肥料在农业生产中起着什么作用?
肥料在农业生产中起着重要的作用。一是提高作物产量,解决温饱问题。据联合国粮农组织(FAO)调查统计,肥料的平均增产效果在40%~60%。二是改善作物品质,提高生活水平。通过合理施肥,可以有效改善作物品质,如适量施用钾肥,可明显提高蔬菜、瓜果中糖分和维生素含量,降低硝酸盐含量;适量施用钙肥,可以防治瓜果水心病、脐腐病等。三是保障耕地质量,促进可持续发展。通过合理施肥,补充作物吸收带走的养分,保护耕地质量。四是使作物生长茂盛,提高地面覆盖率,减缓或防止水土流失,维护地表水域、水体不受污染,相应地起到保护环境的作用。
在我国,农民购买肥料投入占全部农资投入的50%,如施肥不当,既增加农民投资成本,又不利于农作物生长发育。如氮肥施用过量,可能导致抗病虫、抗倒伏能力下降,作物产量下降,引起农产品尤其是食品中硝酸盐的富集;氮素的淋失会对地表水和地下水产生环境污染;氨的挥发和反硝化脱氮会对大气环境产生污染。
因此,肥料既是宝贵的资源,又要防止因不合理施用可能产生的不利影响。
化学肥料的作用是什么?
1.植物营养元素
植物正常生长发育所需要的营养元素有必需元素和有益元素之分;必需元素中又有大量(亦称常量)元素和微量元素之分。
必需元素指植物正常生长发育所必需而不能用其他元素代替的植物营养元素。根据植物需要量的多少,必需元素又分为必需大量元素和必需微量元素。必需大量元素有碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、镁、钙;必需微量元素有铁、锰、锌、铜、硼、钼、氯。大量元素与微量元素虽在需要量上有多少之别,但对植物的生命活动都具有重要功能,都是不可缺少的。
必需元素的生理功能可概括为:构成植物体内有机结构的组成成分,参与酶促反应或能量代谢及生理调节。如纤维素、单糖和多糖中含有碳、氢、氧;蛋白质中含有碳、氢、氧、氮、磷、硫;某些酶中含有铁或锌;Mg2+和K+是两种不同的酶的活化剂;K+和Cl-对渗透调节具有重要作用,等等。
有益元素指一些植物正常生长发育所必需而不是所有植物必需的元素。如硅、钴、镍、钠等。
硅是稻、麦、甘蔗等禾本科植物所必需的,对番茄、黄瓜、菜豆、草莓等也有一定作用。缺硅会使植物生殖生长期的受精能力减弱,降低果实数和果重。
钴是豆科植物固氮及根瘤生长所必需的;镍在豆科植物氮代谢中有重要功能。
除可促进某些植物的生长发育外,有的有益元素可代替某种必需元素的部分生理功能。如对于某些嗜钠植物(甜菜等),Na+可以在渗透调节等方面代替K+的作用。当K+供应不足时,Na+可以取代K+。
2.肥料的分类和发展趋势
可直接或间接为作物提供养分的物料都叫做肥料。肥料的种类很多,它们的来源、成分、性质、肥效和施用方法各不相同。按肥料的作用可以把肥料分为直接肥料和间接肥料,直接肥料主要为作物提供必需营养成分,对作物具有直接营养作用;间接肥料是以调节土壤酸碱度、改良土壤结构、改善土壤理化性质、生化性质和协调作物生长发育为主要功效的。
肥料的发展趋势与农业及整个社会的发展相一致。一方面为了提高肥料的利用率,节约能源,降低成本,方便贮运、施用和不污染环境,化学肥料的生产向高效化(即肥料所含有效养分浓度高)、复混化(所含养分种类多,含农药、激素、除草剂等)、长效化(肥料的肥效持续时间长)和液体化方向发展。另一方面为了有利于维持地力、降低农业成本,减少环境污染、维护营养元素在食物链中正常循环和保持农业生态平衡,在肥料施用和作物耕作制度上应建立和推进有机肥料和化学肥料配合施用的施肥体系,作物与牧草轮换耕作,秸秆还田及绿肥(由绿色植物体直接翻埋或堆沤成的肥料)应用等也是农业生产中肥料发展的重要趋势。
3.化学肥料与农家肥料的比较
如果按肥料的来源来分,肥料可分为农家肥和化肥两类。
农家肥大多是有机肥料。农家肥的种类繁多(如人粪尿、牧畜粪尿和厩肥、绿肥、堆肥和沤肥等),而且来源广、数量大,便于就地取材,就地使用,成本也比较低。有机肥料的特点是所含营养物质比较全面,它不仅含有氮、磷、钾,而且还含有钙、镁、硫、铁以及一些微量元素。这些营养元素多呈有机物状态,难于被作物直接吸收利用,必须经过土壤中的化学物理作用和微生物的发酵,分解,使养分逐渐释放,因而肥效长而稳定。另外,施用有机肥料有利于促进土壤团粒结构的形成,使土壤中空气和水的比值协调,使土壤疏松,增加保水、保温、透气、保肥的能力。
农家肥虽然含营养成分的种类比较广泛,但是含量比较少,而且肥效较慢,不利于作物的直接吸收。农家肥料的这些弱点却正是化肥的优点。化肥中的营养元素含量比较高,例如:1 kg碳铵中的含氮量相当于25 kg~30 kg人粪尿;1 kg普钙的含磷量相当于60 kg~80 kg厩肥;1 kg硫酸钾所含的钾素相当于草木灰10 kg左右。化肥大多易溶于水,施入土壤后能很快被作物吸收,肥效快而显著。如用氨水作追肥,能使黄瘦矮小的秧苗在很短时间内返青。另外,制造化肥的原料来源很丰富,例如,生产氮肥所需的空气和水是取之不尽的,其他原料像煤、石油等在我国的贮量也很多。因此,化肥可以大量生产并普遍推广、施用。
与农家肥相比较,化肥含营养成分比较单一,不能满足植物生长所需的各种养分,而且成本也较高。因此一般在施用时,总是在增施农家肥料的基础上,配合使用化肥,这样可以起到缓急相济、互相补充的作用。
化肥有哪些作用?
化肥的今天
“哈柏—博施”法是划时代的工业供氮方法,它开辟了人类直接利用游离状态氮的途径,也开创了高压合成氨的化学方法,它的意义已不仅仅是使大气中的氨变成了生产化肥“取之不尽、用之不竭”的廉价来源,而且使农业生产产生了根本的变革。同时,也大大推动了与之有关的科学、技术的发展。例如:1923年,在100~200个大气压条件下甲醇的合成,1926年,在100个大气压条件下的人造石油;1937年,在1400个大气压条件下的高压聚乙烯生产等等,无不与合成氨理论的发展有关。从这点说,哈柏开创了化学的新时代。
1913年,德国第一个合成氨装置建立后,为今天的固氮工业和氮肥工业的发展奠定了重要基础。半个多世纪以来,合成氨以惊人的速度向前发展,它给全人类带来的巨大福利是无与伦比的,正如锎元素的发现者、诺贝尔化学奖得主G·T·西博格在纪念美国化学会成立100周年大会上的演讲中所指出的那样:
“无论过去、现在和可预见的将来,再也不可能找到任何一门其他工业,比化肥工业更直接关系到国计民生了……无论从经济的发展还是人类的进步而言,合成氨的发明都是本世纪科学领域中最辉煌的成就之一。”
直到现在,世界各国的氮肥工业在基本原理上还沿用这种方法。氨的合成开创了人类科学史的重要篇章。当前,世界上90%以上的氮肥是由合成氨加工成的。许多国家都大量生产合成氮肥,使粮食成倍增产,对农业的发展起了很大作用。农业生产的面貌已发生了重要变化,大大促进了粮食增产。以日本为例,1950年的化肥用量为每亩50公斤,粮食单产是190公斤;1970年化肥用量为每亩135公斤,粮食单产提高到340公斤;1976年化肥用量是155公斤,单产也相应提高到365公斤。化肥对农作物产量的作用,由此可见一斑。
当然,人类所使用的化肥并不是仍然停留在原有的水平上。目前,化肥的发展已有固体、液体之分。在固体氮肥中,尿素和硝铵的比重不断增大。液体氮肥包括液氨、氨水,氮溶液以及液体混合肥料等等。除了氮肥以外,还有磷肥和钾肥。从发展趋势看,化学肥料的生产和施用,主要是提高肥料浓度,发展二元、三元复合肥料或液体肥料,并采用颗粒肥料和深层施肥法。虽然有机肥料不可忽视,但是,现在化学肥料仍在增产中占有重要地位。据联合国粮食组织统计,1公斤化肥一般增产籽粒和茎秆各10公斤。所以,近年来,化肥的生产和研究水平不断提高,主要表现在:高浓度化肥逐渐代替低浓度化肥,欧美和日本生产的一种超高浓度肥料,含有效成分达94%以上,复合肥料、混合肥料迅猛发展,目前除含铜等微量元素的新复合肥料之外,有的厂家生产的有效成分在40%以上;液体肥料和长效肥料逐年增加,这种肥料优点突出,效果良好;微量元素肥料越来越占显著地位。除此之外,生物固氮的研究正在大力开展之中,不久将会给肥料的制造和使用带来革命性的大变化。
化肥的利与弊?
肥料可分有机肥和化学肥料。
化学肥料以其速效性和以液体、颗粒、等多种形式而出现。化学肥料是水溶性的,植物可以立即汲取养分。虽然这提供了一个快速的养分,但是不会持续。
化学肥料能迅速促进植物生长,但对改善土壤质地、提高土壤长期肥力几乎没有什么作用。他们是高度水溶性的,可以渗透到水中。这是化学肥料的快速结果代价的;用太多,会灼伤你的植物。
有机肥料的是什么
有机肥我们老百姓经常叫它“天然肥料”或者“全营养肥料”也就是说,有机肥里几乎含有植物生长所需的各种元素。
有机肥来源的肥料对植物和土壤都有好处,如果使用得当,一般不会伤害植物。有机肥料刺激土壤微生物繁殖,改善土壤结构。土壤微生物在将有机质转化为可被植物吸收的可溶性养分方面起着重要作用。有机肥料通常提供次生和微量营养素的需要,通常在化学肥料中却没有。
有机肥料氮、磷、钾的来源比化学肥料相对较低,但是可以保持土壤肥力更持久一些。因此,有机肥对植物的影响通常是更微妙的。
假如有机肥应用到草坪,它可能需要一段时间才能看到结果,但回报是草坪保持绿色的时间。
化肥在水稻生产中有什么作用?
化肥又称无机肥或矿质肥,是指直接或间接提供植株营养元素,促进生长,增加产量,改善品质的化学物质。水稻在生产过程中需要一定量的大量元素,如氮、磷、钾、硅、硫、钙、镁等。还需要少量的微量营养元素,如铁、锰、锌、钼、铜等。水稻生长所需要的这些营养元素土壤中不可能全部提供。因此,只能施化肥来补充不足部分营养元素。例如根据15N示踪测定,从移栽到最高分蘖期的氮吸收量31%来自土壤氮,69%来自肥料。如果移栽后不能及时追施返青肥和分蘖肥就不能确保有效分蘖。所以说,化肥在水稻生产中起着十分重要的作用。主要作用有:合理补充土壤中缺乏的营养元素,积累养分,提高土壤肥力,大幅度提高产量;不同阶段施用化肥可以增强水稻对外界不良环境的抵抗能力和减少病虫害的发生;合理施用化肥可以提高稻米质量,提高稻米的商品价值。