一种甘蔗专用硫酸脲复合肥及其制备方法与应用与流程

1.本发明属于肥料技术领域，特别涉及一种甘蔗专用硫酸脲复合肥及其制备方法与应用。


背景技术：

2.甘蔗是温带和热带农作物，是制造蔗糖的原料。中国是世界最大的甘蔗生产国之一，而广西的甘蔗种植面积占全国的60％以上。甘蔗生长期长，植株高大，产量高。蔗区常年种植甘蔗，土壤肥力有限，同时受质地等因素影响，很多情况下，需通过施肥来补充肥力，在整个生长期中，施肥量的多少是是实现甘蔗增产的主要有效途径之一。
3.氮、磷、钾是甘蔗生长发育所必需的大量营养元素，据统计，每生产一千千克甘蔗，需要从土壤中吸收氮肥一点五到二公斤，磷一点五公斤，氧化钾两点五公斤。然而甘蔗各生育期对肥料的吸收并非一层不变，甘蔗苗期对养分的吸收少，分蘖期逐渐增加，伸长期吸收量最大，成熟期又减少。生产上采用的施肥原则是：“重施基肥，适时分期追肥”。如果只施追肥，而不施基肥，则甘蔗容易长成：头重脚轻，上粗下细，容易倒伏。反之只施基肥，不施追肥，则后劲不足，形成“鼠尾蔗”，影响产量。目前，甘蔗的基肥主要施氮磷钾复合肥，这些基肥虽然能在一定程度上满足甘蔗的生长所需，但氮、磷、钾的利用率并不高，很多蔗农靠多施复合肥来提高甘蔗产量，多施的复合肥不但增加甘蔗种植的成分，还有部分肥料随水土流失，对环境造成污染。
4.目前，市面上也有很多含氮、磷、钾的复合肥料，但养分释放供给期长、质量稳定、利用率高的甘蔗专用硫酸脲复合肥尚未见报道。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种甘蔗专用硫酸脲复合肥及其制备方法与应用，从而克服现有甘蔗用氮、磷、钾复合肥料质量不够稳定、利用率不够高的缺陷。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种甘蔗专用硫酸脲复合肥，包括如下重量份原料：75％的浓硫酸20-25份，尿素40-45份，重过磷酸钙10-15份，氯化钾20-25份，双氰胺0.2-0.5份和腐植酸0.2-0.5份。
7.本肥料中的复合生成的硫酸脲具有“速效+长效”的效果，硫酸脲与腐殖酸和双氰胺等结合提高肥料的利用率，肥料质量稳定，可满足甘蔗生长周期长所需的氮、磷、钾，并能减少肥料的施用量。
8.优选的，所述甘蔗专用硫酸脲复合肥中，氮含量以n计为20％，磷含量以p2o5计为6％，钾含量以k2o计为14％。
9.本技术的另一技术方案：所述甘蔗专用硫酸脲复合肥的制备方法，包括如下步骤：
10.s1：配制75％的浓硫酸溶液备用；
11.s2：选取含氮46％的尿素备用；
12.s3：选取含五氧化二磷46％的重过磷酸钙备用；
13.s4：选取含氧化钾60％的氯化钾备用；
14.s5：在室温下，将步骤s2的尿素溶于步骤s1的浓硫酸中，混合均匀形成稳定的硫酸脲；
15.s6：在复合肥反应器中加入硫酸脲、重过磷酸钙、氯化钾、双氰胺和腐植酸，搅拌均匀，反应20分钟以后，检测产物中的氮、磷和钾重量百分含量，待产物中n含量为20-22％，p2o5含量为6-8％，k2o含量为14-15％；结束反应，制得甘蔗专用硫酸脲复合肥。
16.本方法获得的甘蔗专用硫酸脲复合肥，比直接简单混合获得的复合肥分子结构更稳定，肥效更好。
17.优选的，步骤s6中，控制反应温度在25～33℃之间，反应时间为20～40分钟。
18.优选的，步骤s6中，每1吨所述甘蔗专用硫酸脲复合肥中加入双氰胺3公斤和腐植酸2公斤。
19.本技术的又一技术方案：所述甘蔗专用硫酸脲复合肥在甘蔗中的应用。
20.优选的，所述甘蔗专用硫酸脲复合肥的用量为60-80公斤/亩。进一步地，所述甘蔗专用硫酸脲复合肥在甘蔗施基肥时施用。
21.与现有的技术相比，本发明具有如下有益效果：
22.1.本发明的甘蔗专用硫酸脲复合肥，利用硫酸脲复合反应过程中产生的硫脲(硫脲既是脲酶抑制剂，又是硝化抑制剂)，减缓尿素的水解速度，这个时间需要尿酶抑制剂去抑制脲酶的活性，从而减缓尿素的水解。硫酸脲与腐殖酸和双氰胺(双聚氰胺)结合；双氰胺可控制硝化菌的活动，使氮肥在土壤中的转化速度得到调节，减少氮的损失，提高肥料的使用效率；腐植酸大分子的基本结构是芳环和脂环，环上连有羧基、羟基、羰基、醌基、甲氧基等官能团。与金属离子有交换、吸附、络合、螯合等作用；在分散体系中作为聚电解质、有凝聚、胶溶、分散等作用。腐植酸分子上还有一定数量的自由基，具有生理活性。可有效增强肥效，提高肥料的利用率。
23.2.本发明的甘蔗专用硫酸脲复合肥与传统的氮磷钾复合肥相比，氮、磷、钾的有效性提高30％以上。
24.3.本发明的甘蔗专用硫酸脲复合肥，硫酸脲是一个尿素分子与两个硫酸分子耦合大分子结构，水解的能稳定在网状大分子之间，保证了速缓最优比例组合，达到化学反应之后的“速效+长效”。
25.4.本发明方法生产的硫酸脲与双氰胺和腐植酸结合，提高肥料的利用率，肥料质量稳定，可满足甘蔗生长周期长所需的氮、磷、钾，并能减少肥料的施用量。
具体实施方式
26.下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
27.实施例1
28.试验地位于广西崇左扶绥县龙头镇，种植的甘蔗品种为：桂糖44号。设置2个处理方式进行甘蔗田间施肥试验：
29.处理1：施用本技术的甘蔗专用硫酸脲复合肥。
30.所述甘蔗专用硫酸脲复合肥包括如下重量百分比反应原料：浓硫酸21％，尿素42％，重过磷酸钙13.1％，氯化钾23.4％，双氰胺0.3％和腐植酸0.2％。
31.所述甘蔗专用硫酸脲复合肥的制备方法包括如下步骤：
32.s1：配制75％的浓硫酸溶液备用；
33.s2：选取含氮46％的尿素备用；
34.s3：选取含五氧化二磷46％的重过磷酸钙备用；
35.s4：选取含氧化钾60％的氯化钾备用；
36.s5：在室温下，将步骤s2的尿素溶于步骤s1的浓硫酸中，混合均匀形成稳定的硫酸脲；
37.s6：在复合肥反应器中加入硫酸脲、重过磷酸钙、氯化钾、双氰胺和腐植酸，搅拌均匀，控制反应温度在25～33℃之间，反应20分钟以后，检测产物中的氮、磷和钾重量百分含量，当待产物中n含量为20％，p2o5含量为6％，k2o含量为14％；结束反应，制得甘蔗专用硫酸脲复合肥。
38.处理2：施甘蔗专用复合肥，所述甘蔗专用复合肥(含硝态氮)由市面上采购(富岛甘蔗专有肥)，其中，氮磷钾的质量比为n：p：k＝15:10:15。
39.按以上不同处理施肥，于施基肥期，分别采用等量进行施肥，其中，每亩施70公斤本技术的甘蔗专用硫酸脲复合肥，施甘蔗专用复合肥(硝基，含硝态氮)也是同样亩施70公斤，并按常规方法进行种植和管理。甘蔗的产量有明显的不同，具体见表1。
40.表1不同处理方法种植甘蔗的效果对比表
[0041][0042]
由表1可见，施用本技术的甘蔗专用硫酸脲复合肥，比施用甘蔗专用复合肥(硝基，含硝态氮)的肥料利用率显著提高，甘蔗产量6211公斤/亩，较甘蔗专用复合肥(硝基，含硝态氮)的5014公斤/亩增产1197公斤/亩，增产率23.9％。种植甘蔗200天后，施用甘蔗专用硫酸脲复合肥土壤碱解氮含量69ppm，较施用甘蔗专用复合肥(硝基，含硝态氮)的土壤碱解氮含量23ppm，高46ppm。可见使用甘蔗专用硫酸脲复合肥能确保土壤中碱解氮含量处于较高水平并延长供氮时间。
[0043]
实施例2
[0044]
试验地位于广西崇左扶绥县龙头镇，种植的甘蔗品种为：桂糖44号。设置2个处理方式进行甘蔗田间施肥试验：
[0045]
处理1：施用本技术的甘蔗专用硫酸脲复合肥。
[0046]
所述甘蔗专用硫酸脲复合肥包括如下重量百分比反应原料：浓硫酸20％，尿素43.2％，重过磷酸钙13.0％，氯化钾23.3％，双氰胺0.3％和腐植酸0.2％。所述甘蔗专用硫酸脲复合肥中，氮含量以n计为20％，磷含量以p2o5计为6％，钾含量以k2o计为14％。
[0047]
所述甘蔗专用硫酸脲复合肥的制备方法包括如下步骤：
[0048]
s1：配制75％的浓硫酸溶液备用；
[0049]
s2：选取含氮46％的尿素备用；
[0050]
s3：选取含五氧化二磷46％的重过磷酸钙备用；
[0051]
s4：选取含氧化钾60％的氯化钾备用；
[0052]
s5：在室温下，将步骤s2的尿素溶于步骤s1的浓硫酸中，混合均匀形成稳定的硫酸脲；
[0053]
s6：在复合肥反应器中加入硫酸脲、重过磷酸钙、氯化钾、双氰胺和腐植酸，搅拌均匀，控制反应温度在25～33℃之间，反应20分钟以后，检测产物中的氮、磷和钾重量百分含量，当待产物中n含量为20％，p2o5含量为6％，k2o含量为14％；结束反应，制得甘蔗专用硫酸脲复合肥。
[0054]
处理2：施甘蔗专用复合肥(n:p:k＝15:10:15)。所述甘蔗专用(硫基，含硫)复合肥由市面上采购(九禾甘蔗专用肥)。
[0055]
按以上不同处理施肥，于施基肥期，分别采用等量进行施肥，其中，每亩施70公斤本技术的甘蔗专用硫酸脲复合肥，施甘蔗专用复合肥(硫基，含硫)也是同样亩施70公斤，并按常规方法进行种植和管理。甘蔗的产量有明显的不同，具体见表2。
[0056]
表2不同处理方法种植甘蔗的效果对比表
[0057][0058][0059]
由表2可见，施用本技术的甘蔗专用硫酸脲复合肥，比施甘蔗专用复合肥(硫基，含硫)的肥料利用率显著提高，甘蔗产量6592公斤/亩，较甘蔗专用复合肥(硫基，含硫)的5044公斤/亩增产1548公斤/亩，增产率30.7％。种植甘蔗200天后，施用甘蔗专用硫酸脲复合肥土壤碱解氮含量67ppm，较施用甘蔗专用复合肥(硝基，含硝态氮)的土壤碱解氮含量34ppm，高33ppm，可见使用甘蔗专用硫酸脲复合肥能确保土壤中碱解氮含量处于较高水平并延长
供氮时间。
[0060]
实施例3
[0061]
试验地位于广西崇左扶绥县龙头镇，种植的甘蔗品种为：桂糖44号。设置2个处理方式进行甘蔗田间施肥试验：
[0062]
处理1：施用本技术的甘蔗专用硫酸脲复合肥。
[0063]
所述甘蔗专用硫酸脲复合肥包括如下重量百分比反应原料：浓硫酸22％，尿素42.2％，重过磷酸钙12.4％，氯化钾23.0％，双氰胺0.2％和腐植酸0.2％。所述甘蔗专用硫酸脲复合肥中，氮含量以n计为20％，磷含量以p2o5计为6％，钾含量以k2o计为14％。
[0064]
所述甘蔗专用硫酸脲复合肥的制备方法包括如下步骤：
[0065]
s1：配制75％的浓硫酸溶液备用；
[0066]
s2：选取含氮46％的尿素备用；
[0067]
s3：选取含五氧化二磷46％的重过磷酸钙备用；
[0068]
s4：选取含氧化钾60％的氯化钾备用；
[0069]
s5：在室温下，将步骤s2的尿素溶于步骤s1的浓硫酸中，混合均匀形成稳定的硫酸脲；
[0070]
s6：在复合肥反应器中加入硫酸脲、重过磷酸钙、氯化钾、双氰胺和腐植酸，搅拌均匀，控制反应温度在25～33℃之间，反应20分钟以后，检测产物中的氮、磷和钾重量百分含量，当待产物中n含量为20％，p2o5含量为6％，k2o含量为14％；结束反应，制得甘蔗专用硫酸脲复合肥。
[0071]
处理2：施甘蔗专用复合肥(n:p:k＝15:10:15)。所述甘蔗专用(含氯)复合肥由市面上采购(云天化甘蔗专用肥)。
[0072]
按以上不同处理施肥，于施基肥期，分别采用等量进行施肥，其中，每亩施60公斤本技术的甘蔗专用硫酸脲复合肥，施甘蔗专用复合肥(含氯)也是同样亩施60公斤，并按常规方法进行种植和管理。甘蔗的产量有明显的不同，具体见表2。
[0073]
表3不同处理方法种植甘蔗的效果对比表
[0074][0075]
由表3可见，施用本技术的甘蔗专用硫酸脲复合肥，比施用甘蔗专用复合肥(含氯)的肥料利用率显著提高，甘蔗产量6177公斤/亩，较甘蔗专用复合肥(含氯)的5011公斤/亩增产1166公斤/亩，增产率23.3％。种植甘蔗200天后，施用甘蔗专用硫酸脲复合肥土壤碱解氮含量71ppm，较施用甘蔗专用复合肥(硝基，含硝态氮)的土壤碱解氮含量31ppm，高40ppm，可见使用甘蔗专用硫酸脲复合肥能确保土壤中碱解氮含量处于较高水平并延长供氮时间。
[0076]
实施例4
[0077]
试验地位于广西崇左扶绥县龙头镇，种植的甘蔗品种为：桂糖44号。设置2个处理方式进行甘蔗田间施肥试验：
[0078]
处理1：施用本技术的甘蔗专用硫酸脲复合肥。
[0079]
所述甘蔗专用硫酸脲复合肥包括如下重量百分比反应原料：浓硫酸22％，尿素42.3％，重过磷酸钙12.2％，氯化钾23.0％，双氰胺0.2％和腐植酸0.3％。所述甘蔗专用硫酸脲复合肥中，氮含量以n计为20％，磷含量以p2o5计为6％，钾含量以k2o计为14％。
[0080]
所述甘蔗专用硫酸脲复合肥的制备方法包括如下步骤：
[0081]
s1：配制75％的浓硫酸溶液备用；
[0082]
s2：选取含氮46％的尿素备用；
[0083]
s3：选取含五氧化二磷46％的重过磷酸钙备用；
[0084]
s4：选取含氧化钾60％的氯化钾备用；
[0085]
s5：在室温下，将步骤s2的尿素溶于步骤s1的浓硫酸中，混合均匀形成稳定的硫酸脲；
[0086]
s6：在复合肥反应器中加入硫酸脲、重过磷酸钙、氯化钾、双氰胺和腐植酸，搅拌均匀，控制反应温度在25～33℃之间，反应20分钟以后，检测产物中的氮、磷和钾重量百分含量，当待产物中n含量为20％，p2o5含量为6％，k2o含量为14％；结束反应，制得甘蔗专用硫酸脲复合肥。
[0087]
处理2：施硫酸脲肥料，所述硫酸脲肥料的制备方法与本实施例处理1的近似，包含了步骤s1至步骤s5，其区别在于：肥料中不添加重过磷酸钙、氯化钾、双氰胺和腐植酸。
[0088]
按以上不同处理施肥，于施基肥期，分别采用等量进行施肥，其中，每亩施70公斤本技术的甘蔗专用硫酸脲复合肥，施硫酸脲也是同样亩施70公斤，并按常规方法进行种植和管理。甘蔗的产量有明显的不同，具体见表4。
[0089]
表4不同处理方法种植甘蔗的效果对比表
[0090][0091]
由表4可见，施用本技术的甘蔗专用硫酸脲复合肥，与施用硫酸脲肥料的相比，甘蔗产量增产1469公斤/亩，增产率30.2％。种植甘蔗200天后，施用甘蔗专用硫酸脲复合肥土壤碱解氮含量70ppm，较施用硫酸脲肥料的土壤碱解氮含量高35ppm。可见使用甘蔗专用硫酸脲复合肥能确保土壤中碱解氮含量处于较高水平并延长供氮时间。
[0092]
综上，本发明的甘蔗专用硫酸脲复合肥，具有肥效长，能满足甘蔗生长期长对养分的需要，甘蔗对肥料的利用率高。本技术的甘蔗专用硫酸脲复合肥比甘蔗专用复合肥相比，氮、磷、钾的有效性提高约30％。本发明方法生产的硫酸脲是一个尿素分子与两个硫酸分子耦合大分子结构，水解后能稳定在在网状大分子之间，保证了速缓最优比例组合，达到化学
反应之后的“速效+长效”。硫酸脲与双氰胺和腐植酸结合，提高肥料的利用率，肥料质量稳定，可满足甘蔗生长周期长所需的氮、磷、钾，并能减少肥料的施用量。
[0093]
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。