涂層尿素是一種改性尿素。為什么要對尿素作改性?有兩方面的原因:其一,尿素是至今含氮量的氮肥品種(N≥46%)。在我國化肥中,目前尿素的工業生產量和農業消費量都是排在位,同時,我國尿素的生產量和消費量也位居世界。近年來施肥實際效果的調查表明,尿素是利用率低的肥種。由于總用量大,加上利用率低,尿素所造成的氮素損失以及對大氣和水環境的負面影響也較大。其二,農業利用率低的原因是尿素農化性質的弱點所決定的。尿素入土后的農化性狀與碳酸氫銨相似,在氨化之前不能被土壤吸持保存,而氨化過程又伴隨著微區土壤的堿化,而導致氨(NH3)揮發的加劇。早在20多年前,大量試驗已經證明,在華北石灰性潮土表面撒施尿素、碳酸氫氨和硫銨三種不同氮肥,6天后測定累積揮發損失率分別為12%、15%和9.0%;可見三者以硫銨的損失率少,尿素的損失率比較高,僅次于碳銨。而且尿素的含氮量高于碳銨,所以實際上總揮發量超過了碳銨。又如,在東北黑土種植谷子,施用尿素和碳銨的比較效果試驗表明,無論作物吸收率還是表觀損失率都是碳酸氫銨好于尿素。
針對尿素入土后的農化性質的弱點,早在上世紀80年代末就有化肥企業和科研單位致力于尿素的改性試驗,希望通過改性開發新品種以提高尿素的利用率。
涂層溶液是由有機和無機物質組成的膠狀物,除腐殖酸等有機物外,還加入了少許鹽類形態的鉀(K)、鎂(Mg)、錳(Mn)、鋅(Zn)、鐵(Fe)、硼(B)等營養元素后生成的膠態物。涂層溶液呈黃綠色,比重1.17~1.18,pH在3~4之間。
涂復工藝是利用涂層溶液與尿素顆粒表面有一定的親和力,將少量溶液均勻地噴涂于尿素表面,并有極少量滲透入尿素顆粒內,每噸尿素所用涂層溶液量僅為6~10公斤;借助造粒塔內尿素的熱量干燥固化而成膜,涂層溶液干固氧化后能在尿素顆粒表面形成一層極薄的涂膜,可以一次加工成型。
隨著我國尿素消費量的快速增加,1987年以廣州氮肥廠為代表企業率先研制成涂層尿素,并有科學院石家莊農業現代化研究所、河北省、廣東省、浙江省等農科院土肥所等單位的多年試驗,對涂層尿素的農化性質與肥效有進一步了解。