谢勇飞, 束维正, 李慧敏, 胡婷婷, 陈 骏

    (中盐安徽红四方肥业股份有限公司 安徽合肥 231602)

    0 前言

    脲酶是一种能够催化尿素水解的土壤含镍酶。 尿素进入土壤后,酰胺态氮并不能被作物直接吸收利用,脲酶可催化酰胺态氮水解为铵态氮,作物以铵态氮或硝态氮形式吸收转化氮营养元素[1]。 尿素过快转化为铵态氮会造成氨挥发,降低了施入土壤的氮素利用率。 脲酶抑制剂可与尿素形成竞争性抑制,减少尿素的过量转化,降低尿素的水解速率,减缓铵态氮的挥发和硝化过程。

    研究发现,脲酶抑制剂的作用机制包括以下4 个方面:一是脲酶抑制剂竞争占居了土壤中脲酶催化活性中心位置,减少了尿素与脲酶结合的概率,降低了酶的活性;二是脲酶抑制剂多具有还原性,还原性物质可改变土壤氧化水平,减弱脲酶在土壤中的催化效果;三是部分脲酶抑制剂为脲酶生物合成抑制剂,可减弱合成脲酶的微生物的代谢,使脲酶生物合成过程受阻,减少土壤中脲酶的含量,参与反应的尿素变少,水解速率降低;四是选择与尿素结构相似的化合物,使其在随水移动的过程中与脲酶发生作用,替代尿素进行分解或结合,起到保护尿素不被分解的目的。 田间施用尿素的同时追施一定量的脲酶抑制剂,可有效降低土壤中脲酶的活性,减缓尿素的分解速率,减少土壤中氨的挥发,减弱对铵的硝化作用。

    脲酶抑制剂发挥作用需要土壤具备适当的条件。 影响脲酶抑制剂活性的因素包括土壤的酸碱度、通透性、有机物含量、水含量等,同时需要考虑土壤中尿素含量。 脲酶抑制剂的种类较多,作用的环境条件也不同。 如苯基磷酰二胺(PPD)是一种被认为有潜力的脲酶抑制剂,对酸碱度比较敏感,容易分解形成酚类物质,而酚是一种比较弱的脲酶抑制剂。 对苯二酚(HQ)在通气性良好的条件下使用时,效果比正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)和PPD 差。 NBPT 受土壤酸碱度的影响相对较小,有文献报道,在碱性土壤中更适合使用NBPT[2]。 因此,各种脲酶抑制剂由于作用机制、土壤作用条件不同,使用方法也不同,但在脲酶活性高的土壤上施用脲酶抑制剂,抑制作用较好。

    NBPT 和HQ 是两种研究较多的脲酶抑制剂。HQ 通过减少尿素的水解以降低氨的挥发和硝化作用,提高了酰胺态氮的利用率,延长了铵态氮对作物的有效持续供应时间并减少了损失。 邢卫等[3]的研究发现,在土壤中施用尿素,当NBPT 的用量为尿素氮的0.2%时,可直接减少氨的挥发损失,延长铵态氮的持续供应时间 ......