在使用化学肥料时,农民朋友经常会提出什么是铵态氮肥和硝态氮肥的问题,因他们在施用肥料时区分不了这些肥料,难免会出现一些不合理施用的现象,影响作物的产量和品质。
氮肥是农业生产上使用量最大的一类肥料,按其中所含氮素养分的形态,可分为铵态氮肥(如碳铵、硫酸铵、氯化铵等)、硝态氮肥(如硝酸铵、硝酸钠等)、酰胺态氮肥(如尿素)、氰氨态氮肥(如石灰氮)等类型。硝酸铵含有硝态氮和铵态氮各半,称为硝铵态氮肥;硝酸磷肥和硝酸磷钾肥等复合(混)肥料,其中的氮素养分也有硝态氮和铵态氮,连同硝酸铵在内,可统称为硝态氮肥料。
在生产上,一般同时施用铵态氮肥和硝态氮肥,往往能获得作物较高的生产速率和产量。同时施用两种形态的氮肥,植物更易调节细胞内pH值和通过消耗少量能量来贮存一部分氮。两者合适比例取决于施用的总浓度,浓度低时,不同比例对植物生长影响不大,浓度高时,硝态氮作为主要氮源显示出优越性。如硝酸铵既含有在土壤中移动性较小的铵态氮,又含有移动性较大的硝态氮,二者均能被土壤中的作物吸收利用。因此,硝酸铵是一种在土壤中残留极少的良好氮肥,属生理中性肥料。而硫酸铵是一种铵态氮肥,在生产上可作基肥、追肥和种肥,做种肥时对种子发芽无不良影响,但用量也不宜多。它属于生理酸性肥料,在酸性土壤长期施用,会进一步增强土壤的酸性,破坏土壤结构;在碱性土壤中施用,硫酸铵中的铵离子被吸收后,硫酸根离子残留在土壤中与钙发生作用,会使土壤板结变硬。
农作物在生长过程中,为什么往往不按其需要有计划地吸收,而是更多地吸收硝态氮,并“贮备”于液泡中呢?研究表明,硝态氮在营养器官生长时期大量累积是一切植物的共性,随着植物不断生长,体内的硝态氮含量越来越少。据了解,植物在营养生长阶段大量地吸收营养物质,一方面是为了满足当前生长的需要,另一方面是为了供给后期生长的需要。硝态氮在植物体中累积是植物的“贮备”措施,也是适应逆境的表现。营养生长期积累的硝态氮多,即使后期土壤供应养分不足,植物仍能很好地生长和发育。另外,硝态氮在液泡内还是重要的渗透调节物质,在植物体内碳水化合物合成减少,液泡内有机物含量下降时,硝态氮可替代它们起渗透调节作用,这种调节需要的能量也较低。
铵态氮和硝态氮虽然都是植物根系吸收的主要无机氮,但由于二者的形态不同,也会对植物产生不同的效应。因此,在生产上必须掌握它们的异同而合理施用。铵态氮促进植物吸收阴离子,消耗有机酸;而硝态氮促进植物吸收阳离子,促进有机阴离子的合成。一般来说,旱地植物具有喜硝性,而水生植物或强酸性土壤上生长的植物,则表现为喜铵性,这是作物适应土壤环境的结果。如玉米、小麦对硝态氮偏好,在等氮量的供应条件下,硝态氮的增产效果会更突出一些;烟草和蔬菜也是喜硝态氮的作物。硝态氮极易分解,在土壤中活性大,能迅速提供作物氮素营养,同时又易于流失,肥效较短,这种特性符合烟草的要求,叶片要生长快,在适当时候能落黄“成熟”。而且硝态氮有利于烟草体内形成柠檬酸、苹果酸等有机酸,烤出的烟叶品质好,燃烧性好。蔬菜施用硝态氮肥产量高,如硝态氮低于肥料全氮的50%时,产量会明显下降。尤其是在水培条件下生产蔬菜,只要营养液中加入硝态氮,没有铵态氮、尿素态氮,蔬菜正常生长。相反,没有硝态氮而加入尿素或任何铵态氮,蔬菜就会生长不正常,甚至绝收。因此,生产烟草、蔬菜专用肥时,氮肥中要有一定比例的硝态氮。但由于在土壤水分、湿度、通气条件适宜时,铵态氮可通过硝化作用,氧化成硝态氮,所以烟草、蔬菜也并非绝对不能施用铵态氮的肥料。
水稻施用铵态氮的效果比硝态氮好,因为水稻幼苗根中缺少硝酸还原酶,对硝态氮不能很好利用。除水稻自身原因外,水田中施用硝态氮易于流失,而且在水淹条件下的反硝化作用也是氮素损失的原因之一。因此,在水稻田施用硝态氮肥时,有资料认为其肥效只有铵态氮肥的60%~70%。近年来的研究表明,水稻也喜欢硝态氮,后期补施一些硝态氮肥有锦上添花之效,获得更高的产量。
铵态氮和硝态氮施用后,在水田利用率一般只有30%~54%,在旱地里被作物吸收利用要好一些。铵态氮肥施到水田里后,落在水下的泥层(氧化层)上,由于土壤微生物的作用,通过亚硝酸菌把铵态氮氧化成亚硝酸,再通过硝酸菌把亚硝酸氧化成硝酸。水稻是嗜铵性作物,吸收铵态氮肥的能力较强。亚硝酸和硝酸在水中成为带负电荷的离子,不仅很少被作物吸收,也不能被土壤吸附,很容易随水流失,或者渗透到泥土下层(还原层),由于缺氧而产生还原过程,经过反硝化细菌(或脱氮菌)的作用,将硝酸还原成亚硝酸,进而还原成气体状态的氮或氧化氮,逸散到空气中。经过这样的“硝化—还原”过程,铵态氮肥的损失率一般达15%左右,高的则在40%以上,损失惊人。硝态氮肥主要经流失和还原作用而损失。尿素、石灰氮等酰铵态氮肥,本身不直接被作物吸收,它们在水中先转化为铵态氮,除被作物吸收一部分外,其余的也因发生上述“硝化作用”而损失,或随水流失。
因此,为了提高氮肥利用率,在农业生产上,一是要确定合理的氮肥用量,并且合理掌握基肥、追肥的比例及施用时期,同时与灌溉、耕作等措施相结合。二是氮肥要深施。尽量减少直接挥发、随水流失、硝化脱氮等方面的损失;化肥深施还有利于根系发育,使根系深扎,扩大吸收营养面积。三是与其他肥料配合施用。如氮肥与有机肥配合,氮肥与磷钾肥配合,不仅能保证作物对各种营养元素的需要,还可以培肥地力,提高氮肥自身的施用效果。
口/李翠英