肥料学的基本知识

肥料的基本知识缺氮施氮肥葡萄缺氮，叶片发黄，枝条细弱缺钾缺磷缺氮对照生菜缺乏营养三要素的症状比较(2006.11.06)植物体内含氮化合物种类(氮的生理功能)1.氮是蛋白质的重要成分(蛋白态氮占植株全氮的80%~85%，蛋白质含氮16%~18%)——生命物质2.氮是核酸和核蛋白的成分(核酸态氮约占植株全氮的10%，核酸含氮15%～16%)——合成蛋白质和决定生物遗传性的物质基础3.氮是酶的成分——生物催化剂4.氮是叶绿素的成分(叶绿体含蛋白质45%~60%)——光合作用的场所5.氮是多种维生素的成分(如维生素B1、B2、B6等)——辅酶的成分6.氮是一些植物激素的成分(如IAA、CK)——生理活性物质7.氮也是生物碱的组分(如烟碱、茶碱、可可碱、咖啡碱、胆碱——卵磷脂——生物膜)氮通常被称为生命元素植物对氮的吸收与同化吸收的形态无机态：硝态氮、铵态氮(主要)有机态：尿素氮、氨基酸、(少量)核酸等植物吸收铵态氮或硝态氮后，先合成氨基酸，再合成氮白质等其它含氮化合物。根系是交换吸收。吸收一个铵离子，放出一个氢离子，使根系区域变酸。吸收一个硝酸根离子，放出一个氢氧根离子，使根区变碱。铵态氮肥碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵(一)共同特性(均含有NH4+)1.易溶于水，易被作物吸收2.易被土壤胶体吸附和固定3.可发生硝化作用4.碱性环境中氨易挥发5.高浓度对作物，尤其是幼苗易产生毒害6.对钙、镁、钾等的吸收有拮抗作用(二)理化性质铵态氮肥的基本性质品种分子式含氮量(%)稳定性理化性质碳酸氢铵NH4HCO316.5~17.5较差结晶,碱性,易吸湿和分解氯化铵NH4Cl24~25较好结晶,酸性,有吸湿性硫酸铵(NH4)2SO420~21好结晶,酸性,吸湿性弱土壤中铵态氮肥变化示意图氨气吸收吸附挥发NH4+NH4+硝化作用铵态氮肥铵态氮肥硝态氮土壤胶粒硝铵态和硝态氮肥包括：硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙、硝酸钾(一)共同特性(均含有NO3-)1.易溶于水，易被作物吸收(主动吸收)2.不被土壤胶体吸附，易随水流失3.易发生反硝化作用4.促进钙镁钾等的吸收5.吸湿性大6.硝态氮含氮量均较低(二)理化性质与施用硝铵态和硝态氮肥的基本性质和施用品种分子式含氮量(%)性质施用硝酸铵HN4NO334~35旱地追肥硝酸钠NaNO315~16生理碱性盐少量多次硝酸钙Ca(NO3)12.6~15吸湿性(水培营养硝酸钾KNO314助燃性液氮源)(生理酸性盐)土壤中硝态氮肥变化示意图吸收反硝化作用NH4+NH4+淋洗流失土壤胶粒硝态氮肥硝态氮气态氮硝酸还原作用NO3-两种形态氮素的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态氮素（NO3--N）酰胺态氮肥——尿素(一)理化性质分子式：CO(NH2)2含氮量：46%基本性质：有机物纯品为白色针状结晶肥料为颗粒状易溶于水，呈中性针状结晶颗粒状大粒尿素尿素是使用最多的氮肥(二)在土壤中的转化少部分以分子态被土壤胶体吸附和被植物吸收大部分在脲酶作用下水解1.水解作用CO(NH2)2(NH4)2CO3NH3＋CO2＋H2O影响因素：脲酶活性与pH值、水分、温度、有机质含量、质地等有关如：10oC7～12天20oC4～5天完全转化30oC2～3天脲酶H2O结果：局部土壤暂时变碱（注意氨挥发）措施：深施、加脲酶抑制剂(如:氢醌制剂)2.硝化作用：NH4+NO3-因pH值适宜，能旺盛进行，且比氯化铵和硫铵的快结果：可能造成氮素的损失措施：使用硝化抑制剂(如:西吡:2-氯-6三氯甲基吡啶)1和2均是影响尿素肥效的主要原因尿素在土壤中变化的示意图尿素CO(NH2)2吸收(NH4)2CO3水解流失吸收NO3-吸收硝化流失NH4+NH4+吸附土壤胶粒叶面喷施铵态氮肥、硝态氮肥、尿素均为速效氮肥，它们有什么优点和缺点？优点：水溶性、肥效快、价格较易接受缺点：易挥发、易硝化、易流失、易反硝化(利用率低)一次过多施用会造成减产且污染环境长效氮肥：包膜尿素稳定性氮肥：脲酶抑制剂，硝化抑制剂增值氮肥：锌腐酸尿素尿素硝铵溶液（国外称氮溶液）是液体复混肥的主要氮原料几种氮溶液（UAN)的性质N含量28%30%32%硝铵（%）40.142.244.3尿素（%）30.032.735.4水（%）29.925.120.3比重1.2831.3031.320盐析温度（℃）-18-10-2有关国家的尿素硝铵溶液的产量136320495574946363232281130200400600800100012001400美国法国加拿大白俄罗斯德国阿根廷捷克英国澳大利亚波兰其它万吨引自鞠昊(2012)我国进口的UAN我国能生产UAN的企业能同时生产尿素和硝铵的企业都能生产。如鲁西化工、河南晋开、四川金象、柳州化工、淮化、新疆化肥、永安化工等缺磷正常(一)磷构成大分子物质的结构组分磷酸是许多大分子结构物质的桥键物，它把各种结构单元连接到更复杂的大分子的结构上。1.核酸和核蛋白核酸——决定植物的遗传变异性核酸＋蛋白质核蛋白(细胞核和原生质的主要组分)2.磷脂磷脂＋糖脂＋胆固醇膜脂物质生物膜3.高能磷酸化合物ATP、GTP、UTP、CTP均在新陈代谢中起重要作用。尤其是ATP，是能量的中转站。磷的营养功能植物磷素营养失调症状(一)磷素营养缺乏症植株生长迟缓，矮小、瘦弱、直立(僵苗)，分蘖或分枝少花芽分化延迟，落花落果多，结实不正常，品质差多种作物茎叶基部呈紫红色，水稻等叶色暗绿症状从茎基部(老组织)开始(二)磷素过多无效分蘖增加、早衰，造成锌、铁、锰的缺乏等水培小白菜－P梨树缺磷草莓缺磷的叶片葡萄缺磷的叶片第一类：水溶性磷肥特点：含水溶性的磷酸一钙，其中的磷易被植物吸收，肥效快，属速效性磷肥(一)过磷酸钙含P2O512%~18%硫酸钙(CaSO4)：40%杂质：少量磷酸或硫酸，以及硫酸铁和硫酸铝过磷酸钙不能用于灌溉系统施肥(二)重过磷酸钙1.成分：含P2O540%~50%，一水磷酸一钙为主，含4%~8%游离磷酸2.性质：①深灰色颗粒或粉末状；②磷酸一钙为水溶性；③呈酸性反应(化学酸性)；④吸湿性和腐蚀性较强；⑤不会发生“磷酸退化作用”重钙重过磷酸钙也不能用于灌溉施肥三、土壤磷循环与转化（一）土壤磷的循环肥料磷土壤溶液磷吸附态磷沉淀态磷生物结合态磷有效态有机磷无效态有机磷沉淀溶解吸附解吸生物固定矿化2、施入土壤中的可溶性磷酸盐的转化可溶性磷肥（以过磷酸钙为主）施入土壤后，很快转变为不溶性或缓效磷，称为固磷作用。在石灰性土壤中，通过一系列的沉淀反应最后成为羟基磷灰石或氟磷灰石。在酸性土壤中最后则成为磷酸铁、铝。易溶性或速效态磷酸盐转化为难溶性迟效态和缓效态的过程，通常称之为磷的固定。土壤中磷的固定是非常普遍的。这是磷肥利用率低的重要原因。（三）土壤磷的无效化过程2、聚磷酸铵溶液是一种低氮高磷复合液肥，有易溶性、分散性好等优点。液体有两种配比：10-34-0，9-32-0,（湿法磷酸）11-37-0，11-44-0（热法磷酸）美国每年生产约150万吨液体肥料的主要基础原料农用聚磷酸盐的组成（美国）测定方法参照：王蕾等，2014，离子交换分离法测定聚磷酸铵中不同形态的磷酸盐。磷肥与复肥，29（5):25-30正磷酸25%焦磷酸35%三聚磷酸15%四聚磷酸10%五聚磷酸8%六聚以上7%1）它可螯合湿法磷酸中的镁、铁、铝等杂质，不产生沉淀，也不会损失有效磷。加入的微量元素可以被螯合，成为均匀一致的多元溶液肥料。2）它能与氮溶液、尿素、氯化钾和水配制出近几十种NPK复混肥。3）由聚磷酸铵制成的复混肥盐析温度可达0oC以下，有些可达-18℃。便于寒冷地区贮藏。4）聚磷酸盐含有多种磷形态，但最终都要水解为正磷酸盐被吸收。水解需要时间。可以延长磷的肥效。聚磷酸铵的优点国内生产农用聚磷酸铵的企业理论上生产磷铵的企业经技术改造后都有能力生产。广西越洋化工生产11-37-0配方销售到美国。聚磷酸铵除用于液体肥，还可以用于复合肥的生产。国外很多复合肥磷成分有一部分为聚磷酸。-K1K½K缺钾的生菜钾的营养功能(一)促进酶的活化在生物体内，钾作为60多种酶（包括合成酶类、氧化还原酶类、转移酶类）的活化剂，能促进多种代谢反应。(二)促进光能的利用，增强光合作用(三)促进糖代谢1.促进碳水化合物的合成钾不足时，植株内糖、淀粉水解为单糖；钾充足时，活化了淀粉合成酶，单糖向合成蔗糖、淀粉方向进行。钾能促使糖类向聚合方向进行，对纤维的合成有利。所以钾肥对棉、麻等纤维类作物有重要的作用。2.促进光合产物的运输钾能促进光合产物向贮藏器官的运输，使各组织生长发育良好。钾含量因作物种类和器官而异：淀粉作物、糖料作物、烟草、香蕉等含钾较多；禾谷类作物相对较低。谷类：茎秆种子；薯类：块根、块茎较高－K＋K(四)促进植物经济用水1.参与细胞渗透调节作用，促进根系对水分的吸收钾离子以高浓度累积在细胞中，因此，细胞壁渗透压增大，水分便从低浓度的土壤溶液中向高浓度的根细胞中移动，直至渗透压和膨压达到平衡为止。(五)增强作物的抗逆性钾有多方面的抗逆功能，它能增强作物的抗旱、抗高温、抗寒、抗病、抗盐、抗倒伏等的能力，从而提高其抵御外界恶劣环境的忍耐能力。这对作物稳产、高产有明显作用。－K＋K钾对作物产量和品质的影响钾充足，不但能使作物产量增加，而且可以改善作物品质。钾对作物品质影响的例子：1.油料作物的含油量增加2.纤维作物的纤维长度和强度改善3.淀粉作物的淀粉含量增加4.糖料作物的含糖量增加5.果树的含糖量、维C和糖酸比提高，果实风味增加钾通常被称为“品质元素”缺钾缺磷缺氮对照生菜缺乏营养三要素的症状比较(2006.11.06)甘蓝叶片缺钾的症状萝卜叶片缺钾的症状K烟草K葡萄+K-K玉米水培试验CK－K土培玉米缺钾钾肥的种类、性质及施用一、钾盐矿资源与钾肥制造原理(一)钾盐矿资源简介1.钾盐矿种类钾矿床：明矾石、钾长石和光卤石内陆盐湖钾盐矿：如察尔汗盐湖，死海沿海盐场的盐卤：我国沿海地区的盐场原生钾盐在自然状态下呈各种颜色。这是由于钾盐中含有不同铁氧化物或粘土等，但它们并不影响提炼的钾肥的效果。钾盐矿钾矿床钾矿石钾盐矿1.成分和性质成分：KCl，含K2O50%~60%(含K52%，Cl47.6%)性质：白色、淡黄色或紫红色结晶易溶于水，呈化学中性有吸湿性，久存会结块生理酸性肥料三、常用钾肥的性质和施用（一）氯化钾青海盐湖钾肥股份有限公司——“盐桥”牌氯化钾氯化钾(加拿大红色钾肥)红色钾肥不能用于灌溉系统白色钾肥可以用于灌溉系统(二)硫酸钾1.成分与性质成分：K2SO4，含K2O50%~54%(含K43.8%,S17.6%)性质：白色或淡黄色结晶；溶于水，但溶解度小，呈化学酸性；吸湿性小；生理酸性肥料硫酸钾注意：硫酸钾的价格比氯化钾贵，因此通常情况下应尽量选用氯化钾，减少施肥的投资，增加经济效益。但对于缺硫或硫含量不很丰富的土壤、需硫较多的作物、对氯敏感的作物、需优先保证品质的作物等均应优先选用硫酸钾。缺硫的水稻土硝酸钾磷酸二氢钾缺钙的果实脐腐病苦痘病植株缺镁：中下部叶脉间失绿黄化水稻黄瓜玉米植株缺硫：新叶失绿黄化玉米小麦烟草大豆微量元素肥料硫酸锌、硫酸锰、硫酸铜、硼砂、硼酸、钼酸铵等，铁必须用螯合态EDTA及EDDHA的铁锰铜锌螯合物常用的微量元素肥料硫酸亚铁硫酸锰硫酸锌硫酸铜硼酸钼酸铵螯合态微量元素活性最高螯合锌含锌5.0-14.0%螯合铁含铁4.0-14.0%螯合锰含锰5.0-12.0%螯合铜含铜5.0-14.0%硼钼没有螯合态•钼酸含Mo59%钼酸铵含Mo54%•硼酸含B17.5%硼砂含B11.0%水溶性硼肥B20.5%NPKPKNNPKPKNNPKPKNNPKPKNNPKPKNNPKPKNNPKPKN复合肥示意图特点：颗粒均一；每个颗粒