农业生产中,氮肥的用量依然占据首要地位。氮肥对农产品产量和品质的提升有重要作用。过量施用以及不合理使用方法导致大量的浪费,也成为农业生产对环境破坏的主要因素。
土壤养分检测中,氮肥检测项目主要针对铵态氮、硝态氮、碱解氮的检测,以上几种检测方法针对的是速效氮。土壤中的有机氮约占总氮量的70~80%。理论上有机氮需要经过矿化形成铵态,类似于尿素经过脲酶分解后转化为铵态氮的过程,需要经过微生物分解或能够促进矿质化的化学反应,为作物提供更多的有效氮肥。此过程缓慢、复杂,对氮肥有效率不可控,无法确保在没有外来氮源的情况下满足植物生长需求。需要通过基施或追施补充氮肥。缺点是容易过量,造成浪费和污染。土壤通气排水不良时,脱氮微生物利用硝态氮转化成气态氮而挥失,从氮肥利用上视为氮肥的浪费,因此,水田撒尿素时,部分尿素先经表而氧化层转化为硝态,硝态深入下层的还原层,将造成脱氮作用的浪费现象,因此,尿素或铵态氮肥需要深施,对氮肥保持很有益助,可减少脱氮作用发生,大颗粒肥料的目的也即在使肥料深施,尤其在水田更易下沉到达还原层,减少脱氮。有些土壤对铵态氮固定较强,使氮不易流失。微生物大量繁殖时,尤其是未腐熟有机肥料施入土壤后的初期,将氮元素大量吸收利用,如果作物也正需要氮肥,就发生了氮素竞争作用,使作物缺氮。有机肥料应在作物未大量需要氮素前施用,如果园常在春天前施用有机肥料,以免发生氮元素竞争现象。以上氮素转化现象中,可以很明显看出土壤微生物与氮肥密不可分,土壤管理好,利用土壤微生物的能力,使氮肥减少浪费,达到经济效益。缓释氮肥是未来的发展方向,常见的有包硫尿素、脲甲醛、脲酶抑制剂和树脂尿素等。质量差距大,好的包硫尿素,膜完整均匀,没有空隙和其它瑕疵。稍微有问题的膜,尿素会很快出来,达不到缓释作用;氮含量高,最好是38%-40%,氮含量高不仅仅是成本低含量高(尿素没有包衣前含量是46.3%,包硫磺就少,氮的就高;这样每个缓释氮包衣成本就低),更重要的是释放可控,即包住的释放时间不会太长,“包死”的问题就少。质量差的包硫尿素,硫磺比例过高,即氮含量低的产品,要么立刻放出来,要么整季都放不出来(如果硫磺的含量比例过高,氮的含量就会低,如果包衣不好就会见到水或者施入土壤中很快释放完毕,和没有包衣的尿素一样;如果包膜太厚即把氮包的太严实,膜当季不破裂,当季就没有办法释放出来)。优点:成本低,有一定的缓释性。缺点:相同的产品在不同湿度的环境下释放期差异非常明显;会产生酸,不适合酸性土壤。
2、脲甲醛
质量差的脲甲醛产品特点:游离甲醛含量高,有刺鼻的甲醛味并熏眼睛;不能控制分子量大小,从而不能确定释放期。
质量好的脲甲醛产品特点:游离甲醛含量非常低;可以根据作物的生长期来控制分子量的大小,从而达到比较好的释放效果。
脲甲醛的释放是在一定的温度和湿度下,微生物逐步将脲甲醛分解成尿素和甲醛,从而达到缓释的效果。由于脲甲醛的分解和微生物的活动相关,而微生物活动受温度,尤其是湿度影响,所以脲甲醛不适合水少的区域,旱地作物不太适合,当然,如果当年降雨量大,释放也是很好的。
优点:在保证一定温度和湿度的条件下释放时间相对比较可控。缺点:不适合干旱区域或者干旱年份;产生的甲醛会污染环境。
3、脲酶抑制剂
脲酶抑制剂,可降低尿素转化成铵态氮的速度,减少铵浓度过高而引起的氨气挥发;硝化抑制剂实际上是一种农药,主要是抑制硝化细菌的活性,降低硝态氮的产生,减少硝态氮的流失和反硝化作用而产生的氮的氧化物。好的硝化和脲酶抑制剂的一般是抑制明显并且具有很长的持效期。
优点:成本是最低的;对氮肥有一定的缓释效果;缺点:不适合水田或者水特别多的区域,因为过多的水会降低硝化脲酶抑制剂的浓度,降低了其有效性;该类产品无法减少尿素的淋溶(尿素施入土壤中,先通过脲酶转化成铵态氮,铵态氮是正电荷,容易被土壤胶体吸附。如果尿素没有转化铵态氮,下雨了,尿素很容易随着水跑掉)。
4、树脂尿素
树脂膜是一种半透膜,和其它的缓释有本质的区别:释放期精准,养分的释放按照设定的释放曲线释放,可以和作物的生长期同步,养分的释放速度最大化的接近作物对养分的需求,发挥作物最大的增产潜力;安全,纯树脂包衣产品可以和幼苗以及根接触,低浓度的养分促进根系发达,茎秆粗壮;不受环境影响,当树脂包衣尿素应用于具体作物时,由于具体作物的温度环境是已知的,而树脂包衣产品只受温度影响,所以生产时已提前设定好具体作物的环境温度以及释放曲线,不受水分多少的影响,不管是水稻田还是东北旱地,只要是深施近根使用,树脂包衣控释肥都能表现稳定的增产效果。
过量施用氮肥对环境造成巨大影响,土壤中氮含量过高,会破坏生态平衡,作物减产或品质下降。控制氮肥损失,提高土壤有机氮的利用率,减少淋失和挥发。