氮肥的主要种类、利用现状及需求供应概况巩来江(CSU化工0802班,湖南长沙,410083)摘要:氮肥(nitrogenous fertilizer),是指提供植物氮营养,具有氮标明量的单质肥料。
元素氮对作物生长起着非常重要的作用,它是植物体内氨基酸的组成部分、是构成蛋白质的成分,也是植物进行光合作用起决定作用的叶绿素的组成部分。
氮还能帮助作物分殖。
施用氮肥不仅能提高农产品的产量,还能提高农产品的质量。
本文简介氮肥的主要种类、利用现状及需求供应概况。
关键词:氮肥种类利用供求一.氮肥[1]氮素在植物体内的分布,一般集中于生命活动最活跃的部分(新叶、分生组织、繁殖器官)。
因此,氮素供应的充分与否和植物氮素营养的好坏,在很大程度上影响着植物的生长发育状况。
农作物生育的有些阶段,是氮素需要多,氮营养特别重要的阶段,例如禾本科作物的分孽期、穗分化期,棉花的蕾铃期,经济作物的大量生长及经济产品形成期等。
在这些阶段保证正常的氮营养,就能促进生育,增加产量。
二.氮肥的主要种类[2]可做氮肥的有:尿素[CO(NH2)2],氨水(NH3.H2O),铵盐如:碳酸氢铵(NH4HCO3),氯化铵(NH4Cl),硝酸铵(NH4NO3) 。
一些复合肥如磷酸铵[磷酸二氢铵NH4H2PO4和磷酸氢二铵(NH4)2HPO4的混合物],硝酸钾(KNO3)也可做氮肥。
常用的氮肥主要品种可分为铵态、硝态、铵态硝态和酰胺态氮肥4种类型。
各种氮肥主要品种为:(1)铵态氮肥:有硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、氨水和液体氨;(2)硝态氮肥:有硝酸钠、硝酸钙;(3)铵态硝态氮肥:有硝酸铵、硝酸铵钙和硫硝酸铵;(4)酰胺态氮肥:有尿素、氰氨化钙(石灰氮)。
(土肥站)1.铵态氮肥铵态氮肥包括碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、氨水、液氨等。
铵态氮肥有一些共同特性,简要如下:1).铵态氮肥易被土壤胶体吸附,部分进入粘土矿物晶层。
2).铵态氮易氧化变成硝酸盐。
3).在碱性环境中氨易挥发损失。
4).高浓度铵态氮对作物容易产生毒害。
5).作物吸收过量铵态氮对钙、镁、钾的吸收有一定的抑制作用。
2.硝态氮肥硝态氮肥包括硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵等。
同样的,硝态氮也有着一些共同特性:1).易溶于水,在土壤中移动较快。
2).NO3—吸收为主吸收,作物容易吸收硝酸盐。
3).硝酸盐肥料对作物吸收钙、镁、钾等养分无抑制作用。
4).硝酸盐是带负电荷的阴离子,不能被土壤胶体所吸附。
5).硝酸盐容易通过反硝化作用还原成气体状态(NO、N2O、N2),从土壤中逸失。
3.铵态硝态氮肥这类氮肥相对少一些,但是,却因为有着前两类氮肥共有的一些特性,其应用范围相对较广。
常见的该类氮肥有硝酸铵、硝酸铵钙和硫硝酸铵4.酰胺态氮肥说到酰胺态氮肥,固体氮中含氮最高的肥料的——尿素(含N量46%),具体见[1]。
三.氮肥的利用现状[3]随着世界人口的不断增加,肥料使用量也在不断加大,而氮肥在其中扮演者极其重要的作用。
那么,氮肥的利用现状,自然成为我们关注和了解的焦点之一。
全球肥料消费预测如下(来自P. Heffer, IFA, 2010/6)[3]:下面简要介绍一下氮肥的利用现状。
1.作物对氮素的吸收利用简介氮肥的主要作用是:提高生物总量和经济产量;改善农产品的营养价值。
特别能增加种子中蛋白质含量,提高食品的营养价值。
氮是农作物体内蛋白质的主要成份,没有氮,就不能形成氮白质,没有蛋白质也就不可能有各种各样的生命现象。
在作物体内,凡含蛋白质多的部分(如种子)含氮也多;含蛋白质少的部分(如衰老的茎杆)含氮也少。
不仅如此,氮还是叶绿素和许多酶的成份。
叶绿素是作物进行光合作用必须的物质,而酶是作物体内各种物质转化的催化剂。
核蛋白、植物碱也都含氮。
从而可以看出,氮在作物营养上具有极其重要的作用。
2.氮肥的生产原料天然气、煤炭、石油是生产化肥的三大原料,通常被称为气头、煤头、油头三类,近年来,由于石油和煤炭价格的升幅远大于天然气,故按成本优势排列为气头、煤头、油头。
比如07年气头企业云天化尿素的毛利率达47.1%,而煤头企业华鲁恒升尿素的毛利率为21.5%。
3.氮肥的作用1).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。
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。
2).调节花量为了克服苹果地大小年,遇小年时,于花后5-6周(苹果花芽分化的临界期,新梢生长缓慢或停止,叶片含氮量呈下降趋势)叶面喷施0.5%尿素水溶液,连喷2次,可以提高叶片含氮量,加快新梢生长抑制花芽分化,使大年的花量适宜。
3).疏花疏果桃树的花器对尿素较为敏感但嘎面反应较迟钝,因此,国外用尿素对桃和油桃进行了疏花疏果试验,结果表明,桃和油桃的疏花疏果,需要较大浓度(7.4%)才能显示出良好效果,最适合浓度为8%-12%,喷后1—2周内,即能达到疏花疏果的目的。
但是,在不同的土地条件下,不同时期及不同品种的反应尚需进一步试验。
4).水稻制种在杂交稻制种技术中,为了提高父母本的异交率,以增加杂交稻制种量或不育系繁种量,一般都采用赤毒素喷施母本以减轻母本包颈程度或使之完全抽出;或喷施父母本,调节二者的生长,使其花期同步。
由于赤霉素价格较贵,用其制种成本高。
人们用尿素代替赤霉素进行实验,在孕穗盛期、始穗期(20%抽穗)使用1.5%-2%尿素,其繁种效果与赤霉素类似,且不会增加株高。
5).防治虫害用尿素、洗衣粉、清水4:1:400份,搅拌混匀后,可防止果树、蔬菜、棉花上的蚜虫、红蜘蛛、菜青虫等害虫,杀虫效果达90%以上。
6).尿素铁肥尿素以络合物的形式,与Fe2+形成螯合铁。
这种有机铁肥造价低,防治缺铁失绿效果很好。
此外叶面喷0.3%硫酸亚铁时加入0.3%尿素,防治失绿效果比单喷0.3%硫酸亚铁好。
4. 提高氮肥使用效果和减少损失的技术[5]1).氮肥适宜施用量推荐主要可分两大类方法:以土壤供氮量的预测为基础的方法;不积氮量为量度的土壤供氮量(Ns)与作物特性及生长期间的水热条件等密切相关,而且还受到非土壤来源氮量的强烈影响;土壤有机氮的形态与其生物分解性并无明确的联系,因此,土壤有机氮的矿化量(Nm)的化学指标只是经验性的;因此,在理论需要预测土壤供氮量的方法。
2).深施这是一项成熟的、效果明显的技术,包括稻田深施,无水层混施、旱地表施后灌水。
研究证明,深施的作用主要是降低氨挥发,其效果大小取决于施氮肥后田面水(稻田)或土表(旱地)中存留的氮肥量。
3).施用时期利用作物对化肥氮的竞争性吸收以降低土壤中化肥氮的浓度,是减少氮肥损失,提高其利用率的有效途径,并已得到许多田间试验证实。
因此,在不同时期氮肥施用量的分配上,应在保证作物前期生长的前提下,尽量减少生长前期的氮施用量,并将重点移到生长中期。
4).硝化抑制剂硝化过程中有微量N2O逸出。
而且,所形成的硝态氮易于通过反硝化和或淋洗而损失。
因此,硝化作用的抑制一直受到广泛重视。
5).脲酶抑制剂主要是PPD和NBPT,及其配合使用。
国内还有氢醌和涂层尿素,并研究了脲酶抑制剂与硝化抑制剂的配合使用。
研究表明,使用脲酶抑制剂后氨挥发的减少量与对照不使用脲酶抑制剂的氨挥发量之间有良好的相关。
但是,减少总损失的量与对照的总损失量却并无相关。
6).全国几乎所有的土壤和作物都需要施用氮肥。
氮肥的科学施肥原则是对不同作物、地块和不同生育期的具体施肥量进行实时、定量调控。
例如,目前我国大田作物施氮量(N)一般每亩8-15kg,约一半作基肥,其余主要作追肥,具体施肥量应通过土壤测试确定。
7).除小麦等密植作物撒施后灌水、水稻水层撒施外,都要施后覆土。
氮肥基、追、种肥都用,是追肥主角四.氮肥的需求供应概况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。
在未来的几年内,依然势头不减。
[3]表二:氮肥供应、需求平衡(百万吨N)1.全球氮素展望始于2008年底的金融危机及随之而来的全球经济衰退对投资及建设计划产生了消极影响。
2008年早期氮素产品强劲的需求前景引发一大批新项目的宣建,并导致短期内产能将要大幅增长的预测。
2009年,这些宣布的项目中有一些推迟,极少一部分甚至取消了。
2010年也存在同样的形势,新建项目在实施过程中更为谨慎。
1) 中国、西亚和北非氮素产能持续增加据IFA预计,在2009-2014年间世界合成氨产能年均增长4%,比2008年净增加3740万吨NH3。
这期间将会有近65套新装置在建或者计划投产,其中仅中国就有大约23套新装置。
因为绝大多数新增产能是与下游尿素产能增加相关联的,其次还有工业硝铵和加工磷酸盐产能,因此仅有一部分产能净增长将用作商品合成氨出售。
到2014年,预计全球合成氨产能将达到2.241亿吨NH3。
产能增长将主要发生在东亚(中国和越南)、非洲(阿尔及利亚和埃及)、西亚(卡塔尔、伊朗和沙特)和南亚(印度和巴基斯坦)。
其他一些国家的产能增加或者来自于封存装置或者是闲置装置的重新启动。
2) 2014年海运合成氨贸易将是平衡的IFA估计2009年世界合成氨海运贸易估计为1510万吨NH3,占全球合成氨贸易的85%。
剩余的15%可以看作是内陆交易,包括欧洲和北美的内部交货量。
全球海运合成氨供应能力将仅净增长170万吨,到2014年为1900万吨,需求将同步增长,因此全球海运合成氨市场将依然是相当平衡的。
3) 2012年以后大量的氮素潜在过剩将开始加速全球氮素供应/需求平衡关系表明,2010年潜在过剩将接近470万吨N,2013年上升至1110万吨N,到2014年则将加速上升至1670万吨N。
2010年潜在过剩占全球供应的3.6%,到2014年达到10%。
2.我国氮肥工业发展简述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。