CN107879765A - 控释抑制剂包膜尿素及其制备方法与应用 - Google Patents

控释抑制剂包膜尿素及其制备方法与应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种控释抑制剂包膜尿素及其制备方法与应用。本发明利用含DCD类的易水溶抑制剂及异氰酸酯类化合物，通过机械吸附、超声震荡和分子吸附的方式将包膜材料混合均匀后，利用原位反应交叉成膜对大颗粒尿素进行一次性包膜，改变了传统生产抑制剂类肥料的工艺，开发出了一种操作简单、配方易调、成本低廉的控释抑制剂包膜尿素肥料及其制备方法。在保证抑制效果的基础上解决了抑制剂类材料易淋溶、分解的问题，突破了已有类似包膜材料用量高、肥料养分释放期短的技术瓶颈，实现了控释肥料可提供多次养分释放高峰的曲线特征。

Description

控释抑制剂包膜尿素及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于肥料领域，涉及一种控释抑制剂包膜尿素及其制备方法与应用。
背景技术
稳定性尿素由于含有脲酶抑制剂或硝化抑制剂，可延长尿素肥效期、降低肥料氮损失的效果，近年来被开发并应用。但是，如其它新型肥料品种一样，稳定性尿素也存在一定的短板。近年的应用表明，由于尿素当中抑制剂材料的有效期短，成本较高，区域差异特性不明，部分土壤的作用效果有差异，导致稳定性尿素效果不稳定。目前虽已开发出近百种抑制剂，但成为商品的主要有DCD、DMPP等硝化抑制剂与NBPT、HQ等脲酶抑制剂。其中，DCD硝化抑制剂由于其具有易溶于水及与固肥易结合的优点，应用最广泛。但也正因为此，DCD抑制剂移动性强、易淋失和分解，与NH4 +N易分离，导致抑制效果一般、并且对环境产生污染风险。因此，对于使用DCD类这种易水溶抑制剂开发稳定性尿素需要另辟蹊径，以解决其易淋失和易分解的问题，实现较好的抑制效果。
目前，将抑制剂应用到尿素中制备稳定性尿素采用的工艺是将尿素熔融成尿浆，然后加入抑制剂后采用高塔造粒工艺合成。这种工艺制备的稳定性尿素应用到田间后，遇到灌水或降雨尿素会立即溶化，抑制剂溶出继而对尿素起作用。但DCD易随水淋失。那么，如何解决稳定性尿素中DCD类抑制剂易淋失的问题，目前研究鲜见。虽然可以对这种肥料进行包膜，但由于高塔造粒工艺规模及成本的限制，如果需要小规模用量的肥料样品或者对抑制剂配方进行调整时，高塔造粒工艺较难实现；而且高塔造粒工艺主要是生产小颗粒尿素稳定性肥料，而小颗粒尿素制备的稳定性尿素包膜效果不如大颗粒尿素包膜效果好，因此，该技术方法不是上乘之选。
发明内容
本发明的目的是提供一种控释抑制剂包膜尿素及其制备方法与应用。
本发明提供的制备控释抑制剂包膜尿素的方法，包括如下步骤：
1)将醇类物质与固化剂混合至匀，反应完毕得到体系a；
2)向步骤1)所得体系a中加入良溶剂和扩链剂混合至匀，再加入抑制剂I超声震荡，得到体系b；
3)将步骤2)所得体系b、异氰酸酯类化合物和抑制剂II分成若干等份，分批喷涂在尿素颗粒表面进行原位成膜，得到所述控释抑制剂包膜尿素。
上述方法的步骤1)中，醇类物质选自一元醇中至少一种；具体选自甲醇、乙醇和丙醇中的至少一种；
所述固化剂选自二元醇和多元醇中至少一种；
所述二元醇具体选自乙二醇、丙二醇和丁二醇中至少一种；
所述多元醇具体选自季戊四醇、甘油和三羟甲基乙烷中至少一种；
所述醇类物质与固化剂的用量比为(1-10)ml：1g，具体为10ml：4g、5ml：1g或10ml：1g；
所述混合步骤中，温度为10℃-60℃，具体为50℃；时间为5min-30min，具体为15min。
所述良溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺、乙酰胺、苯甲酰胺和植物油中至少一种；所述植物油选自花生油、豆油、亚麻油、蓖麻油和菜籽油中至少一种；
所述扩链剂选自石蜡、山梨醇、三羟甲基乙烷、甘油、三羟甲基丙烷、三甘醇、新戊二醇(NPG)和二乙氨基乙醇(DEAE)中至少一种；
所述抑制剂I和抑制剂II相同或不同，均选自双氰胺(DCD)、3-甲基吡唑(MP)、1-甲基吡唑-1羧酰胺(CMP)、3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)、脒基硫脲(ASU)、2-甲基-4,6-双(三氯甲苯)均三嗪(MDCT)和2-磺胺噻唑(ST)中至少一种；
所述抑制剂I和抑制剂II的粒径均为0.5mm以下；具体可为0.02-0.08mm或0.02mm以下；
所述抑制剂I与抑制剂II的质量比为1：10-30，具体为1：12或1：24；
所述良溶剂、抑制剂I与醇类物质的质量份数比为(1-10)g：1g：(1-10)ml，具体为6g：1g：2ml、2g：1g：1ml或1g：1g：1ml；
所述扩链剂与所述醇类物质的体积比为1：(0.5-10)，具体为1:1、1:0.5或1:3.3；
所述混合步骤中，温度为20℃-70℃，具体为50℃；时间为1min-10min，具体为5分钟；
所述超声震荡步骤中，功率为0.2-1kW，具体为0.3kW；时间为5-60分钟，具体为5分钟或30分钟。
所述步骤3)中，所述异氰酸酯类化合物选自异氰酸、甲苯二异氰酸酯(TDI)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)、二环己基甲烷二异氰酸酯(HMDI)、六亚甲基二异氰酸酯(HMDI)和赖氨酸二异氰酸酯中至少一种；
所述异氰酸酯类化合物与醇类物质的用量比为(1-15)g：1ml，具体为4g：1mL、12g：1ml或7g：1ml；
所述异氰酸酯类化合物与抑制剂II的质量比为1：1-4，具体为1:1.5、1:2、1:1.7；
所述步骤3)成膜步骤中，尿素颗粒的温度为50-60℃；
喷出包膜时间为每次1分钟；
喷出包膜量为每分钟0.01-2kg包膜材料；
压缩空气压强为5-10Pa；
喷头雾化压强为4-12Pa，具体为8Pa；
喷雾速度为0.05～1kg/min、0.1～2kg/min或3kg/min；
转鼓转数为15-60转/min，具体为25转/min或40转/min；
所述尿素的粒径具体可为2.0-4.0mm，更具体可为2.0-3.0mm或3.0-4.0mm；
具体的，所述步骤3)中，步骤2)所得体系b可分为三等份或四等份或五等份；
所述异氰酸酯类化合物可分为三等份或四等份或五等份；
所述抑制剂II可分为二等份或三等份或四等份；
更具体的，所述步骤2)所得体系b分为三等份，所述异氰酸酯类化合物分为三等份，所述抑制剂II分为二等份时，所述分批喷涂的顺序具体为：
所述体系b总量的1/3、所述异氰酸酯类化合物总量的1/3、所述抑制剂II总量的1/2、
所述体系b总量的1/3、所述异氰酸酯类化合物总量的1/3、所述抑制剂II总量的1/2、
所述体系b总量的1/3、所述异氰酸酯类化合物总量的1/3。
所述步骤2)所得体系b分为四等份，所述异氰酸酯类化合物分为四等份，所述抑制剂II分为三等份时，所述分批喷涂的顺序具体为：
所述体系b总量的1/4、所述异氰酸酯类化合物总量的1/4、所述抑制剂II总量的1/3、
所述体系b总量的1/4、所述异氰酸酯类化合物总量的1/4、所述抑制剂II总量的1/3、
所述体系b总量的1/4、所述异氰酸酯类化合物总量的1/4、所述抑制剂II总量的1/3、
所述体系b总量的1/4、所述异氰酸酯类化合物总量的1/4。
所述步骤2)所得体系b分为五等份，所述异氰酸酯类化合物分为五等份，所述抑制剂II分为四等份时，所述分批喷涂的顺序具体为：
所述体系b总量的1/5、所述异氰酸酯类化合物总量的1/5、所述抑制剂II总量的1/4、
所述体系b总量的1/5、所述异氰酸酯类化合物总量的1/5、所述抑制剂II总量的1/4、
所述体系b总量的1/5、所述异氰酸酯类化合物总量的1/5、所述抑制剂II总量的1/4、
所述体系b总量的1/5、所述异氰酸酯类化合物总量的1/5、所述抑制剂II总量的1/4、
所述体系b总量的1/5、所述异氰酸酯类化合物总量的1/5。
所述分批喷涂步骤中，喷涂所述异氰酸酯类化合物时的转鼓转数低于喷涂所述体系b和抑制剂II时的转鼓转数。具体的，喷涂所述异氰酸酯类化合物时的转鼓转数可低于喷涂所述体系b和抑制剂II时的转鼓转数10-15转/min；
更具体的，喷涂所述异氰酸酯类化合物时的转鼓转数为25转/min时，喷涂所述体系b和抑制剂II时的转鼓转数可为40转/min；
喷涂所述异氰酸酯类化合物时的转鼓转数为40转/min时，喷涂所述体系b和抑制剂II时的转鼓转数可为50转/min；
每次喷涂之间的时间间隔为2min-20min，更具体可为2min、10min或20min，以保证每次喷涂的物料能够反应充分，以获得更好的包膜效果。
另外，按照上述方法制备得到的控释抑制剂包膜尿素及该控释抑制剂包膜尿素在制备肥料中的应用以及该控释抑制剂包膜尿素在农作物或蔬菜施肥中的应用，也属于本发明的保护范围。
所述控释抑制剂包膜尿素中，包膜层占控释抑制剂包膜尿素总质量的0.5％-5％；
包膜层的厚度为0.1mm以下；
所述农作物或蔬菜均具体可为单子叶植物或双子叶植物；
所述单子叶植物具体为玉米、小麦或水稻；
所述双子叶植物具体为棉花、番茄、黄瓜或茄子；
所述施肥步骤中，施氮量为200-300kg/hm2，具体可为261.9kg/hm2；施肥部位为根部；施肥方式为作为基肥一次性施用。
本发明利用含DCD类的易水溶抑制剂及异氰酸酯类化合物，通过机械吸附、超声震荡分子吸附的方式将包膜材料混合均匀后，利用原位反应交叉成膜对大颗粒尿素进行一次性包膜，改变了传统生产抑制剂类肥料的工艺，开发出了一种操作简单、配方易调、成本低廉的控释抑制剂包膜尿素肥料及其制备方法。本发明解决了DCD类易水溶抑制剂不能直接包到尿素上的技术难题，使得DCD类易水溶抑制剂可便捷的从尿素上溶解下来；实现了包膜材料对溶解下来的DCD类易水溶抑制剂进行控制释放的目的，解决了其一次性全部释放到田间遇到降雨淋失的问题。同时，该控释抑制剂包膜尿素肥料能够缓慢释放到田间，可对溶解出的尿素进行二次调控，提供多次释放高峰，满足作物多个需肥高峰的需求。本发明通过设计抑制剂与新型包膜材料用量、浓度优化组合配方，不仅能发挥其各自的优点，而且在提高综合性能的基础上显著降低了抑制剂与包膜剂的用量及成本，具有重要的应用价值。
附图说明
图1为室内培养下控释抑制剂尿素氮素与抑制剂释放特征。
图2为夏玉米氮素吸收模式图(目标产量为8.3吨/hm2)。
图3为土壤耕层铵态氮含量变化。
图4为土壤耕层硝态氮含量变化。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。
实施例1
1)10ml乙醇加热到50℃，放入固化剂丁二醇8.0g，边加边搅拌进行混合，15分钟后混匀，得到体系a；
2)控制温度在50℃后，向步骤1)所得体系a中加入良溶剂蓖麻油30g，边加边搅拌，之后再向其中加入扩链剂石蜡3ml，边加边搅拌，5分钟后混合均匀；控制温度在50℃，再加入粒径为0.02mm以下的抑制剂I双氰胺5g，于功率为0.3kW的条件下超声震荡30分钟，得到体系b；将其等分成3份；
3)加热异氰酸酯40g，边加边搅拌维持温度在30℃，然后将其等分成3份；
4)准备0.02-0.08mm粒径的抑制剂II双氰胺120g，将其等分成2份；
5)采用转鼓喷涂包膜工艺对尿素颗粒进行包膜：
将3kg颗粒尿素肥料预热(粒径为3.0-4.0mm)，进风温度为65℃，预热温度为60℃，压缩空气压强为5Pa，喷头雾化压强为8Pa，喷雾速度为0.1kg/min；将体系b的三分之一喷涂到尿素颗粒上，转鼓转数在40转/min，包膜后在转鼓内继续转动烘干10分钟，转鼓转数在40转/min，进风温度控制在65℃；将异氰酸酯总量的三分之一随后喷涂到滚动的尿素颗粒上，转鼓转数在25转/min，进风温度控制在65℃，充分反应2min，转鼓转数调到40转/min，然后喷入抑制剂II的二分之一，充分反应，保持温度和转数不变10min；
6)将体系b的三分之一喷涂到步骤5)所得尿素颗粒上，转鼓转数在40转/min，包膜后在转鼓内继续转动烘干10分钟，转鼓转数在40转/min，进风温度控制在65℃；随后将异氰酸酯总量的三分之一喷涂到该滚动的尿素颗粒上，转鼓转数在25转/min，充分反应2min，转鼓转数调到40转/min，进风温度控制在65℃，然后喷入抑制剂II的二分之一，充分反应，保持温度和转数不变10min；
7)将体系b的三分之一喷涂到6)滚动的尿素颗粒上，转鼓转数在40转/min，包膜后在转鼓内继续转动烘干10分钟，转鼓转数在40转/min，进风温度控制在65℃；随后将异氰酸酯总量的三分之一喷涂到滚动的尿素颗粒上，转鼓转数在25转/min，充分反应，保持温度和转数不变20min，包膜后在转鼓内继续转动烘干10分钟，得到本发明提供的控释抑制剂包膜尿素,包膜层的厚度为0.1mm以下。
实施例2
1)5ml乙醇加热到50℃，放入乙二醇1.0g，边加边搅拌进行混合，15分钟后混匀，得到体系a；
2)控制温度在50℃后，向步骤1)所得体系a中加入良溶剂菜籽油10g，边加边搅拌，之后再向其中加入扩链剂山梨醇10ml，边加边搅拌，5分钟后混合均匀；控制温度在50℃，再加入粒径为0.02mm以下的抑制剂I氮吡啶5g，于功率为0.3kW的条件下超声震荡5分钟，得到体系b；将其等分成3份；
3)加热二苯基甲烷二异氰酸酯60g，边加边搅拌维持温度在60℃，然后将其等分成3份；
4)准备粒径0.5mm以下的抑制剂II氮吡啶120g，将其等分成2份；
5)采用转鼓喷涂包膜工艺对尿素颗粒进行包膜：
将3kg颗粒尿素肥料预热(粒径为3.0-4.0mm)，进风温度为65，℃预热温度为60℃，压缩空气压强为10Pa，喷头雾化压强为15Pa，喷雾速度为0.2kg/min；将体系b的三分之一喷涂到尿素颗粒上，转鼓转数在50转/min，包膜后在转鼓内继续转动烘干10分钟，转鼓转数在50转/min，进风温度控制在65℃；将二苯基甲烷二异氰酸酯总量的三分之一随后喷涂到滚动的尿素颗粒上，转鼓转数在40转/min，进风温度控制在65℃，充分反应2min，转鼓转数调到50转/min，然后喷入抑制剂II的二分之一，充分反应，保持温度和转数不变10min；
6)将体系b的三分之一喷涂到5)中滚动的尿素颗粒上，转鼓转数在50转/min，包膜后在转鼓内继续转动烘干10分钟，转鼓转数在50转/min，进风温度控制在65℃；随后将二苯基甲烷二异氰酸酯总量的三分之一喷涂到该滚动的尿素颗粒上，转鼓转数在40转/min，充分反应2min，转鼓转数调到50转/min，进风温度控制在65℃，然后喷入抑制剂II的二分之一，充分反应，保持温度和转数不变10min；
7)将体系b的三分之一喷涂到6)滚动的尿素颗粒上，转鼓转数在50转/min，包膜后在转鼓内继续转动烘干10分钟，转鼓转数在50转/min，进风温度控制在65℃；随后将二苯基甲烷二异氰酸酯总量的三分之一喷涂到滚动的尿素颗粒上，转鼓转数在40转/min，充分反应，保持温度和转数不变20min，包膜后在转鼓内继续转动烘干10分钟，得到本发明提供的控释抑制剂包膜尿素,包膜层的厚度为0.1mm以下。
实施例3、
1)10ml丙醇加热到50℃，放入固化剂乙二醇4.0g，边加边搅拌，反应时间为15分钟，得到体系a。
2)控制温度在50℃后，向步骤1)所得体系a中加入良溶剂花生油10g，边加边搅拌，之后再向其中加入扩链剂三羟甲基乙烷10ml，边加边搅拌，5分钟后混合均匀；控制温度在50，℃加入粒径为0.5mm以下的抑制剂I 3,4-二甲基吡唑磷酸盐10g，于功率为0.3kW的条件下超声震荡5分钟，得到体系b；将其等分成3份；
3)加热赖氨酸二异氰酸酯70g，边加边搅拌维持温度在60℃，然后将其等分成3份；
4)准备粒径0.5mm以下的抑制剂II3,4-二甲基吡唑磷酸盐120g，将其等分成2份；
5)采用转鼓喷涂包膜工艺对尿素颗粒进行包膜：
将3kg颗粒尿素肥料预热(粒径为2.0-3.0mm)，进风温度为65℃，预热温度为60℃，压缩空气压强为12Pa，喷头雾化压强为18Pa，喷雾速度为0.4kg/min；将体系b的三分之一喷涂到尿素颗粒上，转鼓转数在50转/min，包膜后在转鼓内继续转动烘干10分钟，转鼓转数在50转/min，进风温度控制在65℃；将赖氨酸二异氰酸酯总量的三分之一随后喷涂到滚动的尿素颗粒上，转鼓转数在40转/min，进风温度控制在65℃，充分反应2min，转鼓转数调到50转/min，然后喷入抑制剂II的二分之一，充分反应，保持温度和转数不变10min；
6)将体系b的三分之一喷涂到5)中滚动的尿素颗粒上，转鼓转数在50转/min，包膜后在转鼓内继续转动烘干10分钟，转鼓转数在50转/min，进风温度控制在65℃；随后将赖氨酸二异氰酸酯总量的三分之一喷涂到该滚动的尿素颗粒上，转鼓转数在40转/min，充分反应2min，转鼓转数调到50转/min，进风温度控制在65℃，然后喷入抑制剂II的二分之一，充分反应，保持温度和转数不变10min；
7)将体系b的三分之一喷涂到6)滚动的尿素颗粒上，转鼓转数在50转/min，包膜后在转鼓内继续转动烘干10分钟，转鼓转数在50转/min，进风温度控制在65℃；随后将赖氨酸二异氰酸酯总量的三分之一喷涂到滚动的尿素颗粒上，转鼓转数在40转/min，充分反应，保持温度和转数不变20min，包膜后在转鼓内继续转动烘干10分钟，得到本发明提供的控释抑制剂包膜尿素,包膜层的厚度为0.1mm以下。
实施例4、控释抑制剂包膜尿素的效果试验
试验实施
1.田间试验
1.1供试材料
供试的三种肥料分别为普通尿素、抑制剂尿素和本发明实施例1所得控释抑制剂包膜尿素。前两种为市购。含氮量分别为46.0％、43.2％、42.9％。
1.2试验设计
试验于2008年在北京市农林科学院试验基地进行，属温带季风性气候，年均降水量627mm。
供试土壤为轻壤土，取自北京市农林科学院内的中壤质潮土，过2mm筛，0-20cm土层土壤有机质含量12.96g/kg，全氮1.16g/kg，碱解氮82.44mg/kg，速效磷19.63mg/kg，速效钾126.18mg/kg，pH6.90。
供试作物为夏玉米，品种为中农68，前茬为冬小麦。
试验采用随机区组设计，试验小区长4.5m，宽6.0m，面积27.0m2。3个肥料品种为3个处理，每个处理3次重复。玉米种植行距0.50m，株距0.30m，2016年6月17日点播，每穴播3粒，三叶期定植66660株/hm2。所用肥料处理为普通尿素、抑制剂尿素和实施例1所得控释抑制剂包膜尿素，普通尿素、抑制剂尿素处理施纯氮291kg/hm2、控释抑制剂包膜尿素处理施纯氮量为261.9kg/hm2(减少10％)，所有处理磷钾用量相同，均为基施纯磷(P2O5)180kg/hm2，基施纯钾(K2O)90kg/hm2。肥料为普通尿素时，对应的处理氮素分2次施用(基肥和大喇叭口期)，肥料为抑制剂尿素或控释抑制剂尿素时，均一次性底施，磷钾肥作为基肥在播种前一次沟施，生育期内按中农68栽培技术进行管理。
控释抑制剂包膜尿素埋袋处理：称控释抑制剂包膜尿素5.00g，缝合在1mm孔径的塑料网袋内(10cm×10cm)，各18袋(共54袋，每次取3袋)，定位埋植在保护行内、深度为10～20cm的土壤中，插牌标出。
1.3样品采集与测定方法
在成熟期测定各小区产量并随机选取20株进行室内考种，测定夏玉米产量。与此同时，在各生育期取埋袋处理的控释抑制剂包膜尿素各3袋，洗净其表面、擦干，测定残留氮，以计算各生育阶段的氮素溶出率。
2.土柱淋洗试验
2.1试验材料
供试土壤为1.2所示轻壤土。土柱材料为PVC管，长110cm，内径为10cm，共装土90cm，下端接底盖漏斗，外接橡胶管至接收瓶中，以盛接渗滤液。管柱内壁用环己酮粘结土粒，以减少管壁效应。PVC管内底部采用2层200目的尼龙滤布，并用密封胶带封住，上铺5cm厚的石英砂。石英砂上按容重1.35g·cm-3，先均匀装土70cm，然后将表层20cm的土(按容重1.25g·cm-3)与抑制剂尿素、控释抑制剂包膜尿素肥料分别充分混匀，加入土柱，注意每层压实土壤。每隔3d浇水1次，每次浇水400mL，保持田间持水量的60％。为防止浇水过猛冲击土壤表面，浇水时先用量筒量好，倒入喷壶中慢慢洒在土壤表层。
2.2样品的采集
培养120d之后，将土壤按照0-10cm、10-20cm、20-40cm和40-60cm土层深度分段取出，按照水土比1:5震荡后，对水溶液进行测定。抑制剂的测定采用液相色谱法。
试验结果
室内25℃恒温静水培养条件下，控释抑制剂包膜尿素以尿素态氮形式溶出的规律呈现近S型曲线，与夏玉米对氮素的需求曲线近似；由于对抑制剂进行了控释，从图1所示抑制剂的释放情况来看，溶出速率虽慢于尿素态氮，但也呈现出了控制释放的效果，说明控释抑制剂包膜尿素肥料对尿素及抑制剂具有双重的控制释放效果。
夏玉米氮素吸收有3个需肥关键期(如图2所示)，分别是苗期、拔节-抽穗期和十叶期前后，肥料所能提供的氮素释放要尽量与这3个关键期相吻合。目前的长效肥料、控释肥料很难做到氮素供应有3个高峰期。从控释抑制剂肥料氮素在土壤中的释放规律可以看出(图3和图4)，在整个夏玉米生育期内，铵态氮呈现出了较强的供应能力和持续能力，有大于3个的释放高峰，与夏玉米的氮素吸收特征最相近，因为首先对氮素释放有一个控释，其次对抑制剂有一个控制释放高峰，抑制剂释放出来后对溶出的尿素又有一个抑制高峰，从而实现了3个高峰期；而尿素释放出的铵态氮很快升高之后迅速下降；抑制剂肥料供应的铵态氮具有一定的缓冲性，但只有一个高峰期，相比控释抑制剂肥料供应强度和峰期值都弱得多。从肥料供应的硝态氮在土壤耕层的变化特征来看，尿素供应的硝态氮过多，易造成大量淋失；抑制剂肥料相比尿素，供应的硝态氮少些，减少了淋失风险，与夏玉米的氮素吸收特征也接近，但实施例1所得控释抑制剂包膜尿素肥料释放的硝态氮即控制了总量，也出现了供应高峰，与夏玉米的需氮特征更接近。
表1、夏玉米收获后土壤剖面氮素残留特征
为了进一步说明氮素淋失风险的情况，在夏玉米收获以后对三种肥料在土壤剖面的残留情况进行研究。如表1所示，随着土层的加深，铵态氮都呈现了逐渐降低的趋势，从整个土层来看，普通尿素处理含量最低，说明没有控制住铵态氮；抑制剂尿素处理比尿素好得多，整个剖面铵态氮残留的较多，且主要集中在上层；而实施例1所得控释抑制剂包膜尿素处理保留住铵态氮的效果最好，且主要集中在0-60cm土层内。对比铵态氮残留淋失效果，普通尿素硝态氮向下淋失强度较大，淋失风险较大，氮素损失较多；抑制剂尿素与控释抑制剂包膜尿素处理效果要好得多，其中，控释抑制剂包膜尿素处理由于具有控释和抑制的双重效果，减低了硝态氮的淋洗损失，同时保证了在土壤剖面具有一定的含量。
在此基础上对实施例1所得控释抑制剂包膜尿素对抑制剂的水溶淋失情况进行了研究。由表2可以看出，控释抑制剂包膜尿素能够实现抑制剂的缓慢释放，显著减少了抑制剂的向下淋溶量，保持了抑制剂在耕层对氮素释放起作用，相比于抑制剂尿素，0-20cm土层淋失量减少了35.6个百分点，而不是在淋失的过程中对铵态氮起抑制作用，这与上面铵态氮、硝态氮在土壤剖面的残留情况相符合。
表2、土柱淋洗抑制剂淋失特征
最后，通过对夏玉米产量和经济效益的分析发现(表3)，抑制剂尿素和控释抑制剂包膜尿素比尿素均显著增产，且控释抑制剂包膜尿素由于其对氮素的调控效果，在减氮10％的条件下增产效果最好。因而，控释抑制剂包膜尿素虽然成本上价格略高，但却比抑制剂尿素增收近300元/公顷，且减轻了环境污染风险。
表3、不同肥料处理夏玉米产量及经济效益分析
表内数据以2015年的市场价计。普通尿素2000元/吨，抑制剂尿素肥料2200元/吨，控释抑制剂包膜尿素肥料3600元/吨，追肥劳动力投入300元/公顷，玉米1500元/吨。
实施例2和实施例3所得控释抑制剂包膜尿素的效果试验结果与实施例1无实质性差别，不再赘述。

Claims (10)

1.一种制备控释抑制剂包膜尿素的方法，包括如下步骤：
1)将醇类物质与固化剂混合至匀，反应完毕得到体系a；
2)向步骤1)所得体系a中加入良溶剂和扩链剂混合至匀，再加入抑制剂I超声震荡，得到体系b；
3)将步骤2)所得体系b、异氰酸酯类化合物和抑制剂II分成若干等份，分批喷涂在尿素颗粒表面进行原位成膜，得到所述控释抑制剂包膜尿素。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，醇类物质选自一元醇、甲醇、乙醇和丙醇中的至少一种；
所述固化剂选自二元醇、乙二醇、丙二醇、丁二醇、多元醇、季戊四醇、甘油和三羟甲基乙烷中至少一种；
所述醇类物质与固化剂的用量比为(1-10)ml：1g；
所述混合步骤中，温度为10℃-60℃；时间为5min-30min。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述良溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、甲酰胺、乙酰胺、苯甲酰胺、植物油、花生油、豆油、亚麻油、蓖麻油和菜籽油中至少一种；
所述扩链剂选自石蜡、山梨醇、三羟甲基乙烷、甘油、三羟甲基丙烷、三甘醇、新戊二醇和二乙氨基乙醇中至少一种；
所述抑制剂I和抑制剂II相同或不同，均选自双氰胺、3-甲基吡唑、1-甲基吡唑-1羧酰胺、3,4-二甲基吡唑磷酸盐、脒基硫脲、2-甲基-4,6-双(三氯甲苯)均三嗪和2-磺胺噻唑中至少一种；
所述抑制剂I和抑制剂II的粒径均为0.5mm以下；
所述抑制剂I与抑制剂II的质量比为1：10-30；
所述良溶剂、抑制剂I与醇类物质的质量份数比为(1-10)g：1g：(1-10)ml；
所述扩链剂与所述醇类物质的体积比为1：(0.5-10)；
所述步骤2)混合步骤中，温度为20℃-70℃；时间为1min-10min；
所述步骤2)超声震荡步骤中，功率为0.2-1kW；时间为5-60分钟。
4.根据权利要求1-3中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述异氰酸酯类化合物选自异氰酸、甲苯二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯和赖氨酸二异氰酸酯中至少一种；
所述异氰酸酯类化合物与醇类物质的用量比为(1-15)g：1ml；
所述异氰酸酯类化合物与抑制剂II的质量比为1：1-4。
5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤3)成膜步骤中，尿素颗粒的温度为50-60℃；
喷出包膜时间为每次1分钟；
喷出包膜量为每分钟0.01-2kg包膜材料；
压缩空气压强为5-10Pa；
喷头雾化压强为4-12Pa；
喷雾速度为0.05～1kg/min；
转鼓转数为15-60转/min。
6.根据权利要求1-5中任一所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，所述分批喷涂的顺序为：
所述体系b总量的1/3、所述异氰酸酯类化合物总量的1/3、所述抑制剂II总量的1/2、
所述体系b总量的1/3、所述异氰酸酯类化合物总量的1/3、所述抑制剂II总量的1/2、
所述体系b总量的1/3、所述异氰酸酯类化合物总量的1/3。
7.权利要求1-6中任一所述方法制备得到的控释抑制剂包膜尿素。
8.根据权利要求7所述的控释抑制剂包膜尿素，其特征在于：所述控释抑制剂包膜尿素中，包膜层占控释抑制剂包膜尿素总质量的0.5％-5％；
包膜层的厚度为0.1mm以下。
9.权利要求7或8所述控释抑制剂包膜尿素在制备肥料、农作物施肥或蔬菜施肥中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述农作物或蔬菜均为单子叶植物、玉米、小麦、水稻、双子叶植物、棉花、番茄、黄瓜或茄子；
所述施肥步骤中，施氮量为200-300kg/hm2；施肥部位为根部；施肥方式为作为基肥一次性施用。
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