專利名稱：一種非金屬礦物基長效氮肥硝化抑制劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種肥料穩(wěn)定劑，特別是一種以非金屬礦物作為吸附劑的長效氮肥硝化抑制劑及其制備方法，屬肥料添加劑領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
肥料氮的超量和不合理施用，導(dǎo)致目前氮肥利用率普遍較低。我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中氮肥的表觀利用率只有30 35%，高產(chǎn)地區(qū)甚至在30%以下。這不僅造成了經(jīng)濟(jì)和資源的巨大浪費，還帶來了巨大的環(huán)境風(fēng)險，致使生態(tài)環(huán)境安全問題已成了影響當(dāng)前及長遠(yuǎn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品安全與人類健康的重大問題。因此如何調(diào)控肥料氮在土壤中的轉(zhuǎn)化進(jìn)程，以促進(jìn)它的有效利用，并控制其對環(huán)境質(zhì)量可能產(chǎn)生的不利影響，實現(xiàn)肥料氮在生態(tài)系統(tǒng)中的良性循環(huán)，成了當(dāng)前土壤肥料研究領(lǐng)域和生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域關(guān)注的熱點和難點。發(fā)展高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、省工、無污染的氮肥管理技術(shù)，也因此成了土壤氮素研究中的主要目標(biāo)。而對土壤硝化作用的有效調(diào)控則是實現(xiàn)該目標(biāo)的關(guān)鍵措施之一?；瘜W(xué)氮肥中添加硝化抑制劑來調(diào)節(jié)氮在土壤中的轉(zhuǎn)化進(jìn)程以提高肥料氮的利用率，是一項很有發(fā)展?jié)摿Φ牡使芾砑夹g(shù)。與通過物理和化學(xué)途徑實現(xiàn)肥料改性相比，添加硝化抑制劑的穩(wěn)定肥料由于其生產(chǎn)工藝簡單，生產(chǎn)成本相對較低，施用效果比較顯著，一直受到國內(nèi)外相關(guān)研究者和肥料工業(yè)人員的廣泛重視。在當(dāng)前世界上施用的全部氮肥品種中，銨態(tài)氮肥和酰胺氮肥的數(shù)量占到了 90%以上，施用硝化抑制劑來延緩銨態(tài)氮在土壤中的氧化進(jìn)程，以減少硝酸鹽的淋溶損失和氮氧化物的排放，減輕環(huán)境污染，提高其所含氮素的利用率，將具有更加重要的現(xiàn)實意義。

由于硝化抑制劑的抑制效率高低和有效期長短除取決于該抑制劑本身的性質(zhì)和生物活性外，還受土壤類型、有機(jī)質(zhì)含量、溫度、水分、土壤管理措施等的顯著影響，因此盡管已被證明具有硝化抑制作用的化合物很多，但真正能夠在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用的理想硝化抑制劑品種非常有限，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用還存在著諸多明顯的不足，開發(fā)高效、低毒、適應(yīng)性廣的環(huán)境友好型硝化抑制劑品種仍然是大勢所趨。沸石、膨潤土、麥飯石、硅藻土、海泡石、海綠石、蛭石、珍珠巖等非金屬礦物，由于其具有高的吸附容量和離子交換能力，并能向土壤中提供合理濃度的中微量營養(yǎng)元素，且來源廣泛，成本低廉，無毒無害，早已被用作礦肥、土壤改良劑、作物生長調(diào)節(jié)劑和肥料載體。以沸石為例，其結(jié)構(gòu)是由硅、鋁和氧三種元素組成的四面體構(gòu)成的具有無限擴(kuò)展的三維空間架狀構(gòu)造，這種構(gòu)造開放性較大，其內(nèi)部表面積很大，每克沸石的比表面積可達(dá)355 IOOOm2,因此其具有超強(qiáng)的吸附性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡單、原料充足、成本低廉、效果顯著的氮肥硝化抑制劑，其主要由硝化抑制劑的水溶液和非金屬礦物粉末混合吸附形成，解決了以往該類肥料添加劑載體和添加劑直接混合所造成的吸附不均和不完全的問題，用于調(diào)控含氮肥料中銨態(tài)氮的氧化速度，減少施肥后硝酸鹽的形成。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)路線如下:一種非金屬礦物基長效氮肥硝化抑制劑及其制備方法，其特征在于，包括下列步驟:I)將I 50份的硝化抑制劑通入100份為25 100°C的水中形成水溶液；2)每100份的非金屬礦物粉末加入25 75份的硝化抑制劑水溶液，充分?jǐn)嚢?，烘干、粉碎、過篩即得。也可加入非金屬礦物和硝化抑制劑溶液總重量I 5%的粘結(jié)劑充分?jǐn)嚢?，造粒后烘干或?yīng)用包膜技術(shù)，將非金屬礦物和硝化抑制劑水溶液的混合物或烘干、粉碎、過篩后的粉末狀產(chǎn)品包覆于肥料外表面。所述硝化抑制劑是指雙氰胺(D⑶)、3，4_ 二甲基吡唑磷酸鹽(DMPP)、3-甲基吡唑-1-羧酰胺(CMP)、4-氯-3-甲基吡唑、硫脲、4-氨基-1，2，4-三唑(ATC)、2-氯-6-(三氯甲基)吡唆、2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶中的一種。所述非金屬礦物為沸石、膨潤土、麥飯石、硅藻土、海泡石、海 綠石、蛭石或珍珠巖中的一種。所述非金屬礦物粉末是直徑小于0.15mm (100目)的粉粒。本發(fā)明具有如下優(yōu)點:1.本發(fā)明所得產(chǎn)品主要由硝化抑制劑的水溶液和非金屬礦物粉末混合吸附形成。應(yīng)用固液混合吸附法生產(chǎn)長效氮肥硝化抑制劑，其優(yōu)勢在于能夠保證抑制劑最大程度地緊密吸附于非金屬礦物材料表面和內(nèi)部，使緩釋效果更佳，對土壤酶活性的抑制作用更長，有效克服了以往該類肥料或肥料添加劑將載體和添加劑直接混合所造成的吸附不均和不完全的問題。2.解決了以往工藝由于抑制劑的添加量較小而引起的與肥料混合不均的問題，且具有在施用過程中的方便性和可調(diào)性。3.由于非金屬礦物本身是良好的吸附介質(zhì)，不僅能吸附硝化抑制劑，還能夠?qū)ν寥乐械姆柿袭a(chǎn)生吸附作用，使氮肥肥效更長久。4.非金屬礦物本身還含有鉀、鈉、鈣、鐵、磷、硫、錳、鋅、硅等多種作物有益元素，緩慢釋放到土壤中后易被作物利用，滿足植物生長的多重需要，對促進(jìn)作物生長，增加產(chǎn)量有明顯作用，還能增強(qiáng)作物抗病蟲害能力。5.該肥料的施用還能夠改善土壤理化性狀。硝化作用有加強(qiáng)土壤酸化的趨勢，硝化抑制劑的施用抑制硝化作用發(fā)生，降低土壤酸化風(fēng)險。吸附劑非金屬礦物的施用能改善土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)、增加土壤孔隙數(shù)量、降低土壤容重，此外還能夠通過其吸附作用降低土壤中對作物有害的重金屬和有機(jī)污染物的數(shù)量。
具體實施例方式以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體描述，但不局限于此。實施例1將5份的硝化抑制DMPP通入100份為50°C的水中形成水溶液；每100份的100目沸石粉末加入30份的硝化抑制劑DMPP水溶液，充分?jǐn)嚢?，烘干，粉碎，過100目篩即得產(chǎn)品。所得產(chǎn)品DMPP的重量含量為1.5%。
實施例2將10份的硝化抑制劑CMP通入100份為80°C的水中形成水溶液；每100份的100目膨潤土粉末加入40份的硝化抑制劑CMP水溶液，再加入膨潤土粉末和CMP溶液總重量3%的粘結(jié)劑充分?jǐn)嚢?，造粒后烘干即得產(chǎn)品。所得產(chǎn)品中硝化抑制劑CMP的重量含量為4%。實施例3將10份的硝化抑制4-氯-3-甲基吡唑通入100份為90°C的水中形成水溶液；每100份的100目麥飯石粉末加入50份的硝化抑制劑4-氯-3-甲基吡唑水溶液，充分?jǐn)嚢瑁娓桑鬯?，過100目篩即得產(chǎn)品。所得產(chǎn)品含4-氯-3-甲基吡唑的重量含量為5%。實施例4將20份的硝化抑制劑D⑶通入100份為70°C的水中形成水溶液；每100份的100
目硅藻土粉末加入50份的硝化抑制劑D⑶水溶液，再加入硅藻土粉末和D⑶溶液總重量2%的粘結(jié)劑充分?jǐn)嚢瑁炝：蠛娓杉吹卯a(chǎn)品。所得產(chǎn)品中硝化抑制劑DCD的重量含量為10%。實施例5將10份的硝化抑制劑DMPP通入100份為70°C的水中形成水溶液；每100份的200目的沸石粉末加入60份的硝化抑制劑DMPP水溶液，應(yīng)用包膜技術(shù)，將10份沸石粉末與DMPP水溶液的混合物包覆于30份顆粒狀磷酸二銨(此磷酸二銨有效磷含量為42%，總氮含量為15% )表面并干燥。所得顆粒狀磷酸二銨硝化抑制劑DMPP重量含量為1.0%，總氮含量為12.4%。 實施例6將30份的硝化抑制劑D⑶通入100份為90°C的水中形成水溶液；每100份的200目的海泡石粉末加入50份的硝化抑制劑D⑶水溶液，充分?jǐn)嚢瑁娓?，粉碎，過200目篩，所得產(chǎn)物硝化抑制劑D⑶的重量含量為15%。應(yīng)用包膜技術(shù)，將5份粉末狀產(chǎn)品包覆于10份顆粒狀尿素外表面，所得顆粒狀尿素含硝化抑制劑DCD重量含量為5 %，尿素含量為66.7%,海泡石含量為28.3%0應(yīng)用例I本應(yīng)用例為添加肥料土壤的培養(yǎng)實驗。供試土壤為潮棕壤，新鮮土樣采回實驗室后剔除雜物及殘留根系，過2mm篩備用。實驗共分4個處理，①不添加肥料和硝化抑制劑的空白處理，②只添加肥料的對照處理，③添加肥料與純粹硝化抑制劑的處理，④添加肥料與應(yīng)用本發(fā)明實施例1處理過的硝化抑制劑。供試肥料為硫酸銨[(NH4)2SO4],添加量為100mgN/kg 土，處理③④按照等量添加DMPP，添加量為純氮用量的I %。將相當(dāng)于500g干土的鮮土與所施(NH4)2SO4和DMPP充分混勻，裝入聚乙烯瓶中。在瓶蓋上用針扎數(shù)個小孔以創(chuàng)造好氣環(huán)境，然后置于25°C培養(yǎng)箱中恒溫恒濕培養(yǎng)，每處理設(shè)置3次重復(fù)。培養(yǎng)期間，每周采用稱重法補(bǔ)水3次，補(bǔ)水后使土水充分混勻，使土壤含水量保持在20%。培養(yǎng)試驗開始后的第12、25、50、80天取樣測定土壤中的銨態(tài)氮(NH4+_N)和硝態(tài)氮(NO3--N)含量。各處理測定結(jié)果參見表I。表I不同處理土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量
權(quán)利要求
1.一種非金屬礦物基長效氮肥硝化抑制劑及其制備方法，其特征在于，包括下列步驟: 1)將I 50份的硝化抑制劑通入100份為25 100°C的水中形成水溶液； 2)每100份的非金屬礦物粉末加入25 75份的硝化抑制劑水溶液，充分?jǐn)嚢?，烘干，粉碎，過篩即得。
2.根據(jù)權(quán)利 要求1所述一種非金屬礦物基長效氮肥硝化抑制劑及其制備方法，其特征在于，加入非金屬礦物和硝化抑制劑溶液總重量I 5%的粘結(jié)劑充分?jǐn)嚢?，造粒后烘干即得?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種非金屬礦物基長效氮肥硝化抑制劑及其制備方法，其特征在于，應(yīng)用包膜技術(shù)，將非金屬礦物和硝化抑制劑水溶液的混合物或過篩后的粉末狀產(chǎn)品包覆于肥料外表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種非金屬礦物基長效氮肥硝化抑制劑及其制備方法，其特征在于，所述硝化抑制劑是指雙氰胺(DCD)、3，4-二甲基吡唑磷酸鹽(DMPP)、3-甲基吡唑-1-羧酰胺(CMP)、4-氯-3-甲基吡唑、硫脲、4-氨基-1，2，4-三唑(ATC)、2-氯-6-(三氯甲基)吡啶、2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種非金屬礦物基長效氮肥硝化抑制劑及其制備方法，其特征在于，所述非金屬礦物為沸石、膨潤土、麥飯石、硅藻土、海泡石、海綠石、蛭石或珍珠巖中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種非金屬礦物基長效氮肥硝化抑制劑及其制備方法，其特征在于，所述非金屬礦物粉末是直徑小于0.15mm(100目)的粉粒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種非金屬礦物基長效氮肥硝化抑制劑及其制備方法，其特征在于，將1～50份的硝化抑制劑通入100份為25～100℃的水中形成水溶液；每100份的非金屬礦物粉末加入25～75份的硝化抑制劑水溶液，充分?jǐn)嚢瑁娓杉吹?。或加入非金屬礦物和硝化抑制劑溶液總重量1～5％的粘結(jié)劑充分?jǐn)嚢?，造粒后烘干，也可將非金屬礦物和硝化抑制劑水溶液的混合物或過篩后的粉狀產(chǎn)品包覆于肥料外表面。該產(chǎn)品應(yīng)用非金屬礦物優(yōu)良的吸附作用而制備，工藝簡單、成本低廉，緩釋效果更佳，對土壤酶活性的抑制作用更長。同時非金屬礦物還能夠向土壤提供多種有益元素，改善土壤理化性狀。
文檔編號C05G3/08GK103193555SQ20131010968
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月1日
發(fā)明者史云峰, 趙牧秋 申請人:瓊州學(xué)院