CN114230415B - 1,9-癸二醇在延缓尿素水解中的应用 - Google Patents

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Abstract

1,9‑癸二醇在延缓土壤中尿素水解中的应用。发现了1,9‑癸二醇具有双重调控作用，不仅可以抑制氮素的硝化过程，还具有延缓尿素水解，降低尿素向其他氮素形态转化的功效。1,9‑癸二醇作为脂溶性根系分泌物，在土壤中具有较高的稳定性，不易流失，对环境污染较小。这进一步拓宽了1,9‑癸二醇的应用领域，提高了1,9‑癸二醇的产业价值。

Description

1,9-癸二醇在延缓尿素水解中的应用
技术领域
本发明属于氮肥增效剂的应用领域，具体涉及1,9-癸二醇在延缓土壤中尿素水解中的应用。
背景技术
我国氮肥利用率低，仅有35％～39％，这是因为氮肥在施入土壤中会发生一系列损失过程。我国氮肥主要以尿素为主，占氮肥消费比重的60％以上。尿素施入土壤中，会在脲酶的作用下迅速转化为铵态氮，铵态氮经过硝化作用转化为亚硝态氮和硝态氮，硝态氮在反硝化的作用下生成N2O、NO、N2等，其中硝态氮极易在土壤中迁移，并通过径流和淋溶对地下水造成污染；N2O是温室气体，释放到空气中会对臭氧层进行破坏，这些途径造成了肥料氮的损失，降低了植物的利用效率。因此，延缓尿素释放对于减少氮素损失，提高氮肥利用率具有重要的现实意义。
现有技术手段多是采用尿素包膜和施用脲酶抑制剂来延缓尿素水解，但包膜材料比较昂贵，同时包膜材料不易降解，对土壤易造成污染风险。目前市场上用的脲酶抑制剂，如NBPT (正丁基硫代磷酸三胺)、HQ(氢醌)、PPD(苯基磷酸二胺)等，主要是化学合成的，具有不易分解，性能不稳定、易造成地下水污染、影响自然生态系统的生物多样性等局限性。因此，植物源绿色的氮肥增效剂的挖掘是减少农田氮素损失和提高氮肥利用率的新策略。
1,9-癸二醇是发明人前期从水稻根系分泌物中发现的脂溶性生物硝化抑制剂，可在低浓度下抑制氮素的硝化过程，减少氮素损失(专利号201510926728.1)。但是关于1,9-癸二醇在抑制尿素水解方面的作用尚未公开。在农业生产中，同时抑制尿素水解和硝化过程两个氮素转化过程的植物源功能物质的筛选，将大大推动绿色新型高效氮肥产品的研发，具有重要的现实意义。
发明内容
解决的技术问题：本发明针对上述技术问题，提供一种1,9-癸二醇在延缓土壤中尿素水解中的应用。由于尿素施入土壤中会迅速分解为铵态氮，铵态氮转化为硝态氮，同时作物难以及时将氮素营养吸收，进而造成氮素的损失。1,9-癸二醇可以延缓尿素水解成为铵态氮，降低了尿素分解速率，进而可增加作物对氮素的吸收，减少氮素的损失。
技术方案：1,9-癸二醇在延缓土壤中尿素水解中的应用。
具体方法为，将1,9-癸二醇与尿素配成混合溶液后共同施入土壤中。
优选的，上述1,9-癸二醇的添加量为500mg/kg土～1000mg/kg土。
1,9-癸二醇在制备延缓土壤中尿素水解产品中的应用。
1,9-癸二醇在延缓土壤中尿素向其他形式氮转化中的应用。
有益效果：发现了1,9-癸二醇具有双重调控作用，不仅可以抑制氮素的硝化过程，还具有延缓尿素水解，降低尿素向其他氮素形态转化的功效，进一步拓宽了1,9-癸二醇的应用领域，提高了1,9-癸二醇的产业价值。随着1,9-癸二醇添加量的提高，对延缓尿素水解的作用越明显。1,9-癸二醇作为植物根系分泌物，对环境友好，同时1,9-癸二醇作为脂溶性物质，在土壤中具有较高的稳定性，不易流失。
具体实施方式
实施例1：将1,9-癸二醇与尿素配成混合溶液共同施入土壤中，其中，1,9-癸二醇的添加量为100mg/kg土壤。
实施例2：将1,9-癸二醇与尿素配成混合溶液共同施入土壤中，其中，1,9-癸二醇的添加量为200mg/kg土壤。
实施例3：将1,9-癸二醇与尿素配成混合溶液共同施入土壤中，其中，1,9-癸二醇的添加量为500mg/kg土壤。
实施例4：将1,9-癸二醇与尿素配成混合溶液共同施入土壤中，其中，1,9-癸二醇的添加量为1000mg/kg土壤。
验证例：
1.实验设计
1.1供试土壤：供试土壤类型为水稻土，质地为砂壤土，采自江西鹰潭市(28°15′N，116°55′E)试验田0～20cm耕层土，过2mm筛、混匀、备用，基本理化性质见表1。
1.2供试试剂：1,9-癸二醇定制于公司，结构式为C10H22O2。硝化抑制剂-DCD(双氰胺， C2H4N4)购买于sigma公司。
1.3实验处理：实验设置尿素处理(U)、硝化抑制剂DCD+尿素处理：DCD-20mg/kg土、1,9-癸二醇+尿素处理：1,9-D-100、1,9-D-200、1,9-D-500和1,9-D-1000mg/kg土。每个处理三次重复。施氮量为200mgN/kg土。
2.实验步骤
将实验用土称量至100mL塑料管中后，均匀加入蒸馏水并调节土壤含水量至田间最大持水量的60％，然后在塑料管管口封上封口膜并均匀的扎孔以保持空气流动，在25℃培养箱中预培养三天。
预培养结束后，根据实验处理的不同，分别称取相对应的尿素和抑制剂(1,9-癸二醇和 DCD)配成混合液，均匀地施入土壤中后加蒸馏水以保持淹水状态，并开始在25℃田间下开始培养。分别在培养的第1、2、3、5和7天测量土壤中的尿素态氮和铵态氮含量，以评估不同抑制剂对氮素转化的影响。
3.实验结果
施用1,9-癸二醇可延缓尿素的水解效率，提高尿素在土壤中的保留时间，降低尿素向铵态氮的转化，延缓铵态氮达到峰值的时间(表2)，DCD无延缓尿素水解效率的作用。延缓尿素水解效率由大到小为1,9-D-1000>1,9-D-500>1,9-D-200>1,9-D-100>DCD。
1,9-癸二醇随着添加量的增加，其延缓尿素水解效率越明显。其中1,9-癸二醇500和 1000mg/kg添加量可在培养期间显著抑制尿素水解。
表1土壤理化性质
Figure RE-GDA0003522971660000031
表2土壤铵态氮和尿素态氮含量
Figure RE-GDA0003522971660000032

Claims (5)

1.1,9-癸二醇在延缓土壤中尿素水解中的应用。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，将1,9-癸二醇与尿素配成混合溶液后共同施入土壤中。
3.根据权利要求1或2所述的应用，其特征在于，所述1,9-癸二醇的添加量为500 mg/kg土~1000mg/kg土。
4.1,9-癸二醇在制备延缓土壤中尿素水解产品中的应用。
5.1,9-癸二醇在延缓土壤中尿素向其他形式氮转化中的应用。
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