一種銨態氮穩定化的硝酸磷肥及其制備方法
【專利摘要】一種銨態氮穩定化的硝酸磷肥，將普通硝酸磷肥和抑制劑混合，其中抑制劑為DCD或2-氯-6-三氯甲基吡啶(Nitrapyrin)；當抑制劑采用DCD時，銨態氮穩定化的硝酸磷肥是將100重量份的硝酸磷肥和1.3重量份DCD混合而成；當抑制劑采用2-氯-6-三氯甲基吡啶(Nitrapyrin)時，如果是潮土，銨態氮穩定化的硝酸磷肥是將100重量份的硝酸磷肥和0.13重量份Nitrapyrin混合而成；當抑制劑采用2-氯-6-三氯甲基吡啶(Nitrapyrin)時，如果是黑土，銨態氮穩定化的硝酸磷肥是將100重量份的硝酸磷肥和0.065重量份的Nitrapyrin混合而成；該銨態氮穩定化的硝酸磷肥提高硝酸磷肥利用率，減少肥料對水體的污染。
【專利說明】一種銨態氮穩定化的硝酸磷肥及其制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及農業【技術領域】，尤其涉及一種銨態氮穩定化的硝酸磷肥及其制定方 法。
【背景技術】
[0002] 土壤氮是植物生長發育所必需的大量營養元素之一，是植物體內重要功能物質如 蛋白質、核酸等的組成部分，是植物細胞原生質的最重要的成分。此外，氮還是植物葉片中 葉綠素的成分。因此，氮在決定植物產量和品質方面起著至關重要的作用。為增強土壤供 肥能力、滿足植物對氮的需求，施用氮肥已成為農業生產者為獲得高產的必要途徑。然而， 自20世紀90年代以來，因人們一味追求作物高產，長期過量施用氮肥，不僅造成資源的浪 費和環境嚴重污染，而且還出現了很多弊端，如肥料利用率降低、經濟效益下降等。
[0003] 在我國，氮肥占我國化肥總施用量的61. 2%，占世界氮肥年施用量的30. 1%，居 世界首位，并出現進一步增加態勢。然而氮肥利用率僅為30%?35%，單位使用量的增產 效益也逐漸下降。故如何提高氮肥利用率以及合理施用氮肥一直以來都備受關注，且主要 集中在氮肥施用技術、氮高效基因型育種、新型氮肥及其增效劑的使用等方面。最近研究表 明，通過銨硝混合營養可顯著提高小麥、棉花、小白菜、菠菜等作物的產量與品質。而近年來 硝酸磷肥便是農業生產上應用非常廣泛的銨硝復合肥，其中NH/-N占肥料N含量的13%， NCV-N占11%。但是面臨的一個新的問題是銨態氮的硝化作用導致氮肥更加容易以硝態氮 的形式流失，降低了氮肥的利用率，因此對硝酸磷肥內所含的銨態氮進行穩定化和長效化 勢在必行。所以新型高效硝化抑制劑的科學使用就成為實現作物銨硝混合營養和提高氮肥 利用率的必要前提。利用硝化抑制劑制成穩定性硝酸磷肥，可減緩銨態氮肥的硝化速率，同 時還可以提高氮肥利用率，是一項很有發展潛力的氮肥高效管理技術。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的是提供一種銨態氮穩定化的硝酸磷肥，即將普通硝酸磷肥和一定量 的硝化抑制劑混合，經過一定的工藝制造成銨態氮穩定化的硝酸磷肥，從而提高硝酸磷肥 利用率，減少肥料對水體的污染。
[0005] 本發明的技術方案：一種銨態氮穩定化的硝酸磷肥，將普通硝酸磷肥和抑制劑混 合，其中抑制劑為DCD或2-氯-6-三氯甲基吡啶（Nitrapyrin)，其中2-氯-6-三氯甲基吡 (Nitrapyrin)為最佳抑制劑
[0006] 當抑制劑采用DCD時，銨態氮穩定化的硝酸磷肥是將100重量份的硝酸磷肥和1. 3 重量份DCD混合而成；
[0007] 當抑制劑采用Nitrapyrin時，如果是潮土，銨態氮穩定化的硝酸磷肥是將100重 量份的硝酸磷肥和〇. 13重量份Nitrapyrin混合而成；如果是黑土，銨態氮穩定化的硝酸磷 肥是將100重量份的硝酸磷肥和0. 065重量份的Nitrapyrin混合而成。
[0008] 所述銨態氮穩定化的硝酸磷肥中普通硝酸磷肥的用量相當于1kg烘干田間土 壤（包括潮土和黑土）中施用1. 154g的普通硝酸磷肥；而銨態氮穩定化的硝酸磷肥中 Nitrapyrin的用量相當于lkg烘干田間潮土中施用1. 5mg的Nitrapyrin，或銨態氮穩定化 的硝酸磷肥中Nitrapyrin的用量相當于lkg烘干田間黑土中施用0· 75mg的Nitrapyrin。
[0009] 本發明的生產工藝：
[0010] 步驟（1):將生產出來的普通硝酸磷肥經過造粒過程制成硝酸磷肥顆粒；
[0011] 步驟（2):將D⑶按重量比1.3 : 100的比例噴涂到硝酸磷肥顆粒上，獲得包括100 重量份的硝酸磷肥和1. 3重量份的D⑶的混合物；或將Nitrapyrin按重量比0. 13 : 100的 比例噴涂到硝酸磷肥顆粒上，獲得包括100重量份的硝酸磷肥和0. 13重量份的Nitrapyrin 的混合物；或將Nitrapyrin按重量比0. 065 : 100的比例噴涂到硝酸磷肥顆粒上，獲得包 括100重量份的硝酸磷肥和0. 065重量份的Nitrapyrin的混合物；
[0012] 步驟（3):將步驟（2)所得的產品經過低溫干燥；
[0013] 步驟（4):將步驟（3)低溫干燥所得的產品經過篩分，若為合格，則將其包裝成銨 態氮穩定化的硝酸磷肥成品即銨態氮穩定化的硝酸磷肥；若不合格則將其重新造粒再生 產；
[0014] 步驟（5):將步驟⑷所生產的銨態氮穩定化的硝酸磷肥入庫。
[0015] 有益效果：
[0016] 本發明的銨態氮穩定化的硝酸磷肥通過在普通硝酸磷肥中加入硝化抑制劑來降 低硝酸磷肥在土壤中的硝化作用，從而降低土壤中NCV-N的含量，提高硝酸磷肥利用率，減 少氮肥以NCV-N形態流失以及對水體的污染。
【專利附圖】
【附圖說明】：
[0017] 圖1-1 :不同硝化抑制劑處理培養過程中no3_-n含量的動態變化；
[0018] 圖1-2 :不同硝化抑制劑處理培養過程中NH4+-N含量的動態變化；
[0019] 圖2-1 :黑土條件下不施肥、施用普通硝酸磷肥或施用加入2. 5%。Nitrapyrin的銨 態氮穩定化的硝酸磷肥玉米外觀對照；
[0020] 圖2-2 :黑土條件下不施肥、施用普通硝酸磷肥或施用加入5%〇Nitrapyrin的銨態 氮穩定化的硝酸磷肥玉米外觀對照；
[0021] 圖2-3 :黑土條件下不施肥、施用普通硝酸磷肥或施用加入10%。Nitrapyrin的穩 定性硝酸磷肥玉米外觀對照；
[0022] 圖2-4 :黑土條件下不施肥、施用普通硝酸磷肥、施用加入2. 5%。Nitrapyrin的銨 態氮穩定化的硝酸磷肥、施用加入5%。Nitrapyrin的銨態氮穩定化的硝酸磷肥或施用加入 10%。Nitrapyrin的銨態氮穩定化的硝酸磷肥玉米外觀對照；
[0023] 圖3-1 :潮土條件下不施肥、施用普通硝酸磷肥或施用加入2. 5%。Nitrapyrin的銨 態氮穩定化的硝酸磷肥玉米外觀對照；
[0024] 圖3-2 :潮土條件下不施肥、施用普通硝酸磷肥或施用加入5%。Nitrapyrin的銨態 氮穩定化的硝酸磷肥玉米外觀對照；
[0025] 圖3-3 :潮土條件下不施肥、施用普通硝酸磷肥或施用加入10%。Nitrapyrin的銨 態氮穩定化的硝酸磷肥玉米外觀對照；
[0026] 圖3-4 :潮土條件下不施肥、施用普通硝酸磷肥、施用加入2. 5%。Nitrapyrin的銨 態氮穩定化的硝酸磷肥、施用加入5%。Nitrapyrin的銨態氮穩定化的硝酸磷肥、施用加入 10%。Nitrapyrin的銨態氮穩定化的硝酸磷肥玉米外觀對照；
[0027] 圖4 :銨態氮穩定化的硝酸磷肥生產工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0028] 實施例1
[0029] 硝化抑制劑選擇D⑶；單純將雙氰胺（Dicyandiamide即D⑶）過100目篩然后直 接施入所試土壤，與所試土壤均勻混合，減少土壤中銨態氮向硝態氮轉化，其中DCD用量為 相當于lkg烘干土的實驗土壤中施用15mg。
[0030] 實施例2
[0031] 硝化抑制劑選擇Nitrapyrin ;單純將Nitrapyrin過100目篩直接施入所試土壤， 與所試土壤均勻混合，減少土壤中銨態氮向硝態氮轉化，其中Nitrapyrin用量為相當于 lkg烘干土的實驗土壤中施用0. 375mg
[0032] 實施例3
[0033] -種銨態氮穩定化的硝酸磷肥，所示銨態氮穩定化的硝酸磷肥包括100重量份的 普通硝酸磷肥和1. 3重量份的IX：D。將硝酸磷肥和過100目篩的D⑶混合即為銨態氮穩定化 的硝酸磷肥，減少氮肥的流失；其中DCD用量為相當于lkg烘干土的實驗土壤中施用15mg， 普通硝酸磷肥用量為相當于lkg烘干土的實驗土壤中施用1. 154g。
[0034] 實施例4
[0035] 一種銨態氮穩定化的硝酸磷肥，包括100重量份的普通硝酸磷肥和0. 0325重 量份的2-氯-6-(三氯甲基）吡啶（Nitrapyrin);將普通硝酸磷肥和經過100目篩的 Nitrapyrin混合即為銨態氮穩定化的硝酸磷肥，減少氮肥的流失。其中Nitrapyrin用量為 相當于lkg烘干土的實驗土壤中施用0. 375mg，普通硝酸磷肥用量為相當于lkg烘干土的實 驗土壤中施用1. 154g。
[0036] 實施例5
[0037] 實施例1和實施例2對土壤中氮的硝化抑制作用的培養實驗和實施例3和實施4 對硝酸磷肥的硝化抑制作用的培養實驗。
[0038] 實施例6
[0039] 一種銨態氮穩定化的硝酸磷肥，包括100重量份的普通硝酸磷肥和0. 065重 量份的2-氯-6-(三氯甲基）吡啶（Nitrapyrin)。將普通硝酸磷肥和經過100目篩的 Nitrapyrin混合即為銨態氮穩定化的硝酸磷肥，減少氮肥的流失。其中Nitrapyrin用量為 相當于lkg烘干土的實驗土壤中施用0. 75mg，一般硝酸磷肥用量為相當于lkg烘干土的實 驗土壤中施用1. 154g。
[0040] 實施例7
[0041] 一種銨態氮穩定化的硝酸磷肥，包括100重量份的普通硝酸磷肥和0. 13重量份的 2_氯_6-(三氯甲基）批陡（Nitrapyrin)。將普通硝酸磷肥和經過100目篩的Nitrapyrin 混合即為銨態氮穩定化的硝酸磷肥，減少氮肥的流失。其中Nitrapyrin用量為相當于lkg 烘干土的實驗土壤中施用1. 5mg，普通硝酸磷肥用量為相當于lkg烘干土的實驗土壤中施 用 1. 154g。
[0042] 實施例8
[0043] 實施例4、6和7在盆栽試驗中對玉米株高、根莖的干重和濕重以及氮含量的影響。
[0044] 實驗方法
[0045] 1、供試土壤為黑土，供試肥料為普通硝酸磷肥（N-P205-K 2024-10-5，NH4+-N占 肥料N含量的13 %，NCV-N占11 %，用量以每kg烘干土 0. 15gNH4+-N計算；雙氰胺 (Dicyandiamide，D⑶，山西省天脊煤化工集團生產），用量為所施肥料中NH 4+-N含量的 10%。2_氯-6-(三氯甲基）批陡（Nitrapyrin，又稱氯甲基批陡），用量為所施肥料中NH 4+-N 含量的2. 5%。。
[0046] 試驗共設6個處理：（1)CK，不施任何肥料；（2)D⑶（陽性對照）；（3)氯甲基吡啶 (陽性對照）；（4)普通硝酸磷肥；（5)普通硝酸磷肥+D⑶；（6)普通硝酸磷肥-Nitrapyrin， 每個處理重復3次。于25°C恒溫培養箱中培養，培養期間采用稱重法補水，使土壤含水量 保持在烘干土重的22. 5%，并使補水后土水充分混勻，在試驗開始后的第7、14、21、28、35、 42天時分別取樣，每次取樣量相當于10g烘干土，測定土壤中銨態氮、硝態氮含量，并計算 其硝化抑制率。
[0047] 2、供試土壤為黑土和潮土，供試作物為玉米，供試肥料為普通硝酸磷肥 (N_P20 5-K2024-10-5, NH/-N 占肥料 N 含量的 13 %，Ν03_-Ν 占 11%，用量以每 kg 烘干土 0.158順4+4計算。2-氯-6-(三氯甲基）吡陡，用量為所施肥料中順 4+4含量的2.5%。、 5%〇、10%〇。
[0048] 實驗分黑土和潮土，兩種土均設五個處理：（1) CK，不施肥料和抑制劑；（2)只施用 普通硝酸磷肥；（3)普通硝酸磷肥+2. 5%〇Nitrapyrin ; (4)普通硝酸磷肥+5%〇Nitrapyrin ; (5)普通硝酸磷肥+10%。Nitrapyrin，每個處理重復3次。在溫室條件下每個處理種三棵玉 米，三天澆一次水i，使土壤的含水量保持在田間含水量的60%，在試驗開始后45天和50 天測各個處理的株高，并測50天后的葉片葉綠素含量，在90天后分別測各處理地上部和地 下部干重和濕重，以及根莖的氮含量。
[0049] 實驗結果
[0050] (1)圖1-1、圖1-2是不同硝化抑制劑處理培養過程中硝態氮或銨態氮質量濃度的 變化情況。
[0051] 由圖1-1、圖1-2可知，在整個培養過程的六周內，各處理的土壤NCV-N含量均隨培 養時間延長而增加，但未施肥處理的增長幅度相對較小，與CK處理相比，D⑶和nitrapyrin 陽性對照處理的抑制效果不明顯。而在施肥處理中，培養前21d，D⑶和nitrapyrin處 理的抑制效果基本一致，且在培養第21d時，抑制效果最為顯著，NCV-N含量分別是 99. 46mg .kg-1 和 99. 52mg .kg-1。培養 21d 后，nitrapyrin 施肥處理的 N<V_N 含量比 DCD 施 肥處理的低。土壤NH4+-N含量變化與NCV-N含量緊密耦合，呈現此消彼長的變化規律。在 培養的前28d，未施肥處理土壤的NH/-N含量逐漸降低，施肥處理的NH 4+-N含量顯著下降。 培養28d之后，由于土壤的礦化作用，未施肥處理的NH4+-N含量再次上升，而施肥處理成下 降趨勢。此外，培養前期，D⑶施肥處理中的NH/-N含量比nitrapyrin施肥處理的高，而后 期其含量比nitrapyrin施肥處理的低。
[0052] 由表1可知，D⑶和nitrapyrin兩種硝化抑制劑在未施肥處理上的硝化抑制率隨 培養時間明顯下降，培養14d時的硝化抑制率最高，分別為40. 66%和43. 64% ;而施肥處 理的硝化抑制率在培養21d時達最大值，分別為43. 76%和45. 76%。在培養的各個階段， nitrapyrin處理的硝化抑制率均高于D⑶處理。
【權利要求】
1. 一種銨態氮穩定化的硝酸磷肥，其特征在于：將普通硝酸磷肥和抑制劑混合，其中 抑制劑為DCD或2-氯-6-三氯甲基吡啶（Nitrapyrin);當抑制劑采用DCD時，銨態氮穩 定化的硝酸磷肥是將100重量份的硝酸磷肥和1. 3重量份DCD混合而成；當抑制劑采用 2-氯-6-三氯甲基批陡（Nitrapyrin)時，如果是潮土，銨態氮穩定化的硝酸磷肥是將100 重量份的硝酸磷肥和〇. 13重量份Nitrapyrin混合而成；當抑制劑采用2-氯-6-三氯甲 基批陡（Nitrapyrin)時，如果是黑土，銨態氮穩定化的硝酸磷肥是將100重量份的硝酸磷 肥和0. 065重量份的Nitrapyrin混合而成；其中普通硝酸磷肥是指N-P205-K2024-10-5 (指 普通硝酸磷肥中N、P205、K2Od的所含比例為24 : 10 : 5)，NH4+-N占肥料N含量的13%， NCV-N 占 11%。
2. 根據權利要求1所述的銨態氮穩定化的硝酸磷肥，其中抑制劑優選2-氯-6-三氯甲 基批陡（Nitrapyrin)。
3. 根據權利要求2所述的銨態氮穩定化的硝酸磷肥，其中銨態氮穩定化的硝酸磷肥 中普通硝酸磷肥的用量相當于lkg烘干田間土壤中施用1. 154g的普通硝酸磷肥；而銨 態氮穩定化的硝酸磷肥中Nitrapyrin的用量相當于lkg烘干田間潮土中施用1. 5mg的 Nitrapyrin,或銨態氮穩定化的硝酸磷肥中Nitrapyrin的用量相當于lkg烘干田間黑土中 施用0. 75mg的Nitrapyrin ;所述烘干田間土壤包括潮土和黑土。
4. 一種制備如權利要求1-3所述的任一種銨態氮穩定化的硝酸磷肥的方法，包括如下 步驟： 步驟（1):將生產出來的普通硝酸磷肥經過造粒過程制成硝酸磷肥顆粒； 步驟（2):將D⑶按重量比1. 3 : 100的比例噴涂到硝酸磷肥顆粒上，獲得包括100重 量份的硝酸磷肥和1. 3重量份的D⑶的混合物；或將Nitrapyrin按重量比0. 13 : 100的 比例噴涂到硝酸磷肥顆粒上，獲得包括100重量份的硝酸磷肥和0. 13重量份的Nitrapyrin 的混合物；或將Nitrapyrin按重量比0. 065 : 100的比例噴涂到硝酸磷肥顆粒上，獲得包 括100重量份的硝酸磷肥和0. 065重量份的Nitrapyrin的混合物； 步驟（3):將步驟（2)所得的產品經過低溫干燥； 步驟（4):將步驟（3)低溫干燥所得的產品經過篩分，若為合格，則將其包裝成銨態氮 穩定化的硝酸磷肥成品即銨態氮穩定化的硝酸磷肥；若不合格則將其重新造粒再生產；步 驟（5):將步驟（4)所生產的銨態氮穩定化的硝酸磷肥入庫。
5. 根據權利要求4所述的銨態氮穩定化的硝酸磷肥的方法，其中步驟（4)所述篩是指 過100目篩。
【文檔編號】C05G3/00GK104086282SQ201410253379
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月6日 優先權日:2014年6月6日
【發明者】李兆君, 馮瑤, 劉元望, 高義, 史慶林, 申潞軍, 胡海燕 申請人:中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所, 天脊煤化工集團股份有限公司