专利名称：氮素稳定剂及其应用的制作方法施用化学肥料和农药是粮食增产的主要措施。近十年来，我国粮食总产量随化肥施用量增加而增长，但是由于肥料利用率低，单位肥料增产率却随化肥施用量增加而明显递减。我国化肥当前利用率氮约30% 35%，磷约10% 20%，钾约35% 50%。这不仅造成粮食生产成本提高，而且由于氮肥过量使用，未被植物吸收的部分，通过地表流失、淋洗和蒸发等导致了一系列环境问题，包括农业面源污染和大气污染。研究显示，每年 我国有123. 5万吨氮通过地表水径流到江河湖泊，49. 4万吨进入地下水，299万吨进入大气。长江、黄河和珠江每年输出的溶解态无机氮达到97. 5万吨，其中90%来自农业，而氮肥占了 50%。由于氮素流失引起的富营养使得我国水质污染相当严重，有近160个大小湖泊受到程度不同的污染，河流不能用于灌溉的河段约占23. 3%，鱼虾绝迹占45%，不能满足III类水质标准占85%，生态功能严重衰退。海洋湖泊的赤潮、蓝藻的发生频率和发生面积持续时间增长，危害程度不断加重。另外，氮素肥料在土壤中还原成氮氧化物气体，每个一氧化氮分子导致温室效应的潜力都是二氧化碳分子的300倍以上。所以，全球气温升高与氮肥大量施用后产生的氧化氮类气体有直接的关系。为此世界各国的科技工作者纷纷研制控制释放肥料、新型生物肥料、有机复合肥料，以提高氮素利用率，防止使用过程出现损失而污染环境等问题。目前国际上研究较为热门的就是生物技术法，即应用生物抑制剂(或促进齐U)主要指脲酶抑制剂、硝化抑制剂和氨稳定剂等改良常规肥料。生物技术法虽然生产工艺简单，成本较低。但是因为这些生物抑制剂本身的稳定性就比较差，在加工和使用过程中固定氮肥的效果会随时间的延长逐步失去功效。例如，最常用的一类脲酶抑制剂为氢醌，在土壤中抑制氮素的活性开始时为70%左右，14天后的降解活性就会降到12%。还有一些硝化抑制剂，在土壤中随温度的增加，其活性半衰期降解速率加快。因此，急需寻找一种稳定生物抑制剂(脲酶抑制剂及硝化抑制剂)的途径。
本发明的第一个目的是提供一种可以提高脲酶抑制剂和硝化抑制剂稳定性且使用方便的氮素稳定剂。实现本发明第一目的的技术方案是一种氮素稳定剂，它是用β-环糊精，或β-环糊精和沸石，或β -环糊精和凹凸棒石粘土与脲酶抑制剂及硝化抑制剂在常温下机械混合I 2小时形成的包合物，按重量份计，各原料用量如下 β-环糊精，或β-环糊精和沸石，或β-环糊精和凹凸棒石粘土为I 20份，在β-环糊精和沸石总用量中，沸石占50 90 %，在β -环糊精和凹凸棒石粘土总用量中，凹凸棒石粘土占50 90% ； 脲酶抑制剂为I 10份；硝化抑制剂为O. 5 10份； 所述脲酶抑制剂为正丁基硫代磷酰三胺、氢醌、硫脲中的一种； 所述硝化抑制剂为双氰胺、3，4 一二甲基吡唑磷酸盐、4-氨基三唑中的一种； 所述β-环糊精、沸石、凹凸棒石粘土、脲酶抑制剂和硝化抑制剂均为粉状物，其中β -环糊精、脲酶抑制剂和硝化抑制剂的颗粒大小在100 200目，沸石和凹凸棒石粘土的颗粒大小在100 500目。上述氮素稳定剂，所述机械混合是指研磨混合或搅拌混合。本发明的第二个目的是提供一种将上述氮素稳定剂与含氮肥料混合生成长效缓 释肥料使用，提高氮素利用率，减少氮素损失。实现本发明第二个目的的技术方案一种上述氮素稳定剂的应用是将氮素稳定剂与含氮肥料混合生成长效缓释肥料使用，其中氮素稳定剂的用量为含氮肥料的氮元素总量的 O. 5wt% IOwt % ；
所述含氮肥料为无机氮肥，或者为含氮的复合肥，或者为有机肥。上述氮素稳定剂的应用中，其所述氮素稳定剂与含氮肥料混合生成长效缓释肥料使用的方法是
将氮素稳定剂与含氮肥料机械混合均匀形成粉状长效缓释肥料；
或者将氮素稳定剂与含氮肥料一起造粒形成颗粒状长效缓释肥料；
或者将氮素稳定剂与成膜剂混合，再与含氮肥料一起造粒形成颗粒状长效缓释肥料；或者将氮素稳定剂与成膜剂混合，再加入水或溶剂配制成可喷涂的含成膜剂的悬浮液，然后喷洒在颗粒状的含氮肥料粒子表面形成包膜的颗粒状长效缓释肥料。上述氮素稳定剂的应用中，其所述成膜剂为动物血粉、淀粉、纤维素及其衍生物、壳聚糖、海藻糖、聚乙烯醇、脲醛胶、聚丙烯酸酯粘合剂中的一种。上述氮素稳定剂的应用中，其所述成膜剂用量与氮素稳定剂的重量比为O. 5 10I O本发明的技术效果是本发明技术方案的氮素稳定剂是用β-环糊精，或β-环糊精和沸石，或β-环糊精和凹凸棒石粘土与脲酶抑制剂及硝化抑制剂在常温下机械混合I 2小时形成的包合物。申请人通过大量试验发现，利用β-环糊精分子具有略呈锥形的中空圆筒立体环状结构且中空圆筒的空腔内由于受到C-H键的屏蔽作用形成的疏水区的特性，通过脲酶抑制剂及硝化抑制剂与适量β -环糊精混合，将脲酶抑制剂及硝化抑制剂包在中空圆筒的空腔内形成包合物，使得脲酶抑制剂及硝化抑制剂的稳定性得以提高，克服了现有生物抑制剂(脲酶抑制剂及硝化抑制)在加工和使用过程中固定氮肥的效果会随时间的延长逐步失去功效的缺欠，而β-环糊精和适量的沸石或凹凸棒石粘土配合与脲酶抑制剂及硝化抑制剂形成的包合物，利用了具有离子交换功能和高吸附性的沸石或者凹凸棒石粘土所提供的稳定脲酶抑制剂和硝化抑制剂的功能，可以部分取代价格较高的β -环糊精，既降低了成本还能保持脲酶抑制剂及硝化抑制剂的稳定性；本发明的氮素稳定剂与含氮肥料混合生成长效缓释肥料使用，十分方便。

各实施例所用原料均为工业品且均可通过商业渠道购得。其中，β -环糊精、沸石、凹凸棒石粘土、脲酶抑制剂 和硝化抑制剂均为粉状物，其中β-环糊精、脲酶抑制剂和硝化抑制剂的颗粒大小在100 200目，沸石和凹凸棒石粘土的颗粒大小在100 500目。(一)制备氮素稳定剂
本发明的氮素稳定剂是用β-环糊精，或β-环糊精和沸石，或β-环糊精和凹凸棒石粘土与脲酶抑制剂及硝化抑制剂在常温下机械混合I 2小时形成的包合物，按重量份计，各原料用量如下
β-环糊精，或β-环糊精和沸石，或β-环糊精和凹凸棒石粘 土为I 20份，在β-环糊精和沸石总用量中，沸石占50 90 %，在β -环糊精和凹凸棒石粘土总用量中，凹凸棒石粘土占50 90% ；
脲酶抑制剂为I 10份；
硝化抑制剂为O. 5 10份；
所述脲酶抑制剂为正丁基硫代磷酰三胺、氢醌、硫脲中的一种；
所述硝化抑制剂为双氰胺、3，4 一二甲基吡唑磷酸盐、4-氨基三唑中的一种；
所述β-环糊精、沸石、凹凸棒石粘土、脲酶抑制剂和硝化抑制剂均为粉状物，其中β -环糊精、脲酶抑制剂和硝化抑制剂的颗粒大小在100 200目，沸石和凹凸棒石粘土的颗粒大小在100 500目。实施例I
①原料配比β-环糊精5重量份，脲酶抑制剂氢醌I重量份，硝化抑制剂双氰胺5重量份；
②制备将上述原料加入混合容器内，常温下搅拌混合I小时形成包合物，出料、包装即为氮素稳定剂I #。实施例2
①原料配比β-环糊精5重量份，凹凸棒石粘土 5重量份，脲酶抑制剂正丁基硫代磷酰三胺I重量份，硝化抑制剂3，4 一二甲基吡唑磷酸盐5重量份；
②制备将上述原料加入混合容器内，常温下搅拌混合2小时形成包合物，出料、包装即为氮素稳定剂2 #。实施例3
①原料配比β-环糊精6重量份，沸石10重量份，脲酶抑制剂正丁基硫代磷酰三胺I重量份，硝化抑制剂3，4一二甲基吡唑磷酸盐5重量份；
②制备将上述原料加入混合容器内，常温下搅拌混合2小时形成包合物，出料、包装即为氮素稳定剂3 #。实施例4
①原料配比β-环糊精6重量份，凹凸棒石粘土 10重量份，脲酶抑制剂硫脲I重量份，硝化抑制剂3，4 一二甲基吡唑磷酸盐I重量份；
②制备将上述原料加入混合容器内，常温下搅拌混合2小时形成包合物，出料、包装即为氮素稳定剂4 #。(二)氮素稳定剂的应用
将本发明的氮素稳定剂与含氮肥料混合生成长效缓释肥料使用，其中氮素稳定剂的用量为含氮肥料的氮元素总量的O. 5wt% 10wt%，所述含氮肥料为无机氮肥，或者为含氮的复合肥，或者为有机肥。具体使用方法见实施例5 8。实施例5
将实施例I制得的氮素稳定剂1#和尿素肥料机械混合均匀形成粉状长效缓释尿素，包装，其中，氮素稳定剂的用量为尿素肥料的氮元素总量的3wt%。
施用实施例5的粉状长效缓释尿素的土壤，I周后土壤中氮元素残留量为70%，而施用无氮素稳定剂1#的尿素肥料的土壤，I周后土壤中氮元素残留量为20%。实施例6 将实施例2制得的氮素稳定剂2 #与氮磷钾三元复合肥料一起造粒形成颗粒状长效缓释氮磷钾三元复合肥料，包装，其中，氮素稳定剂的用量为氮磷钾三元复合肥料的氮元素总量的10wt%。施用实施例6的颗粒状长效缓释氮磷钾三元复合肥料的土壤，I周后土壤中元素残留量为75%，而施用无氮素稳定剂2#的颗粒状长效缓释氮磷钾三元复合肥料的土壤，I周后土壤中氮元素残留量为35%。实施例7
将实施例3制得的氮素稳定剂3 #与成膜剂动物血粉按I :5混合，再与尿素一起造粒形成颗粒状长效缓释尿素，包装，其中，氮素稳定剂的用量为尿素肥料的氮元素总量的3wt%,所用动物血粉是由动物血液(如猪血)过滤、干燥而成的。施用实施例7的颗粒状长效缓释尿素的土壤，I周后土壤中氮元素残留量为70%，而施用无氮素稳定剂3#的长效缓释尿素的土壤，I周后土壤中的氮元素残留量为20%。实施例8
将氮素稳定剂4 #与成膜剂粉状聚乙烯醇按I :8混合，再加入水配制成40wt%可喷涂的含成膜剂的悬浮液，然后喷洒在颗粒状的氮磷钾三元复合肥料粒子表面形成包膜的颗粒状长效缓释氮磷钾三元复合肥料，包装，其中，氮素稳定剂的用量为氮磷钾三元复合肥料的氮元素总量的2wt%。施用实施例8的包膜的颗粒状长效缓释氮磷钾三元复合肥料的土壤，I周后土壤中氮元素残留量为80%，而施用无氮素稳定剂4#的包膜的颗粒状长效缓释氮磷钾三元复合肥料的土壤，I周后土壤中氮元素残留量为40%。实施例7和8中的成膜剂可以用淀粉、纤维素及其衍生物、壳聚糖、海藻糖、脲醛胶、聚丙烯酸酯粘合剂中的一种替换，效果相当，成膜剂用量与氮素稳定剂的重量比在O. 5 10 1范围。(三)β-环糊精，或β -环糊精和沸石，或β -环糊精和凹凸棒石粘土对传统脲酶稳定剂和硝化稳定剂的稳定作用
为了比较，用不同的传统脲酶稳定剂和硝化稳定剂组合作为比较用氮素稳定剂Α、B和C，其中，
比较用氮素稳定剂A由氢醌I重量份和双腈胺5重量份组成；
比较用氮素稳定剂B由正丁基硫代磷酰三胺I重量份和3，4一二甲基吡唑磷酸盐5重量份组成；
比较用氮素稳定剂C由硫脲I重量份和3，4一二甲基吡唑磷酸盐I重量份组成；采用实施例5的方法将实施例I 4制得的本发明的氮素稳定剂I # 4#及比较用氮素稳定剂A、B和C分别与尿素肥料机械混合均匀形成粉状长效缓释尿素，其中氮素稳定剂用量为尿素肥料的氮元素总量的3wt%。用现有方法测定施用上述长效缓释尿素的土壤中氮元素含量及一周后和一个月后土壤中的氮元素含量，进而分别计算出一周后和一个月后氮元素在土壤中的残留量，具体数据见表I。表I


本发明涉及一种氮素稳定剂及其应用。该氮素稳定剂是用β-环糊精，或β-环糊精和沸石，或β-环糊精和凹凸棒石粘土与脲酶抑制剂及硝化抑制剂在常温下机械混合1～2小时形成的包合物，按重量份计，各原料用量如下β-环糊精，或β-环糊精和沸石，或β-环糊精和凹凸棒石粘土为1～20份，在β-环糊精和沸石总用量中，沸石占50～90％，在β-环糊精和凹凸棒石粘土总用量中，凹凸棒石粘土占50～90％；脲酶抑制剂为1～10份；硝化抑制剂为0.5～10份。将上述氮素稳定剂与含氮肥料混合生成长效缓释肥料使用，其中氮素稳定剂的用量为含氮肥料的氮元素总量的0.5wt%～10wt％。提高含氮肥料的氮素利用率，减少氮素损失。