氨态氮肥培训课件.docx

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1、氨态氮肥培训课件这一节将讨论常用氮肥中主要氨态化合物的性质和在土壤中的变化。因液氨和尿素在北美均为常用肥料，所以它们将被着重讨论。例如美国19771980年间，液氨加少量氨水就占氮肥总用量的38%41%,再加尿素，可占47%49%.（表：表5-11一些常见化学氮肥成分含量）氮肥源NP2O5K2OCaOMgOSC1%硫酸镂21.024.0液氨82.0氯化钱25.O-26.066硝酸镂33.O-34.0一硝硫酸钱30.05.0-6.0硝酸钱钙20.510.0700.6氨化过磷酸钙4.016.0一23.00510.003磷酸一钱11.048.0-55.0一2.0051.0-3.0一磷酸二钱18.0-

2、21.046.0-54.0磷硫酸钱13.0-16.020.0-39.03.0-14.0多磷酸银液10.0-11.034.0-37.0硫代硫酸镂液12.026.0硝酸钙15.034.0鼠氨化钙22.054.00.2硝酸钾13.044.00.5050.212硝酸钠16.0一一一一一06尿素45.0-46.0尿素硫酸盐30.0-40.06.0-11.0尿素硫30.0-40.010.0-20.0尿素硝酸镂液28.0-32.0尿素磷酸钱21.0-38.013.0-42.0磷酸尿素17.043.0-44.0一、液氨(N)(一)液氨的性质液氨这种重要氮源的一些性质列于表5-12o在常用氮肥中，液氨含氮量最高

3、，约82虬它与水在某些方面性质相似,因为二者都有固、气、液三态。从表5-12的溶解度数据可清楚地看到，液氨溶于水时与水的亲和性很大。氨可强烈地吸引水，是其在土壤中的行为特点。常压下，液氨在敞开的容器内不断沸腾，逸失到大气中。为防止逸失和保存液氨，应将其储于耐17.6公斤/厘米2（250psi或17个大气压或17.2巴或271.9毫米汞柱）高压的容器中。常压下-33C（-28）冷藏则可用低压罐储存，如现代化大容量储存器就常用此法。液氨从压力罐中逸出后迅速膨胀挥发，形成白雾状蒸气，白雾由液态氨挥发时其周围空气中的水蒸气凝聚而成。（二）液氨的施用上述氨的物理性质为处置和施用氨提供了依据，所有设计的设

4、备，包括氨的处置设备，都应抗压。因氨挥发快，所以将其注入土体后必须加以封盖。注入深度多为土表以下7.513厘米到1320厘米，实际注入深度通常比施氨前或施氨时耕翻的深度略深。直接施氨设备包括：供氨槽车、施氨机、氨由槽车内转输到施氨机的输送系统和牵引施氨机的拖拉机。在北美，大部分用于农业土壤的这种氨肥，或由肥料商预订代施，或由农户提供拖拉机牵引肥料商的施肥机施用。这样农民可节省开支，不用自己买罐体和田间处置及氨的储存设备。常用施氨机由以下部件组成：机架、桶、工作部件支架、施肥开沟器、软管、流量控制器、阀门、将氨等量分配给每只开沟器的多歧管分配器。施肥机有大有小，小的为18米长的支架配230升供氨

5、罐体，大的支架可达17米甚至更宽,配以配35米3的罐体。随着日益重视减少大田作业次数，一些耕作机具如中耕机、圆盘耙、耙、犁等，通常配备耕作兼施液氨的设备。在有灌溉条件的地区，常将液氨和氨水加进表灌系统。第十三章将讨论关于液氨加进含钙较多的水中所产生的问题和氮损失。因液氨在常压下为气态，所以在施用时和施用后，部分液氨将挥发到地表大气中。与这种损失有关的因素是施用时的土壤物理条件、土壤质地、湿度、施氨深度和间距。如果施氨时土壤坚硬，堡块多，施肥机排肥口的切口不能合严或填满，也会有部分氨释放到大气中。1957年，液氨变压器首次在美国使用，它使氨无需深施和施前耕作，浅施降低了所需功率和施用耗时，变压器

6、具有简易减压室的作用，使储于施肥机或供氨槽车中的热压缩液氨减压。液氨在变压器中膨胀并冻结，使液态和气态氨分离,压力大为降低。液氨的温度大约为-32(-26),它实际上只有85%可变成液态，其余以气态存在。液态氨靠重力经常规施用设备施入土中，而积聚在变压器上部的气态氨则以常规方法注入土壤。(三)氨吸持区1注入区内的土壤条件液氨注入土壤后立即形成局部高浓度的氨和钱区，这种注入区形状大致为圆形至椭圆形，直径约410或13厘米，因施用方法、施氨量、施用间距、阳离子交换量、土壤质地、耕性和土壤湿度而异。氨分布图形一般在肥料释放点周围呈椭圆形，侧移距离直接与施肥量成比例，垂直移动不超过5厘米，主要是向上移

7、动至土表。（表：表5-12液氨的性质）颜色无色气味刺鼻、剧烈化学式NH3分子量17.0315时每升氨液质量0.617公斤气体比重（空气二1）0.588液体比重（水二1）0.617沸点-33oC(-28)-17.6、19.8C和37.4时的蒸汽压112、7.73和13.9公斤/厘米2（表压），即16、I1O和198磅/英寸2（psi）15时1升氨液膨胀的体积0.84米3氨蒸汽15时1公斤氨液膨胀的体积137米3氨蒸汽15时1米3氨液膨胀的体积850米3氨蒸汽16时在水中的溶解度0.578公斤/公斤水稍能测出气体浓度Ippm可测出气味但8小时内对无防护设备人员无不良影响的浓度25ppm几分钟内便刺

8、激眼睛和鼻孔的浓度IOOppm刺激眼睛、喉咙，尚无不良影响但应避免暴露其间的浓度400-700ppm短时暴露便会致命的浓度2000ppm引起泾挛性咳嗽、呼吸痉挛、憋闷、窒息的浓度5000ppm注释：资料来源：Sharp,inAgricu1tura1AnhydrousAmmonia:Techno1ogyandUse.Madison,Wis:美国农学会和美国土壤学会.1966;Agricu1tura1AnhydrousAmmoniaOperator,sManua1.Washington,D.C.:TheFerti1izerInstitute,1973.氨吸持区中会发生很多暂时性急剧变化，显著影响土

9、壤的化学、生物和物理条件，包括：氨和钱浓度升高到10003000ppm;PH值高达99.5或更高；亚硝酸盐浓度高达100300ppm或更高；土壤渗透吸力超过10巴；土壤微生物数量锐减；有机质溶解。游离氨（即非离子态氨）的数量及其持续时间特别重要,因其对微生物、高等植物和动物都有剧毒。游离氨很容易穿过细胞膜，而这些组织屏障使钱不能透过。PH值与游离即非离子态氨和钱的浓度密切相关，PH值从6.0到9.0时，非离子态氨浓度可提高500倍。2 .吸持带中影响亚硝酸盐和硝酸盐形成的条件图5-22概括了pH值、渗透吸力或钱浓度对亚硝酸盐、硝酸盐形成的影响。土壤溶液中高浓度钱或高渗透吸力主要影响亚硝酸盐的形

10、成，pH8.0以上时，抑制亚硝酸盐生成细菌的活性，特别在氨浓度高时抑制作用更大。PH78时，出现亚硝酸盐的积累；而PH值V7时，硝酸盐数量很大。(图：图5-22渗透吸力和PH值对硝化作用的影响示意图)被1!料3 图522渗透吸力和PH值对硝化作用的影响示意图Weue1aftrrta1.PS36J68(1972)4 .氨吸持机理气态氨如不能很快与各种有机或无机土壤成分反应则会损失到大气中。TVA的研究人员Parr和Papendick提出了下列可能的氨吸持机理，分为化学机理和物理机理两类。(1)化学机理氨与一个质子反应产生钱。(b)氨在水中溶解。(C)氨与粘土矿物中的羟基反应。(d)氨与蒙脱粘土矿

11、物中的紧束缚水反应。(e)氨与交换复合体上交换性阳离子周围的水合水反应。(f)在粘粒体系中，以交换性阳离子作核心，氨在其周围发生配位或缩合反应形成配位化合物(氨合物)或复合离子(胺)。(g)存在改时，Ca?+和Mg加以碳酸盐形式沉淀，腾出交换位点与N反应。(h)与有机质反应。(2)物理机理N被禁闭在蒙皂石粘粒晶格间。(b)膨胀型粘粒晶格内层的阳离子被NH1置换，这又引起晶格收缩，使NH；封闭于晶格中。(c)粘土矿物和有机组分通过氢键吸附氨。这些机理在不同土壤中的相对重要性不同，还受环境条件的影响。(四)影响土壤中氨吸持的因素1 .土壤水分土壤的湿度增加，其对氨的吸持量就增高，含水量处于或接近田

12、间持水量时，氨吸持量最大；土壤湿度大于或小于田间持水量，则失去对氨的吸持能力(图5-23,图5-24)。（图：图5-23液氨用量7.5公斤/亩，间距1米的情况下施NH3深度和土壤湿度对Putnam粉壤土氨损失的影响）（图：图5-24液氨用量为7.5公斤/亩N、施用间距1米、施用深度7.5厘米以下时不同土壤含水量对Putnam粉壤土氨损失速率的影响）14108(*1XZ420含水量2%4812182224283236罐NH后的时阿（k）液氯用,为】OO1b/a.N、箕用间距40in、*比深度3in以下时不同土用含水量对Putnam粉度上叙损失速率的影响Stan1eyandSmith.Soi1Sc

13、i.Soc.Am./.（1955）最初的氨吸持区大小随土壤含水量增加而缩小，因为土壤含水量高会阻碍氨扩散出注入区；氨与水的亲和性较强也可能是原因之一。2 .质地土壤吸持的氨量随粘粒含量增加而增大。从吸持带的大小和氨的挥发损失可看出，氨在砂土中的移动大于在粘土中的移动。氨气在粗质地土壤的大孔隙中较易扩散。不同土壤质地对氨吸持的影响常被其他特性（如土壤矿物的类型和数量、有机质、土壤含水量和其他化学特性）所掩盖。3 .施用深度可以预见，氨的吸持随注入深度的增加而增加。为防止损失，氨注入深度随土壤特性和土壤条件而作相当的改变。研究表明，在粉壤土上注入深度5厘米即可，而细沙壤上的应为10厘米。土壤较干时，氨损失随注入深度的增加逐渐减少。4 .间距液氨释放点间的间距明显影响氨的吸持。施氨土壤上，近间距通常使氨的吸持效果最好，给定液氨施用量后，单位土体接受的氨浓度将随释放点间距的趋近而降低。窄行距时氨吸持的效率高，因氨挥发机率小，特别在氨吸持能力较低的砂性土中更是如此。5 .注入压力施肥机上喷嘴的孔径和个数可控制氨在土壤中的注入压力。压力低时氨在土壤中分布不均，而且量也不足。6 .土壤耕性有关结构和耕性影响土壤吸持氨能力的资料较少。据报道，