包膜与氢醌结合对尿素释放及水解的影响

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1、生态环境学报2009,18(3):1112-1117http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com包膜与氢醌结合对尿素释放及水解的影响1,21*1111,2张丽莉，武志杰，陈利军，马星竹，张玉兰，陈振华1.中国科学院沈阳应用生态研究所，沈阳110016；2.中国科学院研究生院，北京100039；3.黑龙江省农业科学院土壤肥料与环境资源研究所，哈尔滨150086摘要：通过探讨尿素和脲酶抑制剂氢醌被共同包被后二者在土壤中的溶出行

2、为及其对尿素水解的控制，阐明此类肥料减缓尿素水解的机理，为此类肥料的开发和农业应用提供一定的理论依据。采用室内摸拟培养的方法开展：（1）尿素和脲酶抑制剂氢醌被共同包被后二者在土壤中的溶出行为。（2）添加氢醌尿素、包膜型尿素、尿素和脲酶抑制剂氢醌被共同包被后尿素在土壤中的水解特征。尿素和氢醌共包被肥料中尿素和氢醌的溶出高峰期同步，但氢醌从包膜中溶出的速率明显快于尿素；氢醌的添加减缓了尿素的水解进程，包膜型肥料释放到土壤中的尿素没有立即完全水解，而是发生了明显的水解滞后现象，但尿素水解速率的最大值明显高于尿素溶出速率的最大值，与包膜

3、型肥料相比，尿素与氢醌共包被的尿素水解也有明显的滞后现象但其尿素水解速率的高峰值明显低于尿素溶出速率的高峰值；尿素在土壤中的水解速率决定性地影响着土壤pH的变化。包膜与氢醌的结合更加有效地控制了尿素的水解过程，尿素和氢醌的同时缓慢溶出使尿素的水解过程更加平缓，有效避免了尿素水解的激增现象，此种肥料的施用有利于减缓NH3的毒害及NH3的挥发损失。关键词：包膜尿素、氢醌、溶出特性、尿素水解中图分类号：S143.16文献标识码：A文章编号：1674-5906（2009）03-1112-06[22-23]尿素施到土壤中后，在土壤水分适宜

4、条件下，聚合物包被制备缓控释尿素。目前对包膜与抑会迅速溶解，并会在土壤脲酶的作用下水解成NH3，制剂结合型控释尿素的控释机理和N在土壤中的造成短时间内NH3在土壤中大量积聚和pH升高。转化研究鲜见报道。因此本研究以自制的尿素与氢这一方面会产生NH3毒，伤害幼苗和幼龄植株；另醌（用HQ表示）共包被肥料为供试对象，通过室[1-3]一方面导会致NH3的挥发损失。因此，采用有内模拟试验的方法探讨此类肥料尿素和HQ在土壤效途径控制尿素N在转化过程中的NH3毒害、气态中的溶出过程和溶出后尿素N的水解过程。阐明此N挥发等途径的N损失研究具有重

5、要的现实意义。类肥料减缓尿素水解的机理，为此类肥料的开发及前人的研究一方面集中于对尿素进行包膜进而控农业应用提供一定的理论依据。[4-8]制尿素的溶解过程，另一方面通过添加脲酶抑制1材料与方法[9-13]剂尽量减缓尿素的酶解速率。尿素包膜能克服1.1聚合物包膜对尿素和HQ溶出的控制[14]尿素施入土壤中溶解过快的缺点。但尿素包膜不1.1.1供试土壤能控制溶出尿素的土壤转化行为，施用脲酶抑制剂本研究土壤为草甸棕壤，采自中国科学院沈阳[15-17]可以减缓尿素的酶解速率，但研究表明其延缓生态实验站，土壤基本理化性质如下（表1）。尿素

6、水解时间较短，且因土壤类型和作物品种的不1.1.2供试肥料及脲酶抑制剂[18-20]同而具有较大差异。利用生物化学控制技术将（1）尿素。尿素（Urea,U）的化学名称为脲，脲酶抑制剂添加到尿素颗粒中，然后再利用物理包即碳酰二胺，为无色或白色晶体，N含量为46.2%，3被技术，将该尿素包被起来，使尿素和脲酶抑制剂密度（20℃）为1.335g·cm，熔点132.4℃，溶于同时控制释放，便可对尿素在土壤中的溶解和转化水、醇，不溶于乙醚、氯仿，其分子结构式为：过程进行全面控制。通过国际连机检索，结果仅发NH2现关于包膜与抑制剂结合型控效

7、尿素（Coatedureaandinhibitor,CUI）的发明专利两篇，其中一篇报导CO的是在包膜材料硫化高分子聚合物中添加脲酶抑制和硝化抑制[21]，另一篇报导的是先将脲酶抑制剂与NH2硝化抑制剂包涂在尿素颗粒表面，然后再用高分子（2）氢醌。氢醌（Hydroquinol,HQ）化学名称基金项目：国家重点基础研究发展计划(973)项目课题（2007CB109307）；国家科技支撑计划课题（2006BAD10B01）作者简介：张丽莉（1977年生），女，助理研究员，在职博士生，研究方向为新型肥料与土壤生物学特性。E-mail:

8、zhanglilisy@yahoo.com.cn*通讯作者：武志杰，E-mail:wuzj@iae.ac.cn收稿日期：2009-04-24张丽莉等：包膜与氢醌结合对尿素释放及水解的影响1113表1供试土壤的一些基本理化性质Table1Somebasicchem