本發明涉及緩控釋肥料生產，具體涉及一種尿素與脲酶/硝化抑制劑同步緩釋型冬小麥專用氮肥及其制備方法與應用。

背景技術：

1、冬小麥是我國最重要的糧食作物之一，占全國小麥產量的九成以上。到2023年，我國冬小麥在田面積超3.3億畝，占國家耕地面積近三分之一。因此，更高效地實現小麥穩產高產是保證國家糧食供應和實現農業智慧發展的重要方向。化肥種類豐富，含有各種速效養分，施入土壤后可快速供應作物生長，對農業發展貢獻巨大。傳統化肥養分釋放快，不僅需要追肥，而且農戶為追求更高產量往往存用量大、施肥結構不合理等問題。這不僅會造成養分損失和資源浪費，更可能增加環境污染的風險。

2、為減少養分損失，使肥料養分釋放更加合理，緩控釋肥和穩定性肥料應運而生。緩控釋肥一般通過包膜的形式延長養分的釋放期，減少養分損失。但單一控釋肥的養分釋放通常難以與作物生育期的養分需求相匹配；此外，傳統控釋肥僅能控制氮素的溶出，無法進一步控制氮素轉化。

3、添加脲酶/硝化抑制劑的穩定性肥料能實現對土壤中氮素轉化的調控，從而降低養分損失，提高養分利用率，但實際應用中，抑制劑的有效期受土壤類型、環境溫度、水分條件和土壤微生物活性等多因素影響，存在較大不確定性。以nbpt為例，在未滅菌土壤中nbpt的半衰期為4.8-7.6天，實際作用時間一般不超過三周。因此，從肥料制備角度出發，延長抑制劑的有效期，提高尿素與抑制劑的同步釋放率，對控釋肥的智能化和可持續發展具有重要意義。

4、為提高尿素與脲酶/硝化抑制劑釋放的同步性，現有技術有將包膜與抑制劑結合，研制出熱固型環氧樹脂與脲酶/硝化抑制劑涂層聯合包膜雙控尿素，實現了對尿素和抑制劑釋放的雙控制；但脲酶/硝化抑制劑與尿素釋放率的一致性仍有待進一步改善。

技術實現思路

1、針對上述現有技術所存在的問題，本發明的目的是提供一種尿素與脲酶/硝化抑制劑同步緩釋型冬小麥專用氮肥及其制備方法與應用。本發明利用植物纖維、改性生化黃腐酸和硅灰改性聚乙烯醇與尿素、脲酶抑制劑和硝化抑制劑共同造粒，然后再進行包膜處理，大大提高了氮素與抑制劑釋放的同步性。

2、為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

3、本發明的第一方面，提供一種尿素-脲酶/硝化抑制劑同步緩釋型氮肥，由如下方法制備而成：

4、(1)將尿素、脲酶抑制劑、硝化抑制劑、植物纖維和改性生化黃腐酸按重量比100：(0.1-5)：(0.4-5)：(3-12)：(4-15)混合，得到增效肥粉末；將增效肥粉末與硅灰改性聚丙烯醇混合造粒，得到增效肥顆粒；

5、(2)將增效肥顆粒進行包膜處理，制備得到尿素-脲酶/硝化抑制劑同步緩釋型氮肥。

6、優選的，步驟(1)中，所述植物纖維選自木纖維、竹纖維、亞麻纖維、劍麻纖維和椰纖維中的一種或多種。

7、上述植物纖維具有來源廣泛、價格低廉、綠色環保的優點；而且能起到增加肥料顆粒強度的作用。

8、優選的，步驟(1)中，所述改性生化黃腐酸由如下方法制備而成：

9、將生化黃腐酸、丙酮和硅烷偶聯劑按(3-6)g：(12-36)ml：(2-9)ml混合均勻，過濾，濾渣烘干后研磨。

10、更優選的，所述硅烷偶聯劑選自γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-(2,3-環氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或幾種。

11、生化黃腐酸對作物具有促生效果，但其親水性較強，與其他物質的相容性較差，本發明利用丙酮和硅烷偶聯劑對其進行改性處理，增加了其耐水性和與多種原料的相容性。

12、優選的，步驟(1)中，所述硅灰改性聚丙烯醇由如下方法制備而成：

13、將聚乙烯醇在85℃-95℃水浴條件下至完全溶解，加入硅灰和無機酸，攪拌均勻后超聲波處理并脫氣泡，即得硅灰改性聚乙烯醇；

14、所述聚乙烯醇、硅灰和無機酸加入量的比為(3-7)g：(2-5)g：(12-35)ml。

15、更優選的，所述無機酸為質量分數5-16％的鹽酸、硫酸或硝酸。

16、本發明利用硅灰和無機酸對聚乙烯醇進行改性處理，調節了其粘度，增強了其耐水性。

17、優選的，步驟(1)中，所述增效肥粉末與硅灰改性聚乙烯醇的質量比為100:(2-7)。

18、優選的，步驟(1)中，所述脲酶抑制劑包括：n-丁基硫代磷酰三胺(nbpt)、環乙基磷酸三酰胺(cnpt)、硫代磷酰三胺(tpt)、磷酰三胺(pt)等磷酰胺類抑制劑和1,4-對苯二酚(氫醌，hq)等酚醌類化合物。

19、所述硝化抑制劑包括3,4-二甲基吡唑磷酸鹽(dmpp)、雙氰胺(dcd)、2-氯-6-三氯甲基吡啶(np)。

20、優選的，步驟(2)中，使用環氧樹脂、聚氨酯等包膜材料進行包膜處理，包膜材料的用量為增效肥顆粒重量的3-7％。

21、在用包膜材料進行包膜時，一般還同時加入有固化劑，例如三乙烯四胺，作用為縮短固化時間，增強包膜材料的穩定性和耐用性。

22、通過調控包膜材料的用量，可以制備得到不同控釋期的尿素與脲酶/硝化抑制劑同步緩釋型氮肥。例如：包膜材料的用量為增效肥顆粒重量的4％時，可以制備得到控釋期為60天的尿素-脲酶/硝化抑制劑同步緩釋型氮肥；包膜材料的用量為增效肥顆粒重量的6％時，可以制備得到控釋期為90天的尿素-脲酶/硝化抑制劑同步緩釋型氮肥。

23、本發明的第二方面，提供一種一次施用型冬小麥同步營養摻混肥，由尿素、控釋期為60天的尿素-脲酶/硝化抑制劑同步緩釋型氮肥和控釋期為90天的尿素-脲酶/硝化抑制劑同步緩釋型氮肥摻混得到。

24、優選的，尿素、控釋期為60天的尿素-脲酶/硝化抑制劑同步緩釋型氮肥和控釋期為90天的尿素-脲酶/硝化抑制劑同步緩釋型氮肥的重量比為(3-4)：(1-3)：(4-5)。

25、本發明的一次施用型冬小麥同步營養摻混肥，通過將尿素與不同控釋期的尿素-脲酶/硝化抑制劑同步緩釋型氮肥合理復配，使得氮肥的釋放特性與小麥的營養需求相匹配，在播種前一次施用無需追肥。

26、本發明的有益效果：

27、1、本發明將尿素、脲酶/硝化抑制劑、植物纖維和改性生化黃腐酸造粒后再進行包膜，原料廉價易得，綠色環保，植物纖維與改性生化黃腐酸能夠調控脲酶/硝化抑制劑緩慢釋放，并對尿素協同增效，長效調節氮素的釋放與轉化，大大提高氮素與抑制劑釋放的同步性。

28、2、本發明采用的硅灰改性聚乙烯醇溶液制備方法簡單，可自然降解，具有較好的耐水性和粘度，可增加各組分相容性；所用植物纖維價格低廉，來源廣泛，與聚烯乙醇結合能大大增加顆粒強度，改善了肥料的造粒及包膜效果。

29、3、本發明根據肥料養分釋放特性和冬小麥需肥規律，通過對不同控釋期的內添加增效包膜肥進行摻混配制成冬小麥同步營養摻混肥，在播種前一次施用無需追肥；對比單一包膜肥，相同膜材投入量下，氮肥釋放特性更符合作物需求，產量更高，且原料比例可根據環境和作物需求自行調整。