CN100415695C - 一种氮素损失控制剂及其制备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及氮素在土壤中的保护技术，具体地说是一种氮素损失控制剂及其制备，按重量百分比计，其组成包括，15-20%的氰基胍，3-5%的硫脲，10-12%的腐殖酸，3-5%的硫代磷酸三酰胺，58-69%的沸石粉。本发明可同时控制氮素的损失途径，节省施肥量，对控制和治理农业上的面源污染具有重大的作用；利用了多种材料自身抗解能力强和复合后协同作用效果高的特点，使之在土壤中的作用时间有较大的延长，剂量小，成本低，对环境安全；制造工艺简单。

Description

一种氮素损失控制剂及其制备
技术领域
本发明涉及氮素在土壤中的保护技术，具体地说是一种氮素损失控制剂及其制造工艺。
背景技术
中国有着十几亿的人口，但耕地面积却不到世界耕地的1/10。中国粮食安全保障的压力较大，在过去的50多年中，为了向人们提供足够的食物，提高作物单产一直成为农业各领域学者专家研究的重点、难点。其中，由于化肥特别是氮肥投入的增加，中国的粮食产量不断增加；近年来，我国氮肥的施用量已占到全世界氮肥用量的近1/4。同时，由于氮肥施用量大，伴随的氮肥利用率过低，致使我国每年约有1100万吨的氮素流失到农田以外，并引发了一系列的环保问题：地下水污染；湖泊、池塘、河流和浅海水域富营养化，以致水藻(包括有毒藻类)生长过盛、水体缺氧、水生生物死亡；流失的氮素中约有1/3-1/2以NH3及N2O气体形式逸失到大气里，其中，N2O是影响全球气候发生变化的温室气体之一。流失的氮肥形成了“从地下到空中”的立体污染。
事实上化肥的过量投入，不仅没有按比例增加农作物的产量，而且化肥投入量在农业增产上带来的效益逐年递减，农民的投入成本大大增加。在一些地方，农民为维持农田生产能力，更加依赖于增施化肥，“饮鸠止渴”形成恶性循环，导致农田土壤生态环境的严重恶化。在我国东南部地区由于施肥而带来的面源污染尤为严重。其中山东、福建、江苏、广东、湖北等省农田氮素的用量已达到400kg/hm2，以太湖流域的稻麦轮作区及中原的小麦、玉米轮作区为例，水稻和小麦的氮肥施用量分别达到约300kg/hm2和225kg/hm2，合计525kg/hm2或更高。两地年流失量(包括挥发)分别达240kg/hm2和290kg/hm2。中国农业大学在山东省调查统计结果显示，山东省小麦的氮肥用量平均为280kg/hm2，玉米的氮肥施用量为124 kg/hm2，合计一年达404 kg/hm2；北京地区及山东寿光西部地下水硝酸盐超标分别达25％和29％。二十世纪八十年代和近年对太湖的调查发现，水井中硝态氮含量超标的在27％-38％之间。地表水由于面源污染的氮素富集化，太湖水体富营养化严重，氮素含量已达7.05mg/L以上，藻类频发；我国滇池流域由于面源污染，1995年水体总氮量已达1.6-4.43mg/L，成为劣V类水质，到2003年草海总氮量已达12.3mg/L，而外海也达到了2.05mg/L，水质在迅速恶化。根据国家环保总局的调查结果显示，2001年我国近海的无机氮已成为主要污染物，东海和渤海水体的无机氮平均为0.6mg/L，超标49％；2002年的结果显示我国近海水域水质恶化加剧，黄海、渤海的部分区域无机氮超标达14和12倍；2003年我国共发生赤潮119次，累计面积14,550平方公里，比上年增加33％。已有调查结果显示，我国氮的环境污染趋于加重，有不同程度富营养化的湖泊数量已占湖泊总数的60％以上。我国在今后约30年的时间内，人口还将继续增加，为了满足人口的增长及生活水平的提高对农产品的需求，氮素的用量还将进一步增加，因此，研究开发控制氮素面源污染的新技术与产品，降低其对环境的压力，是一项重要而紧迫的任务。
发明内容
为解决我国农业生产中氮素的面源污染日益加重，并且氮素损失加重提高了农业的生产成本问题。本发明是提供了一种控制氮素在土壤中的挥发与流失的氮素损失控制剂及其制备。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种氮素损失控制剂，按重量百分比计，其组成包括，氰基胍15-20份，硫脲3-5份，腐殖酸10-12份，硫代磷酸三酰胺(NBPT)3-5份，沸石粉58-69份，按一定顺序进行混合，构成100份的产品，形成氮素损失控制剂。其中由硫脲、硫代磷酸三酰胺控制NH4 +-N的挥发损失，由氰基胍等控制NO3 --N的淋溶损失；由腐殖酸与沸石粉作稳定剂吸附氮。
其成份技术要求如下，氰基胍、硫脲及硫代磷酸三酰胺为工业级或工业级以上；腐殖酸为褐煤(风化煤)或草碳提取物(由GB/T11957方法测定的结果)；沸石粉细度≥80目，通常为80-200目。
所述氮素损失控制剂的制备工艺为：将上述各种原料分别粉碎，使原料细度为80-200目，按比例向混拌器中加入氰基胍与沸石粉，混合均匀(约混合5分钟)，然后分别按比例加入硫脲、硫代磷酸三酰胺和腐殖酸，混合均匀(为确保均匀，约混合7分钟)，即得成品。混合时于常压、常温下进行，温度不可高于32℃。
本发明的优点如下：
1.本发明同时控制氮素的损失途径，即通过硫脲与腐殖酸及硫代磷酸三酰胺的复合减少(降低)土壤中NH3的分压和浓度，从而减轻了其向大气中挥发的过程和数量。通过氰基胍与硫脲的复合应用，控制了NO3 --N的形成进程，减少土壤中NO3 --N的数量，尤其在施肥的情况下，从而减少NO3 -的流失及其对水体的影响。
2.本发明的生产制造工艺简单，产品易生产，可操作性强，并且可以在常温常压下生产无需特殊条件。
3.本发明中应用硫脲与氰基胍、硫代磷酸三酰胺结合，利用了多种材料自身抗解能力强和复合后协同作用效果高的特点，使之在土壤中的作用时间有较大的延长。在北方可控制整个夏季。
4.产品使用方便，可以与肥料联合施用，也可以单独施用，便于治理区推广。
5.产品具有控制氮损失的作用，因此可以节省施肥量，试验表明，减少氮素投量20％，平均仍可使玉米增产4-6％，可降低农民的肥料投入成本。
6.本发明可降低施氮造成的环境污染，氮素在土壤中对环境的影响主要表现在两个方面：一是淋失造成水体富营养化；二是由于反硝化释放出温室气体氧化亚氮，破坏臭氧层。本发明可以使NO3 --N的形成量降低46-65％，进而减少氧化亚氮的释放65％，对控制和治理农业上的面源污染具有重大的作用。
7.成本低，剂量小，对环境安全。本发明在用于控制土壤中氮素损失，防止面源污染方面的投入成本在3.5-8元/亩，在减少农民投肥量的情况下，可以不增加投入；用量为每亩0.3-0.8kg/亩，不影响土壤性状；由于所选材料为专性材料，只影响部分土壤酶的暂时活性，对土壤生物与生态环境安全。
具体实施方式
下面结合实施例对发明作进一步详细说明。
实施例1
20kg氰基胍、3kg硫脲、3kg硫代磷酸三酰胺、12kg腐殖酸、62kg沸石粉。粉碎后先将20kg氰基胍与62kg沸石粉混合，混拌5分钟后，再加3kg硫脲、3kgNBPT(硫代磷酸三酰胺)、12kg腐殖酸继续混拌7分钟，形成的氮素损失控制剂；氮素损失控制剂按重量含量0.8％与高氮复合肥(25∶8∶12)混合后用于水田，亩用肥量40kg，硝酸盐淋失只有15.6％。利用率达42.3％，水稻产量增加16.8％。
实施例2
15kg氰基胍、4kg硫脲、5kg硫代磷酸三酰胺、10kg腐殖酸、66kg沸石粉，按实施例1的程序加工完后，氮素损失控制剂按重量含量1.5％的比例与尿素混合施用(按重量比1∶66与尿素混用)，每亩地用尿素20kg(过磷酸钙20kg，KCl 8kg)，用后使玉米增产9.6％，氮的利用率达到40％，挥发损失降低57％。总损失率由对照的61％，降到48％。

Claims (3)

1. 一种氮素损失控制剂，其特征在于：按重量百分比计，由15-20％的氰基胍，3-5％的硫脲，10-12％的腐殖酸，3-5％的硫代磷酸三酰胺，58-69％的沸石粉组成。
2. 按照权利要求1所述氮素损失控制剂，其特征在于：其成份技术要求如下，氰基胍、硫脲及硫代磷酸三酰胺为工业级或工业级以上；腐殖酸为褐煤或草碳提取物；沸石粉细度80-200目。
3. 一种权利要求1所述氮素损失控制剂的制备方法，其特征在于：将上述各种原料分别粉碎，使原料细度为80-200目，按比例向混拌器中加入氰基胍与沸石粉，混合均匀，然后分别按比例加入硫脲、硫代磷酸三酰胺和腐殖酸，混合均匀，即得成品。
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