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文檔簡介
肥料概論肥料概論肥料的定義與包容
肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中肥料的應用狀況
當今肥料應用方面所面臨的問題
肥料學的目的與任務
(下冊第一章)概論肥料的定義與包容
肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中肥料的應用狀況
當今肥料應用方面所面臨的問題
肥料學的目的與任務
肥料的定義與包容-肥料肥料指一些能夠直接向植物提供營養(yǎng)元素的有機或無機物質(zhì)無機肥料有機肥料微生物肥料農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的重要物質(zhì)基礎肥料的定義與包容-肥料有機肥料特點:肥效遲而緩。養(yǎng)分主要呈複雜的有機物形態(tài),施用後需經(jīng)腐解方可逐步釋放出來;所含養(yǎng)分元素的種類齊全而濃度低;含有較多的有機質(zhì);生物迴圈中的多種廢棄物,包括農(nóng)作物殘體和農(nóng)產(chǎn)品加工中的殘渣等廢棄物;畜禽類動物的糞尿排泄物即牧業(yè)廢棄物;漁業(yè)廢棄物;綠肥作物;天然有機物如泥炭等腐殖化物質(zhì)。肥料的定義與包容-肥料無機肥料又名化學肥料,其生產(chǎn)是應用煤、石油、天然氣等能源,以地殼中埋藏的礦物態(tài)養(yǎng)分元素或大氣中的氣態(tài)養(yǎng)分元素(如N2)作為原料,通過現(xiàn)代的化學生產(chǎn)工藝轉(zhuǎn)變成簡單形態(tài)的肥料。特點:養(yǎng)分呈無機礦物質(zhì)態(tài)存在;能為植物直接吸收利用;養(yǎng)分種類少而濃度高;肥效快而猛。肥料的定義與包容-肥料的生產(chǎn)與使用有機肥料在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展階段,其是農(nóng)作物增產(chǎn)的主要肥源,正如農(nóng)諺所述:“莊稼一枝花,全靠糞當家”?!凹S”即肥(manure)。然而,使用有機肥為主要肥源的農(nóng)業(yè)生產(chǎn),只能維持一個較低的產(chǎn)量水準。特點:投入、產(chǎn)出低封閉式迴圈
柱狀有機肥料。1按所含營養(yǎng)元素成分:氮肥、磷肥、鉀肥、鎂肥、硼肥、鋅肥、鉬肥等。有時將這些肥料按植物需要量分為大量營養(yǎng)元素肥料和微量營養(yǎng)元素肥料2按營養(yǎng)成分種類多少:單質(zhì)肥料、複合肥料或複(混)合肥料3按肥料的狀態(tài):固體肥料(包括粒狀和粉狀肥料)、液體肥料等4按肥料中養(yǎng)分的有效性:速效肥料、緩效肥料、長效肥料5按肥料中養(yǎng)分的形態(tài)或溶解性:銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥、醯胺態(tài)氮肥等,或水溶性磷肥、弱酸溶性磷肥、難溶性磷肥等化學肥料的分類肥料的定義與包容-肥料的生產(chǎn)與使用化學肥料化學肥料的生產(chǎn)和大量使用是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一大特點化肥工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)中的一大支柱,是各發(fā)達國家的基幹工業(yè)之一?;适悄壳笆澜缟仙a(chǎn)量最大的化工產(chǎn)品之一化學肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的新肥源首先,其突破了有機肥只靠農(nóng)業(yè)物質(zhì)自然迴圈的範疇其次,不受外界條件的影響,可提供大量有效養(yǎng)分肥料的定義與包容-肥料的生產(chǎn)與使用化學肥料化學肥料的大量生產(chǎn)與使用使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率發(fā)生了飛躍性的變化,如:一座30萬噸/年的合成氨廠一年生產(chǎn)出的化肥氮素,相當於1200萬畝豆科綠肥或3000萬頭豬所能提供的氮素?!吨袊?農(nóng)用化學品週刊》化肥高級研討會2001.11.17
我國化肥工業(yè)在世界的地位
1世界化肥生產(chǎn)量(萬噸N+P2O5+K2O)1989-91平均1996-98平均1998/19999年變化率世界138651361813737-0.9%中國19192727278645%美國2435252424520.7%印度9191268136649%日本138110103-25%1998199920003年增長率
中國27862938318614%《中國化工報?農(nóng)用化學品週刊》化肥高級研討會2001.11.17
2世界化肥消費量(萬噸N+P2O5+K2O)1989/901996/971998/19999年變化率世界143421341713735-4.4%中國254335743508
38%美國1827203219778%印度11611424167945%日本193.9156.3142-37%中國化肥施用量(中國統(tǒng)計年鑒)1990199719999年變化率25903981412559%《中國化工報?農(nóng)用化學品週刊》化肥高級研討會2001.11.17
我國的地位世界位置為美國的%化肥總產(chǎn)量1113(2786/2452)氮肥總產(chǎn)量1149(2108/1413)尿素總產(chǎn)量1511(1191/233)化肥總消費量1177(3508/1977)氮肥總消費量1199(2245/1128)尿素總消費量1650(1199/185)中國的無機和有機肥料用量的變化年份養(yǎng)分總量無機肥,%有機肥,%19494.341.498.619659.1319.380.7197516.0353.646.4198328.6258.042.0199040.8963.336.7199552.9667.932.1200060.2869.730.3肥料的定義與包容-肥料的生產(chǎn)與使用養(yǎng)分量單位:百萬噸肥料的定義與包容-肥料的生產(chǎn)與使用間接肥料應用微生物製劑等間接改善植物營養(yǎng)環(huán)境的產(chǎn)品不斷問世與試用有些有益元素也被用來改善植物生長,如矽肥
以上這些物質(zhì)雖已超出了“肥料“的經(jīng)典含義,但對於它們的科學性與合理應用都應引起肥料科學工作者的極大關注。
概論肥料的定義與包容
肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中肥料的應用狀況
當今肥料應用方面所面臨的問題
肥料學的目的與任務
肥料在農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境中的作用增加產(chǎn)量改善品質(zhì)提高土壤肥力提高地表覆蓋度,減少水土流失美化環(huán)境肥料的增產(chǎn)作用0500100015002000250030003500400019751978198219851988199119941997肥料施用量與糧食總產(chǎn)量的關係糧食產(chǎn)量(萬噸)肥料施用量(萬噸)肥料施用量糧食總產(chǎn)量15000200002500030000350004000045000500005500060000650007000075000肥料施用量糧食總產(chǎn)量肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用-增產(chǎn)據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計:在1950-1970年的20年中,世界糧食增產(chǎn)近1倍,其中因播種面積增加而增加的產(chǎn)量占22%,因單位面積產(chǎn)量增加所增加的產(chǎn)量占78%。而在各項增產(chǎn)因素中,增施化肥要起30-50%的作用(一般可按40%估計)。數(shù)以10萬計的田間試驗結(jié)果表明,每公斤化肥平均可增產(chǎn)8-12kg糧食;4-8kg油料;3-6kg棉花。施化肥增加的農(nóng)產(chǎn)品價值是化肥投資的4.8倍。
氮磷鉀化肥配合施用的增產(chǎn)效果作物試驗個數(shù)對照產(chǎn)量公斤/畝施肥產(chǎn)量公斤/畝施肥增產(chǎn)%水稻玉米小麥棉花(皮棉)油菜籽大豆829277.8391.240.8629285.6417.146.11260194.3304.356.46243.865.148.66484.5138.964.4115121.2142.917.9肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用-增產(chǎn)改善品質(zhì)合理施肥施肥增加覆蓋度、促進生態(tài)系統(tǒng)良性迴圈林木施肥提高森林覆蓋率改善生態(tài)環(huán)境草地施肥增加植被覆蓋度,促進牧業(yè)發(fā)展生態(tài)環(huán)境的衛(wèi)士運動健兒的搖籃文明生活的象徵遊覽休假的樂園草坪施肥草坪成為城市環(huán)境品質(zhì)的標誌土壤作物廄肥糞肥循環(huán)量小共生固氮人畜利用迴圈量大土壤作物土壤作物人畜利用人畜利用循環(huán)量中綠肥廄肥糞肥共生固氮
氮
固
業(yè)工工業(yè)生產(chǎn)化肥綠肥廄肥糞類分子態(tài)N2礦物養(yǎng)分有機農(nóng)業(yè)階段無機有機農(nóng)業(yè)階段不同肥源與施肥量對農(nóng)業(yè)物質(zhì)迴圈的影響
緒論肥料的定義與包容
肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中肥料的應用狀況
當今肥料應用方面所面臨的問題
肥料學的目的與任務
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中肥料的應用狀況在國外的應用在我國的應用
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中肥料的應用狀況-在國外化肥的使用始於1840年(德國)和1842年(英國);1861年德國人從鹽水中提取氯化鉀,開始使用鉀肥;化肥應用的歷史1903年發(fā)明了電弧法制取硝酸,產(chǎn)出硝酸鈣-最早的合成氮肥;1908年德國人發(fā)明了合成氨,而大量生產(chǎn)是在二戰(zhàn)後;在相當長的時期內(nèi),全世界化肥產(chǎn)量中都是磷、鉀肥高於氮肥,40年代末氮肥產(chǎn)量才超過鉀肥,50年代後期氮肥超過磷肥。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中肥料的應用狀況-在國外一個多世紀來世界各國的化肥發(fā)展可劃分為3個階段:
啟蒙階段:起飛階段:成熟階段:化肥平均用量低,品種少,使用不普遍。人們只能從初步認識化肥的作用平均使用量迅速增加(1.50公斤/畝-20公斤/畝)品種增多,使用逐步普及。作物單產(chǎn)迅速提高?;适褂昧吭鲩L到一定水準,如20公斤/畝左右,繼續(xù)增施對作物的增產(chǎn)作用已不大?,F(xiàn)代農(nóng)業(yè)中肥料的應用狀況在國外的應用在我國的應用
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中肥料的應用狀況-在我國我國是世界上最古老的農(nóng)業(yè)國,但我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)主要依靠有機肥料,從秦、漢時期到清代末年,小麥畝產(chǎn)量增加不到40公斤,水稻增產(chǎn)155公斤。這充分說明如果比增加投入,不大量施用無機肥料,單靠有機肥料,一定時期內(nèi)大幅度提高作物單位面積的產(chǎn)量是不可能的?,F(xiàn)代農(nóng)業(yè)中肥料的應用狀況-在我國我國化肥使用的歷史較西方發(fā)達國家晚本世紀50年代,農(nóng)田仍以有機肥料為主,配施少量氮肥;60年代隨著小氮肥工業(yè)的發(fā)展,氮肥用量增加,並配施少量磷肥;70年代以來隨著大氮肥工業(yè)的發(fā)展,氮肥、磷肥施用量大大增加,並配施鉀肥和其他營養(yǎng)元素;目前我國的施肥情況,從整體上看,已進入起飛階段後期,正在向成熟階段過渡。
我國化肥單位面積用量與世界若干地區(qū)和國家比較年份地區(qū)和國家按耕地面積(kg/hm2)
人均耕地(hm2/人)19891994199719891997全世界北美和中美洲亞洲歐洲所有發(fā)達國家所有發(fā)展中國家98.783.7114.8229.4124.676.89097129163--97.197.1141.185.1--0.2390.5890.1290.242--美國前蘇聯(lián)(俄羅斯印度日本聯(lián)邦德國(德國)河蘭英國93.6117.065.2415.0411.3649.6345.710420124442248578339108.814.188.0396.3238.2596.5364.70.7130.8790.1810.0320.1440.0590.1041998中國(1)中國(2)306.0196.00.114(1)按全國13333萬公頃耕地計算
(2)按(1)156%=20800萬公頃計算緒論肥料的定義與包容
肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中肥料的應用狀況
當今肥料應用方面所面臨的問題
肥料學的目的與任務
施肥不當產(chǎn)生的危害1施肥不當引起減產(chǎn)2過量施肥引起環(huán)境污染 土壤-水體3施肥不當降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)4影響土壤肥力 肥料學的目的與任務-目的目的:透撤理解基礎理論;在掌握理論與熟知肥料基本性狀基礎上,綜合考慮合理施肥的原則與技術。
任務-瞭解以下內(nèi)容:肥料的物理的、化學的以及商品的性質(zhì);植物營養(yǎng)的基本原理,肥料在土壤中的變化與去向;肥料與土壤、植物、微生物之間的複雜物質(zhì)交換關係;各種肥料的製造原理;肥料學的目的與任務-任務農(nóng)業(yè)耕作、灌溉、栽培措施等對施用肥料的決定性影響。
李曉林材料第一節(jié)植物的營養(yǎng)成分其他元素一、植物的組成和必需營養(yǎng)元素的概念李曉林材料其他元素必需營養(yǎng)元素非必需營養(yǎng)元素有益元素其他元素李曉林材料必需營養(yǎng)元素的概念對於植物生長具有必需性、不可替代性和作用直接性的化學元素稱為植物必需營養(yǎng)元素確定必需營養(yǎng)元素的三條標準*必要性:缺少這種元素植物就不能完成其生命周 期不可替代性:缺少這種元素後,植物會出現(xiàn)特有 的癥狀,而其他元素均不能代替其作用,只 有補充這種元素後癥狀才會減輕或消失。直接性:這種元素是直接參與植物的新陳代謝, 對植物起直接的營養(yǎng)作用,而不是改善環(huán)境的間接作用。*Arnon&Stout,1939李曉林材料非必需營養(yǎng)元素中一些特定的元素,對特定植物的生長發(fā)育有益,或為某些種類植物所必需,這些元素為有益元素。例:豆科作物-鈷;藜科作物-鈉;矽藻和水稻-矽李曉林材料
目前國內(nèi)外公認的高等植物所必需的營養(yǎng)元素有17種。它們是碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、硼、錳、銅、鋅、鉬、氯、鎳。MnBFeSNCOHCaKPCuClZnMgMo二、必需營養(yǎng)元素的種類和確定的年份Ni李曉林材料分組原則:根據(jù)植物體內(nèi)含量的多少分為大量營養(yǎng)元素和微量營養(yǎng)元素。一般以占幹物質(zhì)重量的0.1%為界線。大量營養(yǎng)元素含量占幹物重的0.1%以上,包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等9種;微量營養(yǎng)元素含量一般在0.1%以下,包括Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl等7種來源:碳和氧來自空氣中的二氧化碳氫和氧來自水其他的必需營養(yǎng)元素幾乎全部是來自土壤。由此可見,土壤不僅是植物生長的介質(zhì),而且也是植物所需礦質(zhì)養(yǎng)分的主要供給者。三、必需營養(yǎng)元素的分組和來源李曉林材料正常生長植株的幹物質(zhì)中營養(yǎng)元素的平均含量元素符號
mol/克(幹重)mg/kg%Mo0.0010.1-Cu0.10.6-Zn0.3020-Mn1.050-Fe2.0100-B2.020-Cl3.0100-S3.0-0.1P60-0.2Mg80-0.2Ca125-0.5K250-1.0N1000-1.5O30000-45C40000-45H60000-6鉬銅鋅錳鐵硼氯硫磷鎂鈣鉀氮氧碳氫李曉林材料分組原則:根據(jù)植物體內(nèi)含量的多少分為大量營養(yǎng)元素和微量營養(yǎng)元素。一般以占幹物質(zhì)重量的0.1%為界線。大量營養(yǎng)元素含量占幹物重的0.1%以上,包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等9種;微量營養(yǎng)元素含量一般在0.1%以下,包括Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl等7種來源:碳和氧來自空氣中的二氧化碳氫和氧來自水其他的必需營養(yǎng)元素幾乎全部是來自土壤。由此可見,土壤不僅是植物生長的介質(zhì),而且也是植物所需礦質(zhì)養(yǎng)分的主要供給者。三、必需營養(yǎng)元素的分組和來源李曉林材料K.Mengel和E.A.Kirkby把植物必需營養(yǎng)元素分為四組:第一組:植物有機體的主要組分,包括C、H、O、N和S;第二組:P、B(Si)都以無機陰離子或酸分子的形態(tài)被植物吸收,並可與植物體中的羥基化合物進行酯化作用;第三組:K、(Na)、Ca、Mg、Mn、Cl,這些離子有的能構(gòu)成細胞滲透壓,有的活化酶,或成為酶和底物之間的橋接元素;第四組:Fe、Cu、Zn、Mo、Ni,這些元素的大多數(shù)可通過原子價的變化傳遞電子。四、必需營養(yǎng)元素的一般營養(yǎng)功能李曉林材料十七種營養(yǎng)元素同等重要,具有不可替代性;N、P、K素有“肥料三要素”之稱;有益元素對某些植物種類所必需,或是對某些植物的生長發(fā)育有益。
需要注意的問題——
李曉林材料第二節(jié)碳、氫、氧碳、氫、氧是植物有機體的主要組分。它們占植物幹物重的90%以上,是植物體內(nèi)含量最多的幾種元素。碳、氫、氧的主要生理功能:1、可形成多種碳水化合物,是細胞壁的重要組分;2、可構(gòu)成植物體內(nèi)各種生活活性物質(zhì),為代謝活動所必需;
3、是糖、脂肪、酚類化合物的組成份。
碳水化合物是植物營養(yǎng)的核心物質(zhì)。李曉林材料CC一、(一)碳的營養(yǎng)功能:
光合作用必不可少的原料。(二)補充碳素養(yǎng)分的重要性:
在溫室和塑膠大棚栽培中,增施CO2肥料是不可忽視的一項增產(chǎn)技術。碳李曉林材料NH4HCO3+H2SO4---CO2李曉林材料李曉林材料H
(一)氫的營養(yǎng)功能:許多重要有機化合物的組分;在許多重要生命物質(zhì)的結(jié)構(gòu)中氫鍵佔有重要地位;許多重要的生化反應,如光合和呼吸,都需要H+,同時H+也為保持細胞內(nèi)離子平衡和穩(wěn)定pH所必需。
(二)H+過多對植物的毒害:不適宜的氫離子濃度,會傷害細胞原生質(zhì)的組分,影響植物的生長發(fā)育。二、氫李曉林材料(一)氧的營養(yǎng)功能O氧三、植物體內(nèi)氧化還原過程中,氧為有氧呼吸所必需,在呼吸鏈的末端,O2是電子和質(zhì)子的受體。
李曉林材料(二)活性氧的危害及其消除氧自由基是生物體自身代謝過程中產(chǎn)生的。它是一類活性氧,即超氧化物自由基(O·2-)、羥自由基(
·OH)、過氧化氫(H2O2)、單線態(tài)氧(1O2)及脂類過氧化物(RO·,ROO·)。這類物質(zhì)是由氧轉(zhuǎn)化而來的氧代謝產(chǎn)物及其衍生的含氧物質(zhì)。由於它們都含有氧,且具有比氧還要活潑的化學特性,所以統(tǒng)稱為活性氧(也稱氧自由基)?;钚匝蹙哂泻軓姶笱趸芰Γ瑢ι矬w有破壞作用。李曉林材料植物體內(nèi)有兩大氧自由基清除系統(tǒng):其一、酶系統(tǒng)1、超氧化物歧化酶(SOD)——植物細胞中清除 氧自由基最重要大酶類;2、過氧化氫酶(CAT);3、過氧化物酶(POD或POX)。其二、抗氧化劑系統(tǒng)1、維生素E;2、穀胱甘肽(GSH);3、抗壞血酸(ASA)。
非酶類自由基清除劑還有細胞色素、甘露糖醇、氫醌、胡蘿蔔素等。(二)活性氧的危害及其消除李曉林材料一、概述二、主要氮肥的品種及性質(zhì)三、氮肥的合理施用主要內(nèi)容李曉林材料一、概述李曉林材料氮肥的生產(chǎn)在化肥工業(yè)中佔據(jù)至關主要的地位。由於世界土壤的平均氮肥力不高,氮素不易在土壤中積累,而現(xiàn)代集約化農(nóng)業(yè)又容易引起土壤有機質(zhì)和氮素的過多消耗,因此在多數(shù)條件下氮肥的增產(chǎn)效果或肥效,相對於磷鉀等化肥而言,是最為穩(wěn)定和顯著的。據(jù)全國化肥試驗網(wǎng)1981~1983年的資料,N、P、K化肥在水稻、小麥和玉米等糧食作物上的增產(chǎn)效果分別是10.5kg(100%)、7.7kg(73%)、3.3kg(31%)。李曉林材料我國氮肥的發(fā)展1935年我國在大連和南京建成了兩座氮肥廠生產(chǎn)硫銨;1953年我國氮肥產(chǎn)量以養(yǎng)分計算為5萬噸(25g/畝)1969-1978年為各類肥料廠大發(fā)展時期,全國新建1000餘座小氮肥廠和10餘座年產(chǎn)30萬噸合成氨的大型氮肥廠;1983年全國氮肥產(chǎn)量猛增至1109萬噸(N),列世界第二位;1991年以後全國氮肥產(chǎn)量一直穩(wěn)居世界第一,據(jù)中國農(nóng)業(yè)年鑒統(tǒng)計,1995年我國氮肥(純養(yǎng)分)施用量高達2021.9噸,占全國化肥總用量的56%。李曉林材料自1970年以來,不論是引進國外大型合成氨裝置的建成投產(chǎn),還是中型氮肥企業(yè)的改造、建設,小氮肥的產(chǎn)量一直占我國氮肥產(chǎn)量的50%以上,超過大、中型氮肥企業(yè)產(chǎn)量的總和。目前小氮肥企業(yè)共有616個,總資產(chǎn)600億元,從業(yè)人員60多萬人。2000年生產(chǎn)合成氨1693.5萬t、氮肥1218.2萬t(折純氮),分別占全國合成氨、氮肥產(chǎn)量的50.35%和50.8%。自1960年以來,小氮肥累計為農(nóng)業(yè)提供氮肥2億多t。有力地支援了農(nóng)業(yè)的發(fā)展。同時,小氮肥工業(yè)的發(fā)展帶動了煤炭、電力、機械製造、運輸?shù)刃袠I(yè)的發(fā)展,解決了數(shù)百萬人的就業(yè)問題。李曉林材料二、主要氮肥的品種及性質(zhì)李曉林材料合成氨的基本反應:N2+3H22NH3高溫、高壓、催化劑合成氨可直接作為氮肥施用,也可以進一步加工為其他氮肥,其基本途徑為:氨的液化或製成溶液,即液態(tài)氮肥;氨由酸根固定或碳化,即銨態(tài)氮肥;氨的硝酸化,即硝態(tài)氮肥;氨的碳化並脫水,即醯胺態(tài)氮肥。李曉林材料(一)液態(tài)氮肥
1.
氨水
2.液氨
3.氮溶液李曉林材料氨水(NH4OH或NH3XH2O,含氮12~16%)系氨的水溶液。我國常用氨水的含氨量為15%、17%、20%,含氮量分別為12.3%、14.0%、16.4%。氨在水中呈不穩(wěn)定的結(jié)合態(tài),易揮發(fā),為了減少儲運和施用過程中的氨揮發(fā)損失,在氨水中通入一定量的CO2將其碳化,形成“碳化氨水”。一般用碳化度表示氨水的穩(wěn)定程度:碳化度(%)=CO2摩爾濃度NH3摩爾濃度100%李曉林材料液氨(NH3,含氮82%)是含氮最高的氮肥品種。液氨的優(yōu)點是省去了氨加工流程,單位氮的工業(yè)成本低,含氮量高、副成分少,施用後對土壤無副作用,肥效長,可提前施肥;但其貯運需要相應的施肥機械、較大的田塊和完整的田間道路網(wǎng),施用成本較高,目前主要在新疆兵團應用。液氨在土壤中移動性小,肥效長,可用作基肥,不宜作追肥。李曉林材料氮溶液(氮肥混合溶液,含氮20~50%)是一種由氨與其他固體氮肥混合而成的液體氮肥,其基本組成為氨、硝銨和尿素,也可加入少量硫銨或亞硫酸氫銨。氮溶液是一種性質(zhì)和養(yǎng)分含量介於液氨和氨水之間的高效液體肥料,可以與農(nóng)藥和除草劑一起施用。李曉林材料銨態(tài)氮肥主要有硫酸銨、氯化銨、碳酸氫銨等。其共同特點是:①易溶於水,能被作物直接吸收,便於迅速發(fā)揮肥效;②土壤膠體對銨離子有較強的吸附能力,故銨態(tài)氮肥施入土壤後移動性小,幾乎不存在淋失的問題;③銨態(tài)氮肥的另一個特點是遇鹼性物質(zhì)易產(chǎn)生氨的揮發(fā)損失。(二)銨態(tài)氮肥李曉林材料1.硫酸銨硫酸銨[(NH4)2SO4,含氮20-21%],簡稱硫銨,俗稱肥田粉,是我國最早使用和生產(chǎn)的氮肥品種。純淨的硫銨為白色品體,有少量的游離酸存在指標名稱一級品二級品三級品含氮量以幹基計/(%,≤)
水分含量/(%,≤)
游離酸(H2SO4)/(%,≤)21.00.10.0520.81.00.220.62.00.3
硫酸銨的品質(zhì)規(guī)格李曉林材料李曉林材料硫銨物理性質(zhì)穩(wěn)定分解溫度高(≥280oC),不易吸濕(20oC時臨界吸濕點為相對濕度81%),易溶於水(20oC時溶解度為75g/100g水),我國現(xiàn)行硫銨的標準為:含N:20.5-21%,水分0.1-0.5%,游離酸<0.3%李曉林材料硫銨施入土壤後,由於作物對NH4+吸收相對較多,SO42-較多殘留於土壤中易引起土壤酸化,故硫銨是一種典型的生理酸性肥料*。SO42-在石灰性土壤,很易與CaCO3或土壤膠體置換下來的Ca2+起反應,形成難溶性的CaSO4雖不會明顯影響土壤pH值,但易堵塞土壤孔隙,引起板結(jié)現(xiàn)象。因此,土壤中施用硫銨時應注意配合施用有機肥料,在酸性土壤中還應注意加石灰中和土壤酸性,以消除其副作用。李曉林材料硫銨宜作追肥用,每畝用量應視作物目標產(chǎn)量和生長情況而定。一般畝施10-20kg較為經(jīng)濟。硫銨還可作基肥和種肥施用。值得注意的是,水田不適宜施用硫銨,因為SO42-在淹水條件下易被還原為H2S,造成水稻根系的毒害。由於硫銨性質(zhì)穩(wěn)定,習慣上施用時多撒施土面,但為了減少氨的揮發(fā)損失也應提倡深施。此外,硫銨中含24%的硫,同時也是一種硫肥,供給作物硫的需求。李曉林材料化學肥料進入土壤後,如植物吸收肥料中的陽離子比陰離子快時,土壤溶液中就有陽離子過剩,生成相應酸性物質(zhì),久而久之就會引起土壤酸化。這類肥料稱為生理酸性肥料。反之,即為生理鹼性肥料。生理酸性(鹼性)肥料李曉林材料氨化銨(分子式為NH4Cl,含N24-26%),簡稱氯銨,是一種重要的銨態(tài)氮肥。氯化銨可直接由鹽酸(HCl)吸收氨製造。但其主要是作為聯(lián)堿工業(yè)的副產(chǎn)品,其反應式如下:
2000年,我國年產(chǎn)氯銨約為300萬噸。2.氯化銨李曉林材料李曉林材料純淨的氯化銨是白色晶體,吸濕性略高於硫銨(20oC時氨銨臨界吸濕點為相對濕度79.3%),但比硝銨小得多,易溶於水,不結(jié)塊,物理性質(zhì)較好,便於貯存。氯銨的品質(zhì)標準為(20oC時,可溶解氯銨37g/100g水):含NH4Cl90-95%(N:24-25%);NaCl0.6-1.0%;硫銨及其它雜質(zhì)<3.0%;水分1.5-3.0%。氯化銨和硫銨一樣,均屬生理酸性肥料。李曉林材料氯化銨適用於酸性和石灰性土壤,而不宜用於鹽鹼土,以免增加Cl-對作物的危害。酸性土壤連續(xù)施用氯化銨應注意配合施用石灰,以中和土壤酸性。石灰性土壤中施用氯化銨時,生成易溶於水的氯化鈣。在排水良好的土壤中,氯化鈣可隨降雨或灌水淋洗掉,但在排水不良或乾旱地區(qū)氯化鈣就會積累,提高土壤溶液中鹽的濃度,對作物生長不利。李曉林材料氯化銨在水稻、小麥、玉米等作物上施用效果較好,其肥效與等氮量的硫酸銨相當,甚至略高。但不宜在煙草、甜菜、甘蔗、馬鈴薯、葡萄、柑桔等忌氯作物上施用,以免降低這些作物的品質(zhì)(如含糖量、燃燒性等)。氯化銨可作基肥和追肥,不宜用作種肥。氯化銨作基肥時,應儘早施用,施肥後應採取灌溉措施將Cl離子淋洗至下層,減少對作物的不利影響。李曉林材料碳酸氫銨(NH4HCO3,含N17%),簡稱碳銨。碳銨是一種白色細粒結(jié)晶,有強烈的刺鼻、熏眼氨臭,吸濕性強,易溶於水,呈鹼性反應(pH8.2-8.4)。碳銨是一種不穩(wěn)定的化合物,在常溫下也很易分解釋放出NH3,造成氮素的揮發(fā)發(fā)生下述反應損失。3.碳酸氫銨李曉林材料表1碳酸氫銨的品質(zhì)標準指標名稱幹碳酸氫銨濕碳酸氫銨一級品二級品含氮以濕重計算/(%,≥)
含水量/(%,≤)17.50.516.85.016.58.0李曉林材料李曉林材料碳銨的最大優(yōu)點是其不含酸根,其中三個組分(NH3,H2O,CO2)都是作物的必需養(yǎng)分,屬生理中性肥料,長期施用不影響土質(zhì),是最安全的氮肥品種之一。碳銨的另一個特點是,其NH4+比其他銨態(tài)氮肥如(硫銨、氯銨)更易被土壤膠體吸附,這主要與HCO3-電負性弱NH4+對的“牽引力”弱有關。因此,碳銨施入土壤後能為土粒牢固地吸附,很難移動,淋失量僅為其他氮肥的1/3至1/10。李曉林材料表2碳銨施肥結(jié)合灌水對氨揮發(fā)的影響施肥後天數(shù)表面撒施覆土不灌水灌水不灌水灌水1351017.420.022.725.94.67.07.88.40.00.10.31.40.00.00.00.2李曉林材料碳銨適用於各種土壤和作物,可作基肥和追肥,不應作種肥,以免影響出苗。碳銨的肥效與施用方法有關,以深施覆土的肥效比撒施要高。李曉林材料氨+二氧化碳+水NH3CO2H2O分解碳酸氫銨解離銨離子+碳酸氫根離子
NH4+HCO3(土面)碳酸氫銨入土前後的分解示意圖李曉林材料土壤中銨態(tài)氮肥變化示意圖氨氣124NH4+NH4+3銨態(tài)氮肥銨態(tài)氮肥硝酸態(tài)氮土壤膠粒硝態(tài)氮肥包括硝酸鈉、硝酸鈣、硝酸銨和硝酸鉀等,其共同特點是:1.易溶於水,是速效性養(yǎng)分(與銨態(tài)氮肥相似)。硝態(tài)氮肥的溶解度大,吸濕性強,在雨季吸濕後能化為液體。2.硝酸根為陽離子,難以被帶負電的土壤膠體所吸附,在土壤剖面中的移動性較大。因此,在灌溉量過大的情況下易引起硝態(tài)氮肥向下層土壤淋失,不利於發(fā)揮其肥效3.在通氣不良或強還條件下,硝酸根(NO3-)可經(jīng)反硝化作用形成,N2O和N2g氣體,引起氮的損失。4.大多數(shù)硝態(tài)氮肥在受熱(高溫)下能分解釋放出氧氣,易燃易爆。故在貯運過程中應注意安全。因此,硝態(tài)氮肥不宜作基肥和種肥,作追肥時應避免在水田施用。(三)硝態(tài)氮肥李曉林材料14NH4+NH4+3土壤膠粒硝酸態(tài)氮肥硝酸態(tài)氮土壤中硝態(tài)氮肥變化示意圖硝酸態(tài)氮氮氣李曉林材料硝酸銨(NH4NO3,含N33-35%)簡稱硝銨,它是一種白色晶體,含氮量高。其中銨態(tài)氮和硝態(tài)氮各占一半,兼有兩種形態(tài)氮肥的特性。由於它具有極易溶於水,吸濕性極強以及易燃、易爆等硝態(tài)氮肥的特性,因此常把硝銨歸入硝態(tài)氮肥。1.硝酸銨李曉林材料李曉林材料專案
標準專案標準硝酸銨含量(以幹基計)/(%,≥)填料21.00.1總氮量(以幹基計)/(%,≥)
水分/(%,≤)34.42.5農(nóng)用硝酸銨的品質(zhì)規(guī)格李曉林材料硝酸銨中所含氧分全部可被作物吸收利用,不殘留任何酸根或鹽基,是一種生理中性肥料。硝銨最適宜於旱地和旱作物,並以追肥為佳,對煙草、棉花、果樹、蔬菜等經(jīng)濟作物尤其適用。硝銨不宜作種肥,因為硝銨濃度高、吸濕性強,與種子直接接觸會影響種子萌發(fā)和幼苗生長。硝銨施用時也應提倡深施,並注意降雨情況和對下滲水流的控制,盡可能減少NO3的淋失和反硝化損失。李曉林材料硝酸鈉(NaNO3
含氮15-16%),又名硝石,白色或淺灰色結(jié)晶,易溶於水,是速效性氮肥。硝酸鈉屬生理鹼性肥料,長期施用將使土壤局部pH升高,並影響土質(zhì)所以硝酸鈉施用時應配合有機肥,和其他形態(tài)氮肥及鈣質(zhì)肥料,避免連年使用。硝酸鈉宜作追肥,適用於酸性和中性土壤。硝酸鈉在一些喜鈉作物,如甜菜、菠菜及煙草、棉花等旱作作物上的肥效常高於其他氮肥。2.硝酸鈉李曉林材料硝酸鈣〔Ca(NO3)2,含N13-15%〕是白色細結(jié)晶,肥料級硝酸鈣是一種灰色或淡黃色顆粒。硝酸鈣極易吸濕,貯存時應注意密封。硝酸鈣易溶於水,性質(zhì)穩(wěn)定,只在高溫下(516oC)分解。硝酸鈣屬弱的生理鹼性肥料,適用多種土壤和作物。因其含有較多的水溶性鈣(19%),故對蔬菜、果樹、花生、煙草等作物尤為適宜。硝酸鈣一般作追肥效果較好。如必須作基肥時,可與有機肥料或高濃氮肥(如尿素)配合施用,減少養(yǎng)分的損失,充分發(fā)揮其增產(chǎn)效果。3.硝酸鈣李曉林材料稻田土壤中硝化作用和反硝化作用犁底層還原層(銨態(tài)氮穩(wěn)定)硝態(tài)氮反硝化作用氧化層銨態(tài)氮肥水層銨態(tài)氮硝化作用硝態(tài)氮氧化氮或氮氣氧化氮氣氮氣李曉林材料
兩種形態(tài)氮素性質(zhì)和某些特性的比較銨態(tài)氮素(NH4-N)帶正電荷,是陽離子能與土壤膠粒上的陽離子進行交換而被吸附被土壤膠粒吸附後移動性減少,不隨水流失進行硝化作用後,轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛釕B(tài)氮,但不降低肥效帶負電荷,是陰離子不能進行交換吸收而存在於土壤溶液中在土壤溶液中隨土壤水分運動而移動,流動性大,易流失進行反硝化作用後,形成氮氣或氧化氮氣而喪失肥效硝酸態(tài)氮素(NO3-N)李曉林材料作物吸收部分生理酸性土壤殘留部分NH4+SO42-硫酸銨生理中性NH4+NO3-硝酸銨生理鹼性Na+NO3-硝酸鈉各種氮肥生理反應示意圖李曉林材料醯胺態(tài)氮肥是指含有醯胺基(CONH2)2或在分解過程中產(chǎn)生醯胺基的氮肥。尿素和石灰氮是兩種主要的醯胺態(tài)氮肥品種,儘管醯胺態(tài)氮及其中間產(chǎn)物可被作物直接吸收,但土壤中醯胺態(tài)氮肥主要通過轉(zhuǎn)化成NH4+或NO3-後而被作物吸收利用。(四)醯胺態(tài)氮肥李曉林材料尿素〔CO(NH2)2,含N45-46%〕尿素合成的基本反應如下:2NH3+CO2高溫、高壓NH2COONH4高溫、高壓CO(NH2)2+H2O1.尿素李曉林材料李曉林材料尿素的品質(zhì)規(guī)格指標名稱優(yōu)等品二級品合格品
總氮(幹基,≥)
縮二脲/≤
水分/≤
粒度(?0.85~2.80mm)/≥)46.30.90.59046.31.00.590461.51.090李曉林材料
尿素適應於各種土壤和作物,可作基肥和追肥施用。施用時應深施覆土,施用時期上可適當提前幾天,使其有一分解轉(zhuǎn)化過程。由於分子態(tài)尿素易淋失,故施用尿素後不宜立即灌水,淋洗至深層、降低其肥效。李曉林材料
植物葉片和其他幼嫩的器官能直接吸收尿素,因此,尿素被廣泛用作葉面追肥噴施的濃度隨作物種類、年齡和栽培條件而異。一般對禾本科作物約為0.1-0.5%,對果樹約0.2%,蔬菜最低。作物生長盛期和成年期果樹噴施濃度可適當高些。但作為葉面肥時尿素中縮二腺的含量應小於0.5%,防止其對作物引起的毒害。李曉林材料尿素CO(NH2)21(NH4)2CO3256NO3748NH4+NH4+3尿素在土壤中變化的示意圖土壤膠粒李曉林材料長效氮肥又稱緩效氮肥或緩釋氮肥,是指一類不同於常用氮肥速溶、速效特性的化學肥料。發(fā)展長效氮肥的目的主要通過控制氮肥的溶解度,達到援釋、延長肥效,使之能與作物生育期間對氮的需求相適應的目的。長效氮肥主要有三種類型,即微溶化合物,尿醛縮合物和包膜肥料。(五)長效氮肥膜內(nèi)各種養(yǎng)分通過膜孔釋放養(yǎng)分釋放與植物需求基本一致日本在水稻上應用控釋肥面積占20%“接觸施肥”氮肥利用率80%李曉林材料石灰氮〔CaCN2,含N20%-22%〕又名氰氨化鈣,是一種有機氮肥。因含有游離碳素故為黑色粉末,同時含有少量碳化鈣,常有電石氣味,對人體粘膜有刺激性,施用不便,故常加少量礦物油將其做成細粒。石灰氮是氮肥中唯一不溶於水的品種,吸濕性很弱。石灰氮是一種相對緩效的氮肥,適宜於作基肥,並在播種或栽培前提前施用,防止有毒中間產(chǎn)物對幼苗根系的傷害。石灰氮除用作肥料外,還可有較廣泛的用途,如用作除草劑、殺蟲劑、脫葉劑等。2.石灰氮李曉林材料三、氮肥的合理施用李曉林材料(一)氮肥利用率指氮肥中的氮素被當季作物吸收利用的百分數(shù)或比例,氮肥利用率是衡量氮肥肥效的一個重大指標??捎萌缦鹿奖硎荆篟:氮肥利用率(%)Np:單位面積上作物收穫物中來肥料的氮量Na:單位面積上施入的肥料氮量氮肥利用率的測定方法,一種是差值法(間接法),一種15N示蹤法。NpNa100%R=李曉林材料1.差值法一般是通過測定施N區(qū)和無N區(qū)作物吸N量的差值,再計算其占社區(qū)施N量的百分數(shù),即氮肥利用率。R=Nh-NoNa100%式中:Nh-施氮區(qū)作物吸氮量
No-無氮區(qū)作物吸氮量
Na-施氮量李曉林材料氮肥利用率%=施氮區(qū)作物吸收氮總量-施氮區(qū)作物吸收氮總量施入氮肥中的氮總量X1001.差值法李曉林材料2.15N示蹤法是一種直接測用N肥利用率的方法。它是由富集15N(高15N原子百分超)生產(chǎn)一定形態(tài)的標記氮肥,將其施用後測定吸入植物體中氮素的15N原子百分超,進而根據(jù)15N豐度的稀釋原理計算氮肥利用率。李曉林材料應用15N示蹤法測定作物對氮肥利用率的主要優(yōu)點在於,能直接測出氮肥中15N豐度在植株體內(nèi)的稀釋程度,從而計算出肥料N的利用率。所以,15N標記肥料的應用被公認為研究氮肥利用率的一項有效手段。另外,15N法還可以測定作物不同生育階段土壤供應的有效氮素(即A值),肥料氮的平衡或去向等。其中,差值法計算的結(jié)果往往與N肥增產(chǎn)效果更為一致。15N法測定的氮肥利用率一般略低於差值法的測定值。李曉林材料(二)氮肥的肥效1.氮肥的農(nóng)田生產(chǎn)率,即每千克氮的增產(chǎn)量計算公式為:
2.氮肥的生理生產(chǎn)率,這是指被吸入作物體內(nèi)的單位肥料所能增產(chǎn)的經(jīng)濟產(chǎn)量,其計算式為:
3.氮肥利用率(或氮肥的表觀回收率),是指氮的農(nóng)田生產(chǎn)率與氮的生理生產(chǎn)率之比,用百分數(shù)表示。氮肥利用率的計算方式(結(jié)果)與差值法測定的氮肥利用率的計算相同。氮肥農(nóng)田生產(chǎn)率=施氮區(qū)經(jīng)濟產(chǎn)量-無氮區(qū)經(jīng)濟產(chǎn)量施氮區(qū)施氮量氮肥生理利用率=(千克/千克氮)施氮區(qū)經(jīng)濟產(chǎn)量-無氮區(qū)經(jīng)濟產(chǎn)量施氮區(qū)作物吸氮量-無氮區(qū)作物吸氮量李曉林材料為了能在客觀上控制和提高氮肥肥效,生產(chǎn)中確定施氮量應考慮下述原則:(1)低肥力和低產(chǎn)地區(qū)可適當提高施氮量,以充分發(fā)揮氮肥的增產(chǎn)效果;(2)高肥力和高產(chǎn)地區(qū)則宜以經(jīng)濟效益最佳的施氮量作為指導施肥的依據(jù),避免過多施用氮肥帶來的負效應;(3)確定適宜的施氮量不僅要考慮當季作物的產(chǎn)量效應,還應考慮氮肥後效和提高土壤供氮能力的要求。(三)氮肥施用量的確定李曉林材料氮肥深施是合理施用氮肥的一項重要技術措施。同樣數(shù)量的氮素化肥,深施利用率多40%–60%以上,表面撒施利用率一般只有20%-30%。氮肥深施的方法很多,如基肥深施,種肥深施液體氮肥深施及追肥溝施或穴施等多種方式。(四)氮肥深施李曉林材料氮肥配施是合理施用氮肥另一個重要方面。氮肥與有機肥配合,及氮肥與磷肥配合是當前我國主要的氮肥配施途徑。氮肥與有機肥的配合,不僅可以加速有機肥的分解,提高其對土壤理化性質(zhì)的改善效果,而且有利於通過有機質(zhì)強大的保肥能力減少氮素損失,提高氮肥的肥效。氮磷配合則是在缺磷土壤上進一步發(fā)揮氮肥的增產(chǎn)效果,保持作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的必要手段。
(五)氮肥配施李曉林材料農(nóng)田中氮肥的去向
作物吸收30~45%
殘留在土壤中10~30%
損作40~45%氮肥利用率(%)
碳銨尿素
平均9~72%水稻3338麥類3041磷是作物必需的三要素之一磷肥是世界上僅次於氮肥的主要肥料產(chǎn)品
磷在自然界中一般不以游離態(tài)(元素態(tài))存在,而以磷酸鹽形式存在於礦物中。最常見的含磷礦物是磷灰石,通式為Ca5X(PO4)3,其中X代表-F,-OH或-Cl等。最常見的氟磷灰石的化學式為Ca5F(PO4)3。1989、1990年度,我國生產(chǎn)各種磷肥453萬噸(P2O5),居世界第二位。磷概述中國的磷礦資源我國的磷礦資源僅次於摩洛哥、美國和前蘇聯(lián)。其中80%分佈於雲(yún)南、貴州、四川、湖北和湖南五省。但80%是屬於中低品位,60%屬於矽質(zhì)磷酸巖,選礦難度大,難於符合生產(chǎn)高濃度複合肥的要求。因此,必須採取多方位的利用途徑。
中國磷肥工業(yè)的發(fā)展1942年,Lawes在英國建立第一個過磷酸鈣廠,是化肥工業(yè)起點1957年,在南京建立了年產(chǎn)40萬噸的過磷酸鈣廠1967年,在南京建立第一個磷酸銨的生產(chǎn)裝置。1982年,在雲(yún)南建立一個大型的重過磷酸鈣廠。1987年,在山西潞城和河南開封建成硝酸磷肥廠。2002年,805萬噸純養(yǎng)分,自給率85%,居美國後第二位,占世界24%
我國磷礦石的主要成分含量%磷礦產(chǎn)地全磷(P2O5)2%檸檬酸溶性磷CO2FCaO含量占全磷江蘇錦屏湖南石門內(nèi)蒙古車資貴州遵義湖北荊襄四川什邡河南信陽廣西玉林雲(yún)南昆陽湖南沅陵貴州開陽四川峨嵋安徽風臺25.7832.4839.6538.6639.9436.5125.5220.0938.1019.9836.9829.1022.401.211.682.974.684.885.404.415.617.964.438.417.125.623.405.177.5012.1012.2114.8017.3019.3020.9022.8023.4024.5025.106.706.516.050.240.970.260.260.571.200.621.726.622.342.943.003.633.163.411.451.852.553.851.844.002.901.2949.5259.9445.0350.8855.86-34.34-53.7732.7950.6747.1631.72李曉林材料
一、化學磷肥的生產(chǎn)磷礦石
磷礦粉
粉碎
粉碎加酸
水溶性磷肥加熱弱酸溶性磷肥過篩難溶性磷肥磷礦粉肥普鈣及半鈣(部分酸化)磷酸重過磷酸鈣富鈣可溶性磷酸鹽(直接施用)鋼渣磷肥鈣鎂磷肥脫氟磷肥圖4-1磷肥生產(chǎn)途徑及相應品種李曉林材料1.機械法
將磷礦石用機械粉碎、磨細製成磷礦粉,直接作肥料用。具有投資少、成本低的優(yōu)點。對於中、低品位的磷礦石可採用此法。缺點是磷礦粉只適宜施於酸性土壤。國家對加工磨碎的磷礦粉產(chǎn)品,一般要求應有90%以上的顆粒能通過0.149毫米孔徑的篩子。2.酸制法
用硫酸、硝酸、鹽酸或磷酸處理磷礦粉,可制得過磷酸鈣、重過磷酸鈣、磷酸銨、硝酸磷肥、沉澱磷肥等磷肥品種。這一類磷肥也稱為酸制磷肥。3.熱制法
借電力或燃料產(chǎn)生高溫使磷礦粉分解,而製成各種熱制磷肥,如鈣鎂磷肥、脫氟磷肥、鋼渣磷肥和偏磷酸鈣等。製造方法李曉林材料南京磷肥廠
二、磷肥品種的分類1.水溶性磷肥2.弱酸溶性磷肥
3.難溶性磷肥
磷礦石加工的方法不同,可制出各種各樣性質(zhì)不同的磷肥產(chǎn)品。產(chǎn)品的特性主要反映在肥料中所含磷酸鹽的形態(tài)和性質(zhì)上。一般按磷酸鹽的溶解性質(zhì),把磷肥分為三種類型:李曉林材料
磷肥中P2O5全溶於水,植物容易吸收或磷肥中主成分是水溶性的,副成分不全溶。1、水溶性磷肥
(1)普通過磷酸鈣(SSP)或普鈣,主成分Ca(H2PO4)2.H2O(2)重過磷酸鈣(TSP)或重鈣,主成分Ca(H2PO4)2.H2O(3)富過磷酸鈣(CSP)或富鈣Ca(H2PO4)2.H2O(4)半鈣或部分酸化磷礦粉(P.A.P.R)部分P2O5為Ca(H2PO4)2.H2O李曉林材料
這類磷肥均不溶於水,但能被作物根分泌的弱酸溶解,因此能在被逐步溶解的過程中供作物吸收利用。弱酸溶性磷肥的主要成分是磷酸氫根(HPO42-)。此外,鈣鎂磷肥中所含的α-Ca3(PO4)2在性質(zhì)上也屬於弱酸溶性磷酸鹽。2、弱酸溶性磷肥偏磷酸鈣鈣鎂磷肥脫氟磷肥鋼渣磷肥李曉林材料
這類磷肥既不溶於水,也不溶於弱酸,而只能溶於強酸中,所以也稱為酸溶性磷肥。3.難溶性磷肥(1)磷礦粉(2)骨粉(3)礦質(zhì)鳥糞磷肥三、各種磷肥的性質(zhì)
(一)水溶性磷肥的性質(zhì)
我國磷肥的主要品種。通常被稱為普通過磷酸鈣(簡稱普鈣)這是為了與重過磷酸鈣能區(qū)別開。1、過磷酸鈣(Ca(H2PO4)2.H2O
)(1)製造方法
用62~67%的硫酸(波美50-60度)與磷礦粉混合攪拌使其充分作用,並移入化成室繼續(xù)熟化1~2周後,經(jīng)乾燥、磨碎、過篩,即可獲得。其製造原理是利用硫酸分解磷礦粉使難溶性磷酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄缘牧姿嵋烩}。2Ca5(PO4)3·F+7H2SO4+3H2O
磷礦粉
3Ca(H2PO4)2·H2O+7CaSO4+2HF↑
過磷酸鈣其主要化學反應如下:
過磷酸鈣是灰白色粉狀或粒狀的含磷化合物。其有效(P2O5)含量為14~18%,一般不得少於12%。在過磷酸鈣肥料中常含有40~50%的硫酸鈣(即石膏)和2~4%的各種硫酸鹽還有3.5%~5%的游離酸。肥料呈酸性,並稍帶酸的氣味,對包裝袋有腐蝕性。(2)性質(zhì)李曉林材料李曉林材料李曉林材料其反應如下:Fe2(SO4)2+Ca(H2PO4)2·H2O+5H2O2FePO4·2H2O+CaSO4.2H2O+2H2SO4
這一反應稱為過磷酸鈣的退化作用。它發(fā)生在肥料施用前的貯運過程中。因此,過磷酸鈣產(chǎn)品的含水量和游離酸的含量均不應超過國家規(guī)定的標準(表4-1),同時在貯運過程中應防潮,貯存時間也不宜過長。
游離酸的存在還會使肥料易吸濕結(jié)塊,尤其嚴重的是過磷酸鈣吸濕後會引起肥料中一些成分發(fā)生化學變化,導致水溶性的磷酸一鈣轉(zhuǎn)變?yōu)殡y溶性的磷酸鐵、磷酸鋁,從而降低過磷酸鈣有效成分的含量。李曉林材料表4-1過磷酸鈣成品的品質(zhì)標準(部頒標準)項目特級一級二級三級四級有效磷(P2O5%)游離酸(%) 水分(%) >20>3.5 <818 4.0 10 16 4.51214 5.0 1412 5.0 14
磷酸離子在擴散過程中能與土壤中鈣、鎂離子,代換性鈣、鎂或鈣、鎂的磷酸鹽結(jié)合,並轉(zhuǎn)化為含水磷酸二鈣、無水磷酸二鈣和磷酸八鈣[Ca8H2(PO4)5·5H2O]等中間產(chǎn)物,最後大部分產(chǎn)物經(jīng)水解形成穩(wěn)定性的羥基磷灰石(即磷酸十鈣)。其可能轉(zhuǎn)化的過程簡單表示如下:
石灰性土壤中
(3)過磷酸鈣在土壤中的轉(zhuǎn)化
這一轉(zhuǎn)化過程開始速度很快。由磷酸二鈣轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿岚蒜}時速度緩慢下來,尤其是磷酸八鈣轉(zhuǎn)變?yōu)榱u基磷灰石,則需要很長的時間。在轉(zhuǎn)化的過程中所生成的含水磷酸二鈣、無水磷酸二鈣以及磷酸八鈣中的磷,對作物仍有一定的有效性,但形成羥基磷灰石以後作物就很難利用了。CaHPO4Ca(H2PO4)2·H2OCaHPO4·2H2OCa8H2(PO4)6·5H2O
Ca10(PO4)6·(OH)2
磷酸離子在擴散過程中能與土壤中鐵、鋁離子或交換性鐵、鋁作用,產(chǎn)生磷酸鐵、磷酸鋁沉澱,而降低磷肥中磷的有效性。其反應如下:酸性土壤中2Fe(OH)3+Ca(H2PO4)2·H2O→2FePO4↓+Ca(OH)2+5H2O2Al(OH)3+Ca(H2PO4)2·H2O→2AlPO4↓+Ca(OH)2+5H2O
Fe3+[土壤膠粒]+(Ca(H2PO4)2·H2O→
Al3+
4H+[土壤膠粒]+FePO4↓+AlPO4↓+H2O
Ca2+
最初形成的產(chǎn)物,一般呈膠狀無定形磷酸鐵、鋁,對作物(如水稻)有一定的有效性。而後經(jīng)水解又生成結(jié)晶較好的鹽基性磷酸鐵、鋁,其有效性明顯降低。
FePO4+2H2O→Fe(OH)2·H2PO4AlPO4+2H2O→Al(OH)2·H2PO4
這種鹽基性的磷酸鐵、鋁鹽,隨著時間的延長會不斷老化,或在土壤氧化還原電位發(fā)生變化的條件下,形成閉蓄態(tài)磷酸鹽,作物就更難吸收利用了。
既要減少肥料與土壤的接觸,避免水溶性磷酸鹽被固定;又要儘量將磷肥施於根系密集的土層中,增加肥料與根系的接觸,以利吸收。一般可採取以下的措施:(4)合理施用過磷酸鈣的關鍵:採取的措施:(1)集中施用(2)與有機肥料混合施用(3)製成顆粒磷肥
(4)分層施用(5)用於根外追肥
先用過量的硫酸處理磷礦粉,生產(chǎn)磷酸和硫酸鈣。將硫酸鈣分離出去後,把磷酸濃縮到一定濃度,然後按一定比例加入適量的磷礦粉,加熱攪拌使之充分作用,通風、乾燥、造粒,即可得到重過磷酸鈣的產(chǎn)品。2.重過磷酸鈣(Ca(H2PO4)2.H2O)高效磷肥品種。含磷量(P2O5)可高達36~52%。(1)生產(chǎn)方法其反應如下:Ca5(PO4)3·F+5H2SO4+10H2O→3H3PO4+5CaSO4·2H2O+HF↑Ca5(PO4)3·F+7H3PO4+5H2O→5Ca(H2PO4)2.H2O+HF↑李曉林材料李曉林材料李曉林材料李曉林材料
(二)弱酸溶性磷肥的性質(zhì)1.鈣鎂磷肥
黑綠色粉末,不溶於水但能溶於弱酸2%的檸檬酸或中性檸檬酸銨)。其主要化學成分是a型磷酸三鈣〔a-Ca3(PO4)2〕,含P2O514~19%,肥料中還含有約30%的氧化鈣和15%的氧化鎂,是鹼性肥料。(1)製造方法:
將磷礦石和適量的含鎂矽酸鹽或碳酸鹽礦物,如蛇紋石(H4Mg3Si2O3)、橄欖石〔(Mg,Fe)2SiO4〕、白雲(yún)石[(Ca,Mg)(CO3)2]等在高溫下熔融,使磷礦石晶體破壞呈熔融體,經(jīng)水淬、磨細,即可獲得鈣鎂磷肥產(chǎn)品。李曉林材料成分特級一級二級三級四級
有效P2O5
水分細度(80目篩)200.580180.580160.580140.580120.580鈣鎂磷肥的品質(zhì)標準
鈣鎂磷肥施入土壤後,在作物根系分泌的酸或土壤中的酸性物質(zhì)作用下,逐步溶解釋放出有效磷。在石灰性土壤上,鈣鎂磷肥的肥效不如等磷量的過磷酸鈣,但後效較長,鈣鎂磷肥在土壤中的轉(zhuǎn)化反應如下:
Ca3(PO4)2+2CO2+2HO2→2CaHPO4+Ca(HCO3)22CaHPO4+2CO2+2HO2→CaH2PO4+Ca(HCO3)2
(2)性質(zhì)李曉林材料李曉林材料李曉林材料
為了充分發(fā)揮鈣鎂磷肥的肥效,必須要有正確的施用方法。
(1)作物種類作物種類不同,對鈣鎂磷肥中磷的利用能力也不同。如水稻、小麥、玉米等作物的當季效果,一般約為過磷酸鈣的70~80%,對油菜、豆科綠肥其肥效略高於過磷酸鈣。(2)土壤性質(zhì)在酸性土壤上施用鈣鎂磷肥一般能獲得較好的肥效。但在石灰性土壤上施用時,效果不太穩(wěn)定。但如果在pH值大於6.5的土壤上施用,鈣鎂磷肥的肥效是較低的,只是有較長的後效。(3)施用方法:
(3)肥料細度鈣鎂磷肥不溶於水,只溶於弱酸。為了增加其肥效,一般要求有80~90%的肥料顆粒能通過80號篩孔。我國南方酸性土壤對鈣鎂磷肥溶解能力較強,肥料顆粒可稍大一些。而北方石灰性土壤的溶解能力較弱,肥料的顆粒則要求更細一些。鈣鎂磷肥作為基肥並及早施用,一般不作追肥施用。在南方酸性土壤上,可用鈣鎂磷肥拌稻種或沾秧根,有一定的肥效。為了提高其肥效,可預先與有機肥料混合堆漚。施用鈣鎂磷肥也應注意施用深度,且用量應高於水溶性磷肥。2.其他弱酸溶性磷肥表4-2幾種弱酸溶性磷肥的主要成分、性質(zhì)和施用技術要點肥料名稱主要成分P2O5含量性質(zhì)與特點施用技術要點鋼渣磷肥Ca4P2O9·CaSiO35—14%深褐色粉末,是煉鋼工業(yè)副產(chǎn)品,強鹼性,不溶於水,稍有吸濕性,物理性質(zhì)較好 適於酸性土壤上作基肥,其肥效比過磷酸鈣好;但在石灰土壤上肥效效差,不宜施用。與有機肥料混合堆漚後,施用效果較好。肥料名稱主要成分P2O5含量性質(zhì)與特點施用技術要點沉澱磷肥脫氟磷肥CaHPO4
·2H2Oa-Ca3(PO4)2或Ca4P2O930—40%20%左右白色粉末,不吸濕,呈中性,不含游離酸。物理性質(zhì)良好,貯存和施用都很方便 深灰色粉末,不吸濕,不結(jié)塊,不含游離酸,呈鹼性,貯存方便,肥料中P2O5含量隨礦石品質(zhì)而浮動 適於作基肥或種肥。施於酸性土壤的效果比過磷酸鈣好;在石灰性土壤上肥效略有下降。適用於酸性土壤作基肥。施用方法與鈣鎂肥相似。對各種作物均有增產(chǎn)效果。續(xù)表李曉林材料
1.磷礦粉磷礦粉是難溶性磷肥的代表,它是由磷礦石磨碎而成的,直接用於肥料的磷礦粉應是含弱酸性磷酸鹽數(shù)量高的品種,否則只適於作製造各種磷肥的原料。Ca10(PO4)6(F2)或Ca10(PO4)6(F2)(OH)2(三)難溶性磷肥
磷礦粉直接作肥料時肥效較差,因其主要成分是難溶性的。實踐證明,提高磷礦粉肥效的關鍵在於提高其溶解度,加速磷的釋放。這在很大程度上需要有酸(即H+離子)的存在。李曉林材料
李曉林材料
磷礦粉的肥效(1)作物種類(2)土壤條件(3)磷礦粉的細度和用量(4)與其它肥料的配合影響因素:
(1)作物種類各種作物吸收難溶性磷酸鹽的能力有很大差異,因而施用磷礦粉後其肥效不同(表4-3)。這可能與各種作物根系的特性,如根系陽離子的交換量、根系分泌物的酸度大小、作物根系吸收CaO和P2O5的比值等有關。根系陽離子交換量大的作物(如豆科作物),大多利用磷礦粉中磷的能力比較強,因而肥效好;根系分泌物的酸度大的作物,表現(xiàn)為肥效好;根系吸收CaO數(shù)量相對較多的作物,也表現(xiàn)出利用難溶性磷酸鹽能
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