[發明專利]多營養元素高分子緩控釋硫肥及其制備方法

無效

• 申請號: 201410058904.X
• 申請日: 2014-02-20
• 公開（公告）號: CN103848682A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 劉亞青;周麗鳳;程冬冬;趙貴哲;毋登輝
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: C05G3/00
• 分類號: C05G3/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 李志東

技術領域

本發明屬于生物化學領域，具體而言，本發明涉及一種多營養元素高分子緩控釋硫肥及其制備方法。

背景技術

在農作物生長過程中，硫是僅次于氮、磷、鉀三大礦物質元素的第四種元素。硫的主要作用有：①硫是植物體內半胱氨酸、胱氨酸和蛋氨酸三種含硫氨基酸的組成成分，決定植物體內蛋白質的數量、質量和功能，影響細胞原生質的結構特征、植物的抗寒和抗旱性以及作物產品質量等。硫與植物體葉綠素的合成，以及其它一些重要代謝高分子化合物，如酶、輔酶A、維生素H和維生素B的合成有關。②硫在細胞內許多重要的代謝過程中均起到重要作用。如：在光合作用及氧化物如亞硝酸根的還原中起電子轉移作用；在生物固氮中，促進氮代謝和糖分供應，有利于根瘤菌和自生固氮菌的固氮作用。在養分吸收中，硫通過拮抗或協助作用影響植物中其它元素的吸收。③某些植物的芳香、刺激性氣味及毒素等與含硫化合物有關。硫在某種程度上可使得植物起到自身保護、免遭病蟲及食草動物侵害的作用。據報道，植物體內的谷胱甘肽、非蛋白巰基可能是植物消除重金屬鎘脅迫的主要成份之一。這些組分的特點之一都含有硫，所以硫還具備解毒機理。

硫對于植物的生長發育、代謝過程必不可少。但是，由于農業的高度集約化、單位面積移去大量的營養元素以及不斷增加的高濃度無硫化肥施用等問題，土壤缺硫的現象日趨嚴重，施加硫肥已迫在眉睫。根據一系列在施用氮肥的基礎上配施硫肥的最新實際應用試驗結果表明，含硫肥料不僅可以促進增產、改良土壤質量、保護植物健康、提高農產品品質，而且還可以提高其它營養元素的利用率。

現有的常用含硫肥料有硫酸銨、硫酸鉀、硫酸鎂鉀、普鈣等。但是，這些含硫肥料中的硫元素利用率不高，再結合農業生產的實際需求與環境保護的需要，人們開始不斷研制含硫較高的環保性肥料。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理劑不能被植物吸收等缺陷。

因此，現有的含硫肥料有待進一步改進。

發明內容

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種多營養元素高分子緩控釋硫肥及其制備方法，該多營養元素高分子緩控釋硫肥中的硫元素具有較高的利用率。

在本發明的一個方面，本發明提出了一種多營養元素高分子緩控釋硫肥，該多營養元素高分子緩控釋硫肥具有下式所示的結構：

其中，m=1～4，n=100～210。

根據本發明實施例的多營養元素高分子緩控釋硫肥中的硫元素以C=S雙鍵的結構存在，處于這種結構的硫元素在植物生長過程中更容易轉變為胱氨酸或半胱氨酸而被植物所吸收，成為植物有機體不可或缺的蛋白質組分，因此使得硫元素的利用率更高，同時硫、氮、磷、鉀四種營養元素通過化學鍵牢固的連接在同一高分子鏈上，使得該肥料具有優異的緩控釋性能，并且使得淋溶損失得以降低，因而可以大幅度提高肥料的利用率，另外，將該肥料施入土壤后，肥料聚合物逐步水解，最終降解為小分子的營養物質，不斷被植物吸收、利用，既不會產生燒苗現象，也不會給土壤留下不能吸收的有害物質，因此可以作為一種綠色環保的新型肥料而使用。

另外，根據本發明上述實施例的多營養元素高分子緩控釋硫肥還可以具有如下附加的技術特征：

在本發明的一些實施例中，所述多營養元素高分子緩控釋硫肥中硫、氮、磷、鉀的含量為：24～30wt%的硫；21～27wt%的氮；以P₂O₅計，磷的含量為13～27wt%；以及以K₂O計，鉀的含量為9～18wt%。

在本發明的一些實施例中，所述多營養元素高分子緩控釋硫肥的平均分子量為52800～55440。

在本發明的另一個方面，本發明提出了一種制備上述多營養元素高分子緩控釋硫肥的方法，該方法包括：

（1）將甲醛與硫脲在pH值為8～10、溫度為30～35攝氏度的條件下反應3小時，然后將反應溫度升高至80～90攝氏度，繼續反應20～30分鐘；

（2）向步驟（1）中所得到的反應產物中加入磷酸鉀鹽繼續反應180～270分鐘，以便獲得所述多營養元素高分子緩控釋硫肥。

根據本發明實施例的制備多營養元素高分子緩控釋硫肥的方法可以有效制備上述多營養元素高分子緩控釋硫肥。

另外，根據本發明上述實施例的制備多營養元素高分子緩控釋硫肥的方法還可以具有如下附加的技術特征：