磷复肥新型肥料(用基肥和追肥的高磷钾化肥)
磷铵使用 肥料高效施用技术,磷素化肥
之一节 概 述
一、植物体内磷的含量与分布
植物体内磷的含量一般为植物干重的0.1%~0.5%。其中有机态磷约占全磷的85%,无机态磷仅占15%左右。有机态磷以核酸、植素和磷脂等形态为主,它们在植物磷营养中起着重要作用;无机态磷主要以钙、镁、钾的正磷酸盐形态存在,其消长过程与介质中磷素供应状况密切相关,植物体内磷的含量因其种类、品种、生育阶段及器官等不同而有较大差异。作物的种子中一般含磷量更高,仅次于氮。如油料作物种子中含磷量可达到0.5%左右,禾谷类作物种子中可达到0.3%左右。在作物生长发育过程中,凡是富有生命力的幼嫩组织和繁殖器官中磷的含量都比较高。在同一作物的不同生育阶段,其含磷量也明显不同,幼苗期植株体内含磷量远高于成熟期植株。磷在植物体内移动性很大,再利用能力很强。
二、磷的生理功能
磷在植物体内的营养功能主要表现在①磷参与植物体内许多重要化合物的结构;②磷参与植物体内许多代谢过程;③磷增强植物抗逆性。
1.磷是植物体内许多重要化合物的结构组成成分
磷是核酸和 白的结构元素。核酸和 白是保持细胞结构稳定、进行正常分裂、能量代谢和遗传所必需的物质。磷是生物膜主要成分磷脂类化合物中的必需元素。生物膜是保证和调节细胞与外界进行物质、能量、信息交流的具有高度选择性的通道。常积累于种子中的植素是环己六醇磷酸酯的钙镁盐,在种子萌发或幼苗生长初期,植素在植素酶的作用下被水解成为无机磷供作物吸收利用。植素的形成能降低植物体内无机磷酸盐的浓度,促使淀粉合成的顺利进行。磷是植物体内高能化合物ATP的组成成分,ATP水解时可释放出大量的能量,供植物生长发育、物质合成以及代谢等方面的需要。当植物在光合作用中有剩余能量时,也可以通过ATP贮存起来。在各种脱氢酶、氨基转移酶以及辅酶中都含有磷,而这些酶在光合作用、呼吸作用和体内物质代谢中具有重要意义。
2.磷参与植物体内许多代谢过程
磷参与体内碳水化合物代谢,磷酸从光合作用一开始就参与CO2的固定和光能转变为化学能的作用。在叶绿素中,靠光的作用使二磷酸腺苷与磷酸结合形成贮存高能量的三磷酸腺苷,即光合磷酸化作用。在光合磷酸化过程中,使日光能转化为化学能,合成光合作用的最初产物——糖。这些糖在体内运输和进一步合成蔗糖、淀粉、纤维素等,这些过程都需要磷的参与。磷对氮的代谢也有十分重要的影响,这是由于磷是氮素代谢过程中一些酶的组分,如氨基转移酶的辅酶磷酸吡哆醛就含有磷。磷影响着呼吸作用,进而影响到呼吸作用产生的有机酸和能量,而部分有机酸与能量供应是作物合成氨基酸、蛋白质所需要的。施用适量磷肥可以提高豆科等作物的固氮能力,改善作物氮素营养。磷在脂肪代谢过程中同样具有重要意义。脂肪是由糖转化而来的,糖的合成并转化为甘油及脂肪酸都需要有磷参与,所以脂肪的合成也受磷供应水平的影响。实践证明,施用磷肥对提高油料作物产量和种子的含油量均有明显的效果。,磷还能促进植物体内多种代谢过程的顺利进行,有利于植物生育期相对提前,使茬口宽松,有利于精耕细作。
3.磷能增强植物的抗逆性
磷在增强植物抗逆性方面具有明显的作用。表现在磷能增强植物的抗旱和抗寒性,磷能提高细胞中原生质胶体的水合程度和细胞结构的充水度,提高原生质胶体保持水分的能力,减少细胞水分的损失。磷具有促进根系发育,使根伸入较深土层吸收水分,增强植物抗旱能力的作用。磷能促进体内碳水化合物代谢,使细胞中可溶性糖和磷脂的含量有所增加,因而能在较低的温度下保持原生质处于正常状态,增强其抗寒能力,有利于植物安全越冬。,磷可以增强植物抵御环境中pH变化的缓冲能力。因为施用磷肥后,植物体内无机态磷酸盐的含量明显提高,有时甚至可达到含磷总量的一半。
三、植物对磷素营养失调的反应
由于磷是植物体内重要化合物的组成成分,并广泛参与各种重要的代谢活动,缺磷时的症状相当复杂。从植物长相上看,常表现为生长迟缓,植株矮小,结实状况差。缺磷妨碍叶绿素能量输出,直接或间接地影响体内许多依赖能量供应的代谢过程,包括蛋白质和核酸的合成,严重缺磷时,植株几乎停止生长。植物种类不同,缺磷的症状也有差异。禾谷类作物缺磷时表现为分蘖小或不分蘖,分蘖和抽穗均延迟,甚至整个生育期都会推迟,株型瘦小直立,出现生长停滞现象,叶片灰绿并可能出现紫红色,尤其是背面,抽穗后则表现为穗小、粒少、籽瘪,根系发育不良,次生根少。
磷肥施用过量时由于植物呼吸作用增强,消耗大量糖分和能量,产生的不良影响包括作物的无效分蘖和瘪籽增加,叶片肥厚而密集,叶色浓绿,植株矮小,节间过短,生长明显受抑制。磷肥施用过多,造成植物繁殖器官成熟进程加快,并由此而导致营养体小,茎叶生长受到抑制,反而降低产量。磷肥供应过多,地上部生长受抑制的,根系十分发达,表现为数量多但短粗。
第二节 主要磷肥品种
把骨粉作为肥料施用是磷素资源开发利用最早的 之一,但现在已经很少用了。自从发现磷矿床以来,天然的矿石就成了加工、生产磷肥的主要原料之一。从世界范围看,磷矿蕴藏量丰富,其中以突尼斯和摩洛哥的磷矿品位较高。我国的磷矿资源分布范围较广,主要分布在贵州、云南、四川、湖南、湖北等省。
一般根据磷矿石中全磷含量的多少,将其划分为不同的品位。全磷(以P2O5计)含量gt28%的为高品位磷矿;含量在18%~28%之间的称为中品位磷矿;含量lt18%的为低品位磷矿(见表1-1)。高品位的磷矿适宜于磷肥工业或制造高质量的磷肥用,主要是单元肥料中普通过磷酸钙和重过磷酸钙,以及复合肥中磷酸铵等肥料,而中品位磷矿多用热制法生产弱酸溶性磷肥,低品位的磷矿一般只适宜于就地开采、就地加工成磷矿粉,就近利用。我国磷矿资源丰富,但其中有90%属于中、低品位磷矿。
表1-1 磷矿分级与磷肥的制造
磷矿石可通过不同的加工过程制成多种磷肥品种。加工磷矿的 主要包括机械法、酸制法和热制法几种。机械法就是将磷矿石用机械粉碎、磨细制成磷矿粉肥料的 ,加工简单,成本更低。制造的磷肥特别适合于酸性土壤上施用,磷矿粉的细度与其有效性密切相关,一般要求90%以上的颗粒能通过0.149mm孔径筛。酸制法就是用 、硝酸、盐酸或磷酸处理磷矿粉,制得过磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸铵、硝酸磷肥、沉淀磷肥等品种的磷肥生产 。热制法则是磷矿石与含镁、硅的矿石,在高炉或电炉中经过高温熔融、水淬、干燥和磨细而成。品种有钙镁磷肥、脱氟磷肥、钢渣磷肥和偏磷酸钙等。
磷矿石加工 不同,制造出的磷肥品种各异,主要反映在肥料中所含磷酸盐的形态和性质上。按磷酸盐的溶解性质,一般将磷肥分为三种类型水溶性、弱酸溶性和难溶性三种形态的磷肥。水溶性磷肥包括普通过磷酸钙、重过磷酸,还有磷酸二氢钾、磷酸铵、硝酸磷肥,这三种属于含磷复合肥。水溶性磷肥能溶于水,易被作物吸收利用,其主要成分是磷酸二氢根。水溶性磷肥效快、肥效较好,适合各种土壤和植物,但溶解态的磷在土壤中易受各种因素的影响而退化为弱酸溶性或难溶性状,当季利用率偏低。弱酸溶性磷肥,包括钙镁磷肥、脱氟磷肥、钢渣磷肥、沉淀磷肥等。这类磷肥不溶于水,但能被弱酸所溶解。作物根系溢泌的多种有机酸,酸性土壤中的活性酸等化合物能较好地溶解这种形态的磷肥,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,以及钙镁磷肥当中所含的α-Ca3(PO4)2中的磷酸根。多数弱酸溶性磷肥具有良好的物理性状,不吸湿、不结块,更适合在酸性土壤上施用。难溶性磷肥主要指磷矿粉和骨粉。它们既不溶于水,也不溶于弱酸,故称之为难溶性磷肥(或微溶性磷肥)。对于大多数作物来讲并不能直接利用其中的磷。这类肥料中的磷酸盐成分复杂,其中只有少数可被磷吸收能力强的作物吸收利用。磷肥的当季利用率较低,一般20%左右,磷矿粉10%左右,但后效较长。
一、普通过磷酸钙
(一)成分与性质
普通过磷酸钙是我国曾经使用量更大的一种水溶性磷肥。1993年普通过磷酸钙占我国磷肥产量的73.8%。1955年以前,过磷酸钙也是世界磷肥的主要品种,占世界磷肥用量的60%以上。以后,其比例不断下降,1994年在美国磷肥总产量中过磷酸钙只占0.5%。我国的比例也在下降,近几年比例已降到10%以下,磷肥的主要品种已经变成了磷酸一铵与磷酸二铵。过磷酸钙中有效磷含量低,因而包装、贮运等成本较大。过磷酸钙中磷的形态是Ca(H2PO4)2·H2O,含P2O512%~20%,过磷酸钙是用 溶解磷矿粉生产的,其主要反应式为
可见其主要成分是水溶性的磷酸一钙和难溶于水的 钙,两者分别占30%~50%和40%,还有少量的 铁、 铝和游离酸。它是一种含钙、含硫的磷肥,过磷酸钙为深灰色、灰白色或淡黄色等粉状物,因为有残余酸,所以呈酸性反应,具有腐蚀性。
过磷酸钙的质量标准见表1-2。
表1-2 过磷酸钙的质量标准
(二)土壤中的转化与施用
过磷酸钙施入土壤后,最主要的反应是异成分溶解。即在施肥以后,水分向施肥点汇集,使磷酸一钙溶解和水解,形成一种磷酸一钙、磷酸和含水磷酸二钙的饱和溶液,其反应如下
这时施肥点周围土壤溶液中磷的浓度可高达10~20mg/kg,使磷酸不断向外扩散。在施肥点,其微域土壤范围内饱和溶液的pH可达1~1.5。在向外扩散的过程中能把土壤中的铁、铝、钙、镁等溶解出来,与磷酸根离子作用,形成不同溶解度的磷酸盐。在石灰性土壤中,磷与钙作用,生成磷酸二钙和磷酸八钙,大部分形成稳定的羟基磷灰石。在酸性土壤中,磷酸一钙通常与铁、铝作用形成磷酸铁、磷酸铝沉淀,而后进一步水解为盐基性磷酸铁铝。只有在pH5.5~7.0时,有效性才相对更高。过磷酸钙在土壤中移动性很小,水平范围0.5cm,纵深不超过5cm,其当年利用率也很低。
过磷酸钙容易被土壤固定,施用时尽量减少与土壤的接触面积,比如采用穴施、沟施,不宜采用撒施,磷在土壤中移动性很弱,所以肥料应施在根系密集层,才能保证作物对磷的吸收。过磷酸钙适合与有机肥混施,一是可以减少肥料与土壤的接触面积;二是有机质,包括分解产生的有机酸,能络合铁、铝、钙等离子,有机阴离子也可以与磷发生竞争吸附,这些都可以减少磷的固定,从而提高磷的利用率。
严重缺磷的土壤,当磷肥用量较多时,可以采用分层施,2/3作基肥,犁入根系密集层,以满足作物中后期的需要,1/3施在表层或作种肥,以满足幼苗期对磷的需求。过磷酸钙也可以进行根外追肥,喷施时与一般的化肥不一样,要先浸泡过夜,取上清液喷,喷施因作物种类、生育期、气候条件不同而不同,一般单子叶作物、果树1%左右,双子叶作物用0.5%~1%,保护地低于露地,一般为0.5%。
普钙也具有一些特有的性质,在某些情况下仍不失为一种有价值的磷肥。比如①其加工技术简单,适合于中、小型生产,就地销售;②在多数土壤、多数作物上,肥效较好;③除含磷外,还含有硫、钙等其他多种营养元素,尤其是世界范围内土壤缺硫趋势正在发展,因而其仍具有一定地位;④可以利用工业副产品 进行生产。
二、重过磷酸钙
重过磷酸钙是由 处理磷矿粉制得磷酸,再以磷酸和磷矿粉作用后制得的。反应方程式如下
从方程式可以看出,重过磷酸钙与普钙一样,有效成分都是水溶性的磷酸一钙[Ca(H2PO4)2·H2O],但不含有石膏这种副成分,重过磷酸钙是一种高浓度的磷肥,含P2O540%~50%,含有少量游离的磷酸,肥料呈酸性。外观为灰色或灰白色粉料,有吸湿性,受潮后易结块,肥料贮存应注意防潮。
重过磷酸钙(重钙),成分Ca(H2PO4)2,能溶于水,肥效比过磷酸钙(普钙)高,更好跟农家肥料混合施用,但不能与碱性物质混用,会发生如下反应[插图]生成难溶性磷酸钙而降低肥效。
小粒状固体,微酸性,外观呈灰色或暗褐色,适宜长途运输和贮存。易溶于盐酸、硝酸,溶于水中,几乎不溶于乙醇。受潮后易结块。加热失水(100℃)。腐蚀性和吸湿性比过磷酸钙更强。因不含 铁、 铝,不易发生磷酸盐的退化。
重过磷酸钙适用于肥料,用于各种土壤和作物,可作为基肥、追肥和复合(混)肥原料。广泛适用于水稻、小麦、玉米、高粱、棉花、瓜果、蔬菜等各种粮食作物和经济作物。肥效高,适应性强,具有改良碱性土壤作用。主要供给植物磷元素和钙元素等,促进植物发芽、根系生长、植株发育、分枝、结实及成熟。可用作基肥、种肥、根外追肥、叶面喷洒及生产复混肥的原料。既可以单独施用也可与其他养分混合使用,若和氮肥混合使用,具有一定的固氮作用。
三、富过磷酸钙
与普钙生产 相似,但其有效成分含量比普钙高,普钙有效含量通常在12%~20%之间,而富过磷酸钙一般为20%~30%,有效P2O5含量介于普钙与重钙之间。由于富过磷酸钙无效物质含量较低,可降低单位有效物质的贮存和运输费用,减少包装和施用费用。用它代替普钙作复混肥,可提高复混肥中有效成分,且能在复混肥生产中替代价格昂贵的磷铵或重钙生产中等浓度肥料,大大降低生产成本。富过磷酸钙还可作为中间产品进行深加工生产饲料磷酸氢钙等磷酸盐产品,从而扩大工厂产品使用范围,提高经济效益,更能适应市场竞争。我国磷矿资源丰富,但杂质含量低、反应活性好的高品位矿少,主要是矿质较差、杂质含量较高的中品位磷矿,以这种磷矿来生产磷铵和重钙是不现实的,用来生产普钙又不经济,,用这种矿来生产富过磷酸钙是适合我国磷矿资源特点和中国国情的更佳工艺路线。在国外,俄罗斯、法国和墨西哥等国家均已有富过磷酸钙产品,而我国磷肥生产能力居世界第二位,但磷肥品种结构较单调,没有中浓度的富过磷酸钙磷肥品种,生产富过磷酸钙产品可以填补我国品种结构中无中浓度磷肥产品的空白。
四、钙镁磷肥
(一)成分与性质
钙镁磷肥又称熔融含镁磷肥,是一种含有磷酸根的硅铝酸盐玻璃体,无明确的分子式与分子量。它是磷矿石与含镁、硅的矿石在高炉或电炉中经过高温熔融、水淬、干燥和磨细而成的,主要成分包括α-Ca3(PO4)2、CaSiO3、MgSiO3,钙镁磷肥不仅提供12%~18%的低浓度磷(见表5-3),其中磷能溶于柠檬酸但不溶于水,还能提供大量的硅、钙、镁,对南方容易缺钙镁的土壤更加有利。在我国单元磷肥生产中,钙镁磷肥占第二位。过去曾经占有很高的比例,现在和普通过磷酸钙类似,比例大幅下降。在世界范围内,我国是钙镁磷肥更大的生产国,日本也有少量生产。钙镁磷肥含柠檬酸溶性(枸溶性)磷,其主要优点是可以利用中品位磷矿,如全磷(以元素磷计)含量gt10.5%,即可用作钙镁磷肥生产,钙镁磷肥中较多的镁、钙、硅等对作物生长均有良好作用。我国磷矿储量较大,又以中低品位矿为多,尤其适合于发展钙镁磷肥生产。
表5-3 钙镁磷肥技术指标
(二)施用
钙镁磷肥不溶于水,无毒,无腐蚀性,不吸湿,不结块,为碱性肥料。它广泛地适用于各种作物和缺磷的酸性土壤,特别适用于南方钙镁淋溶较严重的酸性土壤。最适合于作基肥深施。钙镁磷肥施入土壤后,其中磷只能被弱酸溶解,要经过一定的转化过程,才能被作物利用,所以肥效较慢,属缓效肥料。一般要结合深耕,将肥料均匀施入土壤,使它与土层混合,以利于土壤酸对它的溶解,并利于作物对它的吸收,研究证明钙镁磷肥的肥效在酸性土壤上常优于普通过磷酸钙。我国不少地方把钙镁磷肥用于中性或石灰性土壤中,钙镁磷肥在土壤微生物和作物根系分泌的酸、包括碳酸的作用下,可以逐渐溶解而释放出磷酸,但其释放速度较酸性土壤慢,肥效较差,相当于水溶性磷肥的70%~80%,严格地说是不太合适的,如果选用,更好只应用于严重缺磷的土壤。钙镁磷肥呈碱性反应,可改良酸性土,忌与铵(氨)态氮肥直接混合。
五、钢渣磷肥
钢渣磷肥是利用含磷生铁炼钢时产生的废渣直接加工而成的副产品。钢铁废渣中以CaO、SiO2为主,含Fe、Mg、Zn、B、P等元素,这些成分除个别元素外,均有利于农作物的生长。由于钢渣在冶炼过程中须经高温煅烧,其溶解度已大大改变,所含各元素成分易溶量达全量的1/3~1/2,有的甚至更高,易被植物吸收。很适宜于作肥料。根据钢渣中P2O5含量不同,钢渣的用途不同。P2O5含量较高(gt10%)的钢渣可作磷肥P2O5含量较低(4%~7%)的钢渣可作土壤改良剂。钢渣磷肥的含磷量在7%~17%之间。
钢渣磷肥与钙镁磷肥相似,也是一种多营养成分的化学肥料,也属枸溶性磷肥。在这种磷肥中,P2O5能在2%柠檬酸(或柠檬酸铵)溶液中溶解的称为有效P2O5。有效P2O5与全部P2O5的百分比称为“枸溶率”。在全P2O5一定的情况下,希望枸溶率越高越好。据资料报道,炼钢时不加萤石造渣,枸溶率一般较高,可达到85%~100%,一般要求磷肥中的P2O5的枸溶率在75%以上。
钢渣磷肥应磨碎到0.16mm以下使用,以利农作物吸收,对于小麦、水稻、玉米、高粱、土豆、油菜和牧草等多种农作物均有明显的增产效果。施用上可参考钙镁磷肥,但不同的是,钢渣磷肥是强碱性,只适合酸性土壤,在供磷的,还具有改性土壤酸性、防止土壤板结等作用。
六、磷矿粉
(一)成分与性质
磷矿粉肥料由磷矿石直接磨碎而成,是最主要的一种难溶性磷肥。磷矿粉加工简单,可以充分利用我国丰富的中低位磷矿资源就地加工,就近施用,我国磷矿主要集中在云南、贵州、湖南、湖北和四川五省,占我国总磷矿资源的70%以上,所以南方施用磷矿粉较多。
磷矿粉大多数呈灰褐色,主要成分是原生矿物氟磷灰石,还有羟基磷灰石、氯磷灰石和碳酸磷灰石,其含磷量因产地不同差异很大,高的可达30%以上,低的只有10%左右。一般呈灰褐色粉状,中性反应,由于各种磷灰石都是难溶的矿物,所以磷矿粉以难溶性磷为主,但含有一定的枸溶性磷,一般含量不高。磷矿来源不同枸溶性磷含量有区别,公认更好的磷矿粉是来自北非突尼斯的加夫萨磷矿粉,它的枸溶率达到60%以上,所以肥效特别好。我国磷矿粉大多数具有中等以上的枸溶率(10%~20%),枸溶率较低的磷矿一般不宜作磷矿粉直接施用。
(二)施用
磷矿粉的肥效决定于磷粉的活性、土壤性质和作物特点。磷矿粉适宜在酸性土壤上作基肥施用,不宜作追肥。磷矿粉作基肥的施用量应视其有效磷含量而定,一般每亩为50kg左右。宜结合耕翻土地时均匀撒施,然后翻入根层深度。由于磷矿粉有效期长,施后可隔1~2年再施。磷矿粉应尽量先安排在酸性较大和缺磷的土壤中施用。为了扩大磷矿粉的施用范围,在我国已有部分节酸磷肥的生产。节酸磷肥又称部分酸化磷肥,它是只用全部酸化磷肥所需酸量的一部分酸来分解磷矿。其产品中的磷部分水溶性,部分难溶性,植物根系不发达的苗期主要利用其水溶性部分,植物根系发达之后利用其余部分磷。
影响磷矿粉肥效的因素如下。
(1)土壤条件 土壤pH是影响磷矿粉施用效果的重要条件。土壤酸度越强,溶解磷矿粉的能力越大,肥效就越高。
(2)作物种类 作物种类不同,对吸收利用磷矿粉中磷的能力不同,因而施用磷矿粉的肥效也不同。
(3)肥料细度和用量 磷矿粉的粒径大小是影响其肥效的重要因素,粒径越小颗粒越细,磷矿粉与土壤以及作物根系的接触机会越多,肥效越高。要求矿粉细度达到90%以上通过100目,磷矿粉的当季利用率为10%左右。
(4)与其他肥料配合施用 与有机肥料混合堆沤后施用以提高磷矿粉的当季肥效。
(5)施用 磷矿粉宜作基肥,不宜作追肥和种肥。
第三节 磷肥的高效施用技术
肥料的合理施用至少应包括两层含义,一是充分发挥肥料的增产增收作用;二是尽可能不对环境产生污染。
一、土壤肥力与磷肥施用
要充分发挥肥料的增产增收作用,就必须考虑以下几方面。,应考虑磷肥施用的必要性。在我国的具体生产条件下,则应充分考虑磷肥对当季作物的增产、增收效果。在一些施磷历史很久的国家,它们的土壤中已积累了大量的磷,施用磷肥对当季作物的增产作用不大,但为了维持较高的土壤磷素水平,仍需不断向土壤中补充被作物吸收带走的磷。土壤磷素丰缺状况常采用经过校正的土壤有效磷测定 ,如Olsen法(0.5mol/L NaHCO3法),Bray-1法(0.03mol/L NH4F+0.025mol/L HCl),测定结果分为几个等级。在低水平时,施磷都能获得增产;在中等水平时,施磷有可能增产;在高水平时,施磷一般不增产。
表1-4 土壤有效磷(以P计)水平分级 单位mg/kg
表1-4中所列指标可供参考。测磷最常用的 是Olsen法,但Olsen法指标比较老,和现在土壤和作物品种相比已经显得不适合了,但并没有新的标准。一般认为速效磷在10~20mg/kg(Olsen法)范围为中等含量,施磷肥增产;速效磷gt25mg/kg,施磷肥无效;速效磷lt10mg/kg时,施磷肥增产显著。蔬菜地磷的临界范围比较高,速效磷达57mg/kg时,施磷肥仍有效。
土壤有机质的含量与土壤有效磷含量以及磷肥的肥效密切相关。土壤有机质含量高(如gt25g/kg),有效磷含量也高,磷肥应分配在有机质含量低的土壤上。
土壤酸碱度与磷肥肥效土壤酸碱度对不同品种磷肥的作用不同,通常弱酸溶性磷肥和难溶性磷肥应分配在酸性土壤上,而水溶性磷肥则应分配在中性及石灰性土壤上。
二、作物的需磷特性
作物种类不同,对磷的吸收能力和吸收数量也不同。同一土壤上,凡对磷反应敏感的喜磷作物,如豆科作物、甘蔗、甜菜、油菜、萝卜、荞麦、玉米、番茄、甘薯、马铃薯和果树等,应优先分配磷肥。其中豆科作物、油菜、荞麦和果树,吸磷能力强,可施一些难溶性磷肥。而薯类虽对磷反应敏感,但吸收能力差,以施水溶性磷为好。某些对磷反应较差的作物如冬小麦等,由于冬季土温低,供磷能力差,分蘖阶段又需磷较多,所以也要施磷肥。有轮作制度的地区,施用磷肥时,还应考虑到轮作特点。在水旱轮作中应掌握“旱重水轻”的原则,即在同一轮作周期中把磷肥重点施于旱作上;在旱地轮作中,磷肥应优先施于需磷多、吸磷能力强的豆科作物上;轮作中作物对磷具有相似的营养特性时,磷肥应重点分配在越冬作物上。
作物主要吸收以 和形态存在的磷酸根离子。大多数作物吸收H2PO4的速度比吸的速度快。作物还能吸收有机磷,但数量很少。作物在整个生长期内都可吸收磷,但以生长早期吸收为快。当作物干物质积累到全生育期更大积累量的25%时,磷的吸收就达到其整个生育总吸收量的50%,甚至80%。因而苗期磷营养效果异常明显,甚至在土壤有效磷含量较高时仍会出现缺磷症状,生产上应强调磷肥及早施用。
以种肥、基肥为主,根外追肥为辅。从作物不同生育期来看,作物磷素营养临界期一般都在早期,如水稻、小麦在三叶期,棉花在二~三叶期,玉米在五叶期,都是作物生长前期,如施足种肥,就可以满足这一时期对磷的需求,否则,磷素营养在磷素营养临界期供应不足,至少减产15%。在作物生长旺期,对磷的需要量很大,但此时根系发达,吸磷能力强,一般可利用基肥中的磷。,在条件允许时,1/3作种肥,2/3作基肥,是最适宜的磷肥分配方案。如磷肥不足,则做种肥,既可在苗期利用,又可在生长旺期利用。生长后期,作物主要通过体内磷的再分配和再利用来满足后期各器官的需要,,多数作物只要在前期能充分满足其磷素营养的需要,在后期对磷的反应就差一些。但有些作物如棉花在结铃开花期、大豆在结荚开花期、甘薯在块根膨大期均需较多的磷,这时我们就以根外追肥的方式来满足它们的需要,根外追肥的浓度,单子叶植物如水稻和小麦以及果树的喷施浓度为1%~3%。双子叶植物如棉花、油菜、番茄、黄瓜等则以0.5%~1%为宜(以过磷酸钙计算)。
磷肥的当季利用率低,但磷肥的残效比较强,叠加利用率很高,比氮、钾利用率都高。在一个轮作周期中,应该统筹施用磷肥,应尽可能地发挥磷肥后效的作用。如在水旱轮作中,把磷肥重点分配在旱作上,因为淹水条件下,磷的溶解度增加,利用旱作残效更好;在旱旱轮作中,将磷肥重点施在对磷敏感的作物上,比如小麦-棉花轮作,重施在棉花上;在连续旱作中,将磷肥重点施在冬季作物上,因为一是磷的有效性与温度关系密切,低温磷的有效性低;二是磷能够提高作物的抗寒能力,有利于作物越冬。在禾本科-豆科轮作中,磷肥应重点施在豆科作物上,从而增加豆科作物的固氮能力,这叫以磷增氮。
三、磷肥品种与合理施用
水溶性磷肥适于大多数作物和土壤,但以中性和石灰性土壤更为适宜。一般可作基肥、追肥和种肥集中施用。弱酸溶性磷肥和难溶性磷肥更好分配在酸性土壤上,作基肥施用,施在吸磷能力强的喜磷作物上效果更好。弱酸溶性磷肥和难溶性磷肥的粉碎细度也与其肥效密切相关,磷矿粉细度以90%通过100目筛孔,即更大粒径为0.149mm为宜。钙镁磷肥的粒径在40~100目范围内,其枸溶性磷的含量随粒径变细而增加,超过100目时其枸溶率变化不大,不同土壤对钙镁磷肥的溶解能力不同及不同种类的作物利用枸溶性磷的能力不同,所以对细度要求也不同。在种植旱作物的酸性土壤上施用,不宜小于40目;在中性缺磷土壤以及种植水稻时,不应小于60目;在缺磷的石灰性土壤上,以100目左右为宜。
四、氮、磷肥配合施用
作物生长需要多种养分,而从我国的农田养分情况来看,缺磷的土壤往往也缺氮,对这类土壤,单施磷肥增产效果并不明显。而氮磷配合使用,对提高作物产量,提高磷利用率是十分必要的。一般在氮、磷供应水平都很高的土壤上,施用磷肥增产不稳定。而在氮、磷供应水平均低的土壤上,只施磷肥增产不明显,只有氮磷配合,才能够明显增产,才有利于发挥磷肥的肥效。
N、P配合施用,能显著地提高作物产量和磷肥的利用率。在一般不缺钾的情况下,作物对N和P的需求有一定的比例。如禾本科作物比较喜氮,适合的氮磷比例为(2~3)∶1,苹果的氮磷比为2∶1,豆科作物的氮、磷配合要以磷为主,充分发挥豆科作物的固氮作物。
在肥力较低的土壤上,磷还应该注意与钾肥和有机质配合。特别是水溶性磷肥与有机肥配合施用也是提高磷肥利用率的重要途径。土壤中加入有机肥后可以显著降低土壤、特别是酸性土壤的磷固定量。其可能机制是①有机肥分解产生有机酸,螯合、溶解或解吸土壤中的Fe-P、Al-P和Ca-P等;②有机肥料中糖类对土壤中磷吸附位的掩蔽作用;③在低pH条件下,有机质通过与Al3+形成络合物,阻碍溶液中Al3+的水解,并与磷酸根竞争羟基铝化合物表面的吸附位,从而降低酸性土壤对磷的吸附量。强调磷肥与其他营养元素肥料的配合施用,促进作物营养平衡,也是提高磷肥利用率的重要途径,但应注意配合施用中适宜和不宜混合施用的情况。
在酸性土壤上,注意增施石灰,防止土壤酸化,而且一般磷肥不能与石灰直接混合施用,那样会降低磷的有效性。在缺乏微量元素的土壤上,还要注意和微量元素配合。
五、掌握磷肥施用的基本技术
(一)合理确定磷肥的施用时间
,水溶性磷肥不宜提早施用,以缩短磷肥与土壤的接触时间,减少磷肥被固定的数量,而弱酸溶性和难溶性磷肥往往应适当提前施用。磷肥以在播种或移栽时一次性基肥施入较好。多数情况下,磷肥不作追肥撒施,因为磷在土壤中移动性很小,不易到达根系密集层。不得已需要追施时,应强调早追。
(二)正确选用磷肥的施用方式
磷肥的施用,以全层撒施和集中施用为主要方式,集中施用又可分为条施和穴施等方式。全层撒施即是将肥料均匀撒在土表,然后耕翻入土。这种施用方式会增强磷肥与土壤的接触反应,尤其是酸性土壤上可使水溶性磷肥有效性大大降低,但有利于提高酸性土壤上的弱酸溶性和难溶性磷肥的肥效。集中施用是指将肥料施入到土壤的特殊层次或部位,以尽可能减少与土壤接触的施肥方式。这一方式尤其适合于在固磷能力强的土壤上施用水溶性或水溶率高的磷肥,从某种意义上说,施用颗粒磷肥也是一种集中施用的方式。
(三)注重磷肥的残效
要更大限度地减轻施用磷肥对环境的污染,就必须加强磷肥的合理施用,包括合理用量、合理施用方式和合理施肥时间的确定。磷肥不同于氮、钾肥,它的当季利用率较低,长期施用较易于在土壤中积累。磷在土壤中异常积累虽然不致直接因淋溶而进入水体,在水土保持较差的生态系统中则可能因表土冲刷流失而引起水体污染。在高磷供应水平下,作物可能出现磷的奢侈吸收,导致体内铁、钙、镁、锌等元素的生理性缺乏。,作物吸收过多的磷还会妨碍淀粉的合成,也不利于淀粉在体内的转运,造成作物成熟不良,瘪粒增加。
磷肥的当季利用率大体在10%~25%,低于氮肥、钾肥的利用率。磷肥当季利用率低与作物种类有一定关系。,谷类和棉花的利用率较低,而豆科、绿肥和油菜等作物的利用率高。磷肥利用率低,更主要的是受土壤条件的影响,在部分固定磷能力特别强的土壤上,在用量不高时,磷肥甚至不能表现出增产效果。只有在用量达到相当大之后才显著增加作物产量。虽然说磷肥的当季利用率不高,但叠加利用率却不低。所谓叠加利用率是指在一次施肥之后,连续种植各季作物总吸磷量占施磷量的百分率。磷肥的后效一般可达5~10年,甚至更长时间。也就是说,被土壤固定的磷并不是无效,而是可以逐渐被作物吸收利用的。磷肥的叠加利用率从26%到近100%。提高磷肥利用率必须从当季表现利用率上升到叠加利用率来考虑,这样也符合磷肥后效长的实际情况,还应积极采取各种措施,减少土壤对磷的固定作用,充分发挥磷肥后效、提高磷在土壤中的移动性、选育磷利用效率高的作用优良品种、增强作物根系的吸收能力,以提高磷肥的当季利用率和积累利用率。
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