认识化肥从氮磷钾开始

1、1 中化化肥公司高级顾问中化化肥公司高级顾问 中国农业大学资源与环境学院中国农业大学资源与环境学院 植物营养与肥料学教授植物营养与肥料学教授 、博导、博导 中国农大中国农大 中化化肥中化化肥 中化化肥农大研发中心中化化肥农大研发中心 SINOCHEM-CAU Fertilizer R&D Centre 曹一平曹一平 教授教授 2 一、肥料的类型与作用一、肥料的类型与作用 1. 肥料有哪些类型？肥料有哪些类型？ 2. 肥料的作用？肥料的作用？ 3 肥料的类型肥料的类型 1， 无机肥料（化学肥料）无机肥料（化学肥料） 2，有机肥料（农家肥料），有机肥料（农家肥料） 4 无机肥料无机肥料：又名化学肥

2、料，是应用煤、石油、天然气 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（如磷、钾、镁），或大气中的气态养分元素（如 N N2 2）作为资源，）作为资源， 通过化学生产工艺转化生产成简单形态通过化学生产工艺转化生产成简单形态 的的 无机肥料。无机肥料。 特点特点： 养分呈无机态存在；养分呈无机态存在； 能为植物直接吸收利用；能为植物直接吸收利用； 养分种类少而浓度高；养分种类少而浓度高； 肥效快而猛。肥效快而猛。 5 有机肥料：有机肥料： 是传统农业发展阶段农作物增产的主是传统农业发

3、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。持一个较低的产量水平。 含有较多的有机质；含有较多的有机质； 所含养分元素的种类齐全而浓度低；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；经过腐解方可逐步释放出来； 肥效迟而缓。肥效迟而缓。 特点：特点： 6 肥料在农业生产中的作用肥料在农业生产中的作用 肥料的增产作用肥

4、料的增产作用 补偿耕地不足补偿耕地不足 培肥土壤培肥土壤 7 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 19751978198219851988199119941997 粮食产量粮食产量(万吨万吨) 肥料施用量肥料施用量(万吨万吨) 肥料施用量 粮食总产量 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000 55000 60000 65000 70000 75000 肥料施用量 粮食总产量 肥料的增产作用肥料的增产作用 8 据联合国粮农组织（据联合国粮农组织（FAOFAO）统计）统计: : 对世界粮食增产因素的

5、分析中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因播种面积增加而增加的产量占2222， 因单位面积产量增加所增加的产量占因单位面积产量增加所增加的产量占7878。 而在各项增产因素中，增施化肥起而在各项增产因素中，增施化肥起30305050的作用的作用 （一般可按（一般可按4040估计）。估计）。 数以数以1010万计的田间试验结果表明，每公斤化肥平万计的田间试验结果表明，每公斤化肥平 均可增产均可增产8 812kg12kg粮食；粮食；4 48kg8kg油料；油料；3 36kg6kg 棉花。棉花。 施化肥增加的农产品价值是化肥投资的施化肥增加的农产品价值是化肥投资的4.84

6、.8倍。倍。 9 不同年代每公斤化肥增产粮食示意图不同年代每公斤化肥增产粮食示意图 15 9 7 0 2 4 6 8 10 12 14 16 507090 年代 每公斤化肥增产量 kgkg-1 10 培肥土壤培肥土壤 * * 增加土壤有效养分增加土壤有效养分 提高土壤有机质含量提高土壤有机质含量 “无中生有无中生有”之理之理 11 * * 人多地少的日本、人多地少的日本、 荷兰单位面积施肥量荷兰单位面积施肥量 是美国、前苏联的是美国、前苏联的3-3- 5 5倍，单产是美国前倍，单产是美国前 苏联的苏联的2 2倍；倍； * * 我国通过施肥提高我国通过施肥提高 单产解决人口压力。单产解决人口压力

7、。 12 单质肥料单质肥料 氮肥氮肥尿素、硫酸铵、氯化铵、尿素、硫酸铵、氯化铵、 碳酸氢铵、硝酸铵、氨水等；碳酸氢铵、硝酸铵、氨水等； 磷肥磷肥过磷酸钙、重钙、磷矿粉等；过磷酸钙、重钙、磷矿粉等； 钾肥钾肥硫酸钾、氯化钾等。硫酸钾、氯化钾等。 1. 化肥类型 13 NPKNPK三元素中含两种和两种以上者分别称为二元复合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。肥和三元复合肥。 复合肥复合肥硝酸钾、磷酸二铵、磷酸二氢钾等硝酸钾、磷酸二铵、磷酸二氢钾等 （化学合成）；（化学合成）； 复混肥复混肥如三元复肥（机械造粒）；如三元复肥（机械造粒）； 掺混肥，掺混肥，BBBB肥肥(Bul

8、k Blending Fertilizer)(Bulk Blending Fertilizer)； 有机一无机复混肥。有机一无机复混肥。 6.复混肥的特点及合理选用 （2 2）复混肥的类型）复混肥的类型 14 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 2）复混肥养分含量表示方法）复混肥养分含量表示方法 15 氮肥氮肥 16 液氨施肥系统 17 氨合成的基本反应：氨合成的基本反应： N2+3H2 2NH3 高温、高压、催化剂高温、高压、催化剂 合成氨可直接作为氮肥施用，也可以进一步加合成氨可直接作为氮肥施用，也

9、可以进一步加 工为其它氮肥，其基本途径为：工为其它氮肥，其基本途径为： 氨的液化或制成溶液，即氨的液化或制成溶液，即液态氮肥液态氮肥； 氨由酸根固定或碳化，即氨由酸根固定或碳化，即铵态氮肥铵态氮肥； 氨的硝酸化，即氨的硝酸化，即硝态氮肥硝态氮肥； 氨的碳化并脱水，即氨的碳化并脱水，即酰胺态氮肥酰胺态氮肥。 18 （一）液态氮肥（一）液态氮肥 1.1. 氨水氨水 2. 2. 液氨液氨 3. 3. 氮溶液氮溶液 19 （二）固体氮肥类（二）固体氮肥类 1、铵态氮肥、铵态氮肥 2、硝态氮肥、硝态氮肥 3、酰胺态氮肥、酰胺态氮肥 20 主要品种有：主要品种有： 硫酸铵、氯化铵、硝酸铵和碳酸氢铵硫酸铵、

10、氯化铵、硝酸铵和碳酸氢铵等。等。 其共同特点是：其共同特点是： 易溶于水，能被作物直接吸收，便于迅速发挥易溶于水，能被作物直接吸收，便于迅速发挥 肥效；肥效； 土壤胶体对铵离子有较强的吸附能力，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；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。铵态氮肥遇碱性物质易产生氨的挥发损失。 （二）铵态氮肥（二）铵态氮肥 21 铵态氮肥在土壤中变化的示意图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.

11、氮肥特点：易溶于水、多变化、肥效短 22 1. 1. 硫酸铵硫酸铵 硫酸铵硫酸铵(NH(NH4 4) )2 2 SO SO4 4，含氮，含氮20-2120-21 ，简称硫铵，俗，简称硫铵，俗 称肥田粉，是我国最早使用和生产的氮肥品种。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。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硫铵物理性质稳定分解温度高(280(280o oC)C)，不易吸，不易吸 湿湿(20(20o oC C时临界吸湿点为相对湿度时临界吸湿点为相对湿度8181) )，易溶于水，易溶于水 (20(20o oC C时溶

12、解度为时溶解度为75g/100g75g/100g水水) )。 我国现行硫铵的标准为：含我国现行硫铵的标准为：含N N：20.520.521%21%，水分，水分 0.10.10.5%0.5%，游离酸，游离酸0.3%13012.17 61.71 10-12 48-52 磷酸二铵DAP72.17.87021.19 53.76 1846 72 3. 使用方法 （1）作种肥时应特别注意不能与种子直接接触；）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）作基肥时施肥点不能离幼根幼芽太近，以免 受分子中释放的受分子中释放的NH3的灼伤；的灼伤； （3）磷酸铵可作基肥和

13、追肥。一般宜作基肥；作基）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，使肥时，常需配施氮肥，使N P2O5的比例调整的比例调整 到适宜程度；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）磷酸铵可与多数肥料掺混施用，但须避免与碱 性肥料掺混。性肥料掺混。 73 (二二)硝酸钾硝酸钾 硝酸钾硝酸钾KNO3；N 13，K2O 44一种不含氯一种不含氯 的氮钾二元复合肥料。纯品含的氮钾二元复合肥料。纯品含K2O 46.58(K38.82) 和和N13.84；肥料级产品含；肥料级产品含K2O 44和和N 13左右。不左右。不 含其他副成分。含其他副成分。N K2O为为1

14、 3.4，是含钾为主的高浓，是含钾为主的高浓 复肥品种之一。复肥品种之一。 74 75 三、氮磷钾三元复合肥料三、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，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。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。作物施肥的需要，达到批量的只有几十种。20 世纪世纪80年代，各国销售的主要三元复肥品种在年代，各国销售

15、的主要三元复肥品种在 6080种。种。 76 三元复肥的基本类型有三个：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。 77 三元复肥常见品种三元复肥常见品种 1. 通用型：通用型：151515，16-16-16等。等。 这是一类这是一类N、P、K养

16、分相等的养分相等的1 1 1型复肥，型复肥， 世界多数国家都生产和施用，尤其欧洲各国。我国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。也从欧洲进口。 151515型复肥除少数采用熔融法生产外，大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 浆中加入钾肥浆中加入钾肥(氯化钾或硫酸钾氯化钾或硫酸钾)和硝铵、尿素等氮肥，和硝铵、尿素等氮肥， 使其使其NPK养分含量都达到养分含量都达到15，然后进行喷浆造粒，然后进行喷浆造粒， 制成产品。制成产品。 78 特点：特点： (1) 粒形一致，外观较好。粒形一致，外

17、观较好。 (2) 养分含量高达养分含量高达45，所有组份都能水溶。，所有组份都能水溶。 (3) 氮素一般由氮素一般由NO3 N和和NH4-两部分组成。两部分组成。 (4) 磷素中既有水溶性磷，也有枸溶性磷，一般水磷素中既有水溶性磷，也有枸溶性磷，一般水 溶性磷较少，占溶性磷较少，占3050，枸溶性磷较高。，枸溶性磷较高。 (5) 多数产品的钾素以多数产品的钾素以KCl形态加入，即产品中含形态加入，即产品中含 有约有约12的氯。只有当注明用于忌氯作物的产的氯。只有当注明用于忌氯作物的产 品，才用品，才用K2SO4作钾源，但价格较贵。作钾源，但价格较贵。 (6) 产品中一般不添加微量元素养分。产品

18、中一般不添加微量元素养分。 151515复肥复肥 七、专用复合肥料七、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，加锌的专用复肥，如我国已有的烟草专用复肥，加锌 专用肥料专用肥料( (适用于缺锌土壤上的某些作物适用于缺锌土壤上的某些作物) )等，这等，这 类肥料主要用于特种作物和经济作物。是我国肥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料的重要发展方向之一 80 近年来，专用肥发展快，其原因：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。使生产目的与专用肥料有明确的

19、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、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。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。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，施肥量、施肥期、施肥深度与方法，可否喷施， 是否含氯等是否含氯等)都有具体明确的规定。是施肥知识普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。及和施肥技术推广的一种形式。 81 (3) (3) 从农业化学角度看，从农业化学角度看， 可针对土壤中某些养分的缺陷可针对土壤中某些养

20、分的缺陷( (不足不足) )而采取的所而采取的所 谓谓“矫正矫正”施肥施肥( (补足施肥补足施肥) )阶段。如对严重缺氮的土阶段。如对严重缺氮的土 壤主要供氮，对缺磷的土壤主要供磷等，一般连续壤主要供氮，对缺磷的土壤主要供磷等，一般连续 “矫正矫正”多年以后，某种养分将会有所积累，直至达多年以后，某种养分将会有所积累，直至达 到较为充足。到较为充足。 可做到可做到“平衡平衡( (持续持续) )”施肥。其施肥的主要目的是施肥。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。中携出的养分，保持和

21、提高土壤的生产力。 原原 因因 82 专用复肥配方，应包含的主要技术内容：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量和特殊的养分要求(如配入何种微量元素，是如配入何种微量元素，是 否允许含有否允许含有Cl- 等等)。 (2) 因地制宜。因地制宜。 (3) 合理选择原料合理选择原料 。 (4) 选定的配方应与同时推荐的施肥技术选定的配方应与同时推荐的施肥技术(施肥施肥 量、施肥期、施肥深度量、施肥期、施肥深度)相适应。相适应。 (5) 专用肥配方须在一定的肥效评价试验基础专用肥配方须在一定的肥效评价

22、试验基础 上向工厂推荐，确证效果后才能正式投产。上向工厂推荐，确证效果后才能正式投产。 83 七、专用复合肥料七、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，例的专用复肥，如我国已有的烟草专用复肥， 加锌专用肥料加锌专用肥料(适用于缺锌土壤上的某些作物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。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是我国肥料的重要发展方向之一 84 2. 美国用于花卉的三元复肥美国用于花卉的三元复肥“花宝花宝”，有，有1030 20(用

23、于促进开花结果用于促进开花结果)，251510型型(促进根、促进根、 茎、叶强壮茎、叶强壮)以及以及301010型型(促进幼苗生长及促进幼苗生长及 观叶植物用观叶植物用)等多种。等多种。 3. 日本在蔬菜上常用的三元复肥，如用于茄果类蔬日本在蔬菜上常用的三元复肥，如用于茄果类蔬 菜的基肥有菜的基肥有141816型和型和1222123型型 (MgO)等；追肥有等；追肥有16416型和型和1048型等；型等； 用于叶菜类的基肥有用于叶菜类的基肥有121612型和型和142214 型等，追肥有型等，追肥有16416型和型和23023型等。型等。 4. 此外，还有一些特殊类型的三元复合肥料，如配此外，

24、还有一些特殊类型的三元复合肥料，如配 有缓释氮肥有缓释氮肥(长效氮肥长效氮肥)的三元复肥，添加有农药、的三元复肥，添加有农药、 微量元素的三元复肥等。微量元素的三元复肥等。 85 近年来，专用肥发展快，其原因：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、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。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。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

25、否喷施，施肥量、施肥期、施肥深度与方法，可否喷施， 是否含氯等是否含氯等)都有具体明确的规定。是施肥知识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。普及和施肥技术推广的一种形式。 86 原则上适用于所有作物，作基肥、种肥原则上适用于所有作物，作基肥、种肥 及蔬菜、果树、花卉等作物的追肥；及蔬菜、果树、花卉等作物的追肥； 由于南方土壤缺钾严重，故在选择复合由于南方土壤缺钾严重，故在选择复合 肥时以高钾型为主，北方土壤钾素含量肥时以高钾型为主，北方土壤钾素含量 相对较高，可选用低钾型复合肥。相对较高，可选用低钾型复合肥。 （3 3）复混肥料的合理选用）复混肥料的合理选用 87 1

26、.1.最好作基肥可以满足作物中后期对磷钾养分最好作基肥可以满足作物中后期对磷钾养分 的大量需要。的大量需要。 2.2.用作种肥（如玉米点播、穴施）易烧苗，不用作种肥（如玉米点播、穴施）易烧苗，不 安全。安全。 3.3.三元复混肥不宜作追肥，否则易造成磷钾资三元复混肥不宜作追肥，否则易造成磷钾资 源的浪费。源的浪费。 4.4.与单质氮肥配施（作追肥），使之最终适合与单质氮肥配施（作追肥），使之最终适合 作物的营养要求。作物的营养要求。 （4 4）复混肥料的合理选用）复混肥料的合理选用对生育期对生育期 88 NH4+：水稻：水稻(幼苗根内缺少硝酸还原酶）幼苗根内缺少硝酸还原酶） 薯类（有利于合成有机含氮化合物）薯类（有利于合成有机含氮化合物） NO-3：烟草（有利于形成大量有机酸，增强燃烧性）：烟草（有利于形成大量有机酸，增强燃烧性） 小粒种子（如谷子）含小粒种子（如谷子）含CH2O化物少，忍受化物少，忍受 NH4