[发明专利]一种炭基长效氮肥生化抑制剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氮肥生化抑制剂，特别是一种基于吸附作用的氮肥生化抑制剂的制备方法，属肥料添加剂领域。

背景技术

氮肥尤其是铵态氮肥或酰胺态氮肥(主要以尿素形式施用，进入土壤中后迅速在土壤脲酶作用下水解为铵)是农业生产中需要量最大的化肥品种，它对提高作物产量，改善农产品的品质有重要作用。但是，肥料氮的超量和不合理施用，导致目前我国氮肥利用率普遍较低，当季利用率仅为30～35％，农田氮素损失率为30～50％，每年通过淋溶、挥发等途径损失氮约为900万吨，价值约400亿元，并造成严重的环境污染。

针对肥料使用过程中的农学和环境问题，国内外经大量研究与试验，曾提出许多减少损失的措施，主要有物理包被、化学改性和增大颗粒等。这些措施经诸多实践证明有一定的减少肥料损失的效果，但效果并不很理想且极不稳定。原因是这些措施主要着眼于减缓肥料的物理性溶解，没有考虑到氮肥的生物化学转化。也就是说，减缓溶解只能延缓生物化学反应的产生和推迟损失的时间而不能解决根本问题。因此减少肥料损失，本质上应该从控制其土壤生物化学转化进程入手。

鉴于尿素水解过程和硝化作用过程与氮素利用和环境的密切关系，从氮肥在土壤中的转化过程入手，通过生化途径来调控氮肥的转化，减缓尿素水解过程和硝化过程的进行，可以说是提高氮肥利用率，减轻氮肥污染的关键技术之一。与通过物理和化学途径实现肥料改性相比，往氮肥中添加生化抑制剂的方法由于抑制剂添加量小，生产成本相对较低，且可减少施肥量和施肥次数，降低劳动强度和施肥成本，易于在大面积生产中推广应用。因此添加了脲酶和硝化抑制剂的稳定肥料在世界肥料市场上的影响日益增长。而且随着全球范围环保意识的普遍增强以及抑制剂的施用在减少硝酸盐淋溶损失和氮氧化物排放方面的显著作用，抑制剂的施用在环境保护方面的贡献甚至大于它对世界粮食生产的贡献。

目前，添加生化抑制剂的稳定肥料的生产方法主要是将各类生化抑制剂同含氮肥料共同造粒，或者将生化抑制剂作为包被材料涂于含氮肥料表层。由于生化抑制剂均为有机化合物，其在同含氮肥料同时施入土壤后，存在下列问题：

1.在含有生化抑制剂的肥料施入土壤后的一段时间，由于抑制剂向土壤水分中的溶解，土壤溶液中产生生化抑制剂的高浓度区。当这一高浓度区域位于作物根系附近时，生化抑制剂便会被作物直接吸收后储存在体内，对作物产生毒害作用，甚至通过食物链传递到人畜体内，危害食品安全和人体健康。

2.生化抑制剂的抑制效应与其在土壤中的存留稳定性高度相关。一旦抑制剂在土壤微生物或光照等作用下降解，其有效性就会明显减弱，甚至消失。因此作为抑制剂的化合物应该可以在一定的时间内保持一定的活性和稳定性。但目前市场上广泛应用的生化抑制剂多为结构简单的有机化合物，容易降解，抑制作用持续时间有限。

3.在稳定肥料的生产过程中，生化抑制剂的用量相对于肥料本身来讲数量极微。无论如何改变生化抑制剂的添加工艺，要做到微量的抑制剂在肥料中混合均匀难度极大。

炭质材料优良的理化性质，为上述问题提供了解决的途径。炭质材料如活性炭、生物炭和黑炭主要是以碳、氢、氧元素组成，其含碳量一般高达40～80％。炭质材料具有复杂的多芳香环和非芳香环结构，表现出高度的生物化学稳定性和微生物难降解性，在土壤中难以被微生物分解利用。由于其具有丰富的孔隙结构和巨大的比表面积，可以通过孔隙闭蓄和表面吸附作用吸持多种有机或无机物质。炭质材料的化学官能团电离产生电荷使其具有较强的离子吸附交换量，可以通过静电吸附负载极性化合物。此外，其化学官能团较为活跃，如羧基、羟基等，也可以通过化学反应吸附特定的物质。

将炭质材料与肥料、肥料增效剂或土壤改良剂混合以赋予其缓效功能在国内外已有研究报道。与本发明所不同的是，多数研究或发明主要是将土壤改良剂或肥料增效剂与炭质材料经过简单掺混后即得产品，有效成分并没有真正吸附于炭质材料的孔隙中，在施入土壤中后的缓释效应有限。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有生化抑制剂及炭基肥料增效剂生产和应用过程中的不足而提出的，是一种成本低廉、缓释长效、简单易行的炭基长效氮肥生化抑制剂的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种炭基长效氮肥生化抑制剂的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)将2～50份的氮肥生化抑制剂溶于100份的40～100℃的水中配制一定浓度的含有生化抑制剂的水溶液；

2)将此溶液加入到100～500份的炭质吸附剂中，混合均匀，烘干，粉碎，过筛后即得。