张英强，袁 亮，张水勤，李燕婷，王立艳，赵秉强*

    [1 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业农村部植物营养与肥料重点实验室，北京 100081；2 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院，北京 100083]

    尿素是农田氮肥的主要品种，占我国氮肥总量的近65%[1]。尿素施入土壤后很快水解为氨和水，大量的铵极易通过氨挥发、硝化反硝化和淋溶等途径损失，成为环境氮污染的主要来源[2]。

    将增效材料与尿素科学配伍，对尿素进行改性以降低尿素的转化速率，提高尿素肥料利用率是当前的一个研究热点。常用的增效剂主要为腐殖酸、海藻酸等天然活性有机高分子。如袁亮等[3]将腐殖酸、海藻酸和氨基酸加入到熔融尿素中制得系列改性尿素，其氮肥表观利用率较普通尿素提高了3.1～15.6个百分点，小麦籽粒产量增加了3.7%～13.6%。Zhang等[4]将腐殖酸与尿素熔融制得腐殖酸改性尿素，其在玉米上施用的增产效果较普通尿素增加了5.6%～8.7%，玉米氮素吸收量提高了11.5%～29.5%。小分子有机物葡萄糖的化学结构简单，同样含有较高反应活性的羟基和醛基官能团。已有研究表明葡萄糖改性尿素可降低尿素损失[5–6]。王彬[7]通过将葡萄糖与尿素在130℃熔融条件下制备出葡萄糖改性尿素，在室内培养试验中，葡萄糖改性尿素短期(1天)内的水解速率低于尿素，在田间试验中，较尿素提高了土壤矿质态氮含量、玉米产量和氮肥表观利用率。陈栓虎等[8]、张蕾等[9]、Viswanathan 等[10–11]研究发现，葡萄糖在加热条件下水解得到的5-羟甲基-2-糠醛 (HMF) 的醛基可能与尿素的胺基发生聚合反应。王彬等[6]通过傅里叶变换红外光谱表征发现葡萄糖加入到熔融尿素中，会与尿素分子发生结合，减少尿素结构中伯酰胺氮含量。赵蕊[12]利用傅里叶红外变换光谱表征发现，尿素胺基可能与糖类醛基发生交联反应，将部分氨基保护起来，减少尿素损失。上述研究表明，葡萄糖中的活性官能团(羟基/醛基)可与尿素发生化学反应。但对葡萄糖与尿素熔融时的反应特征及其产物的具体化学结构研究相对较少，产物的化学结构与减缓尿素水解之间的关系尚不明晰。因此，我们通过傅里叶变换红外光谱法(FTIR)、X射线光电子能谱法(XPS)和液相色谱-质谱联用(LC-MS)等方法，研究了葡萄糖与尿素的反应位点及其产物化学结构，通过生物脲酶法探究葡萄糖对尿素转化调控效应与反应产物结构之间的关系，旨在为高效氮肥研发提供理论和技术依据。

    1 材料与方法

    1.1 试验仪器与试剂 ......