脲酶抑制剂和硝化抑制剂

脲酶抑制剂和硝化抑制剂

脲酶抑制剂

1、脲酶的作用：

能将尿素分解成氨和二氧化碳，即水解作用。

2、脲酶抑制剂及其作用原理：

A 脲酶抑制剂：对土壤脲酶活性有抑制作用的化合物或元素的总称。

B作用原理：

它通过对在脲酶催化过程中扮演主要角色的巯基发生作用，有效的抑制脲酶的活性，从而延缓土壤中尿素的水解速度，减少氨向大气中挥发损失。(即脲酶抑制剂通过与尿素竞争脲酶活性部位，抢占先机，使脲酶失去与尿素作用来减缓尿素水解)。

C其抑制重点在于：抑制尿素活性并延缓水解过程，减少氨产生。

3、脲酶抑制剂的种类：主要有无机物和有机物两大类。

无机物主要是分子量大于50的重金属化合物如Cu、Ag、Co、Ni等元素的不同价态离子；有机物主要是各类醌类物质。不同的脲酶抑制剂其抑制机理不同。本论文采用的脲酶抑制剂—NBPT便是醌类物质。

4、脲酶抑制剂的国内外研究现状

A 国外研究现状

20世纪30年代，Rotini报道了土壤脲酶的存在，

40年代Cornad指出将某些物质施入土壤可以抑制脲酶活性，延长氮肥的有效期。

60年代对与脲酶抑制剂的研究开始。

至1971年Bromner等人从130多种化合物中筛选出效果较好的脲酶抑制剂为苯醌和氢醌类化合物。Bundy等(1973)的实验表明苯醌的效果最好。

进入80年代，国际上已开发了近70种有实用意义的脲酶抑制剂，主要包括醌类、多羟酚类、磷酰胺类、重金属类以及五氯硝基苯等。

1996年春，美国IMC-Agrotain公司以Agrotain商标在市场上销售。

B 国内研究现状

脲酶抑制剂在我国的研究起步较晚，80年代初，中国科学院沈阳应用生态研究所首先进行了系统研究，以周礼恺、张志明为代表。

90年代初，开发出长效碳酸氢铵、长效尿素和一系列含尿素长效复合肥料，并申请了专利。

进入90年代，研究方向由纯化合物或无机盐转向了天然物质，如腐植酸类。

硝化抑制剂

1、硝化抑制剂及其原理

A 硝化抑制剂

对能够抑制土壤中亚硝化细菌微生物活性的一类物质的总称。

B 硝化抑制剂原理

抑制土壤中亚硝化细菌的活性，阻止NH4+-N的第一步氧化，从而减少NO2-的积累，进而控制NO3-的形成，使氮肥长时间的以NH4+形式保持在土壤中，供植物吸收利用。这不仅提高了肥效，还减少了NO3-淋溶和反硝化造成的气态损失。

2、硝化抑制剂的种类

从化学形态上讲主要分为无机和有机化合物两大类。

无机化合物主要以重金属盐类为主，但由于重金属的施用容易造成环境的二次污染，因此，其作为开发和应用受到了一定的限制。

有机化合物主要分为含硫化合物、乙炔及乙炔基的取代物、氰胺类化合物和杂环氮化合物，本论文采用的便是有机化合物硝化抑制剂—双氰胺。

3、国内外研究现状

目前存在的硝化抑制剂分为天然存在的和人工合成的两种，天然存在的硝化抑制剂主要来自根系分泌物和有机质的分解产物，人造硝化抑制剂主要开始于美国、日本和德国。

研究领域主要有水稻生态系统、小麦生态系统、蔬菜地生态系统、草地生态系统、旱地生态系统。

4、硝化抑制剂对硝化作用的影响

硝化抑制剂能显著抑制硝化活性较高的土壤中源于尿素水解后硝酸盐的形

成，使土壤中的NH4+-N可时间保持在较高水平，减少氨的氧化。

5、硝化抑制剂与NO3--N淋溶

在多雨地区或灌溉条件下，氮肥产生的NH4+-N在快速氧化成NO3--N后极易通过淋失损失，硝化抑制剂的使用可以降低NO3—N的淋失。

6、硝化抑制剂对作物产量和品质的影响

作物品种不同，抑制剂对其产量和品质影响程度也不同。总的来说，抑制剂能使作物产量提高，增加玉米籽粒的蛋白质和淀粉含量。

原因：由于硝化抑制剂能够抑制硝化作用，使得氮肥能更长时间内以铵态氮的形式保持在土壤中，这样可减少土壤中氮素的挥发和淋溶，保证植株在生育后期不脱肥，不早衰，籽粒发育过程中可吸收更多氮素，从而有利于籽粒中蛋白质的合成，提高蛋白质含量。

补充：国内外脲酶抑制剂的研究进展

20世纪30年代，Rotini报道了土壤脲酶的存在，40年代Cornad指出将某些物质施入土壤可以抑制脲酶活性，延长氮肥的有效期。到60年代对与脲酶抑制剂的研究开始，到1971年Bromner等人从130多种化合物中筛选出效果较好的脲酶抑制剂为苯醌和氢醌类化合物。Bundy等(1973)的实验表明苯醌的效果最好。进入80年代，国际上已开发了近70种有实用意义的脲酶抑制剂，主要包括醌类、多羟酚类、磷酰胺类、重金属类以及五氯硝基苯等。1996年春，美国IMC-Agrotain公司以Agrotain商标在市场上销售。

Agrotain是固体尿素和硝铵尿素液体肥料的添加剂，其活性成份是NBPT(浓度25%以上)，溶剂是含10%N-甲基吡咯烷酮及无毒害的惰性缓冲溶液。在土壤中该产品降解成N、P、S等各种营养成分,其推荐使用量是0.45kg. hm2。

该产品主要应用于播种前，尿素或其它含尿素肥料表施,也可用于追施、侧施、喷施和其它播种后施用。但是，该产品不能雨前施用,一旦降雨超过20mm，抑制剂的作用将大大降低。NBPT在那些作物产量潜力高、土壤氮的水平低、土壤和环境条件都对氨的挥发损失有利的土壤上与氮肥配合施用将达到最好的效果。脲酶抑制剂NBPT能够有效的降低表施尿素或含尿素肥料的挥发损失，但是在作物增产上表现并不稳定(LeeJaeHong,1999, Grant,1999)目前抑制剂 Agrotain的使用主要集中在美国 ,其中施用作物主要为玉米。