认识化肥从氮磷钾开始.

1第二讲肥料各论中化化肥公司高级顾问中国农业大学资源与环境学院植物营养与肥料学教授、博导中国农大中化化肥中化化肥农大研发中心SINOCHEM-CAUFertilizerR&DCentre曹一平教授2主要内容一、肥料的类型与作用1.肥料有哪些类型？2.肥料的作用？3主要内容肥料的类型1，无机肥料（化学肥料）2，有机肥料（农家肥料）4无机肥料：又名化学肥料，是应用煤、石油、天然气等能源；以地壳中埋藏的矿物态养分元素（如磷、钾、镁），或大气中的气态养分元素（如N2）作为资源，通过化学生产工艺转化生产成简单形态的无机肥料。特点：养分呈无机态存在；能为植物直接吸收利用；养分种类少而浓度高；肥效快而猛。5有机肥料：是传统农业发展阶段农作物增产的主要肥源。它是由动植物生产中的废气物和天然有机物组成。然而，使用有机肥为主要肥源的农业生产，只能维持一个较低的产量水平。•含有较多的有机质；•所含养分元素的种类齐全而浓度低；•养分主要呈复杂的有机物形态，施后需经过腐解方可逐步释放出来；•肥效迟而缓。特点：6•肥料在农业生产中的作用肥料的增产作用补偿耕地不足培肥土壤主要内容70500100015002000250030003500400019751978198219851988199119941997粮食产量(万吨)肥料施用量(万吨)肥料施用量粮食总产量15000200002500030000350004000045000500005500060000650007000075000肥料施用量粮食总产量•肥料的增产作用8据联合国粮农组织（FAO）统计:对世界粮食增产因素的分析中,因播种面积增加而增加的产量占22％，因单位面积产量增加所增加的产量占78％。而在各项增产因素中，增施化肥起30－50％的作用（一般可按40％估计）。数以10万计的田间试验结果表明，每公斤化肥平均可增产8－12kg粮食；4－8kg油料；3－6kg棉花。施化肥增加的农产品价值是化肥投资的4.8倍。9不同年代每公斤化肥增产粮食示意图15970246810121416507090年代每公斤化肥增产量kgkg-110•培肥土壤*增加土壤有效养分•提高土壤有机质含量“无中生有”之理11*人多地少的日本、荷兰单位面积施肥量是美国、前苏联的3-5倍，单产是美国前苏联的2倍；*我国通过施肥提高单产解决人口压力。12○单质肥料氮肥——尿素、硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、硝酸铵、氨水等；磷肥——过磷酸钙、重钙、磷矿粉等；钾肥——硫酸钾、氯化钾等。(二)化肥类型、特点和施用1.化肥类型13NPK三元素中含两种和两种以上者分别称为二元复合肥和三元复合肥。○复合肥——硝酸钾、磷酸二铵、磷酸二氢钾等（化学合成）；○复混肥——如三元复肥（机械造粒）；○掺混肥，BB肥(BulkBlendingFertilizer)；○有机一无机复混肥。6.复混肥的特点及合理选用（2）复混肥的类型(二)化肥类型、特点和施用14N-P2O5-K2O-其他养分（%）如15-15-15，0-15-15，15-0-156.复混肥的特点及合理选用（2）复混肥养分含量表示方法(二)化肥类型、特点和施用15氮肥16液氨施肥系统17氨合成的基本反应：N2+3H22NH3高温、高压、催化剂合成氨可直接作为氮肥施用，也可以进一步加工为其它氮肥，其基本途径为：氨的液化或制成溶液，即液态氮肥；氨由酸根固定或碳化，即铵态氮肥；氨的硝酸化，即硝态氮肥；氨的碳化并脱水，即酰胺态氮肥。18（一）液态氮肥1.氨水2.液氨3.氮溶液19主要内容（二）固体氮肥类1、铵态氮肥2、硝态氮肥3、酰胺态氮肥20主要品种有：硫酸铵、氯化铵、硝酸铵和碳酸氢铵等。其共同特点是：①易溶于水，能被作物直接吸收，便于迅速发挥肥效；②土壤胶体对铵离子有较强的吸附能力，施入土壤后移动性小，淋失的问题不严重；③铵态氮肥遇碱性物质易产生氨的挥发损失。（二）铵态氮肥21铵态氮肥在土壤中变化的示意图铵态氮铵态氮肥氨气硝化作用硝酸态氮土壤胶粒NH4NH4（1）不同形态氮肥在土壤中的变化2.氮肥特点：易溶于水、多变化、肥效短(二)化肥类型、特点和施用221.硫酸铵硫酸铵[(NH4)2SO4，含氮20-21％]，简称硫铵，俗称肥田粉，是我国最早使用和生产的氮肥品种。纯净的硫铵为白色晶体，有少量的游离酸存在。硫铵物理性质稳定分解温度高(≥280oC)，不易吸湿(20oC时临界吸湿点为相对湿度81％)，易溶于水(20oC时溶解度为75g/100g水)。我国现行硫铵的标准为：含N：20.5－21%，水分0.1－0.5%，游离酸0.3%。23氨化铵(分子式为NH4Cl,含N24－26％),简称氯铵，是一种重要的铵态氮肥。氯化铵可直接由盐酸(HCl)吸收氨制造。但其主要是作为联碱工业的副产品，其反应式如下：2000年，我国年产氯铵约300万吨。NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl2.氯化铵24碳酸氢铵(NH4HCO3，含N17％)，简称碳铵。碳铵是一种白色细粒结晶，易分解，有强烈的刺鼻、氨臭，吸湿性强，易溶于水，呈碱性反应(pH8.2-8.4)。碳铵是一种不稳定的化合物，在常温下也很易分解释放出NH3发生下述反应，分解为氨、二氧化碳和水，造成氮素的挥发损失。3.碳酸氢铵25氨+二氧化碳+水NH3CO2H2O分解碳酸氢铵解离铵离子+碳酸氢根离子NH4+HCO3（土面）碳酸氢铵入土前后的分解示意图26硝态氮肥包括硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵和硝酸钾等，其共同特点是：1.易溶于水，溶解度大，吸湿性强，吸湿后能化为液体。2.硝酸根为阴离子，难以被带负电的土壤胶体所吸附，在土壤剖面中的移动性较大。因此，在灌溉的情况下易引起硝态氮肥向下层土壤淋失，不利于发挥其肥效。3.在通气不良或强还条件下，硝酸根(NO3-)可经反硝化作用形成，N2O和N2g气体，引起氮的损失。4.大多数硝态氮肥在受热(高温)下能分解释放出氧气，易燃易爆。故在贮运过程中应注意安全。硝态氮肥不宜作基肥和种肥，作追肥时应避免在水田施用（三）硝态氮肥27硝态氮硝酸态氮肥氮气土壤胶粒随水淋失硝酸态氮随水上升反硝化作用（2）硝酸态氮肥在土壤中变化的示意图(二)化肥类型、特点和施用28硝酸铵(NH4NO3，含N33-35%)简称硝铵是一种白色晶体，含氮量高。其中铵态氮和硝态氮各占一半，兼有两种形态氮肥的特性。具有极易溶于水，吸湿性极强以及易燃、易爆等硝态氮肥的特性，因此常把硝铵归入硝态氮肥。1.硝酸铵2930两种形态氮素性质和某些特性的比较铵态氮素（NH4-N）带正电荷，是阳离子能与土壤胶粒上的阳离子进行交换而被吸附被土壤胶粒吸附后移动性减少，不随水流失进行硝化作用后，转变为硝酸态氮，但不降低肥效带负电荷，是阴离子不能进行交换吸收而存在于土壤溶液中在土壤溶液中随土壤水分运动而移动，流动性大，易流失进行反硝化作用后，形成氮气或氧化氮气而丧失肥效硝酸态氮素（NO3-N）31酰胺态氮肥是指含有酰胺基(CONH2)或在分解过程中产生酰胺基的氮肥。尿素和石灰氮是两种主要的酰胺态氮肥品种，尽管酰胺态氮及其中间产物可被作物直接吸收，但土壤中酰胺态氮肥主要通过转化成NH4+或NO3-后而被作物吸收利用。（四）酰胺态氮肥32尿素CO(NH2)21(NH4)2CO3256NO3748NH4+NH4+3尿素在土壤中变化的示意图土壤胶粒33尿素适应于各种土壤和作物，可作基肥和追肥施用。施用时应深施覆土，施用时期上可适当提前几天，使其有一分解转化过程。由于分子态尿素易淋失，故施用尿素后不宜立即灌水，淋洗至深层、降低其肥效。3435氮肥深施是合理施用氮肥的一项重要技术措施。同样数量的氮素化肥，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，种肥深施液体氮肥深施及追肥沟施或穴施等多种方式。（四）氮肥深施36氮肥配施是合理施用氮肥另一个重要方面。氮肥与有机肥配合，及氮肥与磷肥配合是当前我国主要的氮肥配施途径。氮肥与有机肥的配合，不仅可以加速有机肥的分解，提高其对土壤理化性质的改善效果，而且有利于通过有机质强大的保肥能力减少氮素损失，提高氮肥的肥效。氮磷配合则是在缺磷土壤上进一步发挥氮肥的增产效果，保持作物高产稳产的必要手段。（五）氮肥配施37农田中氮肥的去向作物吸收30～45%残留在土壤中10～30%损作40～45%氮肥利用率（%）碳铵尿素平均9～72%水稻3338麦类304138原则上适于各种土壤和作物；具体而言；铵态氮适于茶树、水田；硝态氮适于旱地、蔬菜，而不适于水田；氯化铵不适于忌氯作物；氯化铵、碳酸氢铵、氨水、氰氨化钙及尿素不适于作种肥。3.氮肥的合理选用(二)化肥类型、特点和施用39氮肥损失率（%）水稻地50左右玉米地40左右小麦地30左右氮肥损失途径氨挥发9～40%硝化-反硝化13～41%淋洗6.6%（稻田）大田平均45%磷素肥料磷素肥料二、磷肥品种的分类1.水溶性磷肥2.弱酸溶性磷肥3.难溶性磷肥磷矿石加工的方法不同，可制出各种各样性质不同的磷肥产品。产品的特性主要反映在肥料中所含磷酸盐的形态和性质上。一般按磷酸盐的溶解性质，把磷肥分为三种类型：42磷肥中P2O5全溶于水，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）普通过磷酸钙（SSP）或普钙，主成分Ca（H2PO4）2.H2O（2）重过磷酸钙（TSP）或重钙，主成分Ca（H2PO4）2.H2O（3）富过磷酸钙（CSP）或富钙Ca（H2PO4）2.H2O（4）半钙或部分酸化磷矿粉（P.A.P.R）部分P2O5为Ca（H2PO4）2.H2O43这类磷肥均不溶于水，但能被作物根分泌的弱酸溶解，因此能在被逐步溶解的过程中供作物吸收利用。弱酸溶性磷肥的主要成分是磷酸氢根(HPO42-)。此外，钙镁磷肥中所含的α－Ca3(PO4)2在性质上也属于弱酸溶性磷酸盐。2、弱酸溶性磷肥偏磷酸钙钙镁磷肥脱氟磷肥钢渣磷肥44这类磷肥既不溶于水，也不溶于弱酸，而只能溶于强酸中，所以也称为酸溶性磷肥。3.难溶性磷肥（1）磷矿粉（2）骨粉（3）矿质鸟粪磷肥45•磷肥分为水溶性、枸溶性（弱酸溶性）和难溶性三类；•磷肥在土壤中移动慢，易于被固定；•肥效慢，肥效长。4.磷肥的特点及合理选用（1）磷肥的特点(二)化肥类型、特点和施用46(二)化肥类型、特点和施用（2）磷肥的合理选用•过磷酸钙等水溶性磷肥适于各种土壤和作物；•钙镁磷肥、钢渣磷肥、偏磷酸钙、脱氟磷肥等弱酸溶性磷肥及磷矿粉等难溶性磷肥宜施于酸性土壤和吸收磷能力强的作物上；•底肥或苗期早施。二、主要钾肥品种的性质与施用1、氯化钾2、硫酸钾（一）氯化钾（KCl，含K2O60.0％）•光卤石(KCl·MgCl2·6H2O，含K2O9～11％)、•钾石盐(KCl·NaCl，含K2O12％)•盐卤制造原料：制造原理和方法：•氯化钾、氯化钠等盐类在不同温度下溶解度不同。•氯化钠的溶解度受温度影响小，无论温度高或低，溶解度均没有很大的变化。•氯化钾在高温时溶解度大，温度下降时溶解度变小而析出氯化钾晶体。低温时可把氯化钾分离出来。49氯化钾使用注意事项1.施用氯化钾应配合施用有机肥料和石灰，以便中和酸性。2.氯化钾中含有氯离子，对于忌氯作物以及盐碱地不宜施用。如必须施用时，应及早施入，以便利用灌溉水或雨水将氯离子淋洗至下层。3.氯化钾可作基肥和追肥，但不能作种肥。4.氯可以减少茎内同化产物向外转移，有助于纤维的形成，并提高其质量，因而氯化钾更适宜施于棉花和麻类等纤维作物。（二）硫酸钾（K2SO4，含K2O48～52％）制造原料及原理：•将明矾石粉与氯化物（用食盐或盐卤均可）混合，经高温煅烧，在有水蒸气时发生复分解反应而制成硫酸钾。•制造硫酸钾也可以用无水钾镁矾和氯化钾进行复分解反应，然后把溶液进行蒸发结晶出硫酸钾K2SO4•Al2(SO4)3•4Al(OH)3+6NaCl600-700℃K2SO4＋3Na2SO4+3Al2O3+6HCl+3H2OK2SO4•2MgSO4+4KCl+水3K2S