CN106892785B - 一种硝化抑制剂悬浮剂以及应用 - Google Patents

一种硝化抑制剂悬浮剂以及应用 Download PDF

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Abstract

本发明涉及制剂与化学组合物领域，具体地是一种硝化抑制剂悬浮剂以及应用。悬浮剂为硝化抑制剂、水、增稠剂和分散剂；按重量百分比计，1.0％‑70.0％的硝化抑制剂、5.0％‑80.0％的水、1.0％‑20.0％的增稠剂和0.02％‑25.0％分散剂；其中，硝化抑制剂选自2‑氯‑6‑三氯甲基吡啶(CP)。本发明提供含有2‑氯‑6三氯甲基吡啶悬浮剂，其有效成分以悬浮(颗粒)形式分散，同时该悬浮剂可添加在液体肥料中，得到的硝化抑制剂液体肥料为清液型肥料，可以使有效成分在相对较长的时间内不发生沉降而保持稳定，进而有利于液体肥料均匀分布在土壤中。

Description

一种硝化抑制剂悬浮剂以及应用
技术领域
本发明涉及制剂与化学组合物领域，具体地是一种硝化抑制剂悬浮剂以及应用。
背景技术
在植物必须的营养元素中，氮元素作为作物施肥三要素之首，有着极其重要的作用。然而，铵态氮肥在土壤中在较短时间内就会被微生物转化为硝态氮，进而较快的被从土壤中冲走，即土壤的硝化作用。就发达国家而言，氮肥当季利用率为60％-70％(CN102557795A)，我国氮肥平均利用率为30％，大部分损失掉了。大量损失的氮肥污染土壤、地下水和大气，进而影响人们的生活，同时也造成了资源的巨大浪费和农业成本的增加。所以合理施用氮肥，提高其利用率，是农业生产上亟待解决的一个问题。
与此同时，伴随着设施农业的快速发展，农田的播种、浇灌、施肥和喷药等操作日益融合，液体肥料是自动化设施施肥的最佳形式，液体肥料具有利用率高，适合精准施肥的特点。而就液体复合肥而言，无论是低聚磷酸铵溶液或尿素硝铵溶液都存在铵态氮，这其中也存在着铵态氮利用率的问题。
将硝化抑制剂加入到液体肥料中可以有效的抑制铵态氮肥的硝化作用。因此给植物施用液体复合肥的同时施用硝化抑制剂可以有效的提高铵态氮肥的利用率。
文献(Journal of the Science of Food and Agriculture,Volume:28,Issue:8,Pages:673-83,Journal,1977)报道在11月对牧草地使用含2-氯-6-三氯甲基吡啶的铵态氮肥可以在2个月内保证氮肥全效。
文献(Environmental Research Letters,Volume:8,Issue:3,Pages:035031/1-035031/11,Journal；Online Computer File,2013)报道使用微胶囊封闭的2-氯-6-三氯甲基吡啶可以有效的减少一氧化二氮气体的排放。
文献(Abstracts of Papers,250th ACS National Meeting&Exposition,Boston,MA,United States,August 16-20,2015)报道2009年陶氏益农开发了一种微胶囊悬浮剂商品N-serve，将2-氯-6-三氯甲基吡啶加入到无水氨中，旨在抑制铵态氮的消化。微胶囊悬浮剂制备工艺复杂而且成本较高，而有价格优势并且工艺相对简单的硝化抑制剂悬浮剂却未见报道。
专利(CN104789228A)报道生物炭和硝化抑制剂组成组合土壤添加剂可以促进小麦地上部分生物量和产量，提高氮肥的利用率，减少氮磷的损失量。
然而以用量最大、效果最好的硝化抑制剂2-氯-6三氯甲基吡啶为例，其在水中的溶解度小于0.01g/100mL H2O(18℃)。但是市售的液体复合肥，无论是低聚磷酸铵溶液或者尿素硝铵溶液都是水基复合肥。直接将硝化抑制剂与液体复合肥混合无法得到均一稳定的含硝化抑制剂的液体肥料，这就导致了施用困难和硝化抑制剂效力的发挥，并且限制了其进一步应用。当传统硝化抑制剂与液体肥料组合时，两者的组合成分(表面活性剂、增稠剂、润湿剂)会加速混合物的物理降解(相分离)。在将含硝化抑制剂的液体肥料施用到植物上之前，在混合槽中已经发生了物理降解。通常，这一问题不会被注意到，从而导致肥料和硝化抑制剂的施用不一致，导致两者的效力不够。
专利(CN104591930A)报道了一种缓释悬浮液体复合肥料及其制备方法和使用方法。但是其有效成分以乳液(液滴)形式分散，并且其肥料存在形式为悬浮型。除此之外该专利中报道的制备方法为直接制备缓释悬浮液体复合肥，可见，对于一般科研工作者而言，悬浮剂在高浓度盐溶液(高浓度液体肥料)中的物理稳定性很差，极易出现分层、沉降等现象。因此在硝化抑制剂的剂型选择方面并不会轻易选择悬浮剂剂型。
发明内容
本发明目的在于提供一种硝化抑制剂悬浮剂以及应用。
为实现上述目的，本发明采用技术方案为：
一种硝化抑制剂悬浮剂，其特征在于：悬浮剂为硝化抑制剂、水、增稠剂和分散剂；按重量百分比计，1.0％-70.0％的硝化抑制剂、5.0％-80.0％的水、1.0％-20.0％的增稠剂和0.02％-25.0％分散剂；其中，硝化抑制剂选自2-氯-6-三氯甲基吡啶(CP)。
或，所述悬浮剂为硝化抑制剂、水、增稠剂、分散剂和其它助剂；按重量百分比计，1.0％-70.0％的硝化抑制剂、5.0％-80.0％的水、1.0％-20.0％的增稠剂、0.02％-25.0％分散剂和1.0％-20.0％其它助剂；其中，其它助剂为防冻剂、消泡剂和抗微生物剂中的一种或几种。
所述增稠剂选自黏土和/或黄原胶；分散剂选自蔗糖酯、烷基多苷、木质素磺酸盐、羧酸盐类、萘磺酸甲醛缩合物类、聚氧乙烯醚类、磷酸酯和磷酸酯盐中的一种或几种。
所述磷酸酯(盐)选自壬基苯酚磷酸酯、十三烷基醇乙氧基化的磷酸钾盐、十三烷基醇乙氧基化的磷酸钠盐、烷基磷酸酯、脂肪酸聚氧乙烯酯磷酸酯中的一种或几种。
所述防冻剂为乙二醇、丙三醇、聚乙二醇、山梨醇、尿素中的一种或几种；消泡剂为有机硅消泡剂、C8-C10脂肪醇、C19-C20饱和脂肪族羧酸、C19-C20饱和脂肪族羧、矿物油、聚醚类消泡剂中的一种或几种；抗微生物剂为异噻唑啉酮，苯甲酸钠，阿维菌素、山梨酸钾中的一种或几种。
一种硝化抑制剂悬浮剂的应用，所述硝化抑制剂悬浮在液体肥料中作为抑制剂的应用。
一种含硝化抑制剂悬浮剂的液体肥料，由所述硝化抑制剂悬浮剂和液体肥混合获得，其中，硝化抑制剂悬浮剂的添加量为液体肥料的质量的0.1％-15％。液体肥的添加量为液体肥料的质量的80.0％-99.99％。此外，该液体肥料中还可以包括其他助剂。
所述液体肥选自水溶性低聚磷酸铵、尿素硝铵溶液和其它市售含氨态氮和酰胺态氮的清液型和悬浮型液体肥料。
本发明包括抑制氨态氮肥和酰胺态氮肥硝化作用并为植物提供营养的方法，所述方法包括向该氮肥利用率低的区域施用有效量的与本发明的组合物之一组合的含硝化抑制剂液体肥料。
制备本发明悬浮剂的方法，该方法包括硝化抑制剂分散在水和至少一种分散剂和任选的防冻剂、消泡剂、和抗微生物剂的混合物中，湿粉碎所述混合物并加入增稠剂。方法还包括将得到的悬浮剂加入到液体肥料中。
除非另有说明，本文中的术语“液体肥”指的是含有各种比率的氮、磷和钾(例如，但不限于氮磷钾对应质量分数为10-34-0)和微量营养元素的流体或液体形式的肥料。
本发明所具有优点：
本发明提供含有2-氯-6三氯甲基吡啶悬浮剂，其有效成分以悬浮(颗粒)形式分散，同时该悬浮剂可添加在液体肥料中(包括但不限于水溶性多聚磷酸铵液体肥料、尿素硝铵液体肥料等)，得到的硝化抑制剂液体肥料为清液型肥料，可以使有效成分在相对较长的时间内不发生沉降而保持稳定，进而有利于该硝化抑制剂在随着液体肥料均与分布在土壤中。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步阐述本发明的硝化抑制剂悬浮剂和含硝化抑制剂液体肥料。所述实施例仅用来阐述本发明，并不能解释为限制性，因为本发明所揭示内容的其它变形对本领域的技术人员来说是显而易见的。所有这类变形都被认为在权利要求所限定的发明的范围内。
实施例1
本发明硝化抑制剂悬浮剂(悬浮剂A)的制备
将一定量的水(400g)与25g丙三醇、15g壬基苯酚磷酸酯、15g烷基糖苷、2g萘磺酸甲醛缩合物、3g改性醚消泡剂和3g苯甲酸钠混合，并剧烈搅拌该混合物使之混匀，再加入25g 2-氯-6-三氯甲基吡啶混匀。而后将所得的混合物粉碎至9微米，然后加入10g黏土和2g黄原胶来产生本发明的悬浮剂。
实施例2
本发明硝化抑制剂悬浮剂(悬浮剂B)的制备
将一定量的水(310g)与30g丙三醇、25g油醇聚氧乙烯醚、30g C9-C11脂肪酸聚氧乙烯酯磷酸酯、4g萘磺酸甲醛缩合物、4g聚二甲基硅氧烷和4g山梨酸钾化合物混合，并剧烈搅拌该混合物使之混匀，再加入60g 2-氯-6-三氯甲基吡啶混匀。而后将所得的混合物粉碎至9微米，然后加入20g黏土和4g黄原胶来产生本发明的悬浮剂。
实施例3
本发明硝化抑制剂悬浮剂(悬浮剂C)的制备
将一定量的水(199g)与50g丙三醇、40g十三烷基乙氧基化的磷酸钾盐、40g C9-C11吡喃葡萄糖苷烷基糖苷、5g萘磺酸甲醛缩合物、5g聚二甲基硅氧烷和5g异噻唑酮化合物混合，并剧烈搅拌该混合物使之混匀，再加入125g 2-氯-6-三氯甲基吡啶混匀。而后将所得的混合物粉碎至9微米，然后加入25g黏土和6g黄原胶来产生本发明的悬浮剂。
实施例4
本发明硝化抑制剂悬浮剂(悬浮剂D)的制备
将一定量的水(50g)与40g 1,2-丙二醇、45g三丁基酚聚氧乙烯醚、45g烷基聚乙烯醚亚磷酸单酯、6g木质素磺酸盐、7g聚二甲基硅氧烷和6g山梨酸钾混合，并剧烈搅拌该混合物使之混匀，再加入200g 2-氯-6-三氯甲基吡啶混匀。而后将所得的混合物粉碎至9微米，然后加入30g黏土和10g黄原胶来产生本发明的悬浮剂。
实施例5
本发明硝化抑制剂悬浮剂(悬浮剂E)的制备
将一定量的水(30g)与50g 1,2-丙二醇、55g脂肪酸聚氧乙烯酯磷酸酯、55g烷基糖苷、8g木质素磺酸盐、10g聚二甲基硅氧烷和10g阿维菌素混合，并剧烈搅拌该混合物使之混匀，再加入250g 2-氯-6-三氯甲基吡啶混匀。而后将所得的混合物粉碎至9微米，然后加入40g黏土和12g黄原胶产生本发明的悬浮剂。
实施例6
比较稳定性研究
该实施例给出了对按照本发明制备的硝化抑制剂悬浮剂进行的稳定性研究。
通过以下方法测定实施例3、4的硝化抑制剂悬浮剂C、D以及对照(硝化抑制剂乳油)物理稳定性。
具体，将所述的悬浮剂以及对照分别与10％氮-34％磷-0％钾的液体肥以1％活性成分比率进行混合，形成液体肥料C、D，和硝化抑制剂EC并在500毫升/50厘米柱上观察混合物的物理稳定性。将液体肥料C、D的稳定性与硝化抑制剂EC进行比较。随着在0、15、30、45和60分钟发生混合物的相分离，将底层除去并分析2-氯-6-三氯甲基吡啶的质量分数，以测定柱中2-氯-6-三氯甲基吡啶的保留率。表1包括了稳定性测试的结果。
表1物理稳定性随时间变化残留在液体肥料中的硝化抑制剂(2-氯-6-三氯甲基吡啶)的保留百分比(保留率)
0min 15min 30min 45min 60min
液体肥料C 100 97 98 97 96
液体肥料D 100 96 92 92 90
硝化抑制剂EC 100 33 17 9 5
当将悬浮剂C和悬浮剂D添加到氮磷钾含量为10-34-0的液体肥中时，整个溶液时均相的。而将硝化抑制剂乳油添加到上述的液体肥时，整个体系是非均相的。
从表中可以看出液体肥料C和液体肥料D具有较好的物理稳定性。随着时间的增加，液体肥料C与液体肥料D中硝化抑制剂的保留率很高，一直保持着90％以上。悬浮剂C和悬浮剂D与所述液体肥混合后形成的液体肥料C与液体肥料D具有良好的稳定性。
尽管已经描述了本发明，并强调了优选的实施方式，但是对于本领域技术人员来说，很显然可以使用优选组合物的方式变形，并且本发明可以用本文所具体描述的方式以外的其它方式实施。因此，本发明包括涵盖在权利要求书所限定的发明的本质和范围内的所有变形。

Claims (3)

1.一种硝化抑制剂悬浮剂，其特征在于：
硝化抑制剂悬浮剂为199g水、50g丙三醇、40g十三烷基乙氧基化的磷酸钾盐、40g C9-C11吡喃葡萄糖苷烷基糖苷、5g萘磺酸甲醛缩合物、5g聚二甲基硅氧烷、5g异噻唑酮化合物、125g 2-氯-6-三氯甲基吡啶、25g黏土和6g黄原胶；
或硝化抑制剂悬浮剂为50g水、40g 1,2-丙二醇、45g三丁基酚聚氧乙烯醚、45g烷基聚乙烯醚亚磷酸单酯、6g木质素磺酸盐、7g聚二甲基硅氧烷、6g山梨酸钾、200g 2-氯-6-三氯甲基吡啶、30g黏土和10g黄原胶。
2.一种按权利要求1所述的硝化抑制剂悬浮剂的应用，其特征在于：所述硝化抑制剂悬浮剂在液体肥料中作为抑制剂的应用。
3.一种含硝化抑制剂悬浮剂的液体肥料，其特征在于：由权利要求1所述的硝化抑制剂悬浮剂和液体肥混合获得，其中，硝化抑制剂悬浮剂的添加量为液体肥料的质量的0.1％-15％。
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