第一节 氮肥的概念
氮肥,是指以氮(N)为主要成分,具有N标明量,施于土壤可提供植物氮素营养的单元肥料。氮肥是世界化肥生产和使用量最大的肥料品种;适宜的氮肥用量对于提高作物产量、改善农产品质量有重要作用。氮肥按含氮基团可分为氨态氮肥、铵态氮肥、硝态氮肥、硝铵态氮肥、氰氨态氮肥和酰胺态氮肥。化学氮肥生产的主要原料是合成氨(生成合成氨的哈伯法装置于1909年建成,并在德国首先实现工业化,成为氮肥工业的基础),20世纪40〜50年代,硫酸铵是最主要的氮肥品种;60年代,增加了硝酸铵;70年代以来,尿素成为主导的氮肥品种。碳酸氢铵是中国80年代主要生产的氮肥品种之一。(可行性
研究)
第二节 氮肥发展趋势
20世纪以来,氮化肥的生产一直居于举足轻重的地位。这主要是由于世界土壤的平均氮肥力不高,氮素不易在土壤中积累,而现代集约化农业又促使土壤有机质与氮的过多损耗,在多数条件下单位氮素的增产量高于磷、钾养分。
我国的氮肥工业发展较晚,到1935年才先后在大连和南京建成两座氮肥厂生产硫酸铵。1949年前,全国累计生产的氮肥量为60万吨(N),主要用于沿海各省。新中国成立后,氮肥工业先于磷钾肥获得迅速发展。1953年我国年产氮肥以养分计算为5万吨,超过历史上1941年最高年产量4.8万吨。经过第一和第二个国民经济发展五年计划,至1965年,全国氮肥产量已达103.7万吨(N)比1953年增长近10倍。以后,经过1969~1978年10年大、中、小型化肥厂并举的大发展时期,全国新建了1000余座小氮肥厂和10余座年产30万吨合成氨的大氮肥厂。至1983年,全国氮肥产量猛增至1109.4万吨(N),成为仅次于前苏联的世界上第二位氮肥生产国。1991年全国氮肥产量达到1510.0万吨,跃居世界第一位。2005年我国共生产合成氨4629.85 万吨,生产氮肥3200.7万吨(折纯氮),其中尿素4147.13万吨(实物量)。2006年全国农用氮磷钾化肥(折纯)产量为5,592.79万吨,比2005年同比增长8.0%;2007年1-11月全国农用氮磷钾化肥(折纯)产量为5,248.58万吨,比2006年同期相比增长13.1%。
第三节 氮肥贮存方法
1、尿素是固体氮肥中含氮量最高的肥料,理化性质较稳定,施后对土壤性质没有影响,可施用于任何土壤和作物,可做根外施肥使用。同时尿素也是树脂、塑料、炸药、医药、食品等工业的重要原料。
2、尿素也可以部分代替蛋白质饲料,例如倒在奶牛青饲料中能代替一部分蛋白质饲料,但尿素的加入量不能超过青饲料的3%和总饲料量的1%,否则牲畜肾脏负担过重,容易引起疾病,大豆饼中含脲酶,不要与尿素混合供给。
3、尿素如果贮存不当,容易吸湿结块,影响尿素的原有质量,给农民带来一定的经济损失,这就要求广大农户要正确贮存尿素。在使用前一定要保持尿素包装袋完好无损,运输过程中要轻拿轻放,防雨淋,贮存在干燥、通风良好、温度在20度以下的地方。
4、如果是大量贮存,下面要用木方垫起20公分左右,上部与房顶要留有50公分以上的空隙,以利于通风散湿,垛与垛之间要留出过道。以利于检查和通风。已经开袋的尿素如没用完,一定要及时封好袋口,以利下年使用。
第四节 氮肥土壤的氮素供应
从农田生态系统中物质循环的角度看,土壤中的氮素流是一种不断转换形态,并有多通道循环的物质流。它的第一个基本特征是随着生物生产活动的不断强化和氮素的有机化,氮在土壤圈中将不断富集和表聚。
土壤是氮素多通道循环中一个最重要的库。随着农田单位面积生物产量的增加,土壤圈的氮素趋向积累;相反,随农田单位面积生物产量的降低氮素趋向减少。
土壤圈中伴随植物生长过程的氮的累积,谓之氮的生物学富集。这是一个农田系统中最经常发生的过程,是指相对惰性的气态氮(N2)及无机氮化物(NO5、NH4+)经由各种生物学途径逐渐转变成积极参与循环的有机氮(-NH2等)及其各种矿化和腐殖化的含氮产物。使用”富集”一词,显然还包含着人类希望增加土壤圈中含氮有机物的这样一个目的在内。
农田氮在土壤圈中的生物学富集,主要依赖于碳的富集(氮的有机化),即依赖于光合作用或有机物第一性生产过程(绿包植物生产)的强度。通常需20份以上碳才能富集一份氮(碳氮比≥20)。
随着土壤圈中氮的生物学富集,土壤肥力不断提高,作物产量不断增加,氮素物质流中有机氮的比率不断增大,因而依靠第一性产品营养的第二性生产(动物生产)及相应的氮循环也随之被大大强化。在我国条件下,一亩农田氮的年收获量增加3公斤(约合150公斤粮食及相应的秸秆),将其转化为饲料时即可多饲养一头猪,因此,农田系统中氮的生物学富集是发展农牧业生产的重要物质基础。
其次,伴随氮的生物学富集及有机化,氮在土壤中将日益表聚,氮素表聚主要与作物根系及相应的生物活动在土壤中由上而下呈锥型分布,植物残体及人类耕作施肥活动集中于土壤表层等因素有关。
氮的表聚现象,一般有利于当季生物产量,因而,如按土壤剖面的发生层次排列,表土层含氮越高,表层与亚层之间的含量差异越小,则土壤越肥沃,作物产量一般较高。
农田生态系统中氮循环的第二个基本特征是,与磷、钾等其他营养元素相比,氮在不同生态圈中存在的主要形态不一,几乎在所有通道的循环,都伴随氮的形态变化,且主要发生的不是化学变化,而是生物化学变化,因此,只有各种生物的参予,才能发生氮形态在各子系统的变化,保持气圈中分子态氮的绝对多数和一定生态条件下各种氮化物的相对稳定。即农田生态系统中氮循环的完成及其强度,紧密地依赖于生物链。从实际生产的要求出发,一方面,人们为了满足作物增产的需要,以各种形式对农田施用氮素,以期增加对光能的利用,最基本的手段是施用化学氮素和有机氮素,充分利用生物固氮;另一方面,人们也将充分利用作物生产的有机氮素,发展和强化动物生产,进而控制和利用各种含氮物质的微生物分解和生物化学反应的进程,提高生物氮素的系统效益。于是,随着作物生产量的增加,各个通道即氮循环也随之被强化。农田生态系统中的氮循环存在”高投入,高产出”和”低投入,低产出”等不同类型。因此,对农田生态系统投入氮越多,经由其各个通道循环的氮量也越多,损耗也越大。这是生产条件下氮素施入量与氮素收获量不成比例,且随施入量递增呈现报酬递减趋势的一个根本原因。
随着化学氮肥的增施,作物产量和氮素吸收量逐步增加,但单位氮素的增产量及边际效应却逐步降低。显然,未被作物利用的那些氮素,用于强化土壤中各个通道的氮循环了。因而,一方面土壤中残留氮的总量增加,能促进土壤中各种微生物活动,土壤氮素释放量和作物单产的增加。随着对农田施氮量的增加,同时也增加了土壤向气圈和水圈的氮素耗散,强化了能引起氮损失的各个通逍。因此,一般说对农田施氮量越高,氮循环强度也越高。与此相应,将形成作物高产和氮素低效高损耗这样两个方面相互相成的效应,反之亦然。有鉴于此,人们经常把农田氮素年收支状况,作为肥料氮量一定生态条件下氮循环强度的指标。作物一生中所吸收的全部氮素,50%~80%来自土壤,随作物类型、土壤供氮条件与施氮量,施肥时期等因素的不同而异。
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