肥料的酸碱反应特性

1、肥料的酸碱反应特性一般常用的肥料都是碱基和酸根组成的盐类，基本上就具有化学的特定性质。另一方面，在施肥后，受到土壤环境因子的影响，例如根群和微生物的选择性吸收营养成分、微生物分泌酵素的分解和转化分子结构、土壤粒子的吸附阳离子和排斥阴离子、雨水溶脱盐类等，都会对植物的营养生长和土壤化学性之改变有明显的影响力。表1. 肥料在化学上的酸碱反应要因和归类酸性肥料酸性含有游离酸之肥料塩磷酸一铵磷酸一钾磷酸一钙过磷酸钙重过磷酸硫酸铵中性肥料中性有机化合物硫酸钾氯化钾硝酸铵，硝酸钠尿素碱性肥料碱性物质强碱基弱酸根含有过剩石灰物质生石灰、消石灰氢氧化镁氨水碳酸钾氰氮化钙熔制磷肥硅酸石灰肥料在化学上的酸碱反应肥

2、料溶解于水中后，由于其碱基和酸根的相对强弱关系导致肥料水溶液的pH值有呈酸性或碱性反应的差异。依据pH值的高低，可将肥料区分成酸性肥料、中性肥料和碱性肥料。从肥料组成分的碱基和酸根的强弱势也可判断肥料在化学属性是中性、酸性或碱性。例如硫酸铵是由强酸和弱碱组成，所以其水溶液呈微酸性；硫酸钾是由强酸和强碱组成，所以其水溶液呈中性；碳酸钾是由弱酸和强碱组成，所以其水溶液呈微碱性。有一些肥料在制造过程中残留部分游离酸，例如过磷酸钙常含有游离硫酸，其水溶液也呈微酸性。兹将肥料在化学上的酸碱反应整理成表1。肥料有化学酸碱反应的特性，所以在混合肥料时要注意酸和碱混合会发热、碱和碱混合时会造成脱氨等情况。肥料

3、在植物生理上的酸碱反应肥料施到土壤后，在土壤溶液中所呈现的酸碱反应和单纯肥料水溶液的酸碱反应有些许不同。肥料在化学上的酸碱反应受到土壤胶体粒子的缓冲能力的影响，在短时间内对土壤溶液的酸碱变化的影响并不会很大，反而是由于植物根系对肥料盐离子的吸收不平衡以后导致土壤溶液酸碱度的变化较为显著。一般而言，肥料成分中的阳离子经根系吸收后，残存的硝酸根（NO3-）、盐酸根（Cl-）、硫酸根（SO42-）等由于和土壤胶体子带有相同的负荷，很容易随同土壤重力水被排出土体之外，但在同时，土壤吸附的碱基阳离子，如钙离子（Ca2+）、镁离子（Mg2+）、钾离子（K+） 等亦会被拖着伴随流失，终至土壤酸性化。另外，铵

4、态氮肥料，例如硫酸铵，施到土壤中后，其铵态氮被植物吸收掉一部分，其余的则被硝化细菌作用转变成硝酸，故从此开始，其在土壤中的流程就如同一般硝酸盐肥料，也会导致土壤酸性化。肥料的酸根在土壤中随水分流失，导致碱基一起流失而使土壤酸性化的严重程度，以盐酸根和硫酸根为1，而硝酸根则是1/2、磷酸根则是1/3，根据以上所述，肥料施用后，依其造成土壤酸碱性的变化，可分类成表2的生理酸性肥料、生理中性肥料和生理碱性肥料。表2. 依照生理的反应的肥料的分类生理酸性肥料硫酸铵，氯化铵，硫酸钾，氯化钾生理中性肥料硝酸铵，过磷酸钙¹，尿素²生理碱性肥料硝酸钠，硝酸钙，氰氮化钙，熔制磷肥注1. 过磷

5、酸钙施在酸性土壤时对pH值影响很少，但在碱性土壤中，由于含石膏副成分的缘故，表现就有如生理酸性肥料。注2. 尿素在旱田中的表现是属于酸性肥料，主要的原因是因为硝酸化的缘故。尿素在水田中的表现，因有灌溉水带入的碱基和多量水的稀释结果，所以对土壤酸碱的反应是归入中性肥料。氮肥和钾肥是肥料需料量和使用量最大的三要素肥料之两种，特别是硫酸铵、氯化铵和氯化钾等都是属于生理的酸性肥料，这些肥料连年施用是造成土壤酸化的主要原因。土壤酸化是土壤保育的重大危机土壤的酸性反应对植物根系、土壤微生物和植物有用营养分的溶解度都有很大的影响。根据试验数据显示，大部分的农作物最适合生长的酸碱度范围是微酸性pH6.0到中性

6、pH7.0，有些作物对酸碱适应范围还可更宽些，所以pH5.5-pH7.5是宽限，更酸或更碱对作物根系的生长都不适合。此外，土壤酸碱度也左右植物营养素在土壤溶液中之溶解度，一般而言pH6.0到H7.0范围内营养要素的有效性最适合农作物的需求，例如pH值6.0以下，氮、磷、钾、硫、钙、镁和钼的有效性都显著降低；pH值7.0以上，则铁、锰、硼、铜和锌的有效性反而降低。酸性土壤的矫正既然肥料施用的结果难免影响土壤酸碱度的变化，尤其在长期连续施用肥料所造成的改变更为显著。这样的结果导致肥料的效果大打折扣，所以应该适时的矫正土壤酸碱度，使其尽量趋近于pH6.5-pH7.0。矫正酸性土壤，可用碱性的资材，例

7、如碳酸钙粉（石灰石粉）、碳酸镁钙粉（白云石粉）、硅酸炉渣粉等，一方面矫正酸度，一方面可补充植物所需的钙、镁营养素。矫正碱性土壤，可用酸性的资材，例如石膏、硫磺等。一般而言，农耕土壤偏酸的趋势远大于偏碱的趋势，所以具有高碱度的石灰资材也是肥料产业的产品，肥料分类上也有将之称为石灰肥料。表.3 介绍常用石灰资材之品质和土壤酸性中和能力。表3.常用石灰资材之品质资材名称主要化学成分碱度¹酸性中和能力²石灰石粉消石灰生石灰苦土石灰石灰炉渣硅酸炉渣蚵壳粉蟹壳粉CaCO3Ca（OH）2CaOCaMg（CO3）2CaSiO3CaSiO3CaCO3CaCO3567610053-5936-4

8、834-455121-2610013617990-10565-8560-809238-45注1. 碱度=%CaO + %MgO × 1.39注2. 以石灰石粉之碱度为100时，各种资材之碱度相对质。石灰资材除用于中性一般酸性土壤之外，也另有在农业经营上的许多功能，详列如表.4。表4.石灰肥料的功用功用说明土壤改良剂中和一般的酸性土壤促进土壤粒子的团粒化促进土壤有机物（植物残体、残存农药等）的分解降低土壤中氟和镉等有害重金属的溶解度促进土壤中肥料成分的吸收促进土壤有机态氮分解成无机态的铵态氮减少磷素固定作用，增加磷肥有效性活化土壤微生物增进土壤微生物固定空气中氮素提供植物营养分钙和镁是

9、植物必须的次量要素氮肥形态影响氮素的肥效氮肥是农业上使用的最大量肥料，钾肥或磷肥则在其次。以前的肥料管理法对肥料成分之保证，如氮肥只要保证全氮即可，可是氮肥包括铵态氮肥、硝酸态氮肥和尿素态氮肥，虽然都是氮肥，性质上仍有一些差异，会导致肥料利用率和土壤性质改变，所以必须加以区分，使农友在购买肥料和施肥时有所判断。目前的肥料管理法已针对上述观点完成修订。以下就主要氮肥的特性详加说明。铵态氮肥（NH4+-N） 铵离子带正电荷，在土壤中可为带负电荷的土壤胶体粒子所吸附，所以较不易随土壤水分移动及不易被淋洗出土体外，免除氮肥损失。铵态氮适合水田施肥。 铵离子在适当的pH值（6.0-8.0）、温度（30-

10、35）、通气和水分（田间容水量50-65%）下，很容易被微生物氧化而转变为硝酸态氮。 由于硝化作用产生氢离子之故，易使土壤酸化。若伴随过量灌水，则由于硝酸态氮会携带碱基阳离子排出土体之外，更加强土壤酸性化。 铵态氮于碱性环境中会有氨气的挥失，故铵态氮肥应避免施用于pH6.5的土壤，且忌与碱性肥料混合施用，以避免氮肥损失。硝酸态氮肥（NO3-N） 硝酸态氮带负电荷，在土壤中会被同样带负电荷的土壤胶体粒子所排斥，所以很容易随土壤水分移动及被淋洗出土体外。硝酸态氮肥不适合用于水田施肥，适合用于旱田施肥，但在旱田施肥宜分少量多次施用，以避免突然下雨造成肥料流失。 硝酸态氮被植物吸收，会遗留碱基在土壤内

11、，使土壤pH值变高，故于施肥时宜选用能被根系吸收利用的K+、Ca2+、Mg2+等碱基之硝酸肥料，避免土壤pH值快速偏高。 硝酸态氮不宜施用水田的另一原因为水田土壤有一还原层，硝酸态氮随水分往下移动，经过此层时会有被转变成有毒之亚硝酸盐，甚而转变成氮气造成脱氮损失。一般而言，旱作植物根系对铵态氮和硝酸态氮都能吸收利用，但是肥效上硝酸态氮比铵态氮好，综合原因如下： NO3-被根吸收后不似NH4+会残留酸根致使土壤酸性化。 植物根吸收NO3-比NH4+较快、较多。 NO3-过量吸收时容易在植物体内移动分配，所以不会引起毒害现象。NH4+过量吸收时容易蓄积，以致毒害细胞。 低温情况植物根系吸收NO3-

12、比NH4+快。 根吸收NO3-时会促进K+、Ca2+、Mg2+等阳离子要素一起被吸收；根吸收NH4+，反而会抑制这些阳离子的吸收。尿素态氮肥 尿素易溶于水，未水解的尿素呈中性，不会被土壤胶体粒子吸附，所以对根易造成肥害，也容易随表面水或重力水流失。 尿素必须水解成铵态氮才可被作物吸收，基本上其肥料性质较像铵态氮肥。尿素水解作用要靠土壤微生物分泌的尿素水解酵素的催化作用，因此影响水解的重要因子是土壤微生物和土壤温度。一般而言，土壤中性时，10左右，七天几全部水解成铵态氮；20左右，全部水解成铵态氮需要3-4日；30仅需1日即已全部水解成铵态氮，所以尿素的肥效比铵态氮肥和硝酸氮肥迟几天。 尿素水解后产生铵基和碳酸根，铵基被作物吸收后无强酸根遗留土中，是生理中性肥料。施肥影响连作之土壤化学性质肥料通常是由碱基和酸根组成的盐类。也许二者都是植物营养成分，也许只有其中之一是植物营养成分，另一成分则成为无用而残留下来的副成分。作物连作施肥促进土壤加剧酸性化上述已介绍肥料的酸根或碱基会影响土壤的酸碱度，随着连作，肥料连用累积下来的影响，土壤酸性化程度逐年越趋明显。作物连作施肥促进土壤加剧盐化肥料施用后常残留一些副成分，在干旱地区这些副成分不能被雨水淋溶出土体外，造成土壤累积盐分。随着连作，肥料连用累积下来的盐分逐年增加，土壤盐化程度逐年越趋明显