硝化抑制劑KMPP在肥料上的應用

曾祥明　肖焱波　段慧明

硝化抑制劑KMPP在肥料上的應用

曾祥明肖焱波段慧明

欄目主持人：肖焱波

博士，云南民族大學化學與生物技術學院教授、碩士生導師，植物營養(yǎng)與新型肥料研究所所長，主要從事植物營養(yǎng)與施肥技術研究。曾參與和主持多項國家級和省部級農(nóng)業(yè)項目，在云南民族大學期間主持云南云南省自然科學基金項目2項、中德國際合作項目1項、國家十二·五專項子項目1項等。在國內(nèi)外學術刊物Plant and Soil、《中國農(nóng)業(yè)科學》、《華北農(nóng)學報》、《植物營養(yǎng)與肥料學報》、《中國土壤與肥料》等專業(yè)期刊發(fā)表論文數(shù)十篇，出版《作物營養(yǎng)診斷與合理施肥》專著一部。

導讀：硝化抑制劑（DMPP）通過一定工藝添加到氮肥中，抑制銨態(tài)氮的硝化過程，延長肥效性、增加穩(wěn)定性，不僅可提高作物產(chǎn)量、節(jié)約肥料成本，還可降低肥料殘留量、減輕對環(huán)境的污染。恩泰克是一種添加了硝化抑制劑的肥料，已在多地、多種作物上試驗示范，增產(chǎn)效果明顯。

氮是作物生長發(fā)育過程中必不可少的營養(yǎng)元素之一，可促進作物生長、提高作物產(chǎn)量，對促進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)快速發(fā)展具有非常重要的作用。隨著人口增長，人們對糧食的需要更加迫切，氮肥的需求量和施用量不斷增加，但是氮肥的實際利用率卻不斷下降，目前我國氮肥當季利用率只有30%～40%，而在歐洲、南美以及北美一些發(fā)達國家，氮肥利用率可以達到70%。過量施用氮肥、氮肥利用率低下既影響氮肥的增產(chǎn)效應，還通過硝化及反硝化作用以淋溶、徑流方式及氣體揮發(fā)等途徑損失進入到環(huán)境中，造成肥料大量浪費、水體富營養(yǎng)化、土壤退化、生物多樣性減少、病蟲害加劇、土壤酸化以及溫室氣體排放增加。

1　硝化抑制劑

中華人民共和國化工行業(yè)標準將硝化抑制劑定義為在一段時間內(nèi)通過抑制亞硝化單胞菌屬活性，從而減緩銨態(tài)氮向硝態(tài)氮轉化的一類物質。而經(jīng)過一定工藝加入脲酶抑制劑和（或）硝化抑制劑的肥料，施入土壤后能通過脲酶抑制劑抑制尿素的水解，和（或）通過硝化抑制劑抑制銨態(tài)氮的硝化，使肥效期得到延長的一類含氮素肥料定義為穩(wěn)定性肥料。其作用機理為抑制肥料硝化反應過程，如抑制NH4+氧化為NO2或抑制NO2-氧化為NO3-。

1.1硝化抑制劑的種類

硝化抑制劑主要分為無機和有機化合物，無機化合物主要包括重金屬的各種鹽，有機化合物主要包括吡啶類、嘧啶類等。國內(nèi)外對硝化抑制劑研究較多的是DMPP（3，4-二甲基吡唑磷酸鹽）、DCD（雙氰胺）和Nitrapyrin（2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶）。Nitrapyrin是由美國陶氏益農(nóng)（DowElanco）公司獨家生產(chǎn)，商品名為N-Serve；DCD作為一種技術產(chǎn)品，在德國、日本和挪威各有一個生產(chǎn)產(chǎn)家；DMPP是20世紀90年代德國巴斯夫（BASF）公司研發(fā)出的新型硝化抑制劑。

1.2硝化抑制劑的局限性

硝化抑制劑在減少氮素損失、提高氮肥利用率、保護環(huán)境方面確實起到了很大的作用，但對提高氮肥回收利用率和作物產(chǎn)量方面有局限性。主要原因是大多數(shù)硝化抑制劑是不同種類的無機或有機化合物，使用時的效果受環(huán)境影響（硝化抑制劑的降解速率和濃度、土壤溫度和濕度等）很大。有些硝化抑制劑的毒性很大，會對土壤動物和土壤微生物產(chǎn)生毒害作用；有些硝化抑制劑殘留量大，會污染土壤環(huán)境。

1.3硝化抑制劑DMPP的優(yōu)越性

Nitrapyrin加入到土壤中，硝化細菌不僅被抑制或活性降低，還有一部分被殺死；DCD和Nitrapyrin兩種硝化抑制劑的抑制效果試驗表明，DCD略優(yōu)于Nitrapyrin；而DMPP和DCD兩種硝化抑制劑的抑制效果試驗發(fā)現(xiàn)，DMPP的用量只需DCD的1/10，抑制效果就可超過DCD，而且DMPP的抑制時間持續(xù)更長。眾多研究均表明，DMPP比DCD能更有效地減少N2O釋放，DMPP的抑制能力最強，DCD其次，Nitrapyrin的抑制效果最弱。

與其他硝化抑制劑相比，DMPP的優(yōu)點體現(xiàn)在：用量小，每1 hm2施用0.5～1.5 kg就能起到很好的硝化抑制效果；在顯著降低硝態(tài)氮淋失損失的同時，其自身也不會淋失；沒有為害作物的激素效應產(chǎn)生，在植物體內(nèi)殘留極小；可在土壤中完全分解，有效期可達4～10周；對人體的皮膚和眼睛等無刺激性。

1.4硝化抑制劑DMPP的應用效果

俞巧鋼等［1］研究表明，DMPP抑制劑施入土壤60天后，小粉土和青紫泥土壤中銨態(tài)氮含量分別提高52.7%和57.5%，硝態(tài)氮平均含量分別降低58.3%和65.9%，青菜產(chǎn)量分別增加26.1%和29.8%，品質明顯改善，添加抑制劑DMPP處理的氮肥利用率為39.1%和53.3%，是對照的1.78倍和2.23倍。伍少福等［2］研究表明，含DMPP的復合肥可顯著提高黃瓜、西瓜等產(chǎn)量和品質。水稻田施用含DMPP硝化抑制劑的尿素，土壤中銨態(tài)氮含量大幅提高，硝態(tài)氮大幅降低，且稻谷氮含量顯著提高，生物量和產(chǎn)量提高［3］。添加DMPP的肥料使用后可顯著提高作物產(chǎn)量、改善作物品質、提高作物經(jīng)濟效益［4，5］，同時降低蔬菜中硝酸鹽含量［3］，減少溫室氣體排放［6，7］。

恩泰克在甜玉米上的應用效果　

恩泰克在馬鈴薯上的應用效果

2　加入硝化抑制劑DMPP的肥料產(chǎn)品

恩泰克（ENTEC）由德國巴斯夫公司在含銨態(tài)氮肥料中添加硝化抑制劑DMPP研制而成，恩泰克肥料2012年并入歐化農(nóng)業(yè)。恩泰克在云南甜玉米、廣西番茄、福建冬種馬鈴薯、山東黃瓜等作物上使用，普遍反映效果好、肥效長、比傳統(tǒng)肥料用量減少的同時還提高蔬菜產(chǎn)量。經(jīng)過多年試驗示范推廣，恩泰克肥料正被越來越多的中國種植戶接受，全國各地均有銷售，如有需要請與當?shù)亟?jīng)銷商聯(lián)系。

［1］俞巧鋼，陳英旭.3，4-二甲基吡唑磷酸鹽對菜地土壤氮素形態(tài)轉化的影響［J］.水土保持學報，2010，24（3）：123-126.

［2］伍少福，吳良歡，尹一萌，等.含硝化抑制劑復合肥對西瓜黃瓜產(chǎn)量和營養(yǎng)品質的影響 ［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2006，25（6）：1 432-1 435.

［3］俞巧鋼，陳英旭.尿素添加硝化抑制劑DMPP對稻田土壤不同形態(tài)礦質態(tài)氮的影響［J］.農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報，2011，30（7）：1 357-1 363.

［4］肖焱波，楊叢梅，高強，等.穩(wěn)定性長效復合肥在玉米上的施用效果［J］.玉米科學，2009，17（1）：117-119.

［5］肖焱波.新型肥料恩泰克在蔬菜上的應用效果［J］.長江蔬菜，2014（23）：55-56.

［6］Martínez F，Palencia P，Weiland CM，et al.Influence of nitrification inhibitor DMPP on yield，fruit quality and SPAD values of strawberry plants［J］.Scientia Horticulturae，2015，185:233-239.

［7］Huérfano X，Mendizábal T F，Dunabeitia M K，et al. Splitting the application of 3，4-dimethylpyrazole phosphate（DMPP）:Influence on greenhouse gases emissions and wheat yieldandqualityunder humidMediterranean conditions［J］.Europ JAgronomy，2015，64:47-57.

曾祥明，云南民族大學植物與新型肥料研究所/歐化農(nóng)業(yè)（深圳）貿(mào)易有限公司，云南省昆明市呈貢雨花校區(qū)廣靖院C-215，昆明，650500，E-mail：zxm6002@163.com

肖焱波，通信作者，云南民族大學植物與新型肥料研究所，電話：13823608265，E-mail：1814196178@qq.com

段慧明，武漢金海橋農(nóng)業(yè)科技有限公司

2015-03-09