认识化肥从氮磷钾开始ppt课件.ppt

第二讲肥料各论 植物营养与肥料学教授 博导 曹一平教授 1 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 2 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 3 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 4 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 5 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 6 7 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 8 不同年代每公斤化肥增产粮食示意图 9 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 10 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 11 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 12 NPK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 13 N P2O5 K2O 其他养分 如15 15 15 0 15 15 15 0 15 6 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 14 氮肥 氮肥 15 液氨施肥系统 16 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 17 一 液态氮肥1 氨水2 液氨3 氮溶液 18 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 19 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 易溶于水 能被作物直接吸收 便于迅速发挥肥效 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 铵态氮肥遇碱性物质易产生氨的挥发损失 二 铵态氮肥 20 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 NH4 NH4 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 21 1 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 22 2 氯化铵 23 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 24 25 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 26 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 27 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 28 29 30 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 31 32 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 33 34 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 35 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 36 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3041 37 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 38 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 39 40 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 41 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 H2O 42 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 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 43 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 44 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 45 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 46 二 主要钾肥品种的性质与施用 1 氯化钾2 硫酸钾 47 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 48 氯化钾 49 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 50 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 51 硫酸钾 52 使用注意事项 1 钾在土壤中的移动性较小 3 硫酸钾作基肥 种肥 追肥均可 一般以基肥最为适宜 注意施肥深度 4 应集中条施或穴施 使肥料分布在作物根系密集的湿润土层中 2 酸性土壤上应增加石灰以中和酸性 53 2 复混肥料 复合肥料 技术要求GB0063 2001 二 化肥类型 特点和施用 54 二 复混肥料 55 复肥的定义 复混 合 肥料系指商品肥料中 含有氮 磷 钾三要素中两种以上养分的肥料 有的国家也叫 综合肥料 或 多养分肥料 我国目前习惯于称为复混肥料 在复混肥料中可以含有一种或几种可标明含量的中量营养元素或 和 微量营养元素 56 一 复合肥料的分类按养分数量和功能可分为二元 三元和多元复合肥料按制造方法可分为 化成复合肥料配成复合肥料掺混 合 复合肥料 复混肥料的分类 57 二元复合肥料 含两种养分 如氮磷复合肥料 氮钾复合肥料 磷钾复合肥料 三元复合肥料 同时含三种养分的复合肥料 多元复合肥料 除三种养分外 还含有中 微量营养元素等 58 一 化成复合肥料在生产工艺流程中发生显著的化学反应而制成的复合肥料 这类肥料一般属二元型复肥 无副成分 如磷酸铵 18 46 0 和硝酸钾 13 0 44 等均属典型的化合复合肥料 59 1 养分的含量和比例系在生产加工流程中 经配入单一肥料或由几种单一肥料按配方配制而成 可按不同要求而予以调节 2一般复肥产品在生产中制成颗粒状 3 配成过程中物料可产生部分化学反应 4 大都属三元型 如尿磷钾 硝磷钾型三元复肥 配成复肥 60 二 混成复合肥料通过几种单质肥料 或单质肥料与化合复肥简单的机械混合 叫做混合复合肥料 早期多为粉状 61 三 掺混 合 复肥 BB肥 将颗粒大小比较一致的单质肥料或化成复肥作基础肥料 直接由肥料销售系统按当地土壤和农作物要求确定的配方 经称量和简单机械混合而成 如由磷酸铵与硫酸钾及尿素固体散装掺混的三元复肥等 62 63 表6 3中华人民共和国专业标准 复混肥料 主要指标指标名称高浓度中浓度低浓度三元肥料二元肥料总养分含量 40 030 025 020 0 N P2O5 K2O 水溶性磷占有效P2O5百分率 50 050 040 040 0水分 游离子 1 52 05 05 0颗粒平均抗压强度 N 121089粒度1 4毫米颗粒百分率 90908080 64 三 复合肥料的优点 1 养分全面 含量高复合肥料能比较均衡地供给作物所需要的多种养分 并充分发挥营养元素之间的相互促进作用 提高施肥的效果 2 物理性状好 便于机械施用复合肥料基本是颗粒状 颗粒比较坚实 无尘 粒度大小均匀 吸湿性小 便于贮存和施用 即适合于机械化施肥 同时也便于人工撒施 优点 65 3 副成分少有的单质化肥含有大量副成分 如硫酸铵含21 的氮素 还含有大量硫酸根副成分 而复合肥料所含养分则几乎全部或大部分是作物所需要的 施用复合肥料既可免除某些物质资源的浪费 又可避免某些副成分对土壤性质的不利影响 4 降低生产成本 节约开支生产1t20 20 0的硝酸磷肥比生产同样成分的硝酸铵和过磷酸钙可降低成本10 左右 1kg磷酸铵相当于0 9kg硫酸铵和2 5kg过磷酸钙中所含的养分 而体积上却缩小了3 4 这样可节省贮存 运输 施用费用 66 5 钾肥的特点及合理选用 钾肥溶于水 在土壤中移动性介于氮磷肥之间 钾肥的适用性与它的副成分 SO42 和 Cl 有关 1 钾肥的特点 二 化肥类型 特点和施用 67 2 钾肥的合理选用 硫酸钾适于各种土壤和作物 特别是喜硫作物 如油菜 葱等 和忌氯作物 如烟草 马铃薯等 适于作种肥 氯化钾适用于椰子 荔枝等喜氯作物及所有非忌氯作物 不适于作种肥 二 化肥类型 特点和施用 68 四 复肥的发展农业发达国家从50年代兴起了化肥的复合化 80年代末 世界消费的化肥中复肥约占50 同期 发达国家消费的化肥中 复肥平均占70 以上 美 英 法 日 德等国的化肥消费结构中 有35 45 的氮素 N 80 85 的磷素 P2O5 和85 90 的钾素 K2O 是由复混肥料提供的 而发展中国家 一般复混肥的比例要低 如在印度复肥的比例仅占26 5 N P2O5 K2O 非洲和东南亚一些发展中国家 由于化肥主要依靠进口 因此复混肥的比例也较高 69 二 二元复合肥料 一 磷酸铵磷酸铵 NH4H2PO4与 NH4 2HPO4 N10 18 P2O544 这是一类由磷酸和氨反应生成的高浓化成复合肥料 肥料级磷酸铵产品 常是一铵和二铵的混合物 而以其中一种为主 如肥料级磷酸一铵中通常一铵占70 以上 其余为二铵等成分 70 表6 7磷酸铵的主要理化性质分解温度 养分含量 结晶肥料级名称简写溶解度溶液pHNP2O5NP2O5磷酸一铵MAP41 64 4 13012 1761 7110 1248 52磷酸二铵DAP72 17 8 7021 1953 761846 71 3 使用方法 1 作种肥时应特别注意不能与种子直接接触 2 作基肥时施肥点不能离幼根幼芽太近 以免受分子中释放的NH3的灼伤 3 磷酸铵可作基肥和追肥 一般宜作基肥 作基肥时 常需配施氮肥 使N P2O5的比例调整到适宜程度 4 磷酸铵可与多数肥料掺混施用 但须避免与碱性肥料掺混 72 二 硝酸钾硝酸钾 KNO3 N13 K2O44 一种不含氯的氮钾二元复合肥料 纯品含K2O46 58 K38 82 和N13 84 肥料级产品含K2O44 和N13 左右 不含其他副成分 N K2O为1 3 4 是含钾为主的高浓复肥品种之一 73 74 三 氮磷钾三元复合肥料这是含有氮磷钾三个养分的一类复合肥料 而不是一个品种 氮磷钾三元复肥中的养分比例 理论上可以任意配制 生产千百个品种 但事实上 限于原料 工艺流程 销售要求和作物施肥的需要 达到批量的只有几十种 20世纪80年代 各国销售的主要三元复肥品种在60 80种 75 三元复肥的基本类型有三个 硫磷钾型 尿磷钾型和硝磷钾型 生产这些三元复肥的磷源相似 大都采用磷铵 重钙或普钙 主要差别是氮源 上述三类复肥的氮源分别是硫铵 配硫酸钾作钾源 尿素 一般配氯化钾 和硝铵 一般配氯化钾 我国有以氯化铵 配氯化钾作钾源 作主要氮源的三元复肥 称之谓氯磷钾型 因其中有两个组分含氯 氯化铵和氯化钾 故也称双氯复肥 一般限于在一定地区的粮食作物上施用 76 三元复肥常见品种1 通用型 15 15 15 16 16 16等 这是一类N P K养分相等的1 1 1型复肥 世界多数国家都生产和施用 尤其欧洲各国 我国也从欧洲进口 15 15 15型复肥除少数采用熔融法生产外 大都以料浆法生产 不少欧洲国家都是在硝酸磷肥料浆中加入钾肥 氯化钾或硫酸钾 和硝铵 尿素等氮肥 使其NPK养分含量都达到15 然后进行喷浆造粒 制成产品 77 特点 1 粒形一致 外观较好 2 养分含量高达45 所有组份都能水溶 3 氮素一般由NO3 N和NH4 两部分组成 4 磷素中既有水溶性磷 也有枸溶性磷 一般水溶性磷较少 占30 50 枸溶性磷较高 5 多数产品的钾素以KCl形态加入 即产品中含有约12 的氯 只有当注明用于忌氯作物的产品 才用K2SO4作钾源 但价格较贵 6 产品中一般不添加微量元素养分 15 15 15复肥 78 七 专用复合肥料是针对特定土壤和作物配制不同成分和比例的专用复肥 如我国已有的烟草专用复肥 加锌专用肥料 适用于缺锌土壤上的某些作物 等 这类肥料主要用于特种作物和经济作物 是我国肥料的重要发展方向之一 79 近年来 专用肥发展快 其原因 1 专用肥料有明确的施用对象 使生产目的与施用效果直接相联系 有利于作物的专业化生产 发展机械化作业和专业化施肥 2 专用肥料的配方 依据施用对象的具体要求 施肥量 施肥期 施肥深度与方法 可否喷施 是否含氯等 都有具体明确的规定 是施肥知识普及和施肥技术推广的一种形式 80 3 从农业化学角度看 可针对土壤中某些养分的缺陷 不足 而采取的所谓 矫正 施肥 补足施肥 阶段 如对严重缺氮的土壤主要供氮 对缺磷的土壤主要供磷等 一般连续 矫正 多年以后 某种养分将会有所积累 直至达到较为充足 可做到 平衡 持续 施肥 其施肥的主要目的是按作物的吸肥要求 借助施肥措施以平衡作物从土壤中携出的养分 保持和提高土壤的生产力 原因 81 专用复肥配方 应包含的主要技术内容 1 提供适应对象作物的养分形态 比例 含量和特殊的养分要求 如配入何种微量元素 是否允许含有Cl 等 2 因地制宜 3 合理选择原料 4 选定的配方应与同时推荐的施肥技术 施肥量 施肥期 施肥深度 相适应 5 专用肥配方须在一定的肥效评价试验基础上向工厂推荐 确证效果后才能正式投产 82 七 专用复合肥料是针对特定土壤和作物配制不同成分和比例的专用复肥 如我国已有的烟草专用复肥 加锌专用肥料 适用于缺锌土壤上的某些作物 等 这类肥料主要用于特种作物和经济作物 是我国肥料的重要发展方向之一 83 美国用于花卉的三元复肥 花宝 有10 30 20 用于促进开花结果 25 15 10型 促进根 茎 叶强壮 以及30 10 10型 促进幼苗生长及观叶植物用 等多种 日本在蔬菜上常用的三元复肥 如用于茄果类蔬菜的基肥有14 18 16型和12 22 12 3型 MgO 等 追肥有16 4 16型和10 4 8型等 用于叶菜类的基肥有12 16 12型和14 22 14型等 追肥有16 4 16型和23 0 23型等 此外 还有一些特殊类型的三元复合肥料 如配有缓释氮肥 长效氮肥 的三元复肥 添加有农药 微量元素的三元复肥等 84 近年来 专用肥发展快 其原因 专用肥料有明确的施用对象 使生产目的与施用效果直接相联系 有利于作物的专业化生产 发展机械化作业和专业化施肥 2 专用肥料的配方 依据施用对象的具体要求 施肥量 施肥期 施肥深度与方法 可否喷施 是否含氯等 都有具体明确的规定 是施肥知识普及和施肥技术推广的一种形式 85 原则上适用于所有作物 作基肥 种肥及蔬菜 果树 花卉