□胡兆平陳愛忠郭宗端裴海榮

磷酸脲肥將成改良堿性土壤的生力軍

□胡兆平陳愛忠郭宗端裴海榮

土壤鹽漬化主要分為鹽化和堿化，當(dāng)表層土壤溶液鹽濃度超過0.1%時，稱為鹽化土壤；當(dāng)表層土壤中含有較多的碳酸氫根或者碳酸根時，土壤便會呈堿性，當(dāng)堿化度超過5%時，稱為堿化土壤。我國總鹽漬土面積約有1億公頃，鹽漬化土壤理化性質(zhì)差，導(dǎo)致作物生存條件差，作物缺苗、減產(chǎn)的現(xiàn)象時有發(fā)生，成為當(dāng)?shù)匕l(fā)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的重要限制因素。鹽堿地導(dǎo)致作物缺苗、減產(chǎn)的原因是土壤營養(yǎng)條件差，有機質(zhì)少，氮素?fù)p失嚴(yán)重，磷素容易固定，微量元素有效性差，土壤微生物活性受到抑制，土壤鹽堿溶液直接毒害作物細(xì)胞。

目前鹽堿地改良手段有許多種，如物理改良、水法改良、化學(xué)改良、微生物改良等。其中化學(xué)改良法是一種直接、有效地手段，受到許多專家和農(nóng)戶的青睞?；瘜W(xué)改良手段主要有石膏法、高聚物法和酸法等，在這其中，酸法簡便易行，效果直觀可靠，吸引了國內(nèi)外越來越多人的研究，并在實踐示范中取得了顯著的效果。改良堿土的酸性物質(zhì)常用的主要有磷酸、硫酸、磷酸脲、硫磺和有機酸等，在這其中，磷酸脲以其固體強酸、水溶性好，養(yǎng)分高，加工性能好受到大家的青睞。

磷酸脲改良鹽堿土的原理

堿性土壤的主要堿性物質(zhì)是鈣、鎂、鈉的碳酸鹽和重碳酸鹽，以及交替表面吸附的交換性鈉。碳酸鈉和碳酸氫鈉是水溶性的，所以鈉離子在土壤溶液的濃度基本是保持恒定的，換句話說，對根系的毒害影響能力也是固定的。但鈣、鎂、鐵等的碳酸鹽或重碳酸鹽都是非水溶性的強堿弱酸鹽，不溶解于水，很難被作物直接快速吸收，但在遇到酸性更強的酸的時候，比如說磷酸脲，碳酸鹽和重碳酸鹽會釋放出二氧化碳和鈣、鎂、鐵等，降低了土壤pH，活化了鈣、鎂、鐵等有益元素。釋放出的鈣離子可以抑制植物根系對鈉離子的吸收。如謝泰云等人研究認(rèn)為，使用磷酸脲肥料，施肥點周圍形成較低pH環(huán)境，減少氨的揮發(fā)；李艷婷等在根基周圍使用pH= 1.0-2.0酸性根際肥，在土壤中擴散半徑是6cm，對土壤pH降低的有效距離是2cm。在施肥的28天內(nèi)，距肥料2cm處，土壤pH降低了0.9個單位。土壤鐵有效性（DTPA浸提）增加了5.9m g/kg，顯著提高了花生對鐵的吸收。張莉等以大葉菠菜為材料，研究了堿脅迫條件下磷酸脲對土壤pH、植物生長和葉片生理特性的影響，使用磷酸脲處理無堿脅迫處理降低2.69個單位，株高、葉面積、整株干物質(zhì)比堿脅迫處理提高 23.55%、21.03%、33.84%。劉健等在新疆石河子地區(qū)用磷酸脲膜下滴灌棉花的施用研究表明，磷酸脲可以發(fā)揮滴灌技術(shù)可控優(yōu)勢、提高肥料利用率，促進(jìn)棉花的生長，提高棉花的品質(zhì)，皮棉增產(chǎn)7.4%-10.8%，肥效優(yōu)于其他滴灌肥。

國內(nèi)外研究打造磷酸脲系高效肥

磷酸脲由德國巴斯夫1914年首先申請專利，隨后各國跟進(jìn)研究，70年代形成工業(yè)化生產(chǎn)，主要用作飼料添加劑和保氮能力高效復(fù)肥等廣泛使用。磷酸脲具有許多優(yōu)點，如固體強酸、養(yǎng)分高、水溶性好、具有防止鈣鎂沉淀能力，加工性能強，成本較低，成為大家開發(fā)堿性土壤高效肥，開發(fā)含鈣鎂肥料的首選原料。

國外方面，1992年美國奧默斯投資公司申請了固體摻混肥料，產(chǎn)品含磷和鈣，主要由磷酸脲和硝酸鈣組成，通過磷酸脲酸性使固體產(chǎn)品沒有沉淀。1996年，凱米拉公司在中國申請了含磷酸根和鈣鎂的懸浮肥專利，主要通過酸性調(diào)控（pH=0.5-2.0）和研磨，形成高濃度懸浮肥。2009-2010年，荷蘭弗里馬瑟公司等在多國申請了速溶水溶肥產(chǎn)品的專利，該產(chǎn)品在干態(tài)下穩(wěn)定、溶解快速，沒有沉淀，酸性物質(zhì)包含磷酸脲等。

國內(nèi)方面，中國科學(xué)院過程工程研究所2002年張小勇申請了針對新疆土壤的滴灌酸性液體肥專利，此方案解決了磷酸一銨的水溶性及解決滴灌堵塞問題。2003年劉健等也申請了磷酸脲為原料的高效復(fù)合肥專利，產(chǎn)品為粉狀，酸性較強。諾貝豐公司推出了水溶肥伴侶，解決山西、新疆地區(qū)硬水導(dǎo)致肥料沉淀，堵塞滴灌管道問題，該產(chǎn)品主要成分為磷酸脲，使用方法是水溶肥磷酸脲按照1∶5-10的比例配合使用，效果顯著。云南常青樹公司推出了“降堿靈”，核心成分也是磷酸脲，主要在新疆等地區(qū)推廣。磷酸脲單獨使用或者作為水溶肥原料，其使用標(biāo)準(zhǔn)，以肥料1∶250倍稀釋后pH在6.5-7.0之間為最適值。這個pH范圍既能保證作物安全性，又能獲得較高的養(yǎng)分利用率，還能夠阻止鈣鎂在滴灌管道的沉淀。

磷酸脲系產(chǎn)品以其酸化特性能夠降低堿性土壤pH，抑制氨氮的揮發(fā)，提高鈣、鎂、鐵的活性，提高養(yǎng)分利用率，稱為化學(xué)改良鹽堿土壤的一個利器。國內(nèi)外很多研究機構(gòu)、廠家都在以磷酸脲為功能原料構(gòu)建改造堿性土壤的高效肥料，這種高效肥料可能是固體水溶肥、液體水溶肥，也可能是固體復(fù)合肥。磷酸脲肥料將會成為化學(xué)方法改良堿性土壤的一個生力軍。