自从发现磷矿后,利用天然磷矿石,制造磷肥。由于制造方法不同,可以生产出种类繁多的磷肥。 机械法:由磷矿石机械磨碎后直接利用,形成磷矿粉。 酸制法:用硫酸、硝酸、盐酸等处理磷矿粉而成。主要产品有:过磷酸钙、重过磷酸钙、沉淀磷酸钙等。 热制法:借中力或燃料而产生的高温分解磷矿石(粉)以制成各种热制磷肥,产品有钙镁磷肥等。 (一) 过磷酸钙和重过磷酸钙 1、过磷酸钙简称普钙,是我国目前生产最多的一种磷肥,由磷矿粉用硫酸处理而制成。它是一种水溶性磷肥,主要成分为水溶性的磷酸一钙[ca(h2po4)•h2o]和难溶于水的硫酸钙(caso4),分别占肥料重量的30%—50%和40%左右。过磷酸钙主要供应磷营养,但也能提供硫营养,还具有改良土壤的作用。此外,肥料中还有少量磷酸、硫酸、非水溶性磷酸盐(如capo4、fepo4)以及其他铁、铝、钙盐等杂质。一般呈灰白色或浅灰色粉末,也有颗粒状的。成品中有效磷含量及其他成分的含量,按国家规定标准分及如表6-1。 因为游离磷酸和硫酸的存在,故肥料呈酸性,并具有吸湿性。贮存潮湿条件下,过磷酸钙吸湿后,会引起各种化学变化,往往使水溶性磷变为水不溶性,这种作用通常称为磷酸退化作用。过磷酸钙在贮存时所引起的磷酸退化作用,主要因原矿中含有铁、铝等杂质,在制造时生成的硫酸铁、硫酸铝与磷酸一钙络合,成为溶解度低的磷酸铁和磷酸铝。因此,过磷酸钙成品中的含水量和游离酸含量,都不能超过国家规定标准的含量。同时在贮运过程中,要注意防潮。 表6-1 过磷酸钙成品级别规格 成 分 级 别 特级 一级 二级 三级 四级 有效磷含量(p2o5%) >20 18 16 14 12 游离酸(5) <3.5 4 4 5 5 水分含量(%) <8 10 10 14 14
2、过磷酸钙的施用。 从过磷酸钙在土壤中的变化可以看出,肥料中水溶性磷酸一钙易被土壤固定,移动性小。据我省在石灰性土壤上进行的磷在土壤中的移动试验,证明磷的移动,一般不超过1—3厘米,而绝大部分集中在施肥点周围0.5厘米内。因此,合理施用过磷酸钙,必须考虑既要减少其与土壤的接触面积,又要尽量增加它与作物根群的接触机会,以提高过磷酸钙的利用率。 根据上述原则,提出如下合理施过磷酸钙的措施。 (1)集中施用。过磷酸钙可以作基肥、种肥和追肥。无论应用哪种施用方法,都以集中施用的效果为佳。其原因是:集中施用后,减少了肥料和土壤接触面,从而减少固定,同时,提高了局部磷酸的深度,使它能在较长时间内维持对作物磷素营养的供应,而且造成施肥点和作物根系的浓度差,利于加强磷酸离子向根系扩散和被根系吸收。 过磷酸钙作基、追肥时,一般应该深施,以深施作基肥效果明显。 (2)与有机肥料混合施用。过磷酸钙与有机肥料混合后施用,是提高过磷酸钙肥效的有效方法。因为混合后施用,首先大大地减少与土壤的接触面,包括由有机胶体对土壤中三氧化物的包被,而减少其对水溶性磷的接触固定;同时,有机肥料在微生物分解过程中,产生许多有机酸,如草酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸和乳酸等,能与土壤中的钙、铁、铝离子等起螯合作用,形成稳定的络合物,从而减少甚至避免土壤中钙、铁、铝离子对磷酸一钙产生化学沉淀,起着保护作用,使过磷酸钙保持较高的有效性。其络合效果的顺序是:柠檬酸>草酸>酒石酸>苹果酸>乳酸。如果过磷酸钙与有机肥料混合堆腐,还兼有保氮效果,减少有机肥料中氮素损失。 在酸性土壤上,配合施用石灰,可以提高过磷酸钙的有效性。如果有机肥料和石灰配合施用,更能提高它的肥效。施用石灰可调整土壤酸度,促进微生物的活动,增加有机肥料中能与铁、铝离子络合的有机酸,同时,石灰能使土壤中ph值升高,降低铁、铝的活性,两者配合更能降低磷的固定,从而提高其肥效。施用时,应先施石灰,相隔数天后,再施过磷酸钙或与有机肥料一起施用。 (3)制成无机颗粒磷肥。颗粒磷肥表面积小可减少肥料与土壤的接触面,从而减少被土壤固定的机会。颗粒磷肥的粒径一般为3—5厘米,这种磷肥在固定磷的能力强的土壤上施用是十分有效的。同时,颗料磷肥还便于机械施肥。但是,由于肥料的粒径增大,分布点减少,磷移动性很小,因而与作物根系接触面也降低了。可见,颗粒磷肥的肥效,是磷的固定和作物根系与磷的接触机率两个矛盾相对立的综合表现。所以在磷固定较小的土壤中,或栽培根系发达的作物,由于粉状磷肥能广泛与根系接触,更有利于磷的吸收,粉状磷肥的效果往往优于颗粒磷肥。因此颗粒磷肥的应用,应因土、因作物而定。 (4)采用根外追肥。将过磷酸钙配制成溶液,喷施在作物茎叶上,也是一种经济施用水溶性磷肥的有效方法。它可以防止磷在土壤中接触固定,又能为作物直接吸收利用,从而能增加水稻、小麦等谷粒千粒重,棉花百铃重和果树坐果率。 3、重过磷酸钙的性质和施用。 重过磷酸钙是一种高浓度的磷,是由硫酸处理磷矿粉制得磷酸,再以磷酸和磷粉作用后制得的。如果成品为深灰色颗料或粉末状,主要成分为水溶性的磷酸一钙,含五氧化二磷40%—52%,不含石膏,但含4%—8%的游离磷酸,吸湿性和腐蚀性较过磷酸钙为强。所以,粉状的重过磷酸钙较易结块,由于不含铁、铝、锰等杂质,吸湿后不致有磷酸退化现象发生。 重过磷酸钙的有效施用的方法,与过磷酸钙相同。不过重过磷酸钙中有效成分含量高,肥料用量应相对减少。同时因为不含石膏,对硫营养有良好反应的作物,如马铃薯、豆科作物及十字花科作物等,其效果反不及等量磷酸的过磷酸钙。 (二)钙镁磷肥 1、成分和性质。 钙镁磷肥是将磷矿石和适量的含镁硅矿物如蛇纹石、橄榄石、白云石和硅石等在高温下(1350℃以上)共熔,使氟磷酸钙的的晶体破坏,再将熔融体水淬而成为玻璃状碎粒,随后磨成细粉状而成。成品颜色不一,灰绿色或灰棕色,含磷量五氧化二磷14%—19%,质量好的钙镁磷肥中的磷有95%以上可溶于2%柠檬酸中,但不溶于水,属弱酸溶性磷肥。这种肥料中的磷化合物一般认为是[α-ca3(po4)],还含有氧化钙、镁、呈碱性。优质的钙镁磷肥,如制成2%的水溶液,ph值为8.0—8.5,没有腐蚀性,也不吸湿,便于包装和贮运。它是目前我国生产的主要磷肥品种之一。 2、钙镁磷肥的施用。 钙镁磷肥施用后,有一个溶解过程,才能为作物吸收。所以它的肥效与颗粒细度有一定关系。在石灰性土壤上试验:若以通过100目筛孔细度的肥效为100%,则通过80目筛孔的肥效为94%,通过60目筛孔的肥效为80.6%,而粗粒肥料的肥效仅为25%。由于不同土壤对钙镁磷肥的溶解力差异很大,因而对其细度的要求也有区别。在酸性土壤上施用时,钙镁磷肥的粒径可大些;而在石灰性土壤上,则应细些,一般要求90%能通过80目筛孔,粒径为0.177毫米。 钙镁磷肥中磷虽不溶于水,但能溶于弱酸,可为作物根系和微生物分泌的酸(如碳酸)和土壤中的酸所溶解,供给作物吸收利用。另外,还能供应钙、镁等养分。它的肥效虽不如过磷酸钙快,但后效较长。 实践表明:钙镁磷肥在不同土壤中,对不同作物普遍有效。在酸性土壤中,当季肥效大多与过磷酸钙相当,有时还略高于过磷酸钙;在石灰性土壤中其效果往往稍低于过磷酸钙。因此,钙镁磷肥以施用在红壤、黄壤等酸性土壤上最相宜,一些有效磷含量低的非酸性土壤如白浆土、垆土以及鸭尿泥、冷浸田一类的低温、高湿、沾重的土壤也有良好的效果。因它有中和土壤酸度和降低土壤中铁、铝为害的功能,同时,除供应磷素外,还能补充土壤中钙、镁、硅等元素,既能改良土壤物理化学性状,又利于改善作物的营养条件。 钙镁磷肥效果与作物种类关系较大。它对水稻、玉米、小麦等作物的效果一般约为过磷酸钙的70%—80%,对油菜和绿肥,其肥效略有超过。不同的作物具有对钙镁磷肥不同的利用能力。因此,在轮作中,钙镁磷肥应优先在油菜、萝卜菜、豆科绿肥、豆类、瓜类等吸收能力强的作物上施用。 钙镁磷肥可作基肥、种肥和追肥。但以基肥深施效果最好。基肥、追肥宜集中施用,追肥要早施。 钙镁磷肥还可与有机肥料堆沤后施用,借助微生物的作用,可以促进钙镁磷肥的溶解,提高肥效。 (三)轮作中磷肥的施用 1、水旱轮作是我国水稻地区主要的轮作制度之一,大多采用麦类、油菜—水稻和绿肥—水稻两种轮作形式。根据水稻和旱作对磷的要求,在这种轮作中,磷肥的分配应掌握“旱重水轻”的原则,即在一个轮作周期中,把磷肥重点施在旱作上。因而,在麦类、油菜—水稻轮作时,磷肥重点应施在麦类或油菜上,水稻可利用其后效。因施在旱作上的磷肥对后作水稻有较大的残效,而施在水稻上的磷,由于下作为旱作,土壤落干时,引起土壤对磷强烈的固定,降低了残留在土壤中磷的有效性,影响了后作(旱作)的磷素供应,不能充分发挥磷肥肥效。当实行绿—水稻轮作时,磷肥更应通过绿肥(特别是豆科绿肥)的吸收 ,再作用于水稻,这不仅使水稻的增产效果好而稳,还能充分发挥“以磷增氮”的作用。据观察测定,在一般土壤中,磷肥直接用于水稻的增产效果不大,一般每公斤磷肥增产稻谷0.5—1公斤或不增产;而用于绿肥,则每公斤磷肥可间接增产稻谷1.5—2.5斤。因此,凡有豆科绿肥茬的地区,磷肥配在豆科作物,如蚕豆、豌豆或绿肥留种田等。在南方绿肥一双季稻轮作的情况下,在缺磷土壤中,应该对绿肥施足磷肥,对早稻仍需施用适量磷肥,晚稻则根据磷肥施用量作适当较低,根系对磷的吸收能力差,淹水后磷的转化慢,依靠磷肥的后效,仍会出现缺磷僵苗现象。为了满足早稻的前期对磷的需要,增强秧苗的抗性,防止僵苗现象,促进早发,在秧田中施用磷肥或作本田面肥施用,或在移载时用少量磷肥沾秧根,是十分必要的。在晚稻上,如果磷肥数量较多时,可适当补足,这对晚稻的生长发育也有良好的作用。 2、旱作轮作中磷肥施用。 在旱作轮作中,由于不能利用淹水后提高磷肥肥效这一特点,磷肥的分配、使用,应根据作物的生理特性、吸收磷的能力以及轮作制度而定。 在有绿肥或豆科作物的轮作中,与水旱轮作一样,磷肥应优先施于需磷较多,吸收磷能力强的绿肥作物或豆科作物上,见表6—3。在麦类一棉花轮作的地区,由于棉花对磷的要求比麦类敏感,把磷肥重点施于棉花上,可更好地发挥磷肥的增产作用。 表6—2 磷肥直接和间接施用对旱作作物的增产效果 作 物 每斤磷直接施用增产(公 斤) 每斤磷肥通过绿肥的肥效
(公 斤) 作物 幅度 平均 增产 较直接施用增产 肥效提高% 玉米 0.55 0.55 1.8 1.15 177 棉花 0.2-0.8 0.5 1.4 0.9 180 小麦 0.8-1.3 1.05 1.05 0.5 50 另外,当轮作中的作物是具有对磷相似的营养特性时,磷肥用于秋播的越冬作物,往往比春播作物的效果为好。磷肥的重点分配对象应是越冬作物。因为,秋播后温度逐步下降,土壤微生物的活动减弱,土壤供磷能力差,此时增加磷素营养,能培育壮苗,增强抗寒能力,促进早发,提高磷肥增产效果。例如在小麦、杂粮(玉米、谷子等)轮作地区,磷肥应重点于小麦上,后季玉米或谷子可利用其后效。
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