一種氮肥增效劑及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于肥料助劑技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氮肥增效劑及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)化學(xué)肥料，尤其是氮肥，由于揮發(fā)、淋失和土壤固定等因素的影響，利用率一直不高，氮肥當(dāng)季利用率只有30%?40%。氮素肥料利用率不高，不但對農(nóng)作物的增產(chǎn)增質(zhì)效果差，經(jīng)濟效益低，還可能會引起一系列的生態(tài)環(huán)境問題。通過工業(yè)途徑，生產(chǎn)以高利用率、高環(huán)境安全性為特征的氮肥增效劑，對于推動我國肥料工業(yè)和無公害農(nóng)業(yè)的發(fā)展意義重大。
[0003]生物炭含有酚羥基、羧基、醇羥基、烯醇基、磺酸基、氨基、醌基、羰基、甲氧基等多種基團。由于這些活性基團的存在，決定了生物炭的親水性、離子交換性、絡(luò)合能力及較高的吸附能力，具有良好的吸附土壤中銨根離子、硝酸鹽的能力，具有一定的保肥性能，施加到土壤中能夠有效減少氮素的流失；同時生物炭中的醌基能抑制土壤脲酶活性，因而能有效抑制尿素水解成銨態(tài)氮過程，降低氨揮發(fā)損失。生物炭施入到土壤中能夠改變土壤理化性質(zhì)，如能增加土壤有機物質(zhì)含量，提高碳在土壤中的封存時間，增加土壤pH值、電導(dǎo)率、鹽基飽和度等；與土壤混合后還可以吸附固定有機污染物，從而減緩其生物有效性；能夠影響土壤微生態(tài)環(huán)境，通過改善微生物細(xì)胞附著性能、促進特殊類群土壤微生物的棲息生長和土壤團聚體的形成，改變土壤固氮與硝化微生物菌群活性的作用。生物炭的這些特點使之成為一種良好的氮肥增效劑，與氮肥混合施用，可明顯提高各種肥料養(yǎng)分的利用率。
[0004]一般情況下，尿素在土壤中很快被脲酶分解，銨態(tài)氮向硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化產(chǎn)生淋失，并進一步轉(zhuǎn)化為N0等氣體揮發(fā)造成氮素?fù)p失。在尿素中加入脲酶抑制劑和硝化抑制劑是近10年來研究出來的新技術(shù)。脲酶抑制劑(Urease inhibitor)是能夠抑制土壤脲酶活性的一類物質(zhì)的總稱，在尿素中加入脲酶抑制劑是近10年來研究出來的新技術(shù)，是農(nóng)業(yè)保氮的一種有效措施。使用土壤脲酶抑制劑可有效地減緩尿素分解成氨的酶解過程，延長施肥點處尿素的擴散時間，由此降低土壤中NH4+和NH3的濃度，使土壤供肥和作物需肥同步。因此，應(yīng)用土壤脲酶抑制劑對節(jié)省尿素肥施用量、提高作物產(chǎn)量、減少環(huán)境污染等均有好處，是一種可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。正丁基硫代磷酰三胺(N— (η一butyl) t1phosphoric triamide,NBPT)是目前最有效的土壤脲酶抑制劑之一，同時，NBPT可直接用于改良土壤，促進植物生長，使用后提高農(nóng)作物產(chǎn)量10?20%。硝化抑制劑(nitrificat1n inhibitor)是具有抑制亞硝化細(xì)菌(Nitrosmonas)等活動功能的一類物質(zhì)，在土壤中能抑制亞硝化、硝化、返硝化細(xì)菌的活性，控制土壤中的氮盡量以NH/-N的形式存在，從而阻礙土壤中NH/-N向N03 -N轉(zhuǎn)化，減少氮肥以Ν03-Ν形式淋失及脫氮后以N02等氣體形式釋放到大氣中，同時減少C02、CH4等溫室氣體的排放，從而減少氮素?fù)p失率、提高氮素利用率。使用土壤硝化抑制劑可有效地降低氮素的損失，延長施肥點處尿素的擴散時間，由此使土壤供肥和作物需肥同步。因此，應(yīng)用土壤硝化抑制劑對節(jié)省尿素肥料旌用量、提高作物產(chǎn)量、減少環(huán)境污染等均有好處，是一種可持續(xù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)。3，4-二甲基吡唑磷酸鹽(DMPP)高效、低毒，是目前最有效的土壤氮肥硝化抑制劑之一，其作用是能夠在一定時期內(nèi)抑制土壤中氨單加氧酶的活性，減緩NH/-N氧化為N03 -N的進程，從而減少N03 -N的淋溶損失和氮氧化物的排放，提高氮肥利用率，減輕施肥對環(huán)境的污染。因此，硝化抑制劑在提高氮肥利用率、增加作物產(chǎn)量和改善作物品質(zhì)的同時，能降低施肥對地下水及大氣中的污染。
[0005]然而，綜合利用生物炭和生化抑制劑來提高氮素肥料養(yǎng)分的研究尚未見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有化學(xué)肥料養(yǎng)分利用率低的問題，本發(fā)明提供一種既能提高肥料利用率又能改良土壤提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的高效復(fù)合肥及其制備方法和應(yīng)用。
[0007]—種氮肥增效劑，按重量比例計，每百份氮肥增效劑的組成成份為:生物炭94?98份，脲酶抑制劑1.0?3份，硝化抑制劑1.0?3份。
[0008]所述生物炭為保水增效劑，脲酶抑制劑和硝化抑制劑為生化抑制劑；脲酶抑制劑為N- 丁基硫代磷酰三胺(NBPT);硝化抑制劑為3，4- 二甲基吡唑磷酸鹽(DMPP)。
[0009]所述氮肥增效劑是按上述所需比例將生物炭、脲酶抑制劑和硝化抑制劑攪拌混合均勻而成。
[0010]所述生物炭需干燥至水份0.5-2%，再與脲酶抑制劑和硝化抑制劑攪拌混合；
[0011]生物炭指在缺氧的條件下把生物質(zhì)進行高溫處理(裂解)，剩下的就是碳化后生物炭。生物炭含碳量極其豐富。
[0012]所述生物炭為農(nóng)作物秸桿玉米秸桿經(jīng)高溫裂解于高溫爐中燜燒^00-65(TC )得到的生物炭，磨碎過篩，粒徑< 60目，優(yōu)選為40-60目之間。
[0013]所述脲酶抑制劑NBPT(N_ 丁基硫代磷酰三胺)磨碎過篩，粒徑<60目，優(yōu)選為40-60目之間；
[0014]所述硝化抑制劑DMPP (3，4- 二甲基吡唑磷酸鹽)磨碎過篩，粒徑彡60目，優(yōu)選為40-60目之間。
[0015]所述氮肥增效劑可與尿素或銨態(tài)氮肥按質(zhì)量比1:4-1:8混合生產(chǎn)長效氮肥；或可隨尿素或銨態(tài)氮肥按質(zhì)量比1:4-1:8同時施入土壤中。
[0016]所述氮肥增效劑能有效延長尿素或銨態(tài)氮肥肥效期，肥效期達到100 - 120天，顯著提高肥料養(yǎng)分利用率、改良土壤、調(diào)理植物生長、提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量。使用方法安全可靠，生產(chǎn)工藝簡單易行，投資小，見效快，農(nóng)業(yè)產(chǎn)量高，成本低。可以廣泛地適用在北方干旱地區(qū)，具有廣闊的市場前景和很好的社會效益及經(jīng)濟效益。
[0017]氮肥增效劑用量范圍:40_75kg/公頃，根據(jù)當(dāng)?shù)赝寥罈l件及肥料施用特性適當(dāng)調(diào)整用量。
[0018]用法:將長效氮肥、或所需氮肥增效劑和尿素或銨態(tài)氮肥均勻混合后一次性深施到種下8-12cm。一般情況下不追肥，沙土地可適當(dāng)少追一些，即可實現(xiàn)高產(chǎn)高效。
[0019]發(fā)明原理
[0020]生物炭不僅本身能提供作物生長所需養(yǎng)分，促進作物生長，而且生物炭中的活性基團對肥料養(yǎng)分有較強的吸附螯合能力，使被吸附螯合的養(yǎng)分緩慢釋放，減少其在土壤中的固定損失和淋失，增加其作物吸收率；同時生物炭中的醌基能抑制土壤脲酶活性，因而能有效延緩尿素水解成銨態(tài)氮過程，降低氨揮發(fā)損失。生物炭對氮肥具有增效作用。
[0021]生物炭與脲酶抑制劑NBPT和硝化抑制劑混合，使得增效劑不僅本身能提供作物生長所需養(yǎng)分，促進作物生長；同時脲酶抑制劑NBPT能抑制土壤脲酶活性，因而能有效延緩有機肥料用于土壤后氮素水解為銨態(tài)氮的過程，降低氨揮發(fā)損失，硝化抑制劑(nitrificat1n inhibitor)則抑制亞硝化、硝化、返硝化細(xì)菌的活性，減少氮肥以Ν03_Ν形式淋失及脫氮后以N02等氣體形式釋放到大氣中，同時減少C02、CH4等溫室氣體的排放，從而減少氮素?fù)p失率、提高氮素利用率。
[0022]與其它增效劑相比，本發(fā)明的主要優(yōu)點是:
[0023]1.能夠使得普通肥料水溶性減弱、揮發(fā)性降低；可減少氮肥隨水流失與大氣揮發(fā)損失及對生態(tài)環(huán)境造成的破壞。田間施用肥效長，可提高肥料利用率、節(jié)肥增產(chǎn)；與肥料配合使用能夠顯著提高肥料養(yǎng)分利用率，可提高氮利用率8 %?15 %，提高磷利用率5 %?10%，提高鉀利用率5%左右，并能顯著提高中微量元素利用率。
[0024]2.生物炭轉(zhuǎn)化為腐殖質(zhì)，促進土壤形成團粒結(jié)構(gòu)，提高土壤保肥、保水、保溫性能，改良土壤，培肥地力，有利于增加土壤中微生物的數(shù)量，為土壤中微生物的活動創(chuàng)造良好的環(huán)境，增加微生物活性，促進微生物對肥料的分解轉(zhuǎn)化能力。生物炭無毒無害、不殘留、來源廣泛，在土壤中轉(zhuǎn)為腐殖質(zhì)起土壤改良劑作用，改良土壤物理性狀，能促進健康土壤生物鏈的形成