N-正丁基硫代磷酰三胺的绿色合成

采用改进的"一锅法"合成了N-正丁基硫代磷酰三胺(NBPT),以氨气替代传统液相试剂作为缚酸剂及后续胺化反应的原料,考察了反应温度、原料摩尔比、氨气流速、通氨间歇时间和胺化反应温度对产品收率的影响。优化的实验条件为:反应温度为0℃,正丁胺(0.42 mol)与三氯硫磷(0.35 mol)的摩尔比为1.2∶1,氨气流速为15 m L/min,通氨间歇时间为30 min,胺化反应温度为10℃。在该条件下,NBPT收率达75.6%,粗产物纯度为97%。采用红外光谱(IR)、元素分析、核磁分析(NMR)和液相色谱-质谱联用仪(LC-MS)对样品进行了表征。该合成过程具有操作步骤简单,生产成本低,副产物只有氯化铵等特点,是一条绿色合成路线。

一种氮肥增效剂正丙基硫代磷酰三胺的合成

采用"一锅法"合成N-正丙基硫代磷酰三胺(NPPT),以三氯硫磷、正丙胺为原料,通过亲核取代反应生成正丙基硫代磷酰二氯,再通氨气进行氨解反应合成正丙基硫代磷酰三胺,产品纯度97.5%,反应总收率76.6%。

正丙基硫代磷酰三胺的合成

以硫代磷酰氯为原料,甲苯为溶剂,在一定温度下,把正丙胺、氨水混合液滴加到硫代磷酰氯、甲苯混合液中,反应完毕后,分层,同温下向有机相中通入氨气,通氨毕,升温过滤去除氯化铵,滤液经冷却结晶、过滤、干燥即得最终产物正丙基硫代磷酰三胺,总收率达79%。该工艺简便、产生的三废少、生产成本低、收率高且适合工业化生产。

正丁基硫代磷酰三胺的绿色合成工艺研究

采用改进的"一锅法"合成N-正丁基硫代磷酰三胺(NBPT),以三氯硫磷为原料,与正丁胺进行亲核取代反应合成中间体正丁基硫代磷酰二氯,再通氨气进行氨解反应合成正丁基硫代磷酰三胺。实验优化了反应温度和配料比,产品纯度98.2%,总收率78.1%。该工艺简便、生产成本低、收率高且适合工业化生产。

辐照交联ABS/马来酰亚胺二元共聚物复合材料的耐热性研究

以N-(4-氟基苯基)马来酰亚胺(FPMI)为单体,采用高温一步法与三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)进行自由基沉淀聚合,合成了二元共聚物聚[N-(4-氟基苯基)马来酰亚胺-alt-三烯丙基异氰脲酸酯](PFT),并制备了一系列的丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)/PFT复合材料。通过傅里叶红外光谱、核磁共振氢谱、差示扫描量热仪以及热失重分析仪对PFT的化学结构和热性能进行了表征分析,结果表明,PFT热稳定性良好,初始热分解温度(T_(d5%))高于400℃,玻璃化转变温度(T_(g))为180.96℃,符合ABS的加工条件。此外,对ABS/PFT复合材料进行γ射线辐照交联,通过热变形试验机、差示扫描量热仪、热失重分析仪以及流变仪对样条进行耐热性、热稳定分析和动态黏度(η)表征分析。结果表明,ABS/PFT的耐热性能良好,ABS的热变形温度(HDT)为88.90℃,ABS/PFT-12%的HDT提高了12.33℃,辐照交联之后,i-ABS/PFT-12%的HDT提升了21.22℃。为提高通用级ABS的耐热性提供了一种有效的新思路。

高效液相色谱法同时测定肥料中两种抑制剂的含量及国际标准制定研究

为解决氮肥增效助剂测定方法存在的问题并实现对新型肥料的有效管控,建立了对肥料中N-正丁基硫代磷酰三胺和双氰胺同时测定的高效液相色谱分析方法。检验结果表明,该方法在线性范围内2种抑制剂的浓度与对应色谱峰面积的线性关系良好,线性相关系数均>0.9999,回收率分别为91.1%~104.8%和90.9%~107.6%,6次平行测定的相对标准偏差分别为1.94%和0.84%。与此同时,通过对全球18家国际实验室间比对试验数据的统计分析,表明该方法在兼顾前处理简单、分离效果好、检测准确的同时,又具有适用性广、精密度高的优势,ISO/DIS 6650可作为新的国际标准推广使用。

脲酶抑制剂NBPT对三种类型土壤中UAN氮溶液氮素转化和氨挥发的影响

室内恒温培养条件下,将N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)与UAN氮溶液配施,测定其氮素转化和氨挥发动态变化,研究NBPT与UAN氮溶液配施对灰漠土、潮土和红壤上氮素转化和氨挥发的影响。结果表明:(1)对比尿素,在施肥早期(6 h~7 d),UAN氮溶液能分别多提供占施氮量0%~46.67%的无机氮供应,灰漠土和潮土上UAN氮溶液的氨挥发量显著高于尿素,红壤上二者的氨挥发量无显著差异;(2)灰漠土、潮土和红壤上,NBPT的脲酶抑制率分别为5.20%~34.29%、4.10%~38.02%和3.27%~33.96%,潮土和灰漠土上的抑制效果优于红壤;NBPT配施UAN氮溶液降低了潮土上14~28 d的硝态氮含量,表观硝化抑制率为30.94%~31.42%;(3)NBPT降低了3种类型土壤上施UAN氮溶液后的氨挥发速率、氨挥发累积量和氨挥发总量,使氨挥发总量降低了14.89%~21.20%,潮土上最大,达21.20%,灰漠土上最小,最大值仅为14.89%;(4)对于NBPT不同用量,灰漠土和红壤上0.8‰NBPT与1.5‰NBPT的抑制效果无显著差异,潮土上1.5‰NBPT抑制效果显著大于0.8‰NBPT。因此,NBPT与UAN氮溶液配施,能抑制酰胺态氮的水解,降低氨挥发量,其中潮土上NBPT的抑制作用最显著,红壤上的抑制作用最弱;从应用效果和经济效益综合考虑,以0.8‰NBPT与UAN氮溶液配施最佳。

生化抑制剂组合与施肥模式对黄泥田稻季氨挥发的影响

为探讨生化抑制剂组合与施肥模式对黄泥田稻季氨挥发的影响,采用二因素随机区组设计,研究生化抑制剂组合[N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、N-丙基硫代磷酰三胺(NPPT)和2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)]与施肥模式(一次性和分次施肥)互作对黄泥田稻季氨(NH3)挥发动态变化的影响。结果表明:黄泥田稻季NH3挥发损失主要集中于施肥后1周,峰值发生在第1~3 d。生化抑制剂组合与施肥模式对黄泥田稻季NH3挥发损失量的效应显著。尿素分次施用处理稻季NH3挥发净损失率较一次性施用处理显著降低24.6%。不同施肥模式下,硝化抑制剂CP处理显著提高田面水NH+4-N峰值和NH3挥发速率峰值,增加稻田NH3挥发损失量;脲酶抑制剂NBPT/NPPT或配施CP处理明显延缓尿素水解,降低NH3挥发速率峰值,减少稻田NH3挥发损失量。新型脲酶抑制剂NPPT单独施用及与CP配施的稻田NH3挥发动态变化与NBPT相似。相关性分析表明,稻田NH3挥发速率与田面水NH+4-N浓度和pH值呈显著正相关,而与气温、土温和土壤相对湿度无显著相关性。总之,生化抑制剂组合与适宜的运筹相结合更能有效减少黄泥田稻季NH3挥发损失。

土壤温度和含水量互作对抑制剂抑制氮素转化效果的影响

为比较生化抑制剂组合对土壤氮素转化的抑制效果,揭示不同土壤温度和含水量互作对尿素水解抑制效应的影响。该文采用室内模拟培养方法,研究土壤含水量(60%和80%田间最大持水量,water holding capacity,WHC)和土壤温度(15、25和35℃)互作对生化抑制组合[N-丁基硫代磷酰三胺(N-(n-butyl)thiophosphoric triamide,NBPT)、N-丙基硫代磷酰三胺(N-(n-propyl)thiophosphoric triamide,NPPT)和2-氯-6(三氯甲基)吡啶(2-chloro-6(trichloromethyl)pyridine,CP)在黄泥田土壤中抑制氮素转化效果的影响。结果表明:土壤温度和含水量对生化抑制组合在黄泥田土壤中抑制尿素水解效应显著,以土壤温度影响更大。随着土壤温度增加,尿素水解转化增强,有效作用时间降低,硝化作用增强,脲酶和硝化抑制效应减弱;随着土壤含水量降低,尿素水解转化缓慢,有效作用时间延长,硝化作用减弱,脲酶和硝化抑制效应增强。不同土壤温度和含水量条件下,NBPT/NPPT或配施CP处理有效抑制黄泥田土壤脲酶活性,延缓尿素水解;CP或配施NBPT/NPPT处理有效抑制NH4+-N向NO_3^--N转化,保持土壤中较高NH_4^+-N含量长时间存在。新型脲酶抑制剂NPPT单独施用及与CP配施的土壤尿素水解抑制效果与NBPT相似。黄泥田土壤中生化抑制组合应用最佳的土壤温度和含水量分别为25℃和60%WHC。总之,针对不同土壤温度和含水量条件,在黄泥田土壤中应采用脲酶抑制剂与硝化抑制剂相结合的施肥方式。

生化抑制剂组合与施肥模式对黄泥田水稻群体质量的影响

【目的】添加生化抑制剂是提高水稻肥料利用率的有效途径之一。本研究旨在结合不同施肥模式揭示其节肥增效的群体优势,寻找适合黄泥田地区水稻高产高效的施用方式。【方法】采用二因素随机区组设计,研究生化抑制剂组合与施肥模式(一次性和分次施肥)互作对黄泥田水稻群体质量的影响。【结果】尿素分次施用处理水稻有效茎蘖数、有效叶面积指数(LAI)、抽穗至成熟期干物质积累量、抽穗期SPAD值和籽粒产量较一次性施用处理分别显著提高0.8%、24.0%、9.3%、1.5%和14.2%。不同施肥模式下,配施生化抑制剂组合N-丁基硫代磷酰三胺/N-丙基硫代磷酰三胺+2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(NBPT/NPPT+CP)显著提高水稻有效茎蘖数及茎蘖成穗率,增加抽穗后干物质积累量,增大有效LAI,增加抽穗期SPAD值,提高水稻粒叶比,改善源库关系。相关性分析表明,抽穗至成熟期干物质累积与水稻籽粒产量呈显著正相关。新型脲酶抑制剂N-丙基硫代磷酰三胺(NPPT)单独施用及与2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)配施的水稻群体质量与N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)相似。【结论】通过施肥技术和抑制剂配施的集成与优化,可以改善黄泥田水稻群体质量,提高光合产物转化,获得更高产量。

尿素中添加增效剂对锦绣杜鹃生长和土壤肥力的影响

为减少土壤氮肥流失,提高肥料利用率,本研究通过比较尿素中添加脲酶抑制剂NBPT、硝化抑制剂DMPP和土壤养分活化剂CSN等肥料增效剂对锦绣杜鹃生长情况及土壤指标的影响,筛选效果显著的肥料增效剂。结果表明,DMPP处理组对于维持土壤高铵态氮和低硝态氮具有显著作用,施加DMPP组和DMPP+NBPT组锦绣杜鹃的株高生长优于其他处理组。因此,DMPP可作为新型肥料增效剂广泛应用于苗木栽培,可有效提升肥料利用率,同时可减少肥料流失带来的环境污染问题。

硝化/脲酶抑制剂在农业中的应用

硝化/脲酶抑制剂对于解决氮肥,特别是尿素及含尿素肥料施用带来的问题已经显示其效果和很好的应用前景。大量的实验室和田间实验表明,与传统肥料相比,添加硝化/脲酶抑制剂的肥料对尿素氮的转化、氨的挥发、土壤中的硝化、反硝化作用以及作物产量、环境效益等方面起到了积极的作用。当今,在世界肥料市场已经有几十种抑制剂申请了专利,其中有四种抑制剂西吡(Nitrapyrin)、双氰胺(DCD)、n-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)和氰醌(HQ)大量应用于农业生产。

生化抑制剂组合与施肥模式对黄泥田水稻产量和经济效益的影响

施用脲酶/硝化抑制剂可以有效调控土壤氮素转化,减少氮素损失,提高作物氮肥利用率。采用二因素随机区组设计,研究生化抑制剂组合(NBPT/NPPT+CP)与施肥模式(一次性和分次施肥)互作对黄泥田水稻产量、产量构成因素和经济效益的影响。结果表明:生化抑制剂组合和施肥模式分别对黄泥田水稻产量和经济效益的影响极显著(P<0.001),其交互效应不显著(P>0.05);尿素分次施用(U3)处理水稻产量和经济效益较一次性施用(U)处理分别显著提高14.2%和14.6%(P<0.05);与U处理相比,U+NBPT、U+NPPT、U+CP、U+NBPT+CP、U+NPPT+CP处理产量分别显著提高22.8%、22.2%、20.1%、24.1%、25.8%(P<0.05),经济效益分别显著提高25.2%、24.6%、22.2%、26.2%、28.1%(P<0.05);与U3处理相比,U3+NBPT、U3+NPPT、U3+CP、U3+NBPT+CP、U3+NPPT+CP处理产量分别显著提高10.8%、13.5%、12.8%、12.0%、15.8%(P<0.05),经济效益分别显著提高11.7%、14.7%、14.0%、12.6%、16.8%(P<0.05);新型脲酶抑制剂NPPT单独施用及与CP配施的田间水稻增产效果与NBPT相似。通径分析表明,一次性施肥对水稻产量的直接效应顺序为千粒重(0.460)>有效穗数(0.436)>每穗粒数(0.385),分次施肥顺序为有效穗数(1.040)>每穗粒数(0.304)>千粒重(-0.059)。总之,黄泥田水稻施肥添加抑制剂可以有效扩充籽粒库容,提高产量,获得较高收益,结合不同施肥模式能进一步提高作物品种的增产潜力。

生化抑制剂组合对黄泥田土壤氨挥发及累积特性的影响

采用室内培养方法,通过不同剂量和配比试验,研究脲酶抑制剂N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)、硝化抑制剂2-氯-6-(三氯甲基)吡啶(CP)及其两者组合对黄泥田土壤氨(NH3)挥发速率、累积特征及动力学特性的影响。结果表明:尿素施用于黄泥田土壤后3天NH3挥发速率逐渐到达峰值,随后下降趋于平稳;与单施尿素处理相比,不同剂量CP处理会加剧土壤中NH3挥发,增加NH3挥发速率峰值10.9%;不同剂量NBPT处理延缓土壤中NH3挥发出峰时间,显著降低NH3挥发速率峰值35.0%;培养第24天,NBPT处理土壤NH3挥发累积量较单施尿素处理降低37.2%,而CP处理增加2.1%;NBPT抑制黄泥田土壤NH3挥发效果显著;与仅添加CP处理相比,两者组合表现出有效地对NH3挥发损失的协同抑制效应;NBPT+CP组合可以有效延缓施肥初期尿素水解,从而减少NH3挥发损失;土壤NH3挥发累积量(第24天)较单施尿素处理降低14.2%,而随着CP剂量的增加,损失量增大;NH3挥发累积量随时间(t)变化的动力学特性可用Elovich方程(qt=a+blnt)进行定量描述,且拟合值显著相关;其中,CP处理增加斜率b值,且随着剂量的增加而增大;NBPT处理降低斜率b值,且随着剂量的增加而减小;NBPT+CP组合可以有效降低斜率b值。相关性分析表明,黄泥田土壤中NH3挥发速率与pH值呈显著正相关。总体认为,在黄泥田土壤中施用NBPT,或与CP配施可以显著减少土壤NH3挥发损失量,降低土壤氮素损失,提高肥料利用率。