2012 生物硝化抑制剂_一种控制农田氮素流失的新策略

专利名称：一种硝化抑制剂及其应用专利类型：发明专利
发明人：武志杰,史云峰,陈利军,隽英华申请号：CN200610134407.9
申请日：20061129
公开号：CN101190856A
公开日：
20080604
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及稳定肥料，具体地说是一种硝化抑制剂及其在稳定肥料中的应用，其为4－氯－3－甲基吡唑；稳定肥料由铵态氮肥或产铵态氮肥添加纯N含量0.1－5.0％的硝化抑制剂4－氯－3－甲基吡唑(CLMP)制备而成。

CLMP作为硝化抑制剂具有抑制效率高、用量低、不易随水淋失、毒性小和对环境污染较小等优点。

含有该化合物的氮肥施入土壤后，可使氮肥在土壤中的氧化过程得到调控，从而使土壤中长时间保持较高的NH－N含量，减少土壤中NO－N的积累，进而减少土壤N素的淋失和反硝化损失，延长N肥肥效，提高N肥利用效率，并同时增加了作物对磷肥的吸收。

该肥料可作为基肥一次性施入，不用追肥即可满足作物在整个生长期间对养分的需求，达到省工，节肥的目的。

申请人：中国科学院沈阳应用生态研究所
地址：110016 辽宁省沈阳市沈河区文化路72号
国籍：CN
代理机构：沈阳科苑专利商标代理有限公司
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不同生物硝化抑制剂对红壤性水稻土N_(2)O排放的影响及其机制马明坤;陆玉芳;王方嘉;俞海冰;施卫明【期刊名称】《土壤》【年(卷),期】2024(56)1【摘要】为揭示不同生物硝化抑制剂(BNIs)对红壤性水稻土N2O排放的影响差异及作用机制,通过21 d的土柱淹水培养试验,比较了三种BNIs 1,9-癸二醇(1,9-D)、亚麻酸(LN)和3-(4-羟基苯基)丙酸甲酯(MHPP)与化学合成硝化抑制剂双氰胺(DCD)对土壤N_(2)O排放及相关硝化、反硝化功能基因的影响。

结果表明:不同BNIs(1,9-D、LN、MHPP)可以显著平均降低土壤N2O日排放峰值40.1%;1,9-D 和MHPP可分别抑制N2O排放总量44.5%和43.9%,而DCD和LN对N2O排放总量没有显著影响。

1,9-D和MHPP对AOA(氨氧化古菌)、AOB(氨氧化细菌)硝化菌和nirS、nirK型反硝化菌的调控均有所不同,1,9-D可以同时抑制AOA、AOB 和nirS微生物的生长;MHPP仅可以抑制AOA的生长;其中,AOA-amoA和nirS 基因丰度与土壤N_(2)O的排放呈显著正相关关系。

同时,1,9-D和MHPP均增加了nosZ基因丰度及其与AOA-amoA+AOB-amoA、nirS+nirK和AOA-amoA+AOB-amoA+nirS+nirK的比值,且nosZ基因丰度及其相关比值与土壤N2O排放均呈显著负相关关系。

总之,生物硝化抑制剂1,9-D和MHPP引起的AOA-amoA和nosZ基因丰度变化在红壤性水稻土N_(2)O减排方面发挥了重要的作用。

【总页数】9页(P19-27)【作者】马明坤;陆玉芳;王方嘉;俞海冰;施卫明【作者单位】土壤与农业可持续发展重点实验室(中国科学院);中国科学院大学【正文语种】中文【中图分类】S143.16【相关文献】1.添加硝化抑制剂DMPP对红壤水稻土硝化作用及微生物群落功能多样性的影响2.氧气对水稻土N_(2)O排放和narG型反硝化微生物的短期影响3.不同硝化抑制剂对稻季N_(2)O排放、NH_(3)挥发和水稻产量的影响4.生物硝化抑制剂对黔西南黄壤硝化作用及N_(2)O排放的影响5.生物炭配施硝化抑制剂降低稻田土壤NH_(3)和N_(2)O排放的微生物机制因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

生物炭与硝化抑制剂联合施用对热带菜地土壤硝化过程及N2O排放的影响作者：朱云飞，张琪，黄一伦，冷有锋，陈淼，范长华，李勤奋来源：《热带作物学报》2021年第10期摘要：本研究以熱带菜地土壤为对象，通过室内培养试验探讨生物炭与硝化抑制剂联合施用下土壤无机氮含量和强度及N2O排放的变化规律，旨在明确施用生物炭和硝化抑制剂对热区土壤硝化过程的调控作用及对N2O的减排效应。

本试验设置4个处理：单施氮肥（N），氮肥配施生物炭（N+Bc），氮肥配施硝化抑制剂（N+Ni）以及氮肥同时配施生物炭和硝化抑制剂（N+Bc+Ni）。

结果表明：培养期间，生物炭施用下土壤NO3––N强度显著提高15.8%，表明添加生物炭能够显著促进土壤硝化过程;硝化抑制剂添加下土壤NH4+–N强度显著提高33.4%，表明硝化抑制剂的施用显著减缓硝化过程;此外，硝化抑制剂能够削弱由生物炭添加引起的激发硝化过程的效应，表明生物炭和硝化抑制剂对硝化过程影响存在交互效应。

施用生物炭或硝化抑制剂都能降低NO2––N强度，其中硝化抑制剂作用更加显著;此外，生物炭或硝化抑制剂单独施用能够降低菜地土壤15.1%～68.3%的N2O排放量，二者联合施用在一定程度上能够发挥更强的减排作用。

综合来看，生物炭与硝化抑制剂联合施用有望在热带菜地土壤中发挥固碳和减排的双重功效。

关键词：生物炭;硝化抑制剂;硝化作用;氧化亚氮;菜地土壤中图分类号：S31 文献标识码：AEffects of Co-application of Biochar and Nitrification Inhibitor on Soil Nitrification and N2O Emissions in Tropical Vegetable SoilZHU Yunfei1，4， ZHANG Qi1，5， HUANG Yilun1，5， LENG Youfeng1，4， CHEN Miao1，2，3，5， FAN Changhua1，2，3*， LI Qinfen1，2，3*1. Institute of Environment and Plant Protection， Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences， Haikou， Hainan 571101， China;2. Danzhou Scientific Observing and Experimental Station of Agro-Environment， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Danzhou， Hainan 571737， China;3. Hainan Key Laboratory of Tropical Eco-Circular Agriculture， Haikou， Hainan 571101， China;4. College of Eco-environment Engineering， Guizhou Nationality University，Guiyang， Guizhou 550025， China;5. College of Ecology and Environment， Hainan University，Haikou， Hainan 570228， ChinaAbstract： To evaluate the effects of co-application of biochar and nitrification inhibitor on regulating soil nitrification and mitigating N2O emission， an incubation experiment was conducted to explore the dynamic variations of inorganic N concentration and the associated intensity and N2O emissions in tropical vegetable soil. Four treatments were established as N fertilizer alone （N）， N fertilizer applied with biochar （N+Bc）， N fertilizer applied with nitrification inhibitor（N+Ni）， and N fertilizer applied with biochar and nitrification inhibitor （N+Bc+Ni）. Results showed that biochar amendment accelerated the conversion of NH4+–N to NO3––N， while nitrification inhibitor significantly decreased this process， and the co-application of the both weakened the nitrification to some extent. Moreover， biochar amendment elevated the NO3––N intensity by 15.8%， while nitrification inhibitor amendment promoted NH4+–N intensity by33.4%， and the significant interaction occurred between biochar and nitrification inhibitor onNH4+–N and NO3––N intensity. In addition， NO2––N intensity was decreased by biochar or nitrification inhibitor amendment， with the latter having more obvious effects. Furthermore，biochar and nitrification inhibitor amendment alone decreased N2O emission by 15.1%–68.3%， and further decline in N2O emission occurred in the co-application of the both. Therefore， the co-application of biochar and nitrification inhibitor would be a promising strategy for simultaneously sequencing carbon and mitigating N2O emission in tropical vegetable soil.Keywords： Biochar; nitrification inhibitor; nitrification; nitrous oxide （N2O）; vegetable soil DOI： 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.10.039氧化亚氮（N2O）是一种强效温室气体，在100年尺度上，其增温潜势是二氧化碳（CO2）的298倍，能够参与平流层中臭氧反应，造成臭氧层的损耗[1]。

我国首次从水稻中鉴定出新型生物硝化抑制剂
佚名
【期刊名称】《农家致富》
【年(卷),期】2017(0)12
【摘要】硝化作用是农田氮素转化的主要途径，与氮素损失和利用有非常密切的关系。

中国科学院南京土壤研究所施卫明课题组利用自我创制的根系分泌物原位收集系统和GC—MS分离鉴定技术，通过测定19个籼稻、粳稻品种的根系分泌物活性，
【总页数】1页(P19-19)
【正文语种】中文
【中图分类】S512.1
【相关文献】
1.我国彩棉研究水平世界领先/吐鲁番葡萄家族又添8种新品种/草原兴发"绿鸟鸡模式"通过鉴定/家长监督孩子也有高科技手段/美推出新型健康大豆/我国首批太空蔬菜大面积种植/我国航天水稻再创高产记录
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氮肥增效剂之硝化抑制剂氮素是作物生长必需的元素之一，氮肥的施用对提高作物的产量和品质有重要作用。

但调查发现，我国的氮肥利用率逐年下降，氮肥的当季利用率仅有30-40%，其余的氮肥以各种形式损失掉。

如硝态氮通过淋溶作用进入水体、反硝化作用以气态形式损失。

氮素向水体的迁移会导致水体污染，给人畜健康带来潜在的威胁。

反硝化过程中产生的N2O是一种温室气体，对全球气温升高起着重要作用。

对氮肥的过度依赖是造成农业面源污染日益加重的重要原因，其与水体富营养化、地下水中硝酸盐累积及土壤中温室效应气体氧化亚氮的排放等环境问题密切相关。

因此，从经济利益和环境保护的角度出发，提高氮肥利用率，减少氮素损失是目前亟需解决的一个问题。

一般来说，氮肥（氨或铵盐）施入土壤后，在土壤微生物的作用下，进行硝化反应。

硝化反应是一个需氧过程，自养微生物和异养微生物均可参与这一过程的发生。

土壤的硝化过程包括亚硝化反应和硝化反应两个步骤：第一个步骤是NH4+ 转化为NO2-，反应式为NH4++3/2O2→NO2-+2H++H2O。

在此过程中，亚硝化细菌起到主要作用。

第二个步骤是NO2-转化为NO3-，反应式为NO2-+1/2O2→NO3-，在此过程中，硝化细菌起到了主要作用。

这两种细菌也被称为氨氧化细菌（亚硝化单胞菌属为代表）和亚硝酸氧化细菌（硝化杆菌属为代表）。

这两步反应中，只要有一步被抑制，整个硝化过程就能够被抑制，即硝化抑制剂通过抑制氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌就可以控制土壤中的铵态氮向硝态氮的转化，从而增加作物有效氮吸收利用的时间和减少亚硝态氮、硝态氮的直接或间接损失。

1、氮肥增效剂的主要种类及作用机理1.1 硝化抑制剂硝化抑制剂（Nitrification inhibitor），是一类能够抑制土壤中亚硝化细菌等微生物活性物质的总称，具有抑制亚硝化细菌、控制土壤中NH4+向NO2-、NO3-转化的作用，适合与各种铵态氮肥或尿素配合施用。

硝化抑制剂对春玉米氮素利用及土壤pH值和无机氮的影响方玉凤;王晓燕;庞荔丹;宋鹏慧;戴建军【摘要】通过大田试验，研究了黑土区春玉米施用硝化抑制剂对土壤pH值、土壤铵态氮和硝态氮变化、硝化抑制率、产量及氮素利用率的影响。

试验结果表明：硝化抑制剂处理中，混合物B的中水平添加量处理( B2)玉米产量较一次性全施肥处理( AF)能够增产且增产率最高，为5．60%，氮素利用率较追肥处理( TP)提高5．43%，硝化抑制作用和增产的效果明显；施用硝化抑制剂可使土壤pH值缓慢阶梯式下降；土壤含水率与土壤铵态氮含量呈负相关性(P<0．01)；土壤铵态氮含量与土壤pH值呈显著正相关；所选用的两种硝化抑制剂的配方中， B2和A3(混合物A的低水平添加量)处理的增产和硝化抑制效果最佳。

%A field experiment was conducted to examine the effects of nitrification inhibitor application in black soil area on soil pH, soil ammonium and nitrate change, nitrification inhibition rate, yield and nitrogen use efficiency of spring maize. Results showed that: yield of treatment of nitrification inhibitor added in fertilizer (B2) increased by 5. 60% compared with nitrogen fertilization of all-in-one treatment ( AF) . The nitrogen use efficiencies of treatment of nitrification inhibitor B2 increased by 5. 43% compared with that of nitrogen top dressing ( TP ) . Nitrification inhibition was significant and production was in-creased. Nitrification inhibitor slowly decreased soil pH stepwise. Soil moisture content and soil NH4+ -N were negatively cor-related (P<0. 01) and there was a significant positive correlation between ammonium nitrogen content and soil pH. The two nitrification inhibitorstreatments, B2 and A3, had the best effects on yield increasing and nitrification inhibition.【期刊名称】《中国土壤与肥料》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】5页(P18-22)【关键词】硝化抑制剂;土壤pH值;硝化抑制率;氮素利用率【作者】方玉凤;王晓燕;庞荔丹;宋鹏慧;戴建军【作者单位】东北农业大学资源与环境学院，黑龙江哈尔滨 150030; 黑龙江省森林与环境科学研究院，黑龙江齐齐哈尔 161005;东北农业大学资源与环境学院，黑龙江哈尔滨 150030;东北农业大学资源与环境学院，黑龙江哈尔滨 150030;黑龙江省农业科学院浆果研究所，黑龙江绥棱 152200;东北农业大学资源与环境学院，黑龙江哈尔滨 150030【正文语种】中文【中图分类】S153;S143.1+6;S513玉米为黑龙江省种植面积最大的粮食作物［1］，玉米播种面积对粮食总产颇具意义。

(10)申请公布号 CN 102992918 A(43)申请公布日 2013.03.27C N 102992918 A*CN102992918A*(21)申请号 201210488366.9(22)申请日 2012.11.26C05G 3/08(2006.01)(71)申请人中国科学院南京土壤研究所地址210008 江苏省南京市玄武区北京东路71号(72)发明人姜军 徐仁扣 钱薇(74)专利代理机构南京经纬专利商标代理有限公司 32200代理人唐循文(54)发明名称硝化抑制剂和生物质炭配合施用提高氮肥利用率的方法及其应用(57)摘要硝化抑制剂和生物质炭配合施用提高氮肥利用率的方法及其应用，其特征在于利用农作物秸秆焖烧制得生物质炭，将双氰胺与生物质炭混合后施入土壤，再添加铵态氮肥。

当铵态或酰胺态施用量为200-400mgN/kg 土时，双氰胺用量为5-50mg/kg ，生物质炭用量50g/kg 土。

具体施用步骤为：将生物质炭与双氰胺混合施于表层土壤，并与土壤充分混合，然后化学氮肥按常规方法施用即可。

该方法利用生物质炭对硝化抑制剂双氰胺有很强吸附能力的特点，在施用化学肥料之前向土壤中混合施入生物质炭与双氰胺，提高双氰胺在土壤中的持留时间，延长其对铵态氮向硝态氮转变的硝化反应的抑制效果，从而降低氮素的淋溶损失，提高氮肥利用率。

(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书4页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 3 页1/1页1.硝化抑制剂和生物质炭配合施用提高氮肥利用率的方法，其特征在于硝化抑制剂双氰胺与300℃烧制的花生秸秆炭配合施用。

2.根据权利要求1所述硝化抑制剂和生物质炭配合施用提高氮肥利用率的方法，其特征在于铵态或酰胺态氮肥施用量为每千克土壤200-400 mg N 时，双氰胺用量为每千克土壤5-50 mg ，花生秸秆炭施用量为每千克土壤5-50 g 。

脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤氮素转化的影响张文学;杨成春;王少先;孙刚;刘增兵;李祖章;刘光荣【期刊名称】《中国水稻科学》【年(卷),期】2017(031)004【摘要】[Objective]The research is aimed to reveal the effects of urease inhibitor(UI) and nitrification inhibitor(NI) on nitrogen (N) transformation, and the fertilizer-saving mechanism of inhibitor(s). [Method] A field experiment was conducted in the middle and lower reaches of the Yangtze River area, Southern China with a randomized design and five treatments and three replicates: 1) CK (no N fertilizer), 2) U (urea only), 3) U+UI, 4)U+NI, 5) U+UI+NI. NBPT [N–(n-butyl) thiophosphoric triamide] and DMPP [3, 4-Dimethyl-1H-pyrazole phosphate] as the urease inhibitor and nitrification inhibitor was uniformly mixed with urea (U) at a rate of 10,000 mg/kg. The total urea, as base fertilizer, was applied to field before the transplanting of rice seedlings. The activities of urease and nitrate reductase, the contents of NH4+-N, NO3--N and microbial biomass carbon (MBC) and microbial biomass nitrogen (MBN) in soil were analyzed in tillering and booting stages. The rice yield and N efficiency were investigated. The mechanism of increased yield and N efficiency due to inhibitor was elucidated by the stepwise regression analysis. [Result]1) Compared with the normal urea treatment, NBPT addition and NBPT + DMPP significantly improved the grain yields and the recovery of appliedN in the above-ground parts by 6.56% and 8.24%,19.4% and 23.7%, respectively. 2) The addition of NBPT and NBPT +DMPP in urea significantly reduced urease activity and soil NH4+-N content at the tillering stage, and increased soil NH4+-N content at the booting stage, without obvious effects on nitrate reductase activity (NRA), soil NO3--N content and microbial biomass carbon (MBC) and microbial biomass nitrogen (MBN) in both stages. There is no significant difference in urease activity between urea and urea + NBPT at the booting stage. Therefore, the urease inhibitor NBPT was effective on inhibiting the activity of urease and improving the content of NH4+ -N before the booting stage. On the contrast, adding DMPP only had no obvious effects on these indexes above. 3)The stepwise regression analysis revealed that the grain yield of rice was significantly associated with NH4+-N content in soil at the tillering and booting stages, especially, the latter. However, other properties in soil have no obvious effects on the grain yield. [Conclusion]Urea combined with NBPT and combination of NBPT + DMPP slowed down the hydrolytic action of urea and dramatically improved soil NH4+-N content in the booting stage, which is the dominate factor of improving the grain yields and the recovery of applied N in the above-ground parts. The conclusion is consistent with postponing nitrogen technique in agriculture.%[目的]本研究旨在阐明脲酶抑制剂(urease inhibitor,UI)和硝化抑制剂(nitrification inhibitor,NI)对稻田土壤氮素转化的影响,探讨抑制剂提高稻谷产量以及氮肥利用率的机理.[方法]本试验设在我国南方红壤稻田,共5个处理:1)不施氮肥(CK);2)尿素(U);3)尿素+脲酶抑制剂(U+UI);4)尿素+硝化抑制剂(U+NI);5)尿素+脲酶抑制剂+硝化抑制剂(U+UI+NI);脲酶抑制剂采用N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT),硝化抑制剂采用3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP).在水稻分蘖期和孕穗期测定土壤脲酶活性、硝酸还原酶活性、土壤铵态氮含量、硝态氮含量以及微生物碳、氮的含量,分析NBPT与DMPP对水稻两个主要生育期土壤氮素供应的影响,比较各处理的产量以及氮肥利用率,通过逐步回归分析研究以上各指标对产量的影响,探明脲酶抑制剂NBPT与硝化抑制剂DMPP在稻田的增效机理.[结果]1)与单施尿素相比,添加NBPT以及NBPT与DMPP配施均显著提高稻谷产量与地上部氮素回收率,两个处理分别增产6.56%与8.24%,氮素回收率提高幅度为19.4%与23.7%.2)与单施尿素相比,添加NBPT以及NBPT与DMPP配施,显著降低水稻分蘖期的土壤脲酶活性和铵态氮含量,显著提高孕穗期的铵态氮含量,而对此时期的脲酶活性无显著影响,所有处理对两个时期的硝态氮含量、硝酸还原酶活性、微生物量碳、氮含量均无显著影响;因此,NBPT对于抑制脲酶活性以及提高铵态氮含量的作用主要在孕穗期之前,而单施DMPP没有显著效应.3)从各项土壤指标与水稻产量相关性的逐步回归分析结果来看,水稻分蘖期与孕穗期稻田土壤中铵态氮含量对水稻产量影响显著,而且孕穗期的影响大于分蘖期,其余指标则对产量无显著影响.[结论]脲酶抑制剂NBPT以及NBPT与硝化抑制剂DMPP配施显著提高孕穗期土壤中的铵态氮含量,显著提高稻谷产量以及地上部氮素回收率,证明了生产上氮肥后移的重要意义.【总页数】8页(P417-424)【作者】张文学;杨成春;王少先;孙刚;刘增兵;李祖章;刘光荣【作者单位】江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所/国家红壤改良工程技术研究中心/农业部双季稻营养与农业环境观测实验站,南昌 330200;江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所/国家红壤改良工程技术研究中心/农业部双季稻营养与农业环境观测实验站,南昌 330200;江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所/国家红壤改良工程技术研究中心/农业部双季稻营养与农业环境观测实验站,南昌 330200;江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所/国家红壤改良工程技术研究中心/农业部双季稻营养与农业环境观测实验站,南昌 330200;江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所/国家红壤改良工程技术研究中心/农业部双季稻营养与农业环境观测实验站,南昌 330200;江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所/国家红壤改良工程技术研究中心/农业部双季稻营养与农业环境观测实验站,南昌 330200;江西省农业科学院土壤肥料与资源环境研究所/国家红壤改良工程技术研究中心/农业部双季稻营养与农业环境观测实验站,南昌 330200【正文语种】中文【中图分类】S143.1;S511.062【相关文献】1.硝化抑制剂DCD和NP对温室菜田土壤氮素转化\r及N2O、CO2排放的影响[J], 臧祎娜;周晓丽;解东友;梁晓娜;贾剑波;王金垚;张丽娟2.脲酶抑制剂与硝化抑制剂对稻田土壤硝化、反硝化功能菌的影响 [J], ZHANG Wen-xue;WANG Shao-xian;XIA Wen-jian;SUN Gang;LIU Zeng-bing;LI Zu-zhang;LIU Guang-rong3.硝化抑制剂与生物炭配施对水稻土氮素转化及氮肥利用率的影响 [J], 刘钰莹;张妍;汪哲远;李廷强4.两种硝化抑制剂对不同土壤中氮素转化的影响 [J], 皮荷杰;曾清如;蒋朝晖;奉小忧;孙毓临5.硝化/脲酶抑制剂对设施菜地土壤菌群和氮素转化影响的研究进展 [J], 李鲁震;赵长盛;陈庆锋;刘婷;李磊;郭贝贝因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。