CN101423445B - 一种化肥氮素缓释剂及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种化肥氮素缓释剂，由竹炭和氮素化肥按重量比1：0.3混合，再将该混合物与杀虫、杀菌植物的煎煮液充分混合，放置12小时以上，即可。本发明提供的缓释剂对抑制化肥氮素挥发、实现氮素缓释具有很好的效果，能提高氮肥利用率，增加作物产量，还能提高作物对病虫害的抗性，并且具有改善土壤结构、增加土壤持水能力的功能。本发明设计合理，成本低廉、应用方便、易于推广，具有显著的环境效益及经济效益。

Description

一种化肥氮素缓释剂及其应用
技术领域
本发明涉及土壤肥料领域，特别涉及一种化肥氮素缓释剂及其应用。
背景技术
氮素肥料在农业生产中占有重要地位，而氮素损失是农业耕作中普遍存在的问题。氮素化肥的挥发损失以及由硝化、淋溶等造成的损失极其严重，氮肥有效利用率仅为30％左右，不仅造成资源浪费和经济损失，而且对环境造成严重污染，成为地下水水质恶化的主要潜在威胁。对此，相关人员从改进氮肥剂型到添加调理剂和抑制剂等方面都进行了大量研究工作，重点是利用物理和化学的方法来抑制或减缓氮素损失。其中，一方面是利用沥青、焦油、石蜡、聚氯乙烯、聚苯乙烯等物质作为包膜复合材料制备包膜肥料和复混肥料；另一方面是利用脲酶抑制剂、硝化抑制剂或氨稳定剂等来防止氮素挥发和硝化损失，延缓氨氮向硝态氮转化，提高氮素利用率。近年来国内外研究表明，Nitrapyrin(2-氯-6-(三氯甲基)吡唑)、DCD(双氰氨)、CMP(1-甲基吡唑-1-羧酰胺)等硝化抑制剂以及NBPT(N-丁基硫代磷酰三胺)、HQ(氢醌)等脲酶抑制剂已经实现商品化并在农业上得到应用。抑制剂的种类虽多，但由于受使用条件的限制，抑制效果并不稳定，且生产成本较高，同时此类物质都在不同程度上存在破坏土壤结构、分解后残留物对土壤环境产生污染的问题。
竹炭是竹材热解炭化的固态产物。作为一种新型吸附材料，其分子细密多孔，表面积巨大，具有超强的吸附能力，在环境保护、医学和食品等领域应用广泛。日常生活中常用于水质净化、空气除臭、调湿保鲜以及居室保健等方面。而本发明充分发挥竹炭的优良特性，用其来制备化肥氮素缓释剂，按合适比例将其和普通氮素化肥混合施用于土壤，可以起到抑制化肥氮素挥发、实现氮素缓释的效果，对缓解农业面源污染具有十分重要的科学意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种化肥氮素缓释剂，由竹炭和氮素化肥按重量比1：0.3混合，再将该混合物与杀虫、杀菌植物的煎煮液充分混合，放置12小时以上，即可。
本发明的另一个目的是提供这种化肥氮素缓释剂在缓释氮素化肥中应用。本发明的缓释剂可提高氮肥利用率、改善土壤结构、增加土壤持水能力。大量速效化肥施入土壤会造成某些特定离子的浓度和离子强度在局部暂时大量增加，形成土壤中的肥料“微域点”，引起土壤胶体上的Ca2+、Mg2+等二价碱土金属离子的淋失，从长远来看可引起土壤结构的破坏。而施加竹炭可以有效抑制这种“微域点”的形成，从而减少施用氮肥对土壤中交换性Ca2+、Mg2+离子的淋失，有利于土壤结构和肥力的维持和提高。
本发明的有益效果是：
该缓释剂对抑制化肥氮素挥发、实现氮素缓释具有很好的效果，能提高氮肥利用率，增加作物产量，还能提高作物对病虫害的抗性，并且具有改善土壤结构、增加土壤持水能力的功能。此外本发明设计合理，成本低廉、应用方便、易于推广，具有显著的环境效益及经济效益。
具体实施方式
本发明结合具体实施例作进一步说明。
实施例1
本发明所用竹炭可以是市售产品。也可通过以下方案实现：
以竹材废料为原料，经过回转炭化炉内加热升温，炭化温度为400～600℃，炭化时间90～110min，使所含的游离水分蒸发，并发生半纤维素、纤维素和木质素的分解，同时生成大量的热解产物，反应在400～600℃结束，此时竹材废料基本实现炭化，冷却至室温后从出料口取出，经粉碎得竹炭产品。
实施例2
将市售竹炭产品或根据实施例1制备获得的竹炭产品，经筛选获得0～3mm竹炭，将竹炭40g与氯化铵12g混合，再将上述混合物与杀虫、杀菌植物的煎煮液10mL充分混合，放置12小时以上，即得化肥氮素缓释剂。
实施例3利用本发明的化肥氮素缓释剂进行土柱模拟试验
取实施例2的化肥氮素缓释剂，施用于自制土柱反应器中的耕作层土壤，用去离子水进行淋溶，定期采集土柱不同深度淋滤液样品，进行监测分析。研究结果表明，经过1、4和7天后，与只施加氯化铵相比，施加化肥氮素缓释剂能使土壤10cm深度淋滤液的铵态氮浓度分别降低48.6％、31.6％和7.6％，累积减少铵态氮流失量分别为48.6％、37.1％和27.3％；经过10、14和21天后，化肥氮素缓释剂能使土壤10cm深度淋滤液的铵态氮浓度分别升高9.7％、35.2％和34.9％，累积减少铵态氮流失量分别为18.8％、9.7％和3.4％；在35—63天内，化肥氮素缓释剂对10cm深度淋滤液铵态氮浓度的影响并不显著，然而对20cm深度淋滤液铵态氮浓度具有明显的减低作用，63天累积减少铵态氮流失量14.2％。具体见表1和表2。
表1 土柱10cm和20cm深度淋滤液铵态氮浓度(mg/L)
Figure G2008101223730D00031
表中：处理N表示施加氯化铵，处理NB表示同时施加氯化铵和竹炭。
表2 土柱10cm和20cm深度淋滤液铵态氮累积流失量(mg)
Figure G2008101223730D00032
表中：处理N表示施加氯化铵，处理NB表示同时施加氯化铵和竹炭。

Claims (2)

1.一种化肥氮素缓释剂，其特征在于通过以下方法获得：由竹炭和氮素化肥按重量比1∶0.3混合，再将该混合物与杀虫、杀菌植物的煎煮液充分混合，放置12小时以上，即可，所述竹炭的制备步骤为：以竹材废料为原料，经过回转炭化炉内加热升温，炭化温度为400～600℃，炭化时间90～110min，反应在400～600℃结束，冷却至室温后从出料口取出，经粉碎筛选1～3mm竹炭颗粒备用。
2.根据权利要求1所述的一种化肥氮素缓释剂在制备缓释氮素化肥中应用。
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