CN110317099B - 精恶唑禾草灵在提高氮肥利用率和/或减少氮素损失中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了精恶唑禾草灵在提高氮肥利用率和/或减少氮素损失中的应用,属于硝化抑制剂技术领域;所述精恶唑禾草灵能通过抑制氮肥的硝化作用,从而大幅度升高氮肥利用率。本发明还提供了一种含氮肥料,所述含氮肥料包括精恶唑禾草灵;所述精恶唑禾草灵占含氮肥料中纯氮的质量百分比为1%~5%。本发明的含氮肥料不仅利用率高,且兼具除草效果。本发明还提供了一种缓释水溶性肥料及其制备方法。本发明将精恶唑禾草灵的生产工艺和水溶性悬浮液体肥料的生产工艺相结合,使缓释悬浮液体肥料更加稳定,进一步提高了氮肥利用率。并且,本发明的缓释水溶性肥料适用于灌溉施肥设施,通过灌溉系统可以很好的实现药肥同施的效果。
Description
技术领域
本发明涉及硝化抑制剂技术领域,尤其涉及精恶唑禾草灵在提高氮肥利用率和/或减少氮素损失中的应用。
背景技术
氮肥,是指以氮(N)为主要成分,具有N标明量,施于土壤可提供植物氮素营养的单元肥料。施用氮肥对作物产量及农作物品质等方面有很重要的作用,因此氮肥也被称作“当家肥”。施用氮肥是解决我国粮食问题的有效措施。土壤中氮素无论是淋溶损失还是气态损失,都会对环境造成污染,同时,也降低了氮肥利用率,导致经济上的损失。我国氮肥在农田中的去向包括作物吸收利用和损失部分,损失途径包括通过氨挥发、硝化-反硝化、淋洗、地表径流等,其中硝化-反硝化损失部分占34%,比重较高。我国农田生态系统中大约有174万t/年的氮肥通过淋洗和径流损失。损失的氮肥导致环境污染及其他问题,严重威胁生态环境安全。因此,有效提高氮肥利用率、减少氮素损失已成为社会发展必须重视的问题。
硝化作用是决定作物对氮素有效利用程度的关键环节,其作为氨化作用与反硝化作用的纽带,与土壤酸化、水体污染和温室气体N2O释放等一系列生态环境问题直接相关,是构成氮循环的中心环节。实现氮肥有效管理和利用的手段和方式有很多,现阶段,一般采取硝化抑制剂控制氮素转化的形式实现。目前常用的硝化抑制剂有DCD(双氰胺)、氯啶(Nitrapyrin、2-氯-6-三氯甲基吡啶)、包被碳化钙等,因其对氨氧化细菌有毒性,从而抑制铵态氮向亚硝态氮的转化,使尿素等氮肥以铵态氮的形式保存于土壤中,避免高浓度亚硝态氮和硝态氮在土壤中富集,减少通过淋洗、径流、氨挥发及反硝化等途径的损失量,同时也降低了N2O的释放量。
目前还没有精恶唑禾草灵作为硝化抑制剂应用的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供精恶唑禾草灵在提高氮肥利用率和/或减少氮素损失中的应用,精恶唑禾草灵能通过抑制氮肥的硝化作用,从而大幅度升高氮肥利用率。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了精恶唑禾草灵在提高氮肥利用率和/或减少氮素损失中的应用。
优选的,所述应用是通过精恶唑禾草灵抑制氮肥的硝化作用实现的。
本发明还提供了一种含氮肥料,所述含氮肥料包括精恶唑禾草灵;所述精恶唑禾草灵占含氮肥料中纯氮的质量百分比为1%~5%。
本发明还提供了一种缓释水溶性肥料,包括以下重量份的原料:氨基酸发酵尾液30~50份,氮肥15~30份、钾肥5~20份、增稠剂0.5~1.8份,悬浮剂0.5~2.5份,乳化剂0.5~1.5份,表面活性剂0.01~0.1份和精恶唑禾草灵0.01~1.5份。
优选的,所述缓释水溶性肥料还包括磷肥0.01~20份;所述磷肥包括磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、聚磷酸铵、偏磷酸钾和三聚磷酸钾中的一种或几种。
优选的,所述氮肥包括尿素、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵和液氨中的一种或几种;所述钾肥包括氯化钾、硝酸钾、硫酸钾、磷酸二氢钾和磷酸氢二钾中的一种或几种。
优选的,所述乳化剂包括十二烷基苯磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠、烷基芳基磺酸钠、二烷基苯磺酸钠、轻基烷基磺酸钠、苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、仲辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚、节基二甲基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚和十八烷醇基聚氧乙烯醚中的一种或多种。
优选的,所述悬浮剂包括聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁、木质素磺酸钙和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种;所述增稠剂包括甲基纤维素、羟乙基纤维素、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒石土、海藻酸钠、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶中的一种或几种;所述表面活性剂包括含有季铵盐类阳离子的表面活性剂。
本发明还提供了上述方案所述缓释水溶性肥料的制备方法,包括以下步骤:
1)将所述氨基酸发酵尾液、增稠剂、氮肥和钾肥混合,得到流体料浆;
2)将精恶唑禾草灵、乳化剂、悬浮剂和表面活性剂混合,得到悬浮液;
3)将步骤1)所述流体料浆和步骤2)所述悬浮液混合,剪切乳化至悬浮物粒径为0.01~0.04mm,得到缓释水溶性肥料;
所述步骤1)和步骤2)之间没有时间顺序限制。
优选的,步骤3)中所述剪切乳化的转速为4000~6000转/min。
本发明的有益效果:本发明提供了精恶唑禾草灵在提高氮肥利用率和/或减少氮素损失中的应用;所述精恶唑禾草灵能通过抑制氮肥的硝化作用,从而大幅度升高氮肥利用率。本发明还提供了一种含氮肥料,所述含氮肥料包括精恶唑禾草灵;所述精恶唑禾草灵占含氮肥料中纯氮的质量百分比为1%~5%。本发明的含氮肥料不仅利用率高,且兼具除草效果。本发明还提供了一种缓释水溶性肥料及其制备方法。本发明将除草剂精恶唑禾草灵的生产工艺和水溶性悬浮液体肥料的生产工艺相结合,形成一种缓释肥料的生产工艺,使缓释悬浮液体肥料更加稳定,进一步提高了氮肥利用率。并且,本发明的缓释水溶性肥料适用于灌溉施肥设施,通过灌溉系统可以很好的实现药肥同施的效果。除此之外,本发明的水溶性缓释肥料的剂型为悬浮型,通过合理的添加乳化剂、悬浮剂、增稠剂和表面活性剂等助剂能够很好的保证精恶唑禾草灵在施用过程中的有效性,解决了目前传统意义上的固体药肥有效性低下,且肥料需要深施集中施用、而农药需要溶解稀释喷施这二者间互相矛盾的问题。
具体实施方式
本发明提供了精恶唑禾草灵在提高氮肥利用率和/或减少氮素损失中的应用;优选的,所述应用是通过精恶唑禾草灵抑制氮肥的硝化作用实现的;所述精恶唑禾草灵能够单独作为硝化抑制剂使用,也能够与其他种类硝化抑制剂联用。
本发明还提供了一种含氮肥料,所述含氮肥料包括精恶唑禾草灵;所述精恶唑禾草灵占含氮肥料中纯氮的质量百分比为1%~5%,优选为2%~4%,更优选为3%。
本发明还提供了一种缓释水溶性肥料,包括以下重量份的原料:氨基酸发酵尾液30~50份,氮肥15~30份、钾肥5~20份、增稠剂0.5~1.8份,悬浮剂0.5~2.5份,乳化剂0.5~1.5份,表面活性剂0.01~0.1份和精恶唑禾草灵0.01~1.5份;优选的,所述缓释水溶性肥料包括以下重量份的原料:氨基酸发酵尾液35~45份,氮肥20~25份、钾肥10~15份、增稠剂1~1.5份,悬浮剂1~2份,乳化剂0.8~1.2份,表面活性剂0.05~0.08份和精恶唑禾草灵0.1~1份;更优选的,所述缓释水溶性肥料包括以下重量份的原料:氨基酸发酵尾液40份,氮肥22份、钾肥12份、增稠剂1.2份,悬浮剂1.5份,乳化剂1份,表面活性剂0.06份和精恶唑禾草灵0.5~0.8份。
本发明中,所述所述缓释水溶性肥料优选的还包括磷肥0.01~20份,更优选为0.1~10份,最优选为1~5份。
氨基酸发酵尾液是指生产食用氨基酸工厂废液,发酵及食品工厂废液,经浓缩而来。本发明对所述氨基酸发酵尾液的成分及含量没有特殊限定,本发明具体实施过程中,所述氨基酸发酵尾液为味精发酵废液(麸酸废液)。本发明中,所述氮肥优选的包括尿素、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵和液氨中的一种或几种;所述磷肥包括磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、聚磷酸铵、偏磷酸钾和三聚磷酸钾中的一种或几种;所述钾肥优选的包括氯化钾、硝酸钾、硫酸钾、磷酸二氢钾和磷酸氢二钾中的一种或几种;所述乳化剂优选的包括十二烷基苯磺酸钙、十二烷基苯磺酸钠、烷基芳基磺酸钠、二烷基苯磺酸钠、轻基烷基磺酸钠、苯乙烯基苯基聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、仲辛基酚聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚聚氧丙烯醚、节基二甲基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚和十八烷醇基聚氧乙烯醚中的一种或多种;所述的悬浮剂优选的包括聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠、木质素磺酸钠、木质素磺酸镁、木质素磺酸钙和十二烷基苯磺酸钠中的一种或几种;所述增稠剂优选的包括甲基纤维素、羟乙基纤维素、有机膨润土、硅藻土、凹凸棒石土、海藻酸钠、阿拉伯树胶、黄原胶、大豆蛋白胶中的一种或几种;所述的表面活性剂优选的包括含有季铵盐类阳离子的表面活性剂。
本发明还提供了上述方案所述缓释水溶性肥料的制备方法,包括以下步骤:
1)将所述氨基酸发酵尾液、增稠剂、氮肥和钾肥混合,得到流体料浆;
2)将所述精恶唑禾草灵、乳化剂、悬浮剂和表面活性剂混合,得到悬浮液;
3)将步骤1)所述流体料浆和步骤2)所述悬浮液混合,剪切乳化至悬浮物粒径为0.01~0.04mm,得到缓释水溶性肥料;
所述步骤1)和步骤2)之间没有时间顺序限制。
本发明将氨基酸发酵尾液、增稠剂、氮肥和钾肥混合,得到流体料浆;当所述缓释水溶性肥料中包括磷肥时,本发明将氨基酸发酵尾液、增稠剂、氮肥、钾肥和磷肥混合,得到流体料浆;所述混合的顺序优选为将氨基酸发酵尾液、增稠剂和氮肥进行第一混合,得到的混合物再和钾肥(钾肥和磷肥)进行第二混合;所述第一混合的温度优选为60~70℃,更优选为65℃;所述第一混合的方式优选为搅拌混合;本发明对所述第一混合的时间和搅拌混合的转速没有特殊限制,以混合均匀为准;所述第二混合的方式优选为搅拌混合;所述第二混合的时间优选为15~25min,以形成粘稠的流体为准;本发明对所述混合的温度和搅拌混合的转速没有特殊限制,以混合均匀为准。
本发明将精恶唑禾草灵、乳化剂、悬浮剂和表面活性剂混合,得到悬浮液;所述混合的温度优选为50~70℃,更优选为60℃;所述混合的时间优选为2~5min,更优选为3~4min;所述混合的方式优选为搅拌混合;本发明对所述搅拌混合的转速没有特殊限制;本发明在所述将精恶唑禾草灵、乳化剂、悬浮剂和表面活性剂混合后,优选的还包括对悬浮液进行剪切乳化;所述剪切乳化的转速优选为2000~4000转/min,更优选为2500~3500转/min,最优选为3000转/min;所述剪切乳化的时间优选为10~15min,更优选为12min。
得到流体料浆和悬浮液后,本发明将所述流体料浆和悬浮液混合,剪切乳化至悬浮物粒径为0.01~0.04mm,得到缓释水溶性肥料;所述混合的时间优选为5~10min,更优选为8min;所述混合的方式优选为搅拌混合;本发明对所述混合的温度和搅拌混合的转速没有特殊限制,以混合均匀,形成浓稠的浆料为准;所述剪切乳化的转速优选为4000~6000转/min,更优选为5000转/min。
下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细的说明,但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1精恶唑禾草灵的硝化抑制效果
在土壤(未添加氮肥之前供试土壤的初始硝态氮浓度为26mg·kg-1)中添加200mg·kg-1土的铵态氮,同时加入不同浓度(分别占氮肥质量百分比的1%、5%和10%)的精恶唑禾草灵、双氰胺(简称DCD)(精恶唑禾草灵,上海阿拉丁生化科技股份有限公司,规格:分析标准品,99%,包装:100mg;双氰胺(DCD),上海阿拉丁生化科技股份有限公司,规格:分析纯,99%,包装:250g),以单施铵态氮肥不添加硝化抑制剂的处理为对照,通过测定土壤中硝态氮的浓度,来计算的氮肥硝化率,以此来反映硝化抑制效果。
氮肥硝化率=(土壤中硝态氮浓度-土壤初始硝态氮浓度)/200mg·kg-1*100
结果参见表1和表2。
表1不同处理土壤硝态氮含量
表2不同用量精恶唑禾草灵和双氰胺对应的氮肥硝化率
由表1和表2可知:以常用硝化抑制剂DCD(双氰胺)为对照,比较研究了DCD与精恶唑禾草灵对土壤硝化作用的抑制效应。结果表明,精恶唑禾草灵和DCD对土壤硝化作用均表现出明显的抑制效果,且随着用量的增加抑制效果不断增强。其中精恶唑禾草灵1%用量时抑制效果在15天左右,5%时抑制效果在30天左右,10%时抑制效果在40天左右。
实施例2缓释水溶性肥料田间应用效果
1.缓释水溶性肥料配方参见表3。
表3缓释水溶性肥料配方
2.制备方法
1)往氨基酸发酵尾液中依次加入增稠剂和氮肥,然后边加热边搅拌,将反应温度控制在60℃,待混合液中的氮肥完全溶解后,然后再往其中加入磷肥和钾肥,继续搅拌25min形成粘稠的流体。
2)将精恶唑禾草灵与乳化剂、悬浮剂、表面活性剂混合,然后边加热边搅拌,将温度控制在50℃,搅拌5min后,用高速剪切乳化剂(转速控制在4000转/min)剪切15min,得到悬浮液;
3)将步骤2)所得悬浮液和步骤1)所得流体料浆均匀混合在一起,形成浓稠的浆料,搅拌10min后,用高速剪切乳化剂剪切25min,将物料并研磨匀化磨细,高速剪切乳化剂的转速控制在6000转/min,使悬浮肥料凝胶系统中的悬浮物粒径控制在0.01~0.04mm之间。
3.施用
以蕹菜为试验作物,以进口复合肥15-15-15(水溶)为对比产品,以表3配方制备得到的缓释水溶性肥料进行肥效对比。按等用量原则设计试验,对照组按照当地农户的施肥习惯将进口复合肥15-15-15(水溶)按照肥水比1:150兑水溶解后浇施,平均7天浇施一次,在整个蕹菜生育期共施6次肥。实验组则按照等量原则将制备得到的水溶性缓释肥料按照肥水比1:150兑水溶解后浇施,平均14天浇施一次,在整个蕹菜生育期共施3次肥。其余田间管理条件完全相同,实验结果取平均亩产量。
结果参见表4,结果表明:1)和对照组相比,施用本发明的缓释水溶性肥料,蕹菜的采收期平均比进口15-15-15复合肥提前了1天;2)亩产量平均提高2%,肥料利用率比普通肥料处理平均提高了18%,节约3次追肥成本合计50元/亩(节约成本按照,每人每天可追肥6亩,每天工人工资为100元,即每次可节省劳务费16.67元/亩,3次总共可节约人工成本50元),省工增产效果十分明显。
表4不同处理对应的亩产量以及氮肥、磷肥和钾肥利用情况
处理 | 收获时间 | 亩产量Kg/亩 | 氮肥利用率% | 磷肥利用率% | 钾肥利用率% |
15-15-15对照 | 2018.8.5 | 1197 | 25.1% | 11.3% | 33.2% |
实施例 | 2018.8.4 | 1221 | 30.9% | 13.6% | 37.0% |
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.精恶唑禾草灵在提高氮肥利用率和/或减少氮素损失中的应用;
所述应用是通过精恶唑禾草灵抑制氮肥的硝化作用实现的。
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