肥料基本知识(化肥)上篇-曹一平

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

2、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

3、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70500100015002000250030003500400019751978198219851988199119941997粮食产量粮食产量(万吨万吨)肥料

4、施用量肥料施用量(万吨万吨)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

5、（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4.84.8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15970246810121416507090年代每公斤化肥增产量kgkg-110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* *

6、 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。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13NPKNPK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

7、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(Bulk 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， 15-0-156.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

8、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

9、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、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

10、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221. 1. 硫酸铵硫酸铵硫酸铵硫酸铵(NH(NH4 4) )2 2 SOSO4 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(20

11、o 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%0.3%。23氨化铵氨化铵( (分子式为分子式为NHNH4 4Cl, Cl, 含含N24N242626),),简称氯铵简称氯铵，是一种重要的铵态氮肥。氯化铵可直接由盐酸，是一种重要的铵态氮肥。氯化铵可直接由盐酸(HCl )(HCl )吸收氨制造。但其主要是作为联碱工业的副吸

12、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：产品，其反应式如下：20002000年，我国年产氯铵约年，我国年产氯铵约300300万吨。万吨。NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3+NH4Cl2. 2. 氯化铵氯化铵24碳酸氢铵碳酸氢铵(NH(NH4 4HCOHCO3 3，含，含N17N17) )，简称碳铵。，简称碳铵。 碳铵是一种白色细粒结晶，易分解，有强烈的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，呈碱性反应刺鼻、氨臭，吸湿性强，易溶于水，呈碱性反应(pH8.2-8.4)(pH8.2-8.4)。碳铵是一种不稳定的化合物，在常温下也很易分碳铵是一

13、种不稳定的化合物，在常温下也很易分解释放出解释放出NHNH3 3发生下述反应，分解为氨、二氧化碳发生下述反应，分解为氨、二氧化碳和水，造成氮素的挥发损失。和水，造成氮素的挥发损失。3. 3. 碳酸氢铵碳酸氢铵25氨 + 二氧化碳 + 水NH3 CO2 H2O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碳酸氢铵入土前后的分解示意图26硝态氮肥包括硝态氮肥包括硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵和硝酸钾硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵和硝酸钾等，等，其共同特点是：其共同特点是：1 1. . 易溶于水，溶解度大，吸湿性强，吸湿后能化为液体。易溶于水，溶解度大，吸湿性强，吸

14、湿后能化为液体。2. 2. 硝酸根为阴离子，难以被带负电的土壤胶体所吸附，在硝酸根为阴离子，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。硝态氮肥向下层土壤淋失，不利于发挥其肥效。3. 3. 在通气不良或强还条件下，硝酸根在通气不良或强还条件下，硝酸根(NO(NO3 3- -) )可经反硝化作可经反硝化作用形成，用形成，N N2 2O O和和N N2 2g g气体，引起氮的损失。气体，引起氮的损失。4. 4. 大多数硝态氮肥在受热大多数硝态氮肥在受热( (高温高温)

15、)下能分解释放出氧气，易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。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（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28硝酸铵硝酸铵(NH(NH4 4NONO3 3，含，含N33-35%)N33-35%)简称硝铵简称硝铵 是一种白色晶体，含氮量高。其中铵态氮和是一种白色晶体，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。硝态氮各占一半，兼有两种形态氮肥

16、的特性。 具有极易溶于水，吸湿性极强以及易燃、易具有极易溶于水，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爆等硝态氮肥的特性，因此常把硝铵归入硝态氮肥。氮肥。1. 1. 硝酸铵硝酸铵2930 两种形态氮素性质和某些特性的比较两种形态氮素性质和某些特性的比较铵态氮素（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

17、氮素（硝酸态氮素（NO3-N）31酰胺态氮肥是指含有酰胺基酰胺态氮肥是指含有酰胺基(CONH(CONH2 2) )或在分解过程或在分解过程中产生酰胺基的氮肥。中产生酰胺基的氮肥。尿素和石灰氮尿素和石灰氮是两种主要的酰胺态氮肥品种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，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，但土壤中酰胺态氮肥主要通过转化成NHNH4 4+ +或或NONO3 3- -后而被作物吸收利用。后而被作物吸收利用。（四）酰胺态氮肥（四）酰胺态氮肥32尿素尿素CO(NH2)21(NH4)2CO3256NO3748NH4+NH

18、4+3尿素在土壤中变化的示意图尿素在土壤中变化的示意图土壤土壤胶粒胶粒33 尿素适应于各种土壤和作物，可作基尿素适应于各种土壤和作物，可作基肥和追肥施用。肥和追肥施用。 施用时应深施覆土，施用时期上可适施用时应深施覆土，施用时期上可适当提前几天，使其有一分解转化过程。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、降低其肥后不宜立即灌水，淋洗至深层、降低其肥效。效。3435氮肥深施是合理施用氮肥的一项重要技氮肥深施是合理施用氮肥的一项重要技术措施。术措施。同样数量的氮素化肥，深施利用率多同样数量的氮素化肥，深施利用

19、率多40%40%60%60%以上，表面撒施利用率一般只以上，表面撒施利用率一般只有有20% - 30%20% - 30%。氮肥深施的方法很多，如基肥深施，种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肥深施液体氮肥深施及追肥沟施或穴施等多种方式。等多种方式。（四）氮肥深施（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，提高其对土合，不仅可

20、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，提高氮肥的质强大的保肥能力减少氮素损失，提高氮肥的肥效。肥效。氮磷配合则是在缺磷土壤上进一步发挥氮肥的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。增产效果，保持作物高产稳产的必要手段。 （五）氮肥配施（五）氮肥配施37农田中氮肥的去向农田中氮肥的去向 作物吸收 3045% 残留在土壤中 10 30% 损作 40 45%氮肥利用率（氮肥利用率（%） 碳铵 尿素 平均 9 72%水稻 33 38麦类 30 4138v 原则上适

21、于各种土壤和作物；v 具体而言具体而言；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39氮肥损失率（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

22、肥料中所含磷酸盐的磷肥产品。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：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.H2O 43 这类磷肥均不

23、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 1）磷肥的特点）磷肥的特点46（2 2）磷肥的合理选用）磷肥的合理选用 过磷酸钙等

24、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二、主要钾肥品种的性质与施用1 1、氯化钾、氯化钾 2 2、硫酸钾、硫酸钾 （一）氯化钾（一）氯化钾（KCl，含，含K2O60.0） 光卤石光卤石 (KClMgCl26H2O，含，含K2O 911)、 钾石盐钾石盐 (KClNaCl，含，含K2O12) 盐卤盐卤制造原料：制造原料：制造原理和方法：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。氯化钾、氯化钠等盐类在不同温度下溶解度不同。 氯化钠

25、的溶解度受温度影响小，无论温度高或低，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。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。而析出氯化钾晶体。低温时可把氯化钾分离出来。低温时可把氯化钾分离出来。49氯化钾氯化钾使用注意事项使用注意事项 1. 施用氯化钾应配合施用有机肥料和石灰，以便中和酸性。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。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。离子淋洗至下层。3. 氯化钾可作基肥和追肥，但不能作种肥。氯