[发明专利]脲酶抑制剂、含有该抑制剂的双核缓释尿素肥料及其制备方法

说明书

一种脲酶抑制剂、含有该抑制剂的双核缓释尿素肥料及其制备方法该脲酶抑制剂的结构式如下式(I)所示；双核缓释尿素肥以质量配比计主要原料包括：尿素60‑90份，凹凸棒土5‑20份，粉煤灰1‑10份，聚丙烯酸树脂溶液7‑17份，聚乙烯醇溶液1‑5份，配合物型脲酶抑制剂0.5‑2份；本发明生产的双核缓释尿素肥料内核为氮素载体即尿素，外核为凹凸棒土与粉煤灰组合，也是肥效填充材料；聚丙烯酸树脂做外层包膜材料，聚乙烯醇做粘结剂；可以通过调节脲酶抑制剂、树脂和填充材料的用量以灵活调整缓释期，并保证尿素的缓释性，式(I)：

技术领域

本发明涉及农用缓控释肥料和资源综合利用领域，具体涉及一种脲酶抑制剂、含有该抑 制剂的双核缓释尿素肥料及其制备方法。

背景技术

尿素是主要的化学氮肥品种，约占氮肥消耗总量的60％以上。尿素本身无毒，能够稳定 地存在于水溶液中，其自发降解的半衰期约为3.6年，但环境和生物体中广泛存在的脲酶能 将尿素迅速催化水解成NH₃，其速度是未经催化水解的10¹⁴倍，速度太快导致极大地降低了 植物对氮素的利用。据中国农业部的肥料利用率研究报告报道，目前我国水稻、玉米、小麦 三大粮食作物的氮肥当季平均利用率为33％。而美国、欧洲粮食作物的氮肥利用率分别在 50％、65％左右，比我国高15～30个百分点，由此我国每年因氮肥利用率低下导致的直接经 济损失达450亿元。

这不仅造成经济巨额损失，还会引起一系列生态环境问题，如导致植物“烧苗”和亚硝酸 盐污染农产品、土壤酸化、耕地板结、水体富营养化、N₂O的过量排放、大气污染、温室效 应等。因此，尿素的减施增效、提高尿素利用率便成为保障粮食安全、减少环境污染、农业 可持续发展所面临的重大现实性问题。

在我国滥用化肥问题及化肥需求结构和质量问题越来越突出的现状下，大力研发缓释肥 料已成为21世纪肥料产业的重要发展方向。为此，国家相继颁布了一系列政策引导和支持新 型脲酶抑制剂和缓释肥的发展，农业部于2015年制定了《到2020年化肥使用量零增长行动 方案》，提出了在稳定性肥料开发中，研制出更高效、更安全的抑制剂；并要求大力推进化 肥减量提效，探索出高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代农业发展之路。《国家中 长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》也将研发新型环保型肥料、缓控释肥料等列为 优先发展主题。

缓释肥料(SRF)是一种新型的高附加值低碳经济肥料，被誉为21世纪肥料工业的重要发 展方向。据测算，我国化肥利用率提高2.2个百分点，可减少尿素使用量100万吨，减少氮 排放47.8万吨，节省燃煤100万吨，农民减少生产性投入约18亿元。

目前，国内外在此方面的研究，主要是采用2种措施：

一是通过使用脲酶抑制剂来抑制脲酶的活性。选择合适的脲酶抑制剂一直是国内外解决 氮肥利用率低下、提高农作物产量和品质的重要途径之一。但在现有的三类脲酶抑制剂中， 金属盐类毒性较大限制了其应用；有机化合物类的则因高残留、有耐药性、有效抑制时间短 等原因，难以被大范围推广应用；而植物提取物类的抑制剂有效成分小、药效慢、植物的采 集具有季节性等缺点不易为农民接受。基于现有三类脲酶抑制剂的弊端，目前高效无毒的第 四类配合物型脲酶抑制剂引起了国内外学者的广泛关注，尤其是Schiff碱配合物型，因其结 构中N原子上含有孤对电子，与金属离子的配位能力较强，可以与多种过渡金属离子(第一 类脲酶抑制剂)形成配合物，由于金属离子被限制在配合物骨架中，从而使它们相对稳定， 作用时间延长，毒性大为降低，并被赋予了重要的药理学和生物学活性，表现出优良的抗菌、 抗癌、抑制脲酶活性，已成为一类性能优良的新型脲酶抑制剂。