[发明专利]固氮保肥增效剂、含固氮保肥增效剂的自组装式含氮肥料及制备方法

说明书

本发明公开了一种固氮保肥增效剂，该增效剂为有机态氮源增效剂，主要由聚琥珀酰亚胺与酰胺态氮反应形成，其中聚琥珀酰亚胺的聚合度为15～80，聚琥珀酰亚胺的质量占有机态氮源增效剂总质量的20～80％。同时本发明还公开了含固氮保肥增效剂的自组装式含氮肥料，每百份含氮肥料包括固氮保肥增效剂1～70份。获得的自组装式含氮肥料，以增效剂的有效成分控制含氮肥料中氮元素的合理释放，降低常规氮源存在的挥发、淋失等损失，使肥料在施用过程，显著提高综合利用率，促进集约化农业生产的有机进行。

技术领域

本发明涉及肥料增效剂与肥料技术领域，尤其涉及一种固氮保肥增效剂及其制备方法，以及含固氮保肥增效剂的自组装式含氮肥料及其制备方法。

背景技术

据联合国粮农组织2017年统计，全球粮食产量大概是26.27亿吨，而中国的粮食产量为6.18亿吨，在同期全球粮食总产量中占比23.5％。为维持如此高的粮食产量，目前我国农业生产过程需消耗大量的农用化学品，其中氮肥占据了绝对的数量。2017年我国氮肥总施用达到了2220.6万吨，占世界总量的35％，虽然其中包括了诸多具有一定节氮作用的新型肥料，如超过300万吨的多肽尿素、缓控释尿素等，但当年我国氮肥综合利用率仍不足35％，造成了极大浪费。经分析，专家们一致认为施肥方法不当是造成肥料浪费的主要原因，损失的途径主要包括：铵态氮肥的氨挥发(包括尿素转化后氨的挥发)、硝态氮肥和尿素的直接淋失，以及水田中反硝化作用所引起的气态氮损失。若能有效解决上述问题，对于集约型农业发展将具有极其重大的意义。

发明内容

为解决现有技术存在的不足，本发明利用固氮保肥增效剂调整氮肥中氮元素的存在形式和释放方式，从而有效提高氮肥的缓释率和综合利用率，促进集约化农业生产的高效进行。

为实现上述目的，本发明提供的固氮保肥增效剂，为有机态氮源增效剂，主要由聚琥珀酰亚胺与酰胺态氮反应形成，其中聚琥珀酰亚胺的聚合度为 15～80，聚琥珀酰亚胺的质量占有机态氮源增效剂总质量的20～80％。。

本发明利用聚琥珀酰亚胺与酰胺态氮反应得到的含类双缩脲结构的有机态氮源增效剂，促进含氮肥料体系中游离氮的有机化，通过环境中微生物和土壤pH的共同作用，缓慢断链释放，使作物在整个生长过程所需氮元素的供应得到满足，降低常规氮源存在的挥发、淋失等损失，从而有效提高氮肥的利用率，降低施用量，真正起到节能减排、减少碳排放的目的，促进集约化农业生产的有机进行。

作为对上述技术方案的限定，所述聚琥珀酰亚胺由天冬氨酸热聚法或马来酸铵盐热聚法或富马酸铵盐热聚法在温度180～300℃下聚合得到。

对于聚琥珀酰亚胺的选择，一般还要求聚琥珀酰亚胺中对应原材料的残留量≤2％。

由天冬氨酸(包括L-天冬氨酸、D-天冬氨酸和D,L-天冬氨酸)热聚法或马来酸铵盐热聚法或富马酸铵盐热聚法所获得的聚琥珀酰亚胺，加入到酰胺态氮的熔融体系中，不会出现不溶物杂质或出现很少的不溶物杂质，从而不会导致后续有机氮肥中出现水不溶物含量过高的问题；同时上述原料所获得的聚琥珀酰亚胺的聚合度适中，使得加工而成的氮肥既保证了持效性，又保持了一部分的速效性，从而延长了肥料对作物供氮的时间。

从聚合度方面来说，天冬氨酸(包括L-天冬氨酸、D-天冬氨酸和D,L-天冬氨酸)热聚法所得到的聚琥珀酰亚胺的聚合度范围为15～80，而马来酸铵盐热聚法或富马酸铵盐热聚法获得的聚琥珀酰亚胺聚合度多集中于15～50。

如果需要继续提高聚合度，则需要在合成聚琥珀酰亚胺过程中加入一定的催化剂，而催化剂一般以磷酸及其衍生物为主，使得获得的聚琥珀酰亚胺聚合度一般85，但是会导致在生产有机氮肥时形成一部分的水不溶物，同时会导致有机氮肥前期效果较差，使得作物前期缺少肥料供给导致生理性病害。