氮素與抑制劑雙控釋尿素的制備及其對土壤供氮能力和小麥產量的影響

姚瑞琪，閆錦薇

（山東農業大學 山東，泰安 271000）

當氮肥被應用到土壤之中后，除了被農作物進行吸收外，還會出現揮發以及淋溶的情況，氮元素呈現出不同的流失情況，這樣不但會導致肥料資源無法得到有效保障，還會對自然生態環境造成不利影響，不能滿足我國環境保護與節能政策嚴格落實的需求。因此，為了確保我國農業領域發展能夠得到預期標準，同時也是為了符合新時代背景下的綠色建設要求，需要利用較為先進的科學手段來進行氮肥利用率的提升，以此來確保糧食產量能夠滿足當前社會需要，同時對我國社會發展而言也會帶來積極有效的影響。

1 氮素與抑制劑雙控釋尿素的制備背景

從材料領域上來看，樹脂有著極高的應用前景，能夠滿足不同行業的包膜需求。李玉等發現，通過對硝化抑制劑的應用，能夠對尿素進行有效地控制處理，避免其發生水解反應，硝化效率也會得到有效控制，為了確保這一工作能夠順利開展，便要針對氮素與抑制劑雙控釋尿素

進行制備工作，開展相應的實驗研究，以此來強化有關尿素態氮在溶出與轉化方面的調控能力，對農業領域的發展也會產生積極有效的作用。在實踐操作上，則需要選用熱固性環氧樹脂作為主要原料，并挑選合理的硝化抑制劑來進行涂層包膜處理，使其成為尿素的涂層，而后利用環氧樹脂開展包膜處理，通過對新型緩控釋尿素的應用來對膜內溶出進行控制作業，這樣能夠有效提高抑制劑的作用周期，滿足相應的工作需求。在開展試驗時，則需要選用掃描電鏡手段，或者是利用靜水釋放來開展相應的研究，通過雙控尿素本身所具備的結構特性來對抑制劑的性能進行深入分析，結合小麥田間試驗內容來判斷氮素與抑制劑雙控釋尿素對土壤供氮能力和小麥產量所產生的影響，這樣不但能夠滿足國民在氮肥應用方面的成本需求，在效果層面上也能夠實現有效的保障，對于我國農業建設與發展有著極為重要的作用。

2 氮素與抑制劑雙控釋尿素的制備

2.1 試驗材料與儀器

在肥料的選用上，為了滿足試驗的各方面需求，應當選用大顆粒尿素。在尺寸上要進行粒徑數值的范圍控制，不滿足2.5-3.5mm 數值需求的尿素不能投入使用，以此來確保實驗質量；在生化抑制劑的選擇方面需要考慮到噴灑處理，因而所選的抑制劑需要溶于水以及乙醇，在市場之中，脲酶抑制劑氫醌以及硝化抑制劑雙氰胺都能夠滿足這方面的需求，所能夠起到的效果相對良好，能夠避免在試驗過程中發生不同程度的問題；有關包膜材料的選擇過程中要根據當前技術需求以及種植內容進行選擇，由于本文是對土壤的供氮能力以及小麥產量進行分析，因而在進行材料選擇的過程中，需要選用環氧樹脂固化劑以及雙酚A 型環氧樹脂，這兩種包膜材料在性能上要求相對較高，且效果比較明顯，能夠確保試驗內容可以順利開展；對于試驗儀器的選擇而言，本文所選用的是滿足要求的BY-300型號圓盤包衣機，并準備好質量符合需求的恒溫水浴鍋，溫度監控裝置以及噴霧設備。

2.2 氮素與抑制劑雙控釋尿素的制備工藝

在開展實驗時，先準備好手動噴霧器，并將純氮進行質量的檢測，滿足0.8%要求后，便將其與DCD（4%含量）進行融合處理，而后在另一邊對HQ以及DCD進行通量管理，并進行融合。

調配好符合要求的乙醇溶液，將乙基纖維素與之進行粘結處理。將準備好的兩種融合藥劑分別與其進行混合，將水浴溫度控制在85℃，以此來對溶液進行加熱處理，等到最后再將其放置到手動噴霧器之中。

將準備好的BY-300型號圓盤包衣機拿出，并對其轉速進行調整，確保工作狀態下包衣機的轉速能夠滿足40r/min的需求。對大顆粒尿素進行篩選，確保其顆粒質量能夠達到預期標準，而后將其放置到圓盤包衣機之中，工作溫度進行預熱化處理，使其滿足85℃的需求，啟動后進行旋轉拋光，時間控制在5min，并利用手動噴霧器將其內部的混合溶劑進行噴涂處理，使得尿素顆粒的外表面能夠被均勻調整。魏永富通過實驗證明，在溫度不變的情況下，等到尿素處于干燥狀態，便會獲得具有三種涂層特性的尿素肥核。

最后階段是對樹脂包膜尿素以及各種涂層進行制作，在進行實際操作的過程中，仍然要選用到包衣機，將準備好的大顆粒尿素以及肥核進行放置，轉速方面仍然要滿足40r/min的需求，不過，在進行旋轉加熱的過程中，溫度環境需要控制在75℃。之后，利用雙酚A 型環氧樹脂來進行合理的數值對比，通常情況下，該樹脂與固化劑之間的質量配比應當滿足10∶1的需求，并且在噴灑的過程中要均勻的覆蓋到肥料顆粒上，正常情況下，尿素和包膜材料之間所具備的質量數值比例在100∶1，環境溫度不變的前提下，包膜工作至少需要5次，這樣才能夠確保后續的工作。通過一系列的操作，便會獲得樹脂包膜；DCD涂層；組合涂層（HQ+DCD）；HQ涂層共四種物質。

根據所查閱資料可總結出：在進行包膜緩控釋尿素的應用過程中，要對不同材料在肥料中的整體占比數值進行分析，結合實際情況進行深入分析，其中膜材料本身的應用質量占比為整體的4.68%；CU 的氮含量數值占比為整體的42.00%；HQ 的含量占比為0.35%，有關CRU1的氮含量占比控制在39.10%；DCD的含量占比為1.68%，有關CPU2的氮含量占比控制在39.10%；HQ與DCD的含量占比分別為0.36%、1.62%，有關CPU3的氮含量占比控制在39.10%。

2.3 測定項目及方法

在進行測定的過程中，要選擇符合要求的氮素與抑制劑雙控釋尿素，并對其開展微結構分析工作，確認無誤后將其放置到實驗臺上，確保顆粒處于與桌面處于平行狀態，而后將解剖刀呈現為垂直的狀態，直接切下，使得肥料顆粒從球形呈現為半球形。為了確保后續工作能夠順利開展，在進行樣品管理的過程中，要將其放置到真空離子噴鍍裝置上，通過離子噴鍍技術來開展噴金處理，之后再利用掃描電鏡來開展表面的拍照工作，其中包括肥料的表層結構以及剖面結構。

在進行氮素與抑制劑雙控釋尿素的測定過程中需要對氮素與抑制劑進行控制，并完成緩釋速率的測定工作，以此來確保測定有關尿素的養分釋放質量能夠得到相關標準。這一過程中需要結合實際情況對不同的抑制劑內容進行測定與分析，比如在面對氮元素時要選用凱氏定氮方法進行檢測工作，在應對HQ時需要選用堿氧化比色法來進行測定操作，以聯二酮分光光度法來對DCD 的結果進行呈現與分析。

對田間樣品進行測定與分析的過程中要從不同周期進行分析，正常情況下，有關小麥的生長周期大體可以分為四部分，苗期、節期、花期、成熟期，在12月時，便要對小麥開展苗期的數據采集與測定，等到4月時對其節期進行詳細分析，5月份時進行花期數據的收集，在此之后，還要對灌漿期進行觀察，并獲取相應的信息內容，在6月成熟期完成這一部分的樣品收集工作后，便可以進行同一戶的產量測定，并對其構成因素進行深層次的分析，以此來為后續工作奠定良好的理論基礎。

在對土壤樣品開展測定的過程中，利用流動分析儀來進行數據的統計與分析，以此來確保后續的離子測定工作能夠順利開展。通常情況下，選用苯酚鈉-次氯酸鈉比色法來對土壤所具備的脲酶活性進行測定與分析，以此來獲取24h中所產生的鈉離子與次氯酸離子的含量。

對小麥的產量進行分析時，則要對其因素進行深層次的測定與管理。通常情況下，當小麥處于成熟期時，需要對其進行區域性的規范化調整，長和寬相同，且面積規劃能夠滿足調查需求，通過相關設備來開展人工收割工作，并對小麥進行脫粒處理，等到風干結束后再開展重量檢測工作，通過測量裝置對籽粒內部所具備的含水量進行分析，以此來完成產量方面的換算。在這一過程中，要嚴格遵守相關標準，結合實際情況選用合理的計算方法，并選用隨機選取的方式開展調查內容，這樣不但能夠有效提高測量質量，同時還能夠確保最終所獲調查數據在精準性與可靠性方面能夠得到有效保障。

3 施用氮素與抑制劑雙控釋尿素對小麥產量的影響

通過開展相關試驗能夠發現，對樹脂包膜尿素技術的應用，能夠極大程度上提高小麥的產量，相較于傳統的尿素處理工作，通過對硝化抑制劑來對尿素進行緩釋處理，也能夠在一定程度上提高小麥作物的產量。由此可見，利用包膜尿素以及抑制劑的融合處理，能夠對農作物的生產產生積極有效的影響，在產量方面也能夠得到有效保障。在白楊等的相關研究成果中，通過對包膜融合抑制劑的方法，能夠對玉米的產量進行有效調控，同樣也可以應用在小麥作物上，因為在進行尿素管理的過程中，抑制劑會存在于尿素的表面結構，并通過樹脂來完成包膜處理，這樣不但能夠有效提高尿素本身所具備的疏水性能，同時還能夠滿足氮素以及抑制劑的同步緩釋需求，從而來完成對尿素溶出工作以及轉化工作的多重控制作業。在試驗過程中能夠發現包膜與CRU3 的結合所起到的增產效果更為明顯，相較于其他抑制劑，CRU3 能夠有效提高對尿素溶出工作的控制水平，在轉化質量上也能夠得到有效保障，這樣不但能夠有效降低氮素的浪費率，同時還能夠滿足我國社會在小麥增產方面的需求。對于小麥而言，想要提高其自身的產量，需要相關人員對單位面積穗數進行管理，明確該因素所起到的重要作用，通過開展包膜與抑制劑的結合工作，能夠有效滿足小麥作物在生長過程中所需要的營養需求，滿足土壤內的營養因素均衡分配的需求，同時在供應氮素層面也能夠得到有效保障，這樣不但能夠滿足小麥的分化需求，同時也會使得穗粒數得到提升，以此來實現對小麥產量的有效提升。

4 結論

綜上所述，通過對熱固性環氧樹脂和脲酶硝化抑制劑的應用，能夠有效實現對包膜雙控式尿素的質量管理，確保其表面成膜具有足夠的完整性，在結構組成方面具有嚴密性，使得薄膜層能夠被抑制劑包裹在其中，方便后續對尿素以及抑制劑的釋放進行調控作業。同時，為了確保尿素水解效率能夠得到有效控制，還要選用硝化抑制劑來進行大顆粒的尿素處理，選用DCD 來對樹脂包膜開展控釋工作，使土壤內營養在硝化作用的發生頻率方面能夠得到有效保障，相應的淋溶損失也能夠得到有效管控。

通過開展相應的制備與分析，能夠發現，通過對雙抑制劑涂層大顆粒尿素后包膜的應用。能夠對土壤氮素持續供應能力產生強化作用，并提高氮素的控制釋放的效果，對于小麥產量也能夠得到有效保障。因此，以尿素與HQ和DCD共包膜處理的雙控釋尿素效果最優。