一种设施栽培茄子专用水溶性缓释复合肥及其制备方法
阅读说明：本技术 一种设施栽培茄子专用水溶性缓释复合肥及其制备方法 (Special water-soluble slow-release compound fertilizer for facility-cultivated eggplants and preparation method thereof ) 是由 郭延乐 于 2019-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种设施栽培茄子专用水溶性缓释复合肥及其制备方法,将甲醛溶液和水混合,所得混合液升温至40～70℃,然后加入尿素,快速搅拌溶解后,加入胺类物质,缓慢升温至65～95℃,反应1～3h,反应结束后冷却至室温,调节溶液体系pH值至6～7即得。本发明方法利用一般合成设备即可完成,方法简单,便于推广；制得的缓释复合肥不仅具备速效,还兼具缓效,可以达到减少施肥次数,提高肥料利用率,具有广阔的应用前景。产品澄清透明,不需要添加悬浮剂等助剂,长期存放不沉淀,利于其市场推广应用,尤其是应用于水肥一体化设施。(The invention discloses a special water-soluble slow-release compound fertilizer for eggplant facility cultivation and a preparation method thereof, wherein a formaldehyde solution and water are mixed, the obtained mixed solution is heated to 40-70 ℃, then urea is added, after the urea is rapidly stirred and dissolved, an amine substance is added, the temperature is slowly raised to 65-95 ℃, the reaction is carried out for 1-3 h, after the reaction is finished, the temperature is cooled to room temperature, and the pH value of a solution system is adjusted to 6-7, so that the special water-soluble slow-release compound fertilizer is obtained. The method can be completed by using general synthesis equipment, is simple and is convenient to popularize; the prepared slow-release compound fertilizer not only has quick effect, but also has slow effect, can reduce the fertilizing times, improves the utilization rate of the fertilizer, and has wide application prospect. The product is clear and transparent, does not need to add auxiliary agents such as suspending agents and the like, does not precipitate after being stored for a long time, is beneficial to market popularization and application, and is particularly applied to water-fertilizer integrated facilities.)
技术领域
本发明属于肥料技术领域，具体是一种设施栽培茄子专用水溶性缓释复合肥及其制备方法。
背景技术
氮是农业高产的重要矿物元素，而氮肥作为氮素的重要来源，是提高作物产量的重要保证。然而，氮肥利用率在去全世界范围内普遍较低。造成氮肥利用率低的原因很多，如不正确的施肥方法、地表径流、淋溶和挥发等；这些又会导致许多环境问题，如水体富营养化，地下水污染和温室气体的排放等。缓/控释氮肥在提高氮肥利用率和经济环保性方面具有很大优势。
作为不可再生资源，水是影响国民经济发展的重要因素。然而，水资源稀缺是我们需要面临的一个严峻问题。特别是水资源问题在农业生产中越来越凸显，发展节水农业是农业的发展趋势，随着我国水肥一体化设施的普及、工艺的提升及观念的转变，水溶肥必将在农业降本增效和节水环保领域发挥巨大的作用，市场空间巨大。水溶性肥料可应用于喷施、喷灌、滴灌，实现水肥一体化，省水、省肥、省工；在提高肥料利用率、节约农业用水、减少生态环境污染、改善作物品质以及减少劳动力等方面具有明显优势，是未来肥料发展的一个重要方向。
我国的水溶性肥料虽然发展迅速，但在生产技术及肥料应用等方面还存在一些问题，远远落后于发达国家。大多数工厂采用简单混配的生产方式，生产工艺落后，产品质量差。不少企业仅仅是将尿素、硝酸钾、硫酸钾、磷酸铵等原料肥简单混配，生产车间没有吸湿设备，防结块技术不过关，生产出的肥料往往出现潮解、板结、水溶性差等现象，严重影响水溶肥料的生产和销售。有的企业强调养分含量，不重视养分形态、功效、助剂及有机养分的科学配置，以致产品尽管水溶但有效成分利用率不高。大部分企业所选用的氮肥一般是速效氮肥，不具有缓释效果，因此需要经常灌溉施肥(一般是一周一次)，相应的增加了施肥的成本，制约了水肥一体化的推广应用。因此研究一种既具有防结块功能又兼具养分缓释性能的水溶性缓释复合肥具有广阔的市场与应用前景。
然而，大多数的缓/控释氮肥多为微溶于水(脲甲醛)和不溶于水(树脂包膜尿素)，不适合应用于滴灌和喷灌。因此，开发高效环保的水溶性缓释复合肥已成为新形势下的一个重要研究方向。同时，随着农业生产格局的变化，快速发展且具有广阔发展前景的水溶性肥料行业也迎来了新的发展机遇。
近年来，含有三嗪酮类结构的脲醛基液体肥料已被证明可以提供缓释氮，其通过有机合成反应制备的，可以被微生物慢慢分解成无机氮，但是针对特定作物需肥特点的水溶缓释肥产品鲜有报道，其具有广阔的应用前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种兼具有速效和缓效作用的液态肥，以降低肥料价格，提高肥料利用率。
为了实现上述的发明目的，本发明采取的技术方案如下：
一种设施栽培茄子专用水溶性缓释复合肥的制备方法，包括如下步骤：
(1)将甲醛溶液和水混合，所得混合液升温至40～70℃；
(2)向步骤(1)混合液中加入尿素，快速搅拌溶解后，加入胺类物质，缓慢升温至65～95℃，反应1～3h；
(3)反应结束后冷却至室温，调节溶液体系pH值至6～7即得。
具体地，步骤(1)中，所述甲醛溶液的浓度为30～50wt％，甲醛溶液与水的混合质量比为3～4:1。
步骤(2)中，所述尿素的加入量与甲醛溶液中甲醛的摩尔比为0.5～1.5:1。
步骤(2)中，所述胺类物质为甲胺、环戊胺、氨水、三乙醇胺中的一种或两种以上的混合物；尿素与胺类物质的摩尔比为0.5～3:1。
进一步地，步骤(2)反应过程中采用氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸氢钠调节溶液pH值为7.5～8.5。
更进一步地，步骤(2)反应过程中可以加入催化剂进行催化反应，所述催化剂为磷酸铵、硫酸铵、氯化铵和硼酸铵中的任意一种，加入量为原料总量的0.2％～0.5％。
步骤(3)中，调节溶液体系pH值采用磷酸、硫酸或盐酸。
上述方法制备得到的设施栽培茄子专用水溶性缓释复合肥也在本发明的保护范围之中。
有益效果：
本发明方法利用一般合成设备即可完成，方法简单，便于推广；制得的缓释复合肥不仅具备速效，还兼具缓效，可以达到减少施肥次数，提高肥料利用率，具有广阔的应用前景。产品澄清透明，不需要添加悬浮剂等助剂，长期存放不沉淀，利于其市场推广应用，尤其是应用于水肥一体化设施。
附图说明
下面结合附图和
具体实施方式
对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为本发明制备方法工艺流程图。
图2为实施例1制备的水溶性缓释复合肥A核磁共振氢谱图。
图3为实施例1制备的水溶性缓释复合肥A核磁共振碳谱图。
图4为实施例1制备的水溶性缓释复合肥A在土壤中的氮素转化速率曲线图。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。
实施例1：
采用图1所述流程制备设施栽培茄子专用水溶性缓释复合肥：将37％的甲醛溶液108.11g与30g水加入到反应釜中，快速升温至45℃，加入100g尿素；待尿素溶解后，加入氨水和三乙醇胺的混合物(二者的重量比为2:1，总质量为100g)，用氢氧化钾溶液调节pH为8，缓慢升温至85℃；反应3h后，将温度慢慢降下并蒸干一定的水分，待温度达到25℃左右，采用磷酸溶液等调节溶液体系pH至6并于瓶中包装储存，得到水溶性缓释复合肥A。该肥料在常温下放置6个月不发生沉淀，且在水肥一体化灌溉系统中应用，在减少了施肥次数、节省肥料的同时提高了肥料利用率。
实施例1制备的水溶性缓释复合肥A的核磁共振氢谱如图2所示；水溶性缓释复合肥A的核磁共振碳谱如图3所示。由于在脂肪族碳共振区峰(0～110ppm)和烷基碳原子共振区峰(0～50ppm)出现对应峰，水溶性缓释复合肥A主要包括脂肪族碳和烷基碳，并且常见烷氧碳区50～110ppm处出现脂肪族碳氮和氧取代信号，证实了含有氮氧杂环化合物的存在。
实施例2：
将37％的甲醛溶液71.60g与20g水加入到反应釜中，快速升温至35℃，加入45.8g尿素；待尿素溶解后，加入甲胺水溶液和三乙醇胺的混合物(二者的重量比为3:1，总质量为44g)，用氢氧化钠溶液调节pH为8.5，缓慢升温至80℃；反应2.5h后，将温度慢慢降下并蒸干一定的水分，待温度达到25℃左右，采用盐酸溶液调节溶液体系pH至6并于瓶中包装储存，得到水溶性缓释复合肥B。该肥料在常温下放置6个月不发生沉淀，且在水肥一体化灌溉系统中应用，在减少了施肥次数、节省肥料的同时提高了肥料利用率。
实施例3：
将37％的甲醛溶液108.11g与30g水加入到反应釜中，快速升温至50℃，加入100g尿素；待尿素溶解后，加入50.58g氨水，缓慢升温至85℃；用氢氧化钾溶液调节pH为8，然后加入1.25g催化剂氯化铵，反应1.5h后，将温度慢慢降下并蒸干一定的水分，待温度达到25℃左右，采用磷酸溶液调节溶液体系pH至6.5并于瓶中包装储存，得到水溶性缓释复合肥C。该肥料在常温下放置6个月不发生沉淀，且在水肥一体化灌溉系统中应用，在减少了施肥次数、节省肥料的同时提高了肥料利用率。
实施例4：
通过如下方法检测实施例1得到的水溶性缓释复合肥A的氮素释放特征：将肥料原液稀释后取10mL与50g风干土混合后装入塑料瓶中，在25℃条件下恒温培养并定期取样；测定新鲜土壤样品无机氮含量(NH4 +-N和NO3 --N)，在减去无肥对照处理后拟合肥料养分释放特征曲线。水溶性缓释复合肥A在土壤中的氮素转化速率如图4所示。在培养的第7、34和54天时，无机氮的转化速率分别为29.87％、60.04％和80.68％，显示出良好的氮素缓释性能。
实施例5：
实施例2得到的水溶性缓释复合肥B对于设施栽培茄子生长的影响：
试验共设7个处理，每处理重复3次。分别为(1)CK，不施氮肥；(2)FL，普通复合肥低量一次性基施；(3)F，普通复合肥中量一次性基施；(4)FH，普通复合肥高量一次性基施；(5)SSRL，水溶性缓释复合肥B低量一次性基施；(6)SSR，水溶性缓释复合肥B中量一次性基施；(7)SSRH，水溶性缓释复合肥B高量一次性基施。试验设置在日光温室内进行，水分及养分供给均通过标准化的滴灌设施进行。在茄子整个生育期内按常规高产栽培模式进行田间管理。按照大田N-P2O5-K2O施肥量为225-112.5-225kg/hm2设定为中量施肥处理；其中，低量、高量的施肥量分别为在中量处理基础上减量30％处理与增量30％处理。与不施肥处理比较，施用了水溶性缓释复合肥B的处理均显著增加了茄子产量，经过实验统计，各处理组之间具有显著性差异(表1)。其中SSR处理与F处理相比产量增加了25.4％，SSRL处理与FL处理相比产量增加了14.1％，SSRH处理与FH处理相比产量增加了7.3％，说明施用水溶性缓释复合肥B可以提高茄子产量。
表1 不同试验处理的茄子产量
注：同列数据后标有相同字母的表示在0.05水平上差异不显著。
本发明提供了一种设施栽培茄子专用水溶性缓释复合肥及其制备方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。