第四章 复混肥料
第一节 复混肥料概念与特性
一、概述
复混肥料是复合肥料和混合肥料的统称,由化学方法或物理方法加工而成。我国复混肥料与复合肥料概念以前用得比较混乱,有时候两个含义相同,有时又不同,2002年的国家标准将复混肥料定义为复合肥料和混合肥料的统称,而复合肥料指的是化成复合肥(即由化学方法制成的肥料)。但在生产应用中,习惯上依然将复混肥统称为复合肥料。复混肥料是伴随农业机械化,化肥生产工艺、化肥销售系统以及农化服务日趋完善而逐步发展起来的。对于一季作物进行多次或同时施用几种单一肥料,已不适应现代化高效农业的要求,农民渴望能施用高浓度和多元素肥料。化肥生产工艺的日趋完善和磷酸盐工业的发展,以及以磷酸盐工业为基础的复混肥料生产工艺迅速发展,为生产高浓度、复合、混合肥料奠定了技术和原料基础。生产复混肥料可以物化施肥技术,提高肥效,并能减少施肥次数,节省施肥成本,生产和施用复混肥料引起世界各国的普遍重视。复混肥料是世界化肥工业发展的方向,2005年复混肥产量约占国内化肥总消费量的33%左右,我国作物多样化,土壤也由过去克服单一营养元素缺乏的所谓“校正施肥”转入多种营养成分配合的“平衡施肥”。为此,加速发展复混肥工业已是势在必行。随着农业集约化的发展与科学技术水平的提高,世界化学肥料的发展向高效化、复合化、液体化、缓效化的方向发展,这样可以节省能源,减少运输费用,减少肥料的副成分,提高肥效。
复混肥料是指至少含有氮、磷、钾三种养分的其中两种的肥料,含两种营养元素的称二元复混肥料,含三种营养元素的称三元复混肥料。
复混肥料中的营养成分和含量,习惯上按氮(N)-磷(P2O5)-钾(K2O)的顺序,分别用阿拉伯数字表示,“0”表示不含该元素。例如:14-14-14表示为含N、P2O5、K2O各14%,总养分为42%的三元复混肥料;18-46-0表示为含N18%、含P2O546%,总养分为64%的氮磷二元复混肥。复混肥料中含有大量或微量营养元素时,则在K2O后面的位置上表明复混肥料,15-15-15-0.5(Zn)-0.12(B),为含微量营养元素锌和硼的三元复混肥料。商品复混肥料的营养元素含量在肥料口袋上都有明确标记。
目前国内外对复混肥料的分类方法尚不完全一致。在美国通称为复合肥料,在西欧划分为复合肥料和混合肥料两类。我国有按西欧方法分类的,也有的划分为化成复肥、配成复肥和混成复肥三类,但都是以化学反应的程度大小为依据。
二、复混肥料的国家标准
复混肥料是肥料的一个发展方向,相关部门对此也很重视,并在2001年制定了新的国家标准(GB 15063—2001),掺混肥料更是在2001年的标准上制定了新标准(GB 21633—2008),表4-1为2001年复混肥料的标准,达不到标准的肥料为不合格。如养分含量低于25%的复混肥为不合格。
表4-1 复混肥料国家标准
注:1.组织产品的单一养分含量不得低于4.0%,且单一养分测定值与标明值负偏差的绝对值不得大于1.5%。
2.以钙、镁、磷肥等枸溶性磷肥为基础的磷肥并在包装容器上注明为“枸溶性磷”,可不控制“水溶性磷占有效磷百分率”指标,若为氮、钾二元肥料,也不可控制“水溶性磷占有效磷百分率”指标。
3.如产品氯离子含量大于3.0%,并在包装容器上标明“含氯”,可不检验该项目;包装容器未标明“含氯”时,必须检测氯离子含量。
三、复混肥料的特点
1.养分种类多、含量高
复混肥料中所含养分种类较多,有效成分含量也高,养分配比比较合理,不含或较少含有生产上不需要的副成分,施用方便,节省运输、贮存和施用的劳力和成本;复混肥料的化学成分虽不及复合肥料均一,但同一复合肥的养分配比是固定不变的,而复混肥料可以根据不同类型土壤的养分状况和作物的需肥特性,配制成系列专用肥,针对性强,肥料利用率和经济效益都比较高。
2.物理性状好、施用方便
复混肥具有一定的抗压强度和粒度,物理性能好,施用方便:中华人民共和国复混肥料标准规定,复混肥为粒状产品,1~4.75mm颗粒的百分率,中高浓度≥90%,低浓度≥80%;颗粒平均抗压强度,高浓度≥12N,中浓度≥10N,低浓度≥8N;适合于机械施肥,省工省力,还可节省包装、贮存和运输费用。
3.提高肥效、省工省时增效
农民习惯上多施用单质肥,特别是大量偏施氮肥,而且很少施用钾肥,有机肥的施用也越来越少,极易导致土壤养分不平衡。施用复混肥料可以同时满足作物对几种营养元素的需要,比施用单元肥料对作物的增产效果好,既增产又增效。
4.有利于科学施肥技术的普及
测土配方施肥是一项技术性强、要求高而又面广、量大的群众性工作,如何把这项技术送到千家万户,一直是难以解决的问题。尽管土肥部门通过测土可向农民提供配方,由农民自己购买单质肥料进行混配,但费工费力,又受肥料供应条件的限制,难以大面积推广。将配方施肥技术通过专用复混肥这一物化载体,使农民难以掌握的软件转化为人人都能使用的产品,真正做到物技结合,较好地解决了上述难题,从而大大加速了配方施肥技术的推广应用。
5.有利于农村产业结构的调整,促进农业社会化服务事业的发展
随着商品经济的不断发展、农村产业结构的逐步调整,将会有越来越多的农民从土地的束缚中解放出来,从事第二、第三产业,而直接从事种植业的人将越来越少,传统的耕作方式已不相适应,必须提高机械化和化学化的水平,用机械施肥代替人工施肥,用一次性施肥代替分次施肥,用一次田间作业可同时完成多项作业,如在施肥的同时,可完成除草、治虫、治病等工序。在复混肥的生产流程中加入适当农药,制成多功能肥料,就可以解决这个问题。
由此可见,复混肥料的生产和推广不是一个权宜之计,它是化肥工业与农业科技相结合的产物,是促进农业科技进步,发展优质、高产、高效农业的重要措施,是农业现代化的重要标志之一,因此越来越受到人们的普遍重视。
复混肥料的优点很多,但也存在一些缺点,主要缺点有二。其一,许多植物在不同生育期对养分的数量和种类有不同的要求,各地的肥力水平、不同元素的供应能力有较大的区别,因此养分相对固定的复混肥,不能满足各种植物、不同土壤上作物对养分的需要。特别是化成复合肥,本身就是二元复合肥,不能同时供应N、P、K三要素。三元复混肥的种类虽然很多,有高氮、高磷、高钾诸多品种,但由于市场的原因,能买到的品种往往有限。因此,将复混肥与单元肥料配合,制成适宜于某种土壤气候条件下的某种植物专用肥,这样既可减少肥料成分的浪费,又能最大限度地发挥复混肥料的优越性。其二,难以满足不同施用技术的要求。复混肥料中的各种养分只能采用同一施肥时期、施肥方式和深度,这样不能充分发挥各种营养元素的最佳施肥效果。
四、复混肥料的商品质量
复混肥料作为一种工业产品,国家制定了标准,其有关质量问题应参照国标进行评定。复混肥料有关质量指标主要包括含量、配比、养分形态、副成分、添加成分等。
(1)含量 即复混肥中N+P2O5+K2O的百分含量(浓度),由于所用的原料不同,复混肥产品的养分含量高低悬殊,常将其归纳成三种基本类型,即N+P2O5+K2O≥25%为低浓度,≥30%中浓度,≥40%为高浓度。有些国家常不划分中浓度类型,而以30%为界,划分为高浓度、低浓度两种类型。一般中、低浓度复混肥适于就近使用,高浓度复混肥适于远距离运输。
(2)配比 通常只以主要养分氮、磷、钾用于标称二元或三元类型复混肥的含量和比例,如15-15-15。一种是以氮(N)含量为1,以P2O5与K2O含量与其相比较后表示其养分比例,如1:1:1和1:0.5:0.5。加入的中微量元素有时也在含量中标明,如12-9-16-1(Zn),表示除氮、磷、钾外,还含有1%锌。
(3)养分形态 最主要的是磷素的溶性(枸溶和水溶比例),磷水溶率高的复混肥,供磷强度高。氮素分为NH4-N、NO3-N和尿素态(酰胺态),需有文字说明。如果NO3-N含量高,用于水稻就不适宜,但用于烟草和蔬菜等旱作物则效果较好。其他如配入的镁、铁或微肥的形态也要注明。
(4)副成分 配成和混成的三元复混肥中一般都带有副成分,如钙、铁、硫、氮等。其中最重要的是要标明随钾素配入的副成分是硫酸根还是氯根(Cl-),因为对大部分经济作物有忌用多量氯(Cl-)和需要配施一定硫的要求。必要时,还须注明钙、镁、铁等成分和含量。
(5)添加成分 复混肥中常添加少量镁、微肥甚至硝化抑制剂、除草剂等物质,有时也添加一定量有机物质,如饼肥、鸡粪等。对其特殊作用和忌适范围,应在肥料包装袋或说明书上注明。从一般大田作物的施肥角度看,除了专用复混肥,以选用只含主要养分氮、磷、钾的为妥。有些复混肥还含有着色剂,如用于花卉的着色等。
(6)剂型 如粒状、球状、粉状等,最常用的粉状复混肥对粒度有一定要求;一般在1~4.75mm。对粒度3~4mm的复混肥需十分注意施肥的位置,如施得过深,常会影响其早期肥效的发挥。粉状复混肥则要求一定的细度及混合的均匀度。粒状复混肥的最大优点是便于贮运,便于机械施肥(如作种肥),追肥时能较集中地施到某一深度,但往往要耗费较多能源用于造粒和干燥,增加生产成本。同时对基础肥源的形态和成分也有较高的更求。粉状复混肥的主要优点是生产成本低,工艺简单,易做到分散均匀地施入土层。据试验,粉状和粒状复混肥对比,肥效上并无孰优孰劣之分。
五、复混肥料的肥效
(1)复混肥料与等养分单质化肥肥效比较 综合全国各地试验结果,施用复混肥料比不施区增产效果明显,一般每千克养分可增产稻谷5~15kg,小麦4~12kg,玉米4~14kg,大豆3~5kg,花生2.5~4.5kg,棉花(籽棉)1.5~3kg。
全国复混肥攻关协作组的试验结果表明,复混肥料的肥效与等养分单质化肥配合施用无显著差别。其中二元复混肥供试的9种作物,除春小麦、谷子、油菜的增产超过5%(春小麦达到5%差异显著)外,其他6种作物基本平产。三元复混肥供试的8种作物,除了棉花减产8%(差异不显著)外,其他作物的产量差异均未超过5%。
因此,想要提高复混肥料的增产效果,关键在于肥料的配方要科学合理、针对性强。
(2)不同养分形态复混肥料品种肥效比较 20世纪60年代我国先后完成了碳化法和混酸法制取硝酸磷肥的两种方法。碳化法产品含氮(N)18%~19%,含磷(P2O5)(均为枸溶性磷)12.5%。混酸法产品含氮(N)13%~14%,含磷(P2O5)12%~13%(其中水溶性磷占30%~50%)。针对这两个磷素养分不同形态的产品在四川、吉林和黑龙江等省进行田间肥效鉴定,认为碳化法硝酸磷肥对豆科作物的效果不佳,对绿肥的效果大多数不仅低于过磷酸钙,甚至低于不施肥处理。在缺磷但不缺氮的黑龙江新垦黑土上,对春小麦的肥效仅与施用等量普钙相当。而混酸法硝酸磷肥比碳化法硝酸磷肥增产效果显著,特别在四川的低肥力黄泥土和紫色土上效果更好。
在我国常用复混肥料品种中,磷素形态不同其肥效有差异,氮素品种变化不大。所以,更应注意因土因作物施用,以利达到最佳效益。
(3)不同型复混肥料的肥效比较 复混肥料通常有粉状、粒状、造粒型和掺合型。掺合肥料攻关协作组研究表明,造粒型和掺合型复混肥料在等养分条件下两者的肥效基本相当。由此认为,除含高枸溶性磷的复混肥料外,复混肥料肥效与生产工艺关系不大。生产复混肥料主要应以生产成本低、产品质量高、施用方便为原则。