CN108484339A - 一种具有氮素减损淋失的阻控剂及制备和使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及肥料添加剂，具体的说是一种具有减少中氮淋失的阻控剂，由硝化抑制剂、脲酶抑制剂、氨稳定剂、聚谷氨酸等组成的粉末状物质。本发明的优点是：添加剂对农作物及土壤无毒无害；并且添加剂能够很好地和肥料相结合，不影响肥料的颗粒强度，能够控制肥料在土壤中缓慢释放，能和作物的生长需肥规律相一致(或基本一致)；加入该添加剂的尿素与普通尿素相比，可以阻控氮素的淋溶损失。

Description

一种具有氮素减损淋失的阻控剂及制备和使用方法
技术领域
本发明涉及农田环境面源污染和肥料氮素减损淋失技术领域，具体说是一种具有氮素减损淋失的阻控剂及制备和使用方法，是一种可以减少氮素淋失的阻控剂技术。
背景技术
黄淮海地区是我国小麦玉米的主产区，调查表明小麦玉米主产区每年平均施氮量高达545kg/hm2，旱地总氮平均表观淋失率为4.35％。化肥氮的淋失量可能相当于化肥氮消费量的2％左右(未包括土壤氮和有机肥料氮的淋失量)(胡玉婷等，2011)。调查表明，华北平原浅层地下水综合质量整体较差，几乎已无一类地下水。可以直接饮用的一类地下水仅占22.2％。35.47％采样点的地下水已受到不同程度污染，以轻污染为主，中污染、较重污染、严重污染、极重污染的地下水均未超过总取样点数的10％。过量施肥、高效新型肥料品种的缺乏及其施用技术与当地作物、土壤性状和耕作制度的不配套，导致氮磷化肥利用率、土壤过量累积，遇到降雨或灌溉产生淋溶，增大污染风险。
在现有技术中，常规的玉米及小麦专用肥施入土壤中后，氮尚未被作物吸收，同时在土壤中保存的时间短，氮肥容易转化为硝态氮通过淋溶作用损失掉了。因而，研制出能够减少氮淋失的肥料阻控剂十分必要。
因此进行氮素减损阻控十分必要，既可以减少氮的淋溶损失，又可以降低对环境污染的风险。现有的普通肥料添加剂只是单一从提高氮素利用率增产增收的角度来思考，未考虑到控制氮的淋溶损失问题,不能很好的控制氮素淋失，对环境和地下水造成污染。
发明内容：
基于以上原因，针对现有技术的不足，本发明目的在于提供了一种氮素减损淋失的阻抗剂，利用抑制剂、聚谷氨酸等控制氮素养分的释放特性，同时和农作物养分吸收规律相一致，进行生产的专用阻控剂,使肥料在一定程度上减少对环境和地下水污染。
本发明的技术方案是：针对黄淮海地区氮素淋失对环境污染的风险，采用减损阻控剂，控制氮素转化的进程和形态，提高氮素的释放时期和利用效率，防止快速淋失损失。利用聚谷氨酸促进肥料养分吸收及在植物体内运输，提高氮素的利用效率。
与现有技术相比，本发明的效果在于利用氮素高效抑制剂的协同增效技术，控制氮素在土壤中转化的形态及进程，减少氮素淋溶损失，提高氮肥利用效率。将高分子聚合物提高土壤团聚体结构，刺激植物根系吸收利用营养元素。该项发明将于施肥有机结合，达到协同增效的目的，一方面能够保证农作物生长需要，同时阻抗氮素淋失的效果，减少环境污染的风险。
本发明所具有的优点：
本发明氮素减损淋失的阻控剂采用新型高效的氮素抑制剂协同增效作用，并利用高分子聚谷氨酸改良土壤团聚体结构，可提高氮素的利用率，又保持氮素养分在土壤中的有效性，避免氮素淋失，能够减少硝态氮的淋溶损失48.2-63％，降低对地下水及江河湖海的环境风险。
本发明添加剂对农作物及土壤无毒无害；并且添加剂能够很好地和肥料相结合，不影响肥料的颗粒强度，能够控制肥料在土壤中缓慢释放，能和作物的生长需肥规律相一致(或基本一致)；加入该添加剂的尿素与普通尿素相比，可以阻控氮素的淋溶损失。
本发明针对黄淮海地区因过量施肥引起的氮素淋溶引起地下水污染，采用脲酶抑制剂和硝化抑制剂控制氮素在土壤中转化的形态和进程，延缓养分的释放速率，提高土壤对氮素保持的有效性；利用聚谷氨酸促进氮素养分的吸收和控制养分等综合措施形成氮素减损阻控剂。
附图说明
图1为模拟土柱示意图。
具体实施方式
一种具有氮素减损淋失功能的阻控剂是由按质量百分比计，脲酶抑制剂NBPT0.1-1％，硝化抑制剂DCD1-8％，硝化抑制剂DMPP0.1-1％，聚谷氨酸0.1-1％。腐殖酸20-30％，沸石粉50-70％，甲叉脲5-8％、羟基乙酸0.1-0.2％，吡咯烷酮0.1-1％、硫酸铜0.1-0.2％、硫代硫酸钠0.1-0.5％、硅酸钠0.1-0.5％等。
加工过程为：将上述各种原料分别粉碎，细度在80-100目，按比例加入锥形搅拌器中混合15分钟，混合均匀后，即得到成品。
实施例1
按质量百分比计，脲酶抑制剂NBPT0.1％，硝化抑制剂DCD7％，硝化抑制剂DMPP0.1％，聚谷氨酸0.1％。腐殖酸17.2％，沸石粉70％，甲叉脲5％、羟基乙酸0.1％，吡咯烷酮0.1％、硫酸铜0.1％、硫代硫酸钠0.1％、硅酸钠0.1％。分别粉碎，细度在80-100目，按比例加入锥形搅拌器中混合15分钟，混合均匀后，即得到成品。
每吨尿素的推荐使用量为8kg，每吨复合肥用量为14kg。
实施例2
按质量百分比计，脲酶抑制剂NBPT0.2％，硝化抑制剂DCD7％，硝化抑制剂DMPP0.1％，聚谷氨酸0.2％。腐殖酸20％，沸石粉68％，甲叉脲4％、羟基乙酸0.1％，吡咯烷酮0.1％、硫酸铜0.1％、硫代硫酸钠0.1％、硅酸钠0.1％。分别粉碎，细度在80-100目，按比例加入锥形搅拌器中混合15分钟，混合均匀后，即得到成品。每吨尿素的推荐使用量为8kg，每吨复合肥用量为14.5kg。
实施例3
按质量百分比计，脲酶抑制剂NBPT0.2％，硝化抑制剂DCD7％，硝化抑制剂DMPP0.2％，聚谷氨酸0.1％。腐殖酸20％，沸石粉65.9％，甲叉脲6％、羟基乙酸0.2％，吡咯烷酮0.1％、硫酸铜0.1％、硫代硫酸钠0.1％、硅酸钠0.1％。分别粉碎，细度在80-100目，按比例加入锥形搅拌器中混合15分钟，混合均匀后，即得到成品。每吨尿素的推荐使用量为8kg，每吨复合肥用量为14kg。
实施例4
按质量百分比计，脲酶抑制剂NBPT0.1％，硝化抑制剂DCD8％，硝化抑制剂DMPP0.1％，聚谷氨酸0.1％。腐殖酸18.2％，沸石粉68％，甲叉脲5％、羟基乙酸0.1％，吡咯烷酮0.1％、硫酸铜0.1％、硫代硫酸钠0.1％、硅酸钠0.1％。分别粉碎，细度在80-100目，按比例加入锥形搅拌器中混合15分钟，混合均匀后，即得到成品。每吨尿素的推荐使用量为8kg，每吨复合肥用量为15kg。
实施例5
按质量百分比计，脲酶抑制剂NBPT0.1％，硝化抑制剂DCD7％，硝化抑制剂DMPP0.1％，聚谷氨酸0.2％。腐殖酸20％，沸石粉66.1％，甲叉脲6％、羟基乙酸0.1％，吡咯烷酮0.1％、硫酸铜0.1％、硫代硫酸钠0.1％、硅酸钠0.1％。分别粉碎，细度在80-100目，按比例加入锥形搅拌器中混合15分钟，混合均匀后，即得到成品。每吨尿素的推荐使用量为8kg，每吨复合肥为15kg。
阻控剂对氮素淋失的影响
将阻控剂按照尿素重量8‰的比例加入到尿素中，通过流化床工艺将阻控剂用凹凸棒粉(用量为尿素重量5％)粘结在尿素颗粒上。
土层厚度为20cm，在PVC管装土后的连续7天，每天用注射器添加104ml去离子水于土柱中，以预湿润土壤，使土柱中的土壤达到一种饱和且较均匀的状态。5.4g尿素、缓释尿素(锦西天然气化工有限责任公司)、实施例1-5中5.4g尿素和其重量8‰的阻控剂，溶于水中均匀浇到土柱表面，模拟降水量7次，每次浇去离子水230ml，每次间隔依次为15天、15天、15天、22天、15天、10天、8天。每个处理三次重复，共测定7次结果。
室内模拟土柱为内径10cm、高度32cm的PVC圆柱管。圆柱管的下方配套一个密封盖子，盖子中间开有一个2cm左右宽的通孔，用来连接一根塑料管，从而导出径流液于圆柱管下方的三角瓶中。为了避免径流液滞流同时过滤径流液，圆柱管底部盖子上方铺有2cm厚的干燥石英砂(砂粒径为1～2mm，经2.0mol L-1H2SO4浸泡过夜后并用蒸馏水洗净)，石英砂上铺有土层，并在底部管口处和砂粒与土壤接触面分别铺上一层200目的尼龙网。模拟土柱示意图如图1所示。
1：带针头的注射器；2：PVC管；3：0-20cm土层；4：200目尼龙网；5：粒径为1～2mm石英砂；6：软管；7：塑料桶。进行土柱淋溶试验，检测土壤中淋溶液硝态氮含量的变化，硝态氮变化如下表：
表不同施肥处理土柱NO3 -累积淋失情况
试验结果表明，实施例1-5对比普通尿素和缓释尿素都有良好的阻控氮淋失的效果，其中实施例3尤为突出，效果优于其他4个实施例。推荐实施例3配方作为主要的应用例。

Claims (5)

1.一种具有氮减损淋失的阻控剂，其特征在于：
按质量百分比计，其组成成分包括，脲酶抑制剂NBPT0.1-1％，硝化抑制剂DCD1-8％，硝化抑制剂DMPP0.1-1％，聚谷氨酸0.1-1％；腐植酸15-30％，沸石粉50-75％，甲叉脲4-8％、羟基乙酸0.1-0.2％，吡咯烷酮0.1-1％、硫酸铜0.1-0.2％、硫代硫酸钠0.1-0.5％、硅酸钠0.1-0.5％。
2.根据权利要求1所述的具有氮减损淋失的阻控剂，其特征在于：
按质量百分比计，脲酶抑制剂NBPT0.2％，硝化抑制剂DCD7％，硝化抑制剂DMPP0.2％，聚谷氨酸0.1％；腐殖酸20％，沸石粉65.9％，甲叉脲6％、羟基乙酸0.2％，吡咯烷酮0.1％、硫酸铜0.1％、硫代硫酸钠0.1％、硅酸钠0.1％。
3.根据权利要求1或2所述的具有氮减损淋失的阻控剂，其特征在于，将所有组成原料经过粉碎达到80-100目后，混合均匀获得阻控剂成品。
4.一种权利要求1-3任一所述的具有氮素减损功能的阻控剂的制备方法，其特征在于：将所述组成成分分别粉碎达到80-100目后，按所需比例加入到锥形搅拌器中混合，搅拌10-15分钟，混合均匀，即为成品。
5.一种权利要求1-3任一所述的具有氮素减损功能的阻控剂的使用方法，其特征在于：将阻控剂在尿素流化床用凹凸棒粉作为粘结剂(粘结剂用量为尿素重量的4-6％，优选5％)按照尿素重量7-8‰比例加入造粒；或，阻控剂也可以加入到复合肥中，按照复合肥重量13-15‰比例加入造粒。
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