一种抑制土壤脲酶活性的缓释肥及制备方法技术领域
本发明涉及化工技术领域，尤其是一种抑制土壤脲酶活性的缓释肥及制备方法。
背景技术
土壤酶是具有高度催化作用的生物催化剂，土壤中的一切生物化学过程都是在土
壤酶的作用下进行的，土壤酶作为土壤的重要组成部分，与土壤理化性质之间具有较好的
关联性，可以反映土壤生物化学过程的方向和强度，对土壤理化性质和肥力状况有着重要
的影响，了解土壤酶活性的强弱，有助于评判土壤的供肥能力，土壤酶活性与土壤肥力状况
的关系已成为研究的热点，但主要集中在农业和林业。
然而尿素肥料，必须经过土壤腺酶水解，才能被作物吸收利用，但是土壤脉酶活性
过高，导致尿素水解过速，因局部氮浓度增高使作物中毒或挥发流失。
目前，为了克服土壤高脉酶活性造成的损失，近年国外有人颇重视土壤脲酶抑制
剂的研究，常用的如二氯化汞、胰阮酶、氢醒及苯等，其成本过高、肥效不理想、还会给土壤
带来污染。如专利号为CN201310371946.4公开了一种脲酶抑制剂，采用醋酸棉酚和聚乙烯
吡咯烷酮制备而成，又如专利号为CN200410082840.3公开了-种脲酶/硝化抑制剂组合型缓
释尿素及其制备方法，以尿素、脲酶抑制剂N－甲基－2－吡咯烷酮，硝化抑制剂双氰胺、制
备而成。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种抑制土壤脲酶活性的缓释肥，具有效高
价廉、无毒、无污染的特点。
具体是通过以下技术方案得以实现的：
(1)颗粒制备：将腐植酸与熔融尿素按照1：(6～9)比例倒入反应釜中，同时加入甲
缩醛溶液，搅拌混匀，搅拌速为30～50r/min，反应温度为80～90℃，回收甲缩醛，得到腐植
酸-脲络合物，再添加硫酸钾、磷酸脲，搅拌速度为80～120r/min，反应温度50～70℃，经喷
雾干燥获得不溶性固体复合物，粉碎至60～70目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速及温度后启动热风机预热尿素颗粒，然
后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停止桐油的添加，
改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
其中所述腐植酸，是由淤泥风干研磨粉碎后，加入1％氢氧化钠抽提液，润湿后沸
水浴中加热，冷却后全部转移到容量瓶中加蒸馏水稀释，然后吸取静置澄清后的试液，并加
入重铬酸钾和浓硫酸，于沸水上加热35～40min，冷却后用水稀释，加入邻菲啰啉指示剂，用
硫酸亚铁指示剂滴至砖红色，经灭菌、萃取而成。
其中所述包膜制备过程设定转速为600～700r/min，温度为65～75℃。
其中所述喷雾塔空气温度为160～180℃，出塔空气温度为90～110℃。
其中所述腐殖酸与融融尿素比例为1：(6～9)。
本发明有益效果：
由于生活中污泥随处可见，本发明采用从污泥中提取腐植酸，由于该物质具有较
多的活性基团，再与尿素按照合理的配比反应时，形成大量的氢键或络合配位键、离子键、C
＝N键、共价键等，尿素中-NH2向NH4+转变，发生离子反应，改变氮素形态，使部分速效氮转变
为缓效氮，并生成腐植酸尿素，该物质可以有效抑制土壤脲酶活性，降低尿素在土壤中的分
解；在经过被发明的双层包膜工艺，以桐油为内层，醋酸棉酚为最外层，其中桐油是一种性
能优异的尿素包膜材料，能有效的缓解尿素中氮成分的损失；醋酸棉酚作为脲酶抑制剂，包
膜在最外层可以提前作用于土壤中的脲酶，可解决因尿素施到土壤中迅速水解成碳酸铵，
植物的吸收速度小于尿素分解速度时，造成大量的氨挥发损失，引起“烧苗”的问题；本发明
药物中腐植酸是以生活中污泥为原料提取而成，降低制作成本，同时还解决污泥堆放引起
环境污染，避免从煤炭中提取从而浪费不可再生资源；醋酸棉酚来源于棉花中棉仁、棉根皮
的棉酚制作而成，由于我国是一个产棉大国，目前棉酚少量作为避孕药物，绝大部分已作为
有害物质去除，未得到有效利用，因此本发明选用醋酸棉酚作为包膜物质，不仅抑制脲酶效
果显著，同时也是减少资源的浪费。
具体实施方式
下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的
范围不仅局限于所作的描述。
实施例1
配方：尿素18kg、腐植3kg、硫酸钾16kg、磷酸脲13kg、醋酸棉酚1kg、桐油1kg；
制备方法：
(1)颗粒制备：将腐植酸与熔融尿素按照1：6比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛
溶液，搅拌混匀，搅拌速为30r/min，反应温度为50～55℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲络合
物，再添加硫酸钾、磷酸脲，搅拌速度为80r/min，经喷雾干燥获得不溶性固体复合物，喷雾
塔空气温度为160℃，出塔空气温度为90℃，粉碎至60～70目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速600r/min，温度65～68℃，启动热风机预
热尿素颗粒，然后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停
止桐油的添加，改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可得到成品。
实施例2
配方：尿素36kg、腐植4kg、硫酸钾25kg、磷酸脲18kg、醋酸棉酚3kg、桐油3kg；
制备方法：
(1)颗粒制备：将腐植酸与熔融尿素按照1：9比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛
溶液，搅拌混匀，搅拌速为50r/min，反应温度为65～70℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲络合
物，再添加硫酸钾、磷酸脲，搅拌速度为120r/min，经喷雾干燥获得不溶性固体复合物，喷雾
塔空气温度为180℃，出塔空气温度为110℃，粉碎至60～70目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速700r/min，温度72～75℃，启动热风机预
热尿素颗粒，然后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停
止桐油的添加，改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
实施例3
配方：尿素28kg、腐植4kg、硫酸钾20kg、磷酸脲15kg、醋酸棉酚2kg、桐油2kg；
制备方法：
(1)颗粒制备：将腐植酸与熔融尿素按照1：7比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛
溶液，搅拌混匀，搅拌速为40r/min，反应温度为60～65℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲络合
物，再添加硫酸钾、磷酸脲，搅拌速度为100r/min，经喷雾干燥获得不溶性固体复合物，喷雾
塔空气温度为170℃，出塔空气温度为100℃，粉碎至60～70目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速650r/min，温度68～72℃，启动热风机预
热尿素颗粒，然后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停
止桐油的添加，改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
实施例4
配方：尿素32kg、腐植4kg、硫酸钾17kg、磷酸脲17kg、醋酸棉酚1.5kg、桐油1.5kg；
制备方法：
(1)颗粒制备：将腐植酸与熔融尿素按照1：8比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛
溶液，搅拌混匀，搅拌速为35r/min，反应温度为54～62℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲络合
物，再添加硫酸钾、磷酸脲，搅拌速度为110r/min，经喷雾干燥获得不溶性固体复合物，喷雾
塔空气温度为175℃，出塔空气温度为95℃，粉碎至60～70目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速630r/min，温度63～67℃，启动热风机预
热尿素颗粒，然后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停
止桐油的添加，改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
实施例5
配方：尿素21kg、腐植3kg、硫酸钾19kg、磷酸脲14kg、醋酸棉酚2.5kg、桐油1.5kg；
制备方法：
(1)颗粒制备：将腐植酸与熔融尿素按照1：7比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛
溶液，搅拌混匀，搅拌速为45r/min，反应温度为62～66℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲络合
物，再添加硫酸钾、磷酸脲，搅拌速度为90r/min，经喷雾干燥获得不溶性固体复合物，喷雾
塔空气温度为165℃，出塔空气温度为105℃，粉碎至60～70目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速680r/min，温度71～74℃，启动热风机预
热尿素颗粒，然后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停
止桐油的添加，改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
实施例6
配方：尿素24kg、腐植3kg、硫酸钾21kg、磷酸脲16kg、醋酸棉酚3kg、桐油1.5kg；
制备方法：
(1)颗粒制备：将腐植酸与熔融尿素按照1：8比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛
溶液，搅拌混匀，搅拌速为40r/min，反应温度为57～62℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲络合
物，再添加硫酸钾、磷酸脲，搅拌速度为100r/min，经喷雾干燥获得不溶性固体复合物，喷雾
塔空气温度为165℃，出塔空气温度为95℃，粉碎至60～70目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速660r/min，温度67～70℃，启动热风机预
热尿素颗粒，然后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停
止桐油的添加，改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
实施例7
配方：尿素24.5kg、腐植3.5kg、硫酸钾23kg、磷酸脲16kg、醋酸棉酚2.5kg、桐油
2kg；
制备方法：
(1)颗粒制备：将腐植酸与熔融尿素按照1：7比例倒入反应釜中，同时加入甲缩醛
溶液，搅拌混匀，搅拌速为30～50r/min，反应温度为80～90℃，回收甲缩醛，得到腐植酸-脲
络合物，再添加硫酸钾、磷酸脲，搅拌速度为80～120r/min，反应温度50～70℃，经喷雾干燥
获得不溶性固体复合物，喷雾塔空气温度为175℃，出塔空气温度为105℃，粉碎至60～70
目，即得到初品。
(2)包膜：将初品放入包膜机中，设定转速及温度后启动热风机预热尿素颗粒，然
后将桐油滴加到翻滚中的尿素颗粒表面，至颗粒表面完全包裹完毕为止，停止桐油的添加，
改用醋酸棉酚作为最外层的包膜，直至包裹均匀即可。
其中所述硫代硫酸钙具有降低土壤重金属的作用。
实验例1
实验组采用本发明缓释肥；
对照组采用氢醒脲酶抑制剂；
实验组采用本发明制备的抑制土壤脲酶的缓释肥，分别采酸性、中性、碱性土壤放
置于低部有小孔的特制玻璃管，并内管底部放置滤网，共分9支玻璃管，每个土样随机分3
支，置于35℃的恒温培育箱中连续培养，分别于1d、2d、7d、11d、18d、35d测定养分累计量，并
计算出占总养分量的比例，即养分相对累计释放率；试验结果表明，三种土壤中实验组处理
氮素相对累计释放率这显著低于空白组，从而反应缓释性能显著高于空白组，且3种不同土
壤类型氮素相对累积释放率大小总体表现为碱性土>中性土>酸性土。
实验例2
采用120m2的种植区，分为6组，每组20m2，分别采用本发明实施例制备的缓释肥，通
过较长时间的试验，分别于3d、6d、12d、20d、30d测定后计算脲酶的抑制率，试验结果表明6
组实施例均对土壤脲酶有显著的抑制作用，其中实施例3的抑制效果尤为突出，并随着时间
的推移，抑制率逐渐减弱，在30天后，抑制率仍然存在，而没有加入本发明药物的土壤，经过
培养24小时后分解62％，5天之内全部分解成铵。
试验例3
土壤和植株选用盆栽，土壤样品过0.25mm筛，并分别施用10mg、20mg、50mg本发明
药物于春小麦，试验结果表明，土壤中残留N量随着药物的用量增加而增大，其中土壤中N的
损失率以50mg剂量组最高，损失率最小的是每盆用20mg组，其次是10mg组，即适量的本发明
缓释肥用量具有增加N的吸收率和减少N损失率的作用。