氮素与抑制剂双控释尿素的制备及其对土壤供氮能力和小麦产量的影响

姚瑞琪，闫锦薇

（山东农业大学 山东，泰安 271000）

当氮肥被应用到土壤之中后，除了被农作物进行吸收外，还会出现挥发以及淋溶的情况，氮元素呈现出不同的流失情况，这样不但会导致肥料资源无法得到有效保障，还会对自然生态环境造成不利影响，不能满足我国环境保护与节能政策严格落实的需求。因此，为了确保我国农业领域发展能够得到预期标准，同时也是为了符合新时代背景下的绿色建设要求，需要利用较为先进的科学手段来进行氮肥利用率的提升，以此来确保粮食产量能够满足当前社会需要，同时对我国社会发展而言也会带来积极有效的影响。

1 氮素与抑制剂双控释尿素的制备背景

从材料领域上来看，树脂有着极高的应用前景，能够满足不同行业的包膜需求。李玉等发现，通过对硝化抑制剂的应用，能够对尿素进行有效地控制处理，避免其发生水解反应，硝化效率也会得到有效控制，为了确保这一工作能够顺利开展，便要针对氮素与抑制剂双控释尿素

进行制备工作，开展相应的实验研究，以此来强化有关尿素态氮在溶出与转化方面的调控能力，对农业领域的发展也会产生积极有效的作用。在实践操作上，则需要选用热固性环氧树脂作为主要原料，并挑选合理的硝化抑制剂来进行涂层包膜处理，使其成为尿素的涂层，而后利用环氧树脂开展包膜处理，通过对新型缓控释尿素的应用来对膜内溶出进行控制作业，这样能够有效提高抑制剂的作用周期，满足相应的工作需求。在开展试验时，则需要选用扫描电镜手段，或者是利用静水释放来开展相应的研究，通过双控尿素本身所具备的结构特性来对抑制剂的性能进行深入分析，结合小麦田间试验内容来判断氮素与抑制剂双控释尿素对土壤供氮能力和小麦产量所产生的影响，这样不但能够满足国民在氮肥应用方面的成本需求，在效果层面上也能够实现有效的保障，对于我国农业建设与发展有着极为重要的作用。

2 氮素与抑制剂双控释尿素的制备

2.1 试验材料与仪器

在肥料的选用上，为了满足试验的各方面需求，应当选用大颗粒尿素。在尺寸上要进行粒径数值的范围控制，不满足2.5-3.5mm 数值需求的尿素不能投入使用，以此来确保实验质量；在生化抑制剂的选择方面需要考虑到喷洒处理，因而所选的抑制剂需要溶于水以及乙醇，在市场之中，脲酶抑制剂氢醌以及硝化抑制剂双氰胺都能够满足这方面的需求，所能够起到的效果相对良好，能够避免在试验过程中发生不同程度的问题；有关包膜材料的选择过程中要根据当前技术需求以及种植内容进行选择，由于本文是对土壤的供氮能力以及小麦产量进行分析，因而在进行材料选择的过程中，需要选用环氧树脂固化剂以及双酚A 型环氧树脂，这两种包膜材料在性能上要求相对较高，且效果比较明显，能够确保试验内容可以顺利开展；对于试验仪器的选择而言，本文所选用的是满足要求的BY-300型号圆盘包衣机，并准备好质量符合需求的恒温水浴锅，温度监控装置以及喷雾设备。

2.2 氮素与抑制剂双控释尿素的制备工艺

在开展实验时，先准备好手动喷雾器，并将纯氮进行质量的检测，满足0.8%要求后，便将其与DCD（4%含量）进行融合处理，而后在另一边对HQ以及DCD进行通量管理，并进行融合。

调配好符合要求的乙醇溶液，将乙基纤维素与之进行粘结处理。将准备好的两种融合药剂分别与其进行混合，将水浴温度控制在85℃，以此来对溶液进行加热处理，等到最后再将其放置到手动喷雾器之中。

将准备好的BY-300型号圆盘包衣机拿出，并对其转速进行调整，确保工作状态下包衣机的转速能够满足40r/min的需求。对大颗粒尿素进行筛选，确保其颗粒质量能够达到预期标准，而后将其放置到圆盘包衣机之中，工作温度进行预热化处理，使其满足85℃的需求，启动后进行旋转抛光，时间控制在5min，并利用手动喷雾器将其内部的混合溶剂进行喷涂处理，使得尿素颗粒的外表面能够被均匀调整。魏永富通过实验证明，在温度不变的情况下，等到尿素处于干燥状态，便会获得具有三种涂层特性的尿素肥核。

最后阶段是对树脂包膜尿素以及各种涂层进行制作，在进行实际操作的过程中，仍然要选用到包衣机，将准备好的大颗粒尿素以及肥核进行放置，转速方面仍然要满足40r/min的需求，不过，在进行旋转加热的过程中，温度环境需要控制在75℃。之后，利用双酚A 型环氧树脂来进行合理的数值对比，通常情况下，该树脂与固化剂之间的质量配比应当满足10∶1的需求，并且在喷洒的过程中要均匀的覆盖到肥料颗粒上，正常情况下，尿素和包膜材料之间所具备的质量数值比例在100∶1，环境温度不变的前提下，包膜工作至少需要5次，这样才能够确保后续的工作。通过一系列的操作，便会获得树脂包膜；DCD涂层；组合涂层（HQ+DCD）；HQ涂层共四种物质。

根据所查阅资料可总结出：在进行包膜缓控释尿素的应用过程中，要对不同材料在肥料中的整体占比数值进行分析，结合实际情况进行深入分析，其中膜材料本身的应用质量占比为整体的4.68%；CU 的氮含量数值占比为整体的42.00%；HQ 的含量占比为0.35%，有关CRU1的氮含量占比控制在39.10%；DCD的含量占比为1.68%，有关CPU2的氮含量占比控制在39.10%；HQ与DCD的含量占比分别为0.36%、1.62%，有关CPU3的氮含量占比控制在39.10%。

2.3 测定项目及方法

在进行测定的过程中，要选择符合要求的氮素与抑制剂双控释尿素，并对其开展微结构分析工作，确认无误后将其放置到实验台上，确保颗粒处于与桌面处于平行状态，而后将解剖刀呈现为垂直的状态，直接切下，使得肥料颗粒从球形呈现为半球形。为了确保后续工作能够顺利开展，在进行样品管理的过程中，要将其放置到真空离子喷镀装置上，通过离子喷镀技术来开展喷金处理，之后再利用扫描电镜来开展表面的拍照工作，其中包括肥料的表层结构以及剖面结构。

在进行氮素与抑制剂双控释尿素的测定过程中需要对氮素与抑制剂进行控制，并完成缓释速率的测定工作，以此来确保测定有关尿素的养分释放质量能够得到相关标准。这一过程中需要结合实际情况对不同的抑制剂内容进行测定与分析，比如在面对氮元素时要选用凯氏定氮方法进行检测工作，在应对HQ时需要选用碱氧化比色法来进行测定操作，以联二酮分光光度法来对DCD 的结果进行呈现与分析。

对田间样品进行测定与分析的过程中要从不同周期进行分析，正常情况下，有关小麦的生长周期大体可以分为四部分，苗期、节期、花期、成熟期，在12月时，便要对小麦开展苗期的数据采集与测定，等到4月时对其节期进行详细分析，5月份时进行花期数据的收集，在此之后，还要对灌浆期进行观察，并获取相应的信息内容，在6月成熟期完成这一部分的样品收集工作后，便可以进行同一户的产量测定，并对其构成因素进行深层次的分析，以此来为后续工作奠定良好的理论基础。

在对土壤样品开展测定的过程中，利用流动分析仪来进行数据的统计与分析，以此来确保后续的离子测定工作能够顺利开展。通常情况下，选用苯酚钠-次氯酸钠比色法来对土壤所具备的脲酶活性进行测定与分析，以此来获取24h中所产生的钠离子与次氯酸离子的含量。

对小麦的产量进行分析时，则要对其因素进行深层次的测定与管理。通常情况下，当小麦处于成熟期时，需要对其进行区域性的规范化调整，长和宽相同，且面积规划能够满足调查需求，通过相关设备来开展人工收割工作，并对小麦进行脱粒处理，等到风干结束后再开展重量检测工作，通过测量装置对籽粒内部所具备的含水量进行分析，以此来完成产量方面的换算。在这一过程中，要严格遵守相关标准，结合实际情况选用合理的计算方法，并选用随机选取的方式开展调查内容，这样不但能够有效提高测量质量，同时还能够确保最终所获调查数据在精准性与可靠性方面能够得到有效保障。

3 施用氮素与抑制剂双控释尿素对小麦产量的影响

通过开展相关试验能够发现，对树脂包膜尿素技术的应用，能够极大程度上提高小麦的产量，相较于传统的尿素处理工作，通过对硝化抑制剂来对尿素进行缓释处理，也能够在一定程度上提高小麦作物的产量。由此可见，利用包膜尿素以及抑制剂的融合处理，能够对农作物的生产产生积极有效的影响，在产量方面也能够得到有效保障。在白杨等的相关研究成果中，通过对包膜融合抑制剂的方法，能够对玉米的产量进行有效调控，同样也可以应用在小麦作物上，因为在进行尿素管理的过程中，抑制剂会存在于尿素的表面结构，并通过树脂来完成包膜处理，这样不但能够有效提高尿素本身所具备的疏水性能，同时还能够满足氮素以及抑制剂的同步缓释需求，从而来完成对尿素溶出工作以及转化工作的多重控制作业。在试验过程中能够发现包膜与CRU3 的结合所起到的增产效果更为明显，相较于其他抑制剂，CRU3 能够有效提高对尿素溶出工作的控制水平，在转化质量上也能够得到有效保障，这样不但能够有效降低氮素的浪费率，同时还能够满足我国社会在小麦增产方面的需求。对于小麦而言，想要提高其自身的产量，需要相关人员对单位面积穗数进行管理，明确该因素所起到的重要作用，通过开展包膜与抑制剂的结合工作，能够有效满足小麦作物在生长过程中所需要的营养需求，满足土壤内的营养因素均衡分配的需求，同时在供应氮素层面也能够得到有效保障，这样不但能够满足小麦的分化需求，同时也会使得穗粒数得到提升，以此来实现对小麦产量的有效提升。

4 结论

综上所述，通过对热固性环氧树脂和脲酶硝化抑制剂的应用，能够有效实现对包膜双控式尿素的质量管理，确保其表面成膜具有足够的完整性，在结构组成方面具有严密性，使得薄膜层能够被抑制剂包裹在其中，方便后续对尿素以及抑制剂的释放进行调控作业。同时，为了确保尿素水解效率能够得到有效控制，还要选用硝化抑制剂来进行大颗粒的尿素处理，选用DCD 来对树脂包膜开展控释工作，使土壤内营养在硝化作用的发生频率方面能够得到有效保障，相应的淋溶损失也能够得到有效管控。

通过开展相应的制备与分析，能够发现，通过对双抑制剂涂层大颗粒尿素后包膜的应用。能够对土壤氮素持续供应能力产生强化作用，并提高氮素的控制释放的效果，对于小麦产量也能够得到有效保障。因此，以尿素与HQ和DCD共包膜处理的双控释尿素效果最优。