脲甲醛缓释肥料详细介绍(整理版)

文件编号：2015-7-2
脲甲醛缓释肥料
脲甲醛又称脲醛肥料，1955年最先由BASF生产，是第一个商品化生产的缓释氮肥。

它由尿素与甲醛缩合而成，为白色，无味粉末或颗粒状。

典型的脲甲醛产品含N37％～40％。

一、肥料特点：
1、缓释：所含营养元素按速效、中效、长效三级释放，满足整个植物生长期的氮素养分需求。

2、高效：迅速转为胶体并牢牢吸附到土壤颗粒，促进土壤团粒结构形成。

3、环保：养分向环境散失少，无残留，对环境友好。

4、安全：较低盐份指数，不会烧苗、伤根。

5、经济：较常规施肥可减少用量，节肥、节约劳动力，提高产量。

脲甲醛缓释氮肥的基本优点，在土壤中释放慢，可减少氮的挥发、淋失和固定；在集约化农业生产中，可以一次大量施用不致引起烧苗，即使在砂质土壤和多雨地区也不会造成氮素损失，保持有后效。

二、生产工艺
根据尿素与甲醛的摩尔比不同，可以制成不同缩合度（释放期）的脲醛肥料。

脲甲醛是在控制pH值、温度、尿素与甲醛的比例和反应时间的条件下通过甲醛与过量尿素反应而制得。

产品是由分子量不等的单羟甲基脲、二羟甲基脲、甲叉尿素等的二聚物和低聚体组成的混合物。

在这些混合物中加酸则产生缩合链较长、水溶性较低的低聚体，链越长氮的释放就越慢。

尿素与甲醛反应可生成不同链长的缩合物分布，其通式为NH2CO（NHCH2NHCO）n NH2，式中n在1～8之间。

尿素（U）/甲醛（F）摩尔比和反应条件（如PH、温度和时间）是决定缩合物分布的重要因素。

一般较高的
U/F比生成短链的缩合物分布，而较低的U/F比例生成分子量较高的缩合物分布。

因此严格控制U/F摩尔比可获得最佳的甲叉脲缩合物分布。

脲甲醛肥料（UF)是尿素与甲醛的反应物，随尿素与甲醛的摩尔比[n(U)/n(F)]不同，可以制得缩合度不同的脲甲醛肥料。

以UH表示尿素，U代表NH2CONH-, U'表示NHCONH- 当n(U)/n(F)>1时，尿素与甲醛反应可以生成多种化合物：
序号反应物名称化学式总氮含量
1 一羟甲基脲U-CH2OH 31.11%
2 亚甲基二脲（MDU) U-CH2-U 42.41%
3 二亚甲基三脲(DMTU) U-CH2-U-CH2-U 41.17%
4 三亚甲基四脲（TMTU) U-(CH2-U')2-CH2-U 40.57%
5 四亚甲基五脲（TMPU) U-(CH2-U')3-CH2-U 40.22%
缩合度越高，分子链越长，在水中的溶解度越小，缓释期越长。

一羟甲基脲U-CH2OH 是水溶性脲甲醛化合物，冷水中可溶性氮。

若以1g样品溶于250ml,(25+-2)℃下的冷水中测得可溶性氮，并以CWS表示，则未反应的尿素，一羟甲基脲，MDU,及部分DMTU中的氮，在冷水中可溶，它代表速效氮或几周内有效氮的含量。

三亚甲基四脲（TMTU)认为是最有用的组分与四亚甲基五脲（TMPU)中的氮构成冷水中不溶的氮（CWIN)。

它代表释放期可达几个月的缓释氮。

TMTU TMPU是中链脲甲醛，可被土壤中微生物降解，逐渐变成水溶性氮。

美国法定肥料术语及定义给出了多种脲甲醛肥料的定义。

＊N-25脲甲醛类产品（微溶性）是尿素与甲醛的反应物。

w(N)不少于35%，大部分是不溶性的氮为缓释有效形态，它的总氮中应有一定量脲甲醛氮（例如20%脲甲醛N)。

水不溶性氮（AOAC国际方法945.01测定）应不少于总氮的60%。

水不溶性氮的活性指数应该是：用AOAC脲甲醛产品国际方法（955.05）测定不小于40%；用AOAC碱性高锰酸盐国际方法（920.07）测定不小于50%或AOAC中性高锰酸盐国际方法（920.06）测定，不小于80%。

＊N-28脲甲醛类产品（水溶性）是尿素与甲醛的反应物。

W(N)不少于30%，大部分是水溶性的，也存在少量缓释有效氮，反应产物含有不少于55%的未反应尿素，其它的尿素应是缓释甲基尿素MDU和DMTU。

＊N-29亚甲基二脲（MDU)。

是由1分子甲醛与2分子尿素反应生成的水溶性缩合物。

W(N)不小于42%，是缓释有效氮的来源。

＊N-30二甲基三脲（DMTU)是2分子甲醛与3分子尿素反应生成的水溶性缩合物。

W(N)不小于41%，是缓释有效氮的来源。

尿素—甲醛系缓释氮肥通常有两种生产方法；即稀溶液法和浓溶液法。

在稀溶液法中产品从脲甲醛溶液中沉淀出来，然后进行过滤，母液循环至下一工序。

该技术可制得粒度均匀的产品，并可进行严格的的工艺控制。

在浓溶液法中，甲醛与尿素浓溶液反应，在添加酸作为催化剂后，固化成脲甲醛产品。

如采用管式反应器将酸与尿素/甲醛溶液混合可进行连续化操作。

在稀溶液法中为了获得过滤性能好的固体，尿素与甲醛的摩尔比最大可达1：4。

在浓溶液法中则可采用较高的U/F摩尔比（可达3），只是水溶性的低分子量甲叉脲的数量将会增加。

由于浓溶液法的操作费用较少，产品中尿素含量，即N含量较高，因此其产品成本要低于稀溶液法。

在日本脲醛缩合物可作为复混肥料的一种组分加入造粒机；也可将甲醛溶液加到尿素溶液中进行反应生成甲叉脲的悬浮液，在加到造粒机与其它固体物料一起制成复混肥料，其中一部分氮是缓释的，同时也改善了产品的物理性质。

（产品中可能有游离的甲醛、氯化钠、盐酸等副产品。

）
三、土壤中释放机理：
脲醛肥料施入土地后，快速融化为胶体被土壤紧密吸附融合，从而保证养分长期毫不流失。

尿素短期内在微生物分解下即可转化为作物直接吸收的无机氮，快速的释放养分，形成脲醛肥料中的速效成分（10到40天）；1亚甲基2尿素必须在微生物的一段时间内分解下，转化为作物可直接吸收的无机氮，因此形成了脲醛肥料中的中效成分（40到80天）；2亚甲基3尿素必须经过微生物的长期、多次分解才能转化为作物可吸收的无机氮，于是就形成了脲醛肥料中的长效成分（80到120天）。

脲甲醛施入土壤后，有一部分化学分解作用，但主要是依靠微生物分解释放，不易淋溶损失。

可分解为甲醛和尿素，尿素再水解为二氧化碳和氨供植物吸收利用，而甲醛则留在土壤中，在它未挥发或分解之前，对作物和微生物均有副作用。

四、脲甲醛溶解度
脲甲醛成份
尿素
（Urea）
亚甲基二脲
（甲叉二脲）
(MDU)
二亚甲基三脲
（二甲叉三脲）
（DMTU）
三亚甲基四脲
（TMTU）
100克水中溶解度
108克 2.18克0.14克0.018克
（20℃）
释放期10-40天40-80天80-120天120-360天对脲甲醛几组分的溶解度进一步相互比较，其中以3-甲基4-尿素的释放速度为脲醛缩合物中最适宜的组分。

因为，过于短的链段分解太迅速，而较其再长的链段又对分解有高抗性。

但是，在工业上要生产纯净的3-甲基4-尿素是非常困难的。

脲醛缩合物肥料不仅包含较短的链也包含较长的链，随着聚合物链段的加长肥料的溶解度降低，与此相应的是缓释期就越长。

五、脲甲醛肥料中氮素缓释性能及其表征
评价脲甲醛肥料的质量要测试以下6项参数：
序号参数说明
1 总氮（TN）含量，% 代表总氮含量。

2 尿素氮（UN）含量，% 40℃水中溶解的尿素态氮含量。

为速效氮
3 冷水不溶性氮（CWIN）含量，% 25℃水中不溶解的缓释氮含量
100℃水中不溶解的缓释氮含量，其释放期很长，甚4
热水不溶性氮（HWIN）含量，%
至可达数年。

5 缓释有效氮的质量分数，% 即为（冷水不溶性氮-热水不溶性氮）
6 活性系数（AI）一般要大于40%，标准是50%～70%
在几项参数中，冷水溶性氮和残留尿素氮是速效性氮；热水可溶性氮是缓释性氮；热水不溶性氮是缩合度更高的脲甲醛，其释放期很长，甚至可达数年。

脲甲醛肥料的释放特性是以“氮素活度指数”来表示的。

该指数所表达的直接含义是指肥料中溶于热水的氮对不溶于冷水氮的百分率。

其计算式：
氮素活度指数=（冷水不溶性氮-热水不溶性氮）×100%/冷水不溶性氮
六、脲甲醛产品包装标识规定
根据国家已发布的相应标准规定，脲甲醛肥料产品应在包装袋上标明总氮含量、尿素氮含量、冷水不溶性氮含量、热水不溶性氮含量，如产品为吨包装时，只需标明脲醛种类、总氮含量、尿素氮含量、冷水不溶性氮含量、热水不溶性氮含量、净含量、生产企业名称、地址。

七、脲甲醛肥料的肥料类型
常见脲甲醛肥料的品种有脲甲醛缓释氮肥、脲甲醛缓释复混肥料、部分脲醛缓释掺混肥料等，既有颗粒状也有粉块状，还可配制液体肥供施用。

由于其良好的物理性，可制成产品，加工配置成掺混肥、团粒肥。

脲甲醛复合肥是尿素与甲醛在高温下反应生成1亚甲基2尿素和2亚甲基尿素两种胶体，再与磷酸一铵以及钾肥合成造粒，形成的复合肥料，属于肥料中高端产品，高效长效集合缓释和控释于一体，主要在玉米蔬菜等经济作物上。

国内领先品牌：住商、恒优。

脲甲醛复合肥生产方式
1、内置脲甲醛复合肥就是说将粉状脲醛树脂加入到生产复合肥的原料中，生产出的复合肥也可以起到缓控释作用。

2、脲甲醛树脂包衣复合肥，就是将复合肥外面包一层脲醛树脂，而起到缓控释作用。

尿素—甲醛粒状产品可分为：脲甲醛（UF）、甲叉脲和甲叉二脲（MDU）/二甲叉三脲（DMTU）三种。

（1）脲甲醛（Ureaform）：该产品早在上世纪50年代已开发成功。

根据美国植物养分稽察协会（AAPFCO）规定：产品中所含的冷水不溶性N至少为总N量的60％，而且其活性指数不低于40％。

脲甲醛大部分有较长链的尿素—甲醛缩合物组成，主要为四甲叉五脲（TMPU）和更长链的缩合物。

（2）甲叉脲（Methylene ureas，即亚甲基脲）；该产品开发于上世纪60～70年代，其特征是具有短链的缩合物分布（主要是二甲叉三脲、三甲叉四脲和四甲叉五脲），冷水不溶性N在25％～60％之间。

（3）MDU/DMTU混合物：属最新的尿素—甲醛反应产品，在上世纪80年代开发成功。

产品中的氮至少有60％以冷水可溶的MDU和DMTU形态存在。

如以冷水不溶性N（CWIN）表示，一般低于25％。

八、应用范围
在国外脲甲醛肥料的生产和施用历史已久，并不是新型肥料。

主要用于高尔夫草坪、蔬菜和园林等，在日本脲甲醛肥料用于水稻田。

九、使用方法
脲甲醛缓释氮肥只适合作基肥施用，除了草坪和园林外，如果在水稻、小麦和棉花等大田作物施用时，由于脲甲醛中含冷水溶性氮较少，施在一年生作物上时，应该适当配有速效水溶性氮肥，肥效才好。

如不配速效氮肥，往往在作物前期会出现供氮不足的现象，而难以达到高产目标，还白白增加了施肥成本。

在有些情况下要酌情追施硫酸铵、尿素。

当然，任何情况下基肥也不能忽视磷钾肥的匹配，如单质过磷酸钙和氯化钾等。

十、执行标准：HG/T 4137-2010 脲醛缓释肥料
十一、脲醛肥料的中国产能。