脲甲醛復合肥料的介紹

　　一、脲甲醛緩釋肥料的發(fā)展歷史
　　脲甲醛（Urea－forma，UF）為合成有機微溶性緩釋氮肥，由尿素和甲醛在一定條件下反應縮合而成，包含亞甲基二脲、二亞甲三脲、三亞甲基四脲、四亞甲基五脲、五亞甲基六脲等縮合物，靠土壤微生物分解釋放氮素。其肥效時間長短取決于組分分子鏈長短，分子鏈長的縮合物氮的肥效期長，肥效期可通過控制反應條件人為調(diào)控。
　　1924年，脲甲醛作為化學品取得第一個專利。
　　1946年，發(fā)現(xiàn)尿素與甲醛的縮合物---脲甲醛可以降低釋氮速度，并具有良好的肥效。
　　1947年，脲甲醛肥料獲得專利。
　　1955年，美國開始固體脲甲醛商品化生產(chǎn)，作為緩釋肥料應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，同年北美官方分析化學師協(xié)會（AOAC）頒布了檢定方法。
　　1965年，美國聯(lián)合化學公司（AlliedChemicals）用脲甲醛樹脂包覆氮肥顆粒，發(fā)現(xiàn)其有抗御淋溶的特性。
　　1966年，美國杜邦公司（DuPont）用甲醛氣體與尿素粒肥在酸性催化劑作用下反應，制造緩釋脲甲醛包膜尿素，在工藝上較傳統(tǒng)脲醛緩釋尿素有一定的優(yōu)越性。
　　20世紀70年代，脲甲醛縮合物包膜肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展，Nitroform、Nutralene、Triaform被注冊并生產(chǎn)；
　　20世紀80年代，尿素－醛類縮合物緩釋肥料被產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和推廣應用，主要應用于非農(nóng)經(jīng)濟作物。
　　1984年，前蘇聯(lián)利用K2SO4與n（U）／n（F）＝3的脲甲醛肥料生產(chǎn)脲醛復混肥料［m（K2O）／m（N）＝1］，改善沙土地的保水性。
　　20世紀90年代以后，研究尿素－醛類縮合物緩釋肥料及其緩釋機理。
　　美國、歐洲、日本及前蘇聯(lián)等國商品化脲醛肥料生產(chǎn)較早，脲甲醛肥料是世界上最早商品化的緩釋肥料，也是最主要的緩釋肥料品種，占緩釋肥料總量的一半以上。
　　二、脲甲醛緩釋肥料生產(chǎn)工藝
　　脲甲醛根據(jù)反應過程可以是液體或固體，液體又分為澄清液體和懸浮液體；固體為粉狀、片狀或顆粒狀，白色，無味，在通常條件下易保存，不吸濕。脲甲醛（UF）緩釋肥料是不同鏈長的甲基脲聚合物（聚甲基脲），固體w（N）36％～42％，其通式為NH2CO（NHCH2NHCO）nNH2，式中n為1～8。由于脲甲醛（UF）緩釋肥料是不同鏈長聚甲基脲的混合物，故具有不同的水溶性，即不同的緩釋性和肥效期。
　　三、脲甲醛緩釋肥料生產(chǎn)原理
　　尿素和甲醛在堿性條件下發(fā)生加成反應，生成羥甲基脲，再經(jīng)酸性條件發(fā)生縮合反應，生成甲基脲和聚甲基脲，即為脲甲醛。因尿素與甲醛原料配比n（U）／n（F）、pH值、溫度和反應時間等反應條件的不同，可生產(chǎn)不同鏈長的聚甲基脲混合物。
　　原料n（U）／n（F）和反應條件（pH值、溫度、反應時間）是決定生成不同鏈長聚合物分布的重要因素。一般較高的n（U）／n（F）生成較短鏈的聚合物分布，反之，較低的n（U）／n（F）生成較長鏈的聚合物分布。n（U）／n（F）和反應條件也將影響到產(chǎn)物的相對分子量、溶解度、肥效期等緩釋肥的主要性質(zhì)。當n（U）／n（F）大于2時，生成全水溶性產(chǎn)品；當n（U）／n（F）小于1時，生成全不溶于水的產(chǎn)品（塑料、黏合劑等）；當n（U）／n（F）在1～2（或1.2～1.4）時，生成部分或大部分不溶于水的產(chǎn)品（脲甲醛肥料）。
　　四、脲甲醛緩釋肥料生產(chǎn)工藝
　　脲甲醛緩釋肥料生產(chǎn)方法有稀溶液法和濃溶液法兩種。所謂稀溶液法，即尿素和甲醛以稀溶液形式反應，生成聚甲基脲懸浮液，經(jīng)固液分離，再干燥、粉碎制成產(chǎn)品，母液循環(huán)使用。其特點是產(chǎn)品質(zhì)量好，但成本較高。濃溶液法是尿素和甲醛以濃溶液反應，反應中間產(chǎn)物不經(jīng)固液分離而直接加入催化劑（固化劑），固化為產(chǎn)品。其特點是可連續(xù)操作，生產(chǎn)成本較低，但產(chǎn)品中尿素含量較高。
　　五、脲甲醛復合肥具備5大特性：
　　1、可控：根據(jù)作物的需肥規(guī)律，通過調(diào)節(jié)添加劑多少的方式可以任意設計并生產(chǎn)同不同釋放期的緩釋肥料。
　　2、高效：養(yǎng)分可以根據(jù)作物的需求釋放，需求多少釋放多少，大大減少養(yǎng)分的損失，提高肥料利用率。
　　3、環(huán)保：養(yǎng)分向環(huán)境散失少，同時包殼可完全生物降解，對環(huán)境友好。
　　4、安全：較低鹽份指數(shù)，不會燒苗、傷根。
　　5、經(jīng)濟：可一次施用，整個生育期均發(fā)揮肥效，同時較常規(guī)施肥可減少用量，節(jié)肥、節(jié)約勞動力。
　　六、脲甲醛緩釋肥料作用機理及質(zhì)量評價
　　脲甲醛緩釋肥料作用機理 脲甲醛不同于其他肥料，其生物有效性取決于土壤微生物作用，在土壤微生物的作用下逐步分解并釋放氮。在整個生長季節(jié)脲甲醛可以為土壤微生物提供碳源（能量）和氮源（營養(yǎng)），持續(xù)平穩(wěn)地向土壤釋放氮營養(yǎng)。脲甲醛碳氮摩爾比接近1∶1，可為微生物活動提供理想的平衡營養(yǎng)物質(zhì)和能量來源，并有效增強微生物活性，增加微生物數(shù)量，促進有機質(zhì)腐殖化，甚至在一些微生物數(shù)量較少的地區(qū)，如沙地，微生物的大量繁殖將有機物質(zhì)分解變?yōu)楦迟|(zhì)，以改善土壤的整體情況和提高土壤持水率；微生物也能通過形成聚合物來改善土壤的物理性質(zhì)，調(diào)節(jié)水氣，并活化其他養(yǎng)分。
　　微生物主要由細菌、真菌、放線菌組成，促進植物生長的溫度和水分條件也有利于微生物活動，這樣使得脲甲醛中有效氮釋放與植物需要很接近，當植物需要時就會釋放適量的氮，只有小部分氮流失到空氣和水中。微生物本身可以將尿素氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，這與植物的需求是一致的。每種植物，無論是棕櫚樹還是黑麥草都有適宜的生長溫度。溫度過高或過低，植物的新陳代謝都會減弱，這時候植物的養(yǎng)分需求就會下降，如果氮肥釋放時植物不利用，那氮肥就浪費了。脲甲醛如果沒有被微生物轉(zhuǎn)化成硝酸鹽，只能留在土壤表面；但脲甲醛不溶于水，所以也不易淋失，隨著時間的推移會形成貯備氮，當條件有利于植物生長時就能被植物再次利用。
　　七、脲甲醛緩釋肥料由于其良好的緩釋性和物理性，制成顆粒狀（0.833～1.651mm）和粉狀（0.147～0.246mm）產(chǎn)品，加工配置成摻混肥、團粒肥和液體肥供施用，可延長養(yǎng)分釋放期，增強土壤微生物活性，改善肥料物理性狀，是非常有潛力的緩釋肥料品種，對于促進我國氮肥產(chǎn)業(yè)升級，緩解能源、環(huán)境壓力具有深遠的現(xiàn)實意義。
　　由于這種產(chǎn)品所表現(xiàn)出的高養(yǎng)分利用率和對環(huán)境的保護作用，其需求量和生產(chǎn)量逐年增加，美國、西歐和日本都已進行工業(yè)化生產(chǎn)并銷售至國際市場。國內(nèi)脲甲醛及含有脲甲醛的復混肥料（復合肥料）年生產(chǎn)能力在百萬噸以上，主要面向的市場為高爾夫草坪、園藝、蔬菜、大田。
　　行業(yè)標準制定實施，對規(guī)范該產(chǎn)品的生產(chǎn)、銷售和質(zhì)量監(jiān)督，引導行業(yè)健康發(fā)展將起到十分重要的作用，在不增加大量投資的情況下，將現(xiàn)有的肥料利用率明顯提高，經(jīng)濟效益、生態(tài)效益都比較顯著，市場前景廣闊。