含硫鐵錳銅元素的有機高分子緩控釋氮磷肥及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及緩控釋化肥，具體為一種含硫鐵錳銅微量中量元素的有機高分子緩控 釋氮磷肥及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前公認(rèn)的作物生長不可缺少的必需元素共有17種，按照植物需要數(shù)量，大體可 分為大量元素和中量、微量元素。其中，氮、磷、鉀等大量元素的重要性已被人們所熟知，由 于植物對中量、微量元素的需求量較少，故其重要性常常被忽略。盡管植物對中量、微量元 素的需求量不多，但它們卻被植物體所必需。近年來，隨著作物產(chǎn)量的不斷提高以及含氮、 磷、鉀等有機肥料在肥料總構(gòu)成中占比的逐漸下降，中量、微量元素的作用越來越顯著。
[0003] 硫是繼氮、磷、鉀之后排第四位的重要營養(yǎng)元素，它影響植物的生長和蛋白質(zhì)的組 成，進而影響植物籽粒的品質(zhì)，是植物生長發(fā)育、代謝過程必不可少的元素之一。由于農(nóng)業(yè) 的高度集約化、單位面積移去大量的營養(yǎng)元素以及不斷增加的高濃度無硫化肥施用等問 題，導(dǎo)致土壤缺硫現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，施加硫肥已迫在眉睫。根據(jù)一系列在施用氮肥的基礎(chǔ)上配 施硫肥的最新實際應(yīng)用試驗結(jié)果表明，含硫肥料不僅可以促進增產(chǎn)、改善土壤理化性質(zhì)、保 護植物健康、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，而且還可以促進植物對其它營養(yǎng)元素的吸收利用?，F(xiàn)有的常 用含硫肥料有硫酸銨、硫酸鉀、硫酸鎂鉀、普鈣等。但是，這些含硫肥料中硫的利用率不高， 再結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實際需求與環(huán)境保護的需要，人們開始不斷研制含硫較高的環(huán)保性肥 料。目前，選用硫作為涂布材料制備緩效肥料的很多，其中又以涂硫尿素最為普遍。但是， 涂硫尿素存在顆粒表面的涂層容易脫落和所加密封劑和調(diào)理劑不能被植物吸收等缺陷。因 此，現(xiàn)有的含硫肥料有待進一步改進。
[0004] 鐵是植物生長必需的營養(yǎng)元素之一，它參與植物葉綠素的合成、呼吸作用和氧化 還原反應(yīng)等生理過程。錳在作物生長發(fā)育，特別是光合作用過程中起著重要作用，它參與葉 綠體的組成，以結(jié)合態(tài)參加希爾反應(yīng)，通過在形成葉綠體膜的翻譯中的作用影響葉綠素的 合成；適當(dāng)濃度的錳肥能夠顯著提高作物的根系活力，促進作物吸收養(yǎng)分的能力，增強作物 根系對養(yǎng)分的活化作用。銅在植物體內(nèi)的功能大部分與酶有關(guān)，它在電子傳遞和酶促反應(yīng) 中起作用，對葉綠素有穩(wěn)定作用，可防止葉綠素過早破壞；此外，銅還參與蛋白質(zhì)和糖的代 謝，與呼吸作用密切相關(guān)，缺銅嚴(yán)重影響植物繁殖器官的發(fā)育。
[0005] 目前，解決土壤缺乏鐵、錳、銅等微量元素的主要方法是施用無機態(tài)肥料，但是施 入土壤后，鐵、錳、銅離子易被土壤固定，植物可吸收利用的有效鐵、有效錳、有效銅較少，因 此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中作物缺鐵、錳、銅的現(xiàn)象非常普遍，尤其是在干旱、半干旱的石灰性土壤中， PH值較高，富含游離的碳酸媽，缺鐵、錳、銅的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。
[0006] 針對上述問題，有必要對現(xiàn)有中量、微量元素肥料進行改進，以減少土壤的固定， 提高肥料利用率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的一個目的是提供一種將氮、磷、硫、鐵、錳、銅營養(yǎng)元素位于同一高分子鏈 上的有機尚分子。
[0008] 本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的： 一種含硫鐵錳銅元素的有機高分子，具體如下通式所示結(jié)構(gòu)：
【主權(quán)項】
1. 一種含硫鐵錳銅元素的有機高分子，其特征在于，具體如下通式所示結(jié)構(gòu)：
式中，M代表鐵、錳或銅三種微量元素，鐵、錳和銅三種元素隨機分布于n個重復(fù)單元 中，其中，包括X個鐵、Y個錳和Z個銅，X+Y+Z=n;m=l?4，n=40?90。
2. -種含硫鐵錳銅元素的有機高分子緩控釋氮磷肥，其特征在于：包括權(quán)利要求1所 述的有機高分子。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的含硫鐵錳銅元素的有機高分子緩控釋氮磷肥，其特征在于： 所述有機高分子中氮、磷、硫、鐵、猛、銅元素的含量以質(zhì)量百分含量計為：氮19. 79wt%? 25. 59wt%，以P205計的磷 12. 98wt% ?25. 09wt%，硫 11. 31% ?29. 25%，鐵 6. 07wt% ? 11. 72wt%，錳 3. 18wt% ?6. 14wt%，銅 0? 58wt% ?1. 13wt%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的含硫鐵錳銅元素的有機高分子緩控釋氮磷肥，其特征在于： 所述有機高分子的平均分子量為21880?25470。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的含硫鐵錳銅元素的有機高分子緩控釋氮磷肥，其特征在于： 有機高分子通式中， 當(dāng)m=l，n=90時，氮含量為19. 79wt%，以P205%計的磷含量為25. 09wt%，硫含量為 11. 31%，鐵含量為11. 72wt%，錳含量為6. 14wt%，銅含量為1. 13wt%，平均分子量為25470 ; 當(dāng)m=2,n=60時，氮含量為22. 64wt%，以P205%計的磷含量為19. 14wt%，硫含量為 25. 88%，鐵含量為8. 94wt%，錳含量為4. 68wt%，銅含量為0. 86wt%，平均分子量為22260 ; 當(dāng)m=3,n=50時，氮含量為24. 40wt%，以P205%計的磷含量為15. 47wt%，硫含量為 27. 89%，鐵含量為7. 23wt%，錳含量為3. 79wt%，銅含量為0. 69wt%，平均分子量為22950 ; 當(dāng)m=4,n=40時，氮含量為25. 59wt%，以P205%計的磷含量為12. 98wt%，硫含量為29. 25%，鐵含量為6.07wt%，錳含量為3. 18wt%，銅含量為0. 58wt%，平均分子量為21880。
6. -種權(quán)利要求1所述的含硫鐵錳銅元素的有機高分子的制備方法，其特征在于：包 括如下步驟： (1) 、在第一反應(yīng)器中加入蒸餾水，然后加入硫酸亞鐵、硫酸錳和硫酸銅晶體，調(diào)節(jié)pH 為8?10,靜置，過濾，制得A組分，然后再加入磷酸，制得B組分； (2) 、在第二反應(yīng)器中加入硫脲和甲醛，在pH值為8?10、溫度為30?35°C的條件下 反應(yīng)40?200min，然后將溫度升高至50?60°C，繼續(xù)反應(yīng)30?90min，加入B組分，將溫 度升高至70?KKTC，繼續(xù)反應(yīng)30?40min，即得含硫鐵錳銅元素的有機高分子。
7. -種含硫鐵錳銅元素的有機高分子緩控釋氮磷肥的制備方法，其特征在于：包括如 下步驟： (1) 在第一反應(yīng)器中加入蒸餾水，然后加入規(guī)定量的硫酸亞鐵、硫酸錳和硫酸銅晶體， 調(diào)節(jié)pH為8?10,靜置，過濾，制得A組分，然后再加入規(guī)定量的磷酸，制得B組分； (2) 在第二反應(yīng)器中加入規(guī)定量的硫脲和甲醛，在pH值為8?10、溫度為30?35°C 的條件下反應(yīng)40?200min，然后將溫度升高至50?60°C，繼續(xù)反應(yīng)30?90min，加入B組 分，將溫度升高至70?100°C，繼續(xù)反應(yīng)30?40min，反應(yīng)溶液變?yōu)檎吵響B(tài)，造粒，烘干，即 得所述含有硫鐵錳銅元素的有機高分子緩控釋氮磷肥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含硫鐵錳銅元素的有機高分子緩控釋氮磷肥的制備方法，其 特征在于：步驟（1)中，硫酸亞鐵、硫酸錳、硫酸銅晶體和磷酸的摩爾比為1. 9:1:0. 18:6. 6 ; 步驟（2)中，硫脲和甲醛的摩爾比為1. 25?2:1。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種含硫鐵錳銅元素的有機高分子緩控釋氮磷肥，將硫酸亞鐵、硫酸錳和硫酸銅晶體加入到蒸餾水中，調(diào)節(jié)pH為8～10，靜置，過濾，制得A組分，然后加入磷酸，制得B組分；加入硫脲和甲醛，在pH值為8～10、溫度為30～35℃的條件下反應(yīng)40～200min，然后將溫度升高至50～60℃，繼續(xù)反應(yīng)30～90min，加入產(chǎn)物B，調(diào)節(jié)溫度至70～100℃，繼續(xù)反應(yīng)30～40min，反應(yīng)溶液變?yōu)檎吵響B(tài)，造粒，烘干。本發(fā)明方法簡單，產(chǎn)品中微量元素鐵、錳、銅與磷酸形成的磷酸二氫鹽與脲醛縮聚物反應(yīng)，使得氮、磷、硫及鐵、錳、銅等多種營養(yǎng)元素通過化學(xué)鍵連接在同一高分子鏈上。
【IPC分類】C08G12-40, C05G3-00
【公開號】CN104557290
【申請?zhí)枴緾N201410826377
【發(fā)明人】劉亞青, 白甜, 程冬冬, 向陽, 趙貴哲
【申請人】中北大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月26日