氮抑制剂,提高肥料利用效率

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氮抑制剂,提高肥料利用效率

由于在施用肥料氮(N)的许多因素,氮肥管理是挑战性的。主要关注的是肥料N损失对环境的可能性,因此无法通过氨挥发,反硝化或浸出。肥料N最常是三种化学形式:铵(NH4+),硝酸盐(NO3.)或尿素。

氮损耗路线的插图
图1.降低N损失风险的氮损失途径和管理选择。

图1示意性地描述了可以在土壤中发生的氮损失反应以及可以采取的管理步骤来保护免受N损失。本文侧重于抑制剂 - 脲酶活性或硝化。这些化合物有时称为稳定剂,或者由它们保护的肥化剂为稳定的n,但这可能是令人困惑的术语。

脲酶抑制剂

这些化合物阻断了酶脲酶的活性。脲酶在土壤中以及植物残留物中发现。脲酶以及水将水解或分解为尿素。释放抑制剂防止氨挥发的损失过程。具有高pH的土壤,或抗pH增加缓冲的土壤/残留环境,尿素的快速水解将导致氨的积累(NH3.)而不是铵。

氨可以作为气体散失到大气中。在最坏的情况下,这种损失可能是迅速而严重的。研究发现,在这种条件下,超过50%的氮肥会流失到大气中。通过阻止尿素水解,脲酶抑制剂防止氨挥发,保持肥料氮以尿素形式存在。

由于尿素是水溶性的,这种抑制使得降雨或灌溉有时间将尿素转移到土壤中。一旦进入土壤,深度仅为2-3英寸,尿素氮就不会被氨挥发,因为通过水解释放的铵会迅速留在土壤的阳离子交换位点。尿素酶抑制剂随着时间的推移会分解,但通常可以防止氨从表面施用肥料中流失几个星期,这取决于温度和水分条件。

已知能抑制脲酶活性的产品有N-(N-丁基)硫磷三酰胺(NBPT)和N-(N-丙基)硫磷三酰胺(NPPT)。这些活性成分存在于商品名为Agrotain™(NBPT)和Limus™(NBPT & NPPT)的产品中。也有其他产品含有NBPT,因为它不再受专利保护。

硝化抑制剂

这些化合物会暂时减少亚硝化单胞菌硝化菌属土壤中的细菌。这些是负责将铵转化为亚硝酸盐的细菌(亚硝化单胞菌)及亚硝酸盐转化为硝酸盐(硝化菌属).这些化合物通过将肥料中的N保持在铵态来防止反硝化和淋滤。(NH铵4.+)是一种带正电荷的离子(阳离子),可以在粘土和有机物中存在带负电的交换位点。这种带负电荷的阴离子硝酸盐(没有3.-)可以转换为N2o或n2具有厌氧(浸水)条件的气体,或者可以用排水良好的土壤的雨水过滤根区以下的气体。

具有已知硝化硝化效果的效果的产品是双氰胺(DCD),硝基吡喃和永久性。Nitrapyrin已将作为N-Ared™和Instinct™的销售,PenIradine最近通过TradeName Centuro™进入市场。Nitrapyrin和DCD不是专利保护,并且可以在各种产品中找到。硝化抑制剂,如脲酶抑制剂,会随着时间的推移分解,并且不再有效。击穿率受到温度的影响,因此这些产品通常在较冷的土壤温度下保持有效,功效从两到几周增加。

功效

内布拉斯加林肯大学拥有上面列出的所有活性成分和产品的研究经验。我们发现这些通常在抑制脲酶活性或硝化方面进行宣传。但是,这种保护可能不会转化为产量或利润效益。如果天气和土壤条件不利于N损失,则没有使用抑制剂的损失免受保护。如果n率过度,则可能发生N损失但不会对产量产生影响。随着N的速度过多,使用抑制剂不会有益。

挑战

今天市场上有各种产品声称是N稳定剂,增加产量或利润。如果上面未列出活性成分,内布拉斯加州大学也没有与该产品的研究经验,或者我们发现产品在我们的研究研究中无效。

一个日益严峻的挑战是,市场上有许多产品含有上述活性成分,但浓度较低,或不同的配方,来自我们在研究中评估的产品。因此,一种产品可能含有硝化抑制剂硝基吡啶或脲酶抑制剂NBPT,但UNL没有这方面的研究经验。如今市场上产品的数量众多,因此不可能对每种产品的配方进行评估。在这种情况下,我们鼓励种植者充分了解他们选择的产品,了解他们的行为模式和他们想要防止的氮损失过程。