素制造的新工艺。具体工艺是将腐殖酸与尿素按一定比例混合（比例根据农作物需肥特性确定），制成特定农作物专用腐殖酸尿素肥料。

四、腐殖酸与N\P\K无机肥料制成有机-无机复混肥

近十年来，多元复混肥越来越引起人们的关注，很多人采用腐殖酸与尿素、磷、钾肥同步处理的方法，使得腐殖酸的增效性能不仅对尿素起作用，同时提高了P\K的有效性。

第三节 腐殖酸尿素的增产机理

一、抑制土壤中脲酶的活性，提高氮肥利用率

尿素施于土壤后，可在脲酶的作用下，使其水解为碳酸铵和碳酸氢铵，其转化速度随着温度的增加而加快，在10℃时，约需7-10天；20℃时，约需4-5天；30℃时，约需2-3天。因此，抑制土壤中脲酶的活性，可以降低尿素在土壤中的水解速度。来源于泥炭、风化煤的天然腐殖酸能够抑制土壤中脲酶的活性，与国际上公认的效果叫好的脲酶抑制剂二元酚和醌类如氢醌、二氨基苯磷酸盐五氢（ppt）等相比，其在土壤中较易降解，无残留，而被认为是一种新型的环保型脲酶抑制剂。在无植被土壤中添加尿素和腐殖酸尿素的培养试验的结果表明，腐殖酸对土壤中的鸟酶活性的抑制率达8.8%-29.5%，且同一时期，土壤中氮的残留量在腐殖酸包裹型尿素的处理中显著高于普通尿素的处理。另外，在7种作物24个点的田间、盆栽试验结果表明，与普通尿素相比，腐殖酸可以是尿素的利用率提高7.2%-23.0%。以对苯二酚为参比抑制剂，利用不同煤源及加工方式生产的两种腐殖酸类物质座位抑制剂，经过两年玉米盆栽试验和一年田间试验的结果表明，施用后的2-40天内，腐殖酸对脲酶活性的抑制效果与对苯二酚的效果相同或由于对苯二酚，且腐殖酸处理的玉米籽粒产量比用对苯二酚处理的增产10.34%。笔者对分别施用普通尿素、腐殖酸与普通尿素的混合物、腐殖酸尿素的玉米盆栽土壤中脲酶活性的测定结果表明，在玉米生育前期，有腐殖酸的处理土壤脲酶活性均收到抑制，其中腐殖酸尿素处理土壤中的脲酶活性最低，与普通尿素相比，脲酶活性降低12.4%。氮素利用率提高12.8%。这可能是由于腐殖酸分子中的酚羥基、醌基等活性基团对土壤脲酶活性产生了抑制作用，从而减缓了尿素在土壤中的分解速度，进而提高了尿素的肥效所致。

二、改善土壤结构，提高尿素的肥效

土壤过砂或过粘都不利于土壤对氮素的吸附及作物对养分吸收。腐殖酸能通过改善土壤结构，提高尿素的肥效。具体表现在以下2个方面：

（一）在砂质土壤中，砂粒的含量较高。砂粒表面一般很少带有电荷，尤其是负电荷，因此，由尿素转化而成铵离子不易被吸附，容易随水向土壤下层迁移，造成氮素的损失，降低了尿素利用率。

（二）在粘性土壤中，土壤致密、坚硬，非毛管孔很少，透水性差，降雨量稍多即沿地表流走，而土壤内部仍不能吸足水分；天晴后土壤常因干旱而龟裂，不利于农作物的生长。当土壤中施入腐殖酸后，腐殖酸首先与<0.002mm的粘粒矿物复合，再经胶结形成>0.002mm复合体，其中主要是0.25-0.01mm的复合体。从而形成良好的团粒结构，可以为植物提供较舒适的生长环境，有利于农作物对土壤中的氮素的吸收，从而提高尿素的肥效。

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