氮素稳定剂及其制备方法和应用

1.一种氮素稳定剂，其特征在于：由重量含量30％～50％的钙基膨润土、10％～30％的硫脲和15％～30％的腐植酸组成；以上组分含量之和为100％。
2.根据权利要求1所述的氮素稳定剂，其特征在于：所述钙基膨润土的细度为100～
150目。
3.根据权利要求1所述的氮素稳定剂，其特征在于：所述腐植酸是包含在细度为
100～200目风化煤或褐煤中。
4.根据权利要求1所述的氮素稳定剂，其特征在于：所述硫脲细度为80～100目。
5.一种生产权利要求1至4中任一项所述氮素稳定剂的方法，其步骤为：1)将硫脲和钙基膨润土按比例混合均匀；2)将含腐植酸的物质和步骤1)得到的混合物按比例混合均匀，得到氮素稳定剂。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的氮素稳定剂的应用，其特征在于：氮素稳定剂与含氮肥料均匀混合成长效缓释肥料使用。
7.根据权利要求6所述的氮素稳定剂的应用，其特征在于：所述含氮肥料中的氮素为酰胺态氮、铵态氮，酰胺态氮占氮素重量的40％～80％，铵态氮占氮素重量的20％～60％，氮素稳定剂用量为氮素重量的2％～10％，氮素稳定剂与酰胺态氮肥、铵态氮肥均质混合。
8.根据权利要求7所述的氮素稳定剂的应用，其特征在于：所述含氮肥料为尿素、硝酸铵、硫酸铵、氯化铵、磷酸一铵、磷酸二铵、液氨。

氮素稳定剂及其制备方法和应用\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种肥料添加剂，尤其是一种肥料稳定剂。\n背景技术\n[0002] 目前，我国已成为世界化肥消耗和生产第一大国。氮肥是农业生产中应用最多的肥料品种，其生产量和施用量逐年增加，特别是在一些经济发达地区，昂贵的农村劳动力成本使人们抛弃了使用有机肥的传统，取而代之的是大量化肥的投入。据统计，2004年国内化肥总消费量约4400万吨左右，其中氮肥消费量为2160万吨左右，中国化肥产量达到3800多万吨，已占世界化肥总产量的1/5以上，连续6年居全球首位。\n[0003] 但是，在我国氮肥利用率低的问题一直制约着农业发展和农民的收入，如尿素氮的利用率仅为30％～40％，肥效期仅有50天左右，所以主要作追肥使用。事实上，提高化肥利用率是全球关注的问题：20世纪70年代，国外经过大量研究，已推出了数十种缓释、控释肥料，这些高新技术可以较好控制肥料养分释放速度，氮素利用率高达60％～70％，而且不受土壤类型等复杂因素的影响，被称为“21世纪的肥料”，如甲醛尿素、硫衣尿素、丁烯叉尿素、异丁烯叉尿素、含对苯二酚的长效尿素、含N-甲基吡咯烷酮的缓释尿素、涂层尿素、包裹尿素等。与普通肥料常规施肥相比，施用长效缓释肥料可以显著提高含氮肥料的利用率，降低肥料的施用量，这样可以节省大量的人力和能量支出，而且，较高的肥料利用率可以将硝酸盐淋溶到地下水的可能性降到最低程度。但是，现有的长效缓释肥料因成本高，工艺复杂，或肥效不理想以及环境问题而未能推广应用。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于：提供一种氮素稳定剂，以提高含氮肥料的氮素利用率，减少损失。\n[0005] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种氮素稳定剂，其包括重量含量30％～\n50％的钙基膨润土、10％～30％的硫脲和15％～30％的腐植酸。\n[0006] 膨润土具有阳离子交换性、吸附性、稳定性等性能，而且具有较大的有效孔容，因此有很强的吸附能力和吸附容量。\n[0007] 硫脲具有脲酶抑制剂、硝化抑制剂的双重作用，在土壤中首先对脲酶活性有抑制作用，然后自身降解为氰胺类物质对亚硝化细菌有抑制作用，使进入到土壤中的酰胺态氮素水解缓慢，使进入土壤中的氨态氮和酰胺态氮水解产物中的氨态氮向硝态氮转化的速率减缓。\n[0008] 腐植酸是动、植物(主要是植物)遗骸，在微生物以及地球物理、化学作用下经过一系列分解和合成形成的一类大分子有机弱酸混合物，广泛存在于土壤、水体、低热值煤炭(风化煤、褐煤、泥炭)中，属于自然界的一份子，主要由黄腐酸、棕腐酸、黑腐酸三种组分组成，主要元素为碳、氢、氧、氮、硫等，含有多种活性基团——羧基、酚羟基、醇羟基、醌基、羰基、甲氧基等，其独特的物理、化学和生理特性，为工农业各领域开发应用提供了重要的物质基础。腐植酸具有大的比表面积，所以可以吸附大量的固体和气体物质，腐植酸也具有很好的阳离子交换性、络合能力及较高的吸附能力。膨润土与腐殖酸的携手可以共同完成对有效养分的吸附和保持，通过络合作用还可以降低氨的挥发和亚硝酸盐的淋失。腐殖酸中的酚类和醌类物质对脲酶活性有一定的抑制作用，可以协同硫脲一起对酰胺态氮素的水解进行作用。\n[0009] 由于细度好的原料对氮元素的吸附性强，能减少氮的流失，因此所述钙基膨润土的细度为100～150目；所述腐植酸是包含在细度为100～200目风化煤或褐煤中；所述硫脲细度为80～100目。\n[0010] 本发明氮素稳定剂的生产步骤为：1)将硫脲和钙基膨润土按比例混合均匀；2)将含腐植酸的物质和步骤1)得到的混合物按比例混合均匀，得到氮素稳定剂。\n[0011] 以上述方法生产出的氮素稳定剂，其成本低，且具有很好的协同作用：通过抑制土壤中的脲酶活性，减缓尿素的水解进程；通过抑制亚硝化单胞菌属活性，抑制氨态氮向硝态氮转化；通过吸附作用使施入到土壤中的铵态氮肥、硝态氮肥的流失和挥发减少；从而使含氮肥料的氮素利用率提高，损失减少。\n[0012] 在肥料生产过程中，将本发明氮素稳定剂按一定比例添加到肥料生产工艺系统中并均质混拌到含氮肥料中，生产出不同种类的含有氮素稳定剂的长效缓释氮肥料、长效缓释掺混肥料。\n[0013] 所述含氮肥料中的氮素为酰胺态氮、铵态氮，酰胺态氮占氮素重量的40％～\n80％，铵态氮占氮素重量的20％～60％，氮素稳定剂用量为氮素重量的2％～10％，氮素稳定剂与酰胺态氮肥、铵态氮肥均质混合。\n[0014] 所述含氮肥料为尿素、硫酸铵、硝酸铵、氯化铵、磷酸一铵、磷酸二铵、液氨。\n[0015] 相对于现有技术，本发明氮素稳定剂能有效提高氮素的残留时间，从而有效延长其肥效期和提高利用率；而且具有价格低廉，使用灵活，简便易配制等优点，由于其适用于各种氮肥，因此是生产各种长效缓释氮肥、长效缓释复混肥料的最佳稳定剂。\n附图说明\n[0016] 图1为本发明氮素稳定剂的生产流程。\n具体实施方式\n[0017] 本发明氮素稳定剂将腐植酸、硫脲、钙基膨润土三种不同类型的物质按一定比例混合配制在一起，利用它们的各自特点发挥其协同作用，对多元氮素形态的各种含氮肥料中的氮素在土壤中的水解转化行为进行全面的调节，使肥料中的氮素利用率提高，肥效期延长，减少对环境的危害。\n[0018] 为了更好地解释本发明的实用性，以下进行举例说明，本发明的范围不受此限制。\n以下实施例中的数值是指重量比，含腐植酸的物质都使用的是含腐殖酸75％的风化煤，在其他实施方式中，也可以使用腐殖酸含量不同的风化煤或是其他含腐殖酸的物质，如褐煤。\n[0019] 请参阅图1，以下实施例中的氮素稳定剂的生产过程为：先将硫脲和钙基膨润土按比例混合均匀，再与含腐植酸的物质按比例混合均匀，得到氮素稳定剂。\n[0020] 实施例1\n[0021] 氮素稳定剂中钙基膨润土、含腐殖酸75％的风化煤、硫脲的比例3∶2∶1。\n[0022] 实施例2\n[0023] 氮素稳定剂中钙基膨润土、含腐殖酸75％的风化煤、硫脲的比例5∶4∶1。\n[0024] 实施例3\n[0025] 氮素稳定剂中钙基膨润土、含腐殖酸75％的风化煤、硫脲的比例2∶2∶1。\n[0026] 实施例4\n[0027] 氮素稳定剂中钙基膨润土、含腐殖酸75％的风化煤、硫脲的比例3∶4∶3。\n[0028] 实施例5\n[0029] 氮素稳定剂中钙基膨润土、含腐殖酸75％的风化煤、硫脲的比例5∶2∶3。\n[0030] 以下为本发明氮素稳定剂的应用实施例及有益效果实验数据。\n[0031] 实施例6\n[0032] 以实施例1中的氮素稳定剂与含氮肥料混合配制成长效缓释肥料，其中含氮肥料中酰胺态氮占氮素重量的50％，铵态氮占氮素重量的50％，氮素稳定剂的用量为氮素重量的5％。\n[0033] 三天后，本实施例的含氮肥料中酰胺态氮残留量为37.6％，未加稳定剂的同样含氮肥料酰胺态氮残留量仅为15.3％，也就是说，酰胺态氮残留差异率大于15％。本发明所有实施例的测定方法来源于长效缓释肥料(稳定型)。\n[0034] 实施例7\n[0035] 以实施例2中的氮素稳定剂与含氮肥料混合配制成长效缓释肥料，其中含氮肥料中酰胺态氮占氮素重量的75％，铵态氮占氮素重量的25％，氮素稳定剂的用量为氮素重量的8％。\n[0036] 三天后，本实施例的含氮肥料中酰胺态氮残留量为37.6％，未加稳定剂的同样含氮肥料酰胺态氮残留量仅为15.3％，也就是说，酰胺态氮残留差异率大于15％。本发明所有实施例的测定方法来源于长效缓释肥料(稳定型)。