磷酸脲肥将成改良碱性土壤的生力军

作者: 地理  发布:2019-01-22

  土壤盐渍化主要分为盐化和碱化,当表层土壤溶液盐浓度超过0.1%时,称为盐化土壤;当表层土壤中含有较多的碳酸氢根或者碳酸根时,土壤便会呈碱性,当碱化度超过5%时,称为碱化土壤。我国总盐渍土面积约有1亿公顷,盐渍化土壤理化性质差,导致作物生存条件差,作物缺苗、减产的现象时有发生,成为当地发展农业经济的重要限制因素。盐碱地导致作物缺苗、减产的原因是土壤营养条件差,有机质少,氮素损失严重,磷素容易固定,微量元素有效性差,土壤微生物活性受到抑制,土壤盐碱溶液直接毒害作物细胞。

  目前盐碱地改良手段有许多种,如物理改良、水法改良、化学改良、微生物改良等。其中化学改良法是一种直接、有效地手段,受到许多专家和农户的青睐。化学改良手段主要有石膏法、高聚物法和酸法等,在这其中,酸法简便易行,效果直观可靠,吸引了国内外越来越多人的研究,并在实践示范中取得了显着的效果。改良碱土的酸性物质常用的主要有磷酸、硫酸、磷酸脲、硫磺和有机酸等,在这其中,磷酸脲以其固体强酸、水溶性好,养分高,加工性能好受到大家的青睐。

  碱性土壤的主要碱性物质是钙、镁、钠的碳酸盐和重碳酸盐,以及交替表面吸附的交换性钠。碳酸钠和碳酸氢钠是水溶性的,所以钠离子在土壤溶液的浓度基本是保持恒定的,换句话说,对根系的毒害影响能力也是固定的。但钙、镁、铁等的碳酸盐或重碳酸盐都是非水溶性的强碱弱酸盐,不溶解于水,很难被作物直接快速吸收,但在遇到酸性更强的酸的时候,比如说磷酸脲,碳酸盐和重碳酸盐会释放出二氧化碳和钙、镁、铁等,降低了土壤pH,活化了钙、镁、铁等有益元素。释放出的钙离子可以抑制植物根系对钠离子的吸收。如谢泰云等人研究认为,使用磷酸脲肥料,施肥点周围形成较低pH环境,减少氨的挥发;李艳婷等在根基周围使用pH=1.0-2.0酸性根际肥,在土壤中扩散半径是6cm,对土壤pH降低的有效距离是2cm。在施肥的28天内,距肥料2cm处,土壤pH降低了0.9个单位。土壤铁有效性(DTPA浸提)增加了5.9mg/kg,显着提高了花生对铁的吸收。张莉等以大叶菠菜为材料,研究了碱胁迫条件下磷酸脲对土壤pH、植物生长和叶片生理特性的影响,使用磷酸脲处理无碱胁迫处理降低2.69个单位,株高、叶面积、整株干物质比碱胁迫处理提高23.55%、21.03%、33.84%。刘健等在新疆石河子地区用磷酸脲膜下滴灌棉花的施用研究表明,磷酸脲可以发挥滴灌技术可控优势、提高肥料利用率,促进棉花的生长,提高棉花的品质,皮棉增产7.4%-10.8%,肥效优于其他滴灌肥。

  磷酸脲由德国巴斯夫1914年首先申请专利,随后各国跟进研究,70年代形成工业化生产,主要用作饲料添加剂和保氮能力高效复肥等广泛使用。磷酸脲具有许多优点,如固体强酸、养分高、水溶性好、具有防止钙镁沉淀能力,加工性能强,成本较低,成为大家开发碱性土壤高效肥,开发含钙镁肥料的首选原料。

  国外方面,1992年美国奥默斯投资公司申请了固体掺混肥料,产品含磷和钙,主要由磷酸脲和硝酸钙组成,通过磷酸脲酸性使固体产品没有沉淀。1996年,凯米拉公司在中国申请了含磷酸根和钙镁的悬浮肥专利,主要通过酸性调控(pH=0.5-2.0)和研磨,形成高浓度悬浮肥。2009-2010年,荷兰弗里马瑟公司等在多国申请了速溶水溶肥产品的专利,该产品在干态下稳定、溶解快速,没有沉淀,酸性物质包含磷酸脲等。

  国内方面,中国科学院过程工程研究所2002年张小勇申请了针对新疆土壤的滴灌酸性液体肥专利,此方案解决了磷酸一铵的水溶性及解决滴灌堵塞问题。2003年刘健等也申请了磷酸脲为原料的高效复合肥专利,产品为粉状,酸性较强。诺贝丰公司推出了水溶肥伴侣,解决山西、新疆地区硬水导致肥料沉淀,堵塞滴灌管道问题,该产品主要成分为磷酸脲,使用方法是水溶肥磷酸脲按照1∶5-10的比例配合使用,效果显着。云南常青树公司推出了“降碱灵”,核心成分也是磷酸脲,主要在新疆等地区推广。磷酸脲单独使用或者作为水溶肥原料,其使用标准,以肥料1∶250倍稀释后pH在6.5-7.0之间为最适值。这个pH范围既能保证作物安全性,又能获得较高的养分利用率,还能够阻止钙镁在滴灌管道的沉淀。

  磷酸脲系产品以其酸化特性能够降低碱性土壤pH,抑制氨氮的挥发,提高钙、镁、铁的活性,提高养分利用率,称为化学改良盐碱土壤的一个利器。国内外很多研究机构、厂家都在以磷酸脲为功能原料构建改造碱性土壤的高效肥料,这种高效肥料可能是固体水溶肥、液体水溶肥,也可能是固体复合肥。磷酸脲肥料将会成为化学方法改良碱性土壤的一个生力军。

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