[发明专利]一种重金属镉钝化修复缓释尿素肥料及制备方法

说明书

本发明属于土壤与环境领域，主要是一种包含重金属镉钝化剂的缓释尿素肥料及制备方法。肥料成分包括尿素、生化抑制剂、土壤重金属镉钝化材料。按重量份数计，尿素、生化抑制剂和镉钝化材料的比例为1:0.001‑0.1:0.05‑0.5。重金属镉钝化材料包括盐酸改性的生物炭、盐酸改性磷矿粉、盐酸改性海泡石、石灰中的一种或几种。本发明中的肥料能通过多次施肥，将中轻度镉污染土壤中的镉控制在合理的范围内，使之既能减少作物吸收镉，减少作物蓄积态镉，从而减少人体对镉含量的摄入，同时，又能增加作物产量，增加经济效益。

技术领域

本发明涉及土壤与环境领域，具体来说是既能钝化农田土壤重金属镉，又能促进作物生长，满足其基本营养需求的缓释尿素肥料。

背景技术

目前工农业生产中的普通尿素肥料是速溶肥料，在水和土壤中溶解转化很快。普通尿素施入土壤后在土壤中的脲酶作用下很快转化为铵态氮，大量的铵态氮使土壤pH迅速升高，氨挥发增加；在通气状况良好的条件下，在土壤中的硝化细菌的作用下会发生硝化作用，铵态氮在很短的时间内就转化为亚硝态氮和硝态氮，硝态氮在土壤中极易流失，亚硝态氮也会以氮氧化物的形式呈气体态损失，造成肥料氮的大量损失，从而降低了肥料的利用率。普通的尿素肥料的肥效期短，氮肥利用率低，尿素氮的总体利用率只有30％-35％，加之氮素的淋失、挥发、地表径流等，肥料施用的经济效益严重降低，不仅会增加农业生产的成本而且还会带来一系列恶劣的环境影响。另一方面，当肥料中的铵态氮转化为硝态氮之后，土壤的酸度增加，pH会降低，镉污染土壤中的有效态镉含量急剧增加，会增加植物可吸收态镉的含量，增加植物富集，通过食物链被人体吸收后，会富集到人体内，危害人体健康。在我国现在状态下，土壤农田土壤正遭受大面积的污染，尤其是重金属的污染，其中重金属镉的污染尤为突出。目前，对于重金属镉污染修复的方式有很多，包括了物理修复、化学修复和生物修复，其中生物修复又包括了动物修复、植物修复和微生物修复。各种修复均存在一定的适用性和局限性，而在各种修复方法中当中化学修复中的钝化修复是在目前形势下适用性强，易于推广普及的一种修复方式。钝化修复主要是指向土壤中添加钝化剂，通过提高土壤pH，以及微孔吸附固定等机理，减少土壤中可交换态镉的含量，从而降低了植物对镉的摄取，从而降低活性镉的有效性。目前，有效的钝化剂种类包括生物炭、海泡石、沸石、磷矿粉、生石灰、膨润土等，因此，在农业种植方面，亟待找到既能调控氮转化的肥料，又能与钝化剂相结合，通过简单的施肥等农艺措施，将植物可吸收的有效态镉降低到最低水平，减少既施用钝化剂又施用肥料的繁琐的农事操作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镉污染土壤钝化修复的缓释尿素及制备方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:

一种镉污染土壤钝化修复的缓释尿素：肥料成分包括：尿素、生化抑制剂、土壤重金属镉钝化剂，按重量份数计，所需尿素与生化抑制剂、土壤重金属镉钝化材料的重量比为1:0.001-0.1:0.05-0.5。

所述钝化剂为酸改性生物炭、酸改性磷矿粉、酸改性海泡石、石灰，本发明采用盐酸对生物炭和磷矿粉进行改性，改性后的材料比未改性前具有了更大的比表面积，同时降低了物质本身的碱度，避免了施入土壤后对土壤结构和性质的改变。

所述脲酶抑制剂为：N-丁基硫代磷酰三胺、硫代磷酸三酰胺、苯基磷酰二胺、硫代磷酰三胺；硝化抑制剂为：双氰胺、3，4-二甲基吡唑磷酸盐、3，5-二甲基吡唑、3，5-二甲基吡唑磷酸盐、1-甲胺基吡唑、1-甲基吡唑-1羧酰胺。按上述计量的钝化剂溶于盐酸溶液中，进行改性处理，并溶解于有机溶剂中,通过搅拌泵机械混拌均匀，直接在尿素生产工艺装置的蒸发系统中，通过生产普通尿素装置的熔融尿素输送泵前端注入，与熔融尿素尿浆均匀混合，然后通过普通尿素生产高塔造粒装置进行造粒，即得粒径在0.85-2.8mm占93％以上的镉钝化缓释尿素专用肥。