磷酸脲肥将成改良碱性土壤的生力军

□胡兆平陈爱忠郭宗端裴海荣

磷酸脲肥将成改良碱性土壤的生力军

□胡兆平陈爱忠郭宗端裴海荣

土壤盐渍化主要分为盐化和碱化，当表层土壤溶液盐浓度超过0.1%时，称为盐化土壤；当表层土壤中含有较多的碳酸氢根或者碳酸根时，土壤便会呈碱性，当碱化度超过5%时，称为碱化土壤。我国总盐渍土面积约有1亿公顷，盐渍化土壤理化性质差，导致作物生存条件差，作物缺苗、减产的现象时有发生，成为当地发展农业经济的重要限制因素。盐碱地导致作物缺苗、减产的原因是土壤营养条件差，有机质少，氮素损失严重，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，土壤盐碱溶液直接毒害作物细胞。

目前盐碱地改良手段有许多种，如物理改良、水法改良、化学改良、微生物改良等。其中化学改良法是一种直接、有效地手段，受到许多专家和农户的青睐。化学改良手段主要有石膏法、高聚物法和酸法等，在这其中，酸法简便易行，效果直观可靠，吸引了国内外越来越多人的研究，并在实践示范中取得了显著的效果。改良碱土的酸性物质常用的主要有磷酸、硫酸、磷酸脲、硫磺和有机酸等，在这其中，磷酸脲以其固体强酸、水溶性好，养分高，加工性能好受到大家的青睐。

磷酸脲改良盐碱土的原理

碱性土壤的主要碱性物质是钙、镁、钠的碳酸盐和重碳酸盐，以及交替表面吸附的交换性钠。碳酸钠和碳酸氢钠是水溶性的，所以钠离子在土壤溶液的浓度基本是保持恒定的，换句话说，对根系的毒害影响能力也是固定的。但钙、镁、铁等的碳酸盐或重碳酸盐都是非水溶性的强碱弱酸盐，不溶解于水，很难被作物直接快速吸收，但在遇到酸性更强的酸的时候，比如说磷酸脲，碳酸盐和重碳酸盐会释放出二氧化碳和钙、镁、铁等，降低了土壤pH，活化了钙、镁、铁等有益元素。释放出的钙离子可以抑制植物根系对钠离子的吸收。如谢泰云等人研究认为，使用磷酸脲肥料，施肥点周围形成较低pH环境，减少氨的挥发；李艳婷等在根基周围使用pH= 1.0-2.0酸性根际肥，在土壤中扩散半径是6cm，对土壤pH降低的有效距离是2cm。在施肥的28天内，距肥料2cm处，土壤pH降低了0.9个单位。土壤铁有效性（DTPA浸提）增加了5.9m g/kg，显著提高了花生对铁的吸收。张莉等以大叶菠菜为材料，研究了碱胁迫条件下磷酸脲对土壤pH、植物生长和叶片生理特性的影响，使用磷酸脲处理无碱胁迫处理降低2.69个单位，株高、叶面积、整株干物质比碱胁迫处理提高 23.55%、21.03%、33.84%。刘健等在新疆石河子地区用磷酸脲膜下滴灌棉花的施用研究表明，磷酸脲可以发挥滴灌技术可控优势、提高肥料利用率，促进棉花的生长，提高棉花的品质，皮棉增产7.4%-10.8%，肥效优于其他滴灌肥。

国内外研究打造磷酸脲系高效肥

磷酸脲由德国巴斯夫1914年首先申请专利，随后各国跟进研究，70年代形成工业化生产，主要用作饲料添加剂和保氮能力高效复肥等广泛使用。磷酸脲具有许多优点，如固体强酸、养分高、水溶性好、具有防止钙镁沉淀能力，加工性能强，成本较低，成为大家开发碱性土壤高效肥，开发含钙镁肥料的首选原料。

国外方面，1992年美国奥默斯投资公司申请了固体掺混肥料，产品含磷和钙，主要由磷酸脲和硝酸钙组成，通过磷酸脲酸性使固体产品没有沉淀。1996年，凯米拉公司在中国申请了含磷酸根和钙镁的悬浮肥专利，主要通过酸性调控（pH=0.5-2.0）和研磨，形成高浓度悬浮肥。2009-2010年，荷兰弗里马瑟公司等在多国申请了速溶水溶肥产品的专利，该产品在干态下稳定、溶解快速，没有沉淀，酸性物质包含磷酸脲等。

国内方面，中国科学院过程工程研究所2002年张小勇申请了针对新疆土壤的滴灌酸性液体肥专利，此方案解决了磷酸一铵的水溶性及解决滴灌堵塞问题。2003年刘健等也申请了磷酸脲为原料的高效复合肥专利，产品为粉状，酸性较强。诺贝丰公司推出了水溶肥伴侣，解决山西、新疆地区硬水导致肥料沉淀，堵塞滴灌管道问题，该产品主要成分为磷酸脲，使用方法是水溶肥磷酸脲按照1∶5-10的比例配合使用，效果显著。云南常青树公司推出了“降碱灵”，核心成分也是磷酸脲，主要在新疆等地区推广。磷酸脲单独使用或者作为水溶肥原料，其使用标准，以肥料1∶250倍稀释后pH在6.5-7.0之间为最适值。这个pH范围既能保证作物安全性，又能获得较高的养分利用率，还能够阻止钙镁在滴灌管道的沉淀。

磷酸脲系产品以其酸化特性能够降低碱性土壤pH，抑制氨氮的挥发，提高钙、镁、铁的活性，提高养分利用率，称为化学改良盐碱土壤的一个利器。国内外很多研究机构、厂家都在以磷酸脲为功能原料构建改造碱性土壤的高效肥料，这种高效肥料可能是固体水溶肥、液体水溶肥，也可能是固体复合肥。磷酸脲肥料将会成为化学方法改良碱性土壤的一个生力军。