隨著我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展,業(yè)內(nèi)有關(guān)專家多次呼吁,建設(shè)我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)應(yīng)大力發(fā)展和推廣液體氮肥,并提出相關(guān)建議。液體氮肥最具代表性的是液氨——“高氮液肥”和氮溶液——三氮液肥”。這兩種液態(tài)肥均具有節(jié)約、環(huán)保、增效益的優(yōu)勢,非常符合我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展。近日,《中國農(nóng)資》將開設(shè)專欄,針對液體氮肥在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的突出作用以及前景發(fā)展等情況做一系列報道。
俗話說:“莊稼一枝花,全靠肥當(dāng)家。”在三大營養(yǎng)元素氮、磷、鉀中,氮肥的消費(fèi)量約占60%,其它占30%以上。作物生長全周期對氮素的需求,不僅數(shù)量大、時間長而且效果顯著,因此通稱氮素是第一大元素。氮肥生產(chǎn)屬裝置型、耗能型;使用中成本高、利用率低,僅為30%-40%,投入產(chǎn)出比小,且單位耕地施用氮素超過世界平均水平,但氮素利用率卻低于發(fā)達(dá)國家,不僅加重了農(nóng)戶負(fù)擔(dān),也影響作物產(chǎn)品的質(zhì)量,并引起農(nóng)業(yè)面源污染的生態(tài)問題。為了農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展,農(nóng)業(yè)部號召推廣“水肥一體化”,建立節(jié)水灌溉激勵機(jī)制等,因而多種水溶性肥料應(yīng)運(yùn)而生。當(dāng)下,我國施肥量占全球施肥總量的30%,按照水肥一體化標(biāo)準(zhǔn),僅占1%。專業(yè)人士分析,未來十年,我國水溶肥料年均增長率將達(dá)到17%,需求增速快、市場寬廣。隨著國內(nèi)外氮肥技術(shù)的發(fā)展和交流,氮肥的生產(chǎn)和使用得到了進(jìn)一步發(fā)展,對液體氮肥——液氨的認(rèn)知程度也逐漸提高。
液氨是節(jié)約環(huán)保的新能手
液氨(合成氨)是生產(chǎn)尿素、硝酸銨、硫酸銨、碳酸氫銨等固體氮肥的原料。實質(zhì)上,液氨本身就是高濃度(含氮82.3%)的液體氮肥。以液氨直接施肥為例,其特點(diǎn)和優(yōu)勢體現(xiàn)在:一是節(jié)約能源,免除了氨加工生產(chǎn)固體氮肥的裝置投資和生產(chǎn)能耗,降低了單位氮素的成本。2010年我國大型氮肥廠的氮肥品種能耗相對比顯示:以天然氣為原料的液氨與以煤炭為原料的尿素相比,前者每噸氮素能耗比后者少1.03t標(biāo)煤,節(jié)能達(dá)45%。二是提高氮素利用率,據(jù)國內(nèi)以15N標(biāo)記氮肥在小麥地上部分的氮素利用率對比結(jié)果表明,液氨比尿素高5.1%。三是減少污染,工業(yè)上免除了氨加工成固體氮肥的排放,農(nóng)業(yè)上降低了農(nóng)田引起的污染。經(jīng)15N標(biāo)記氮肥在小麥?zhǔn)┓屎蟮耐寥赖仄胶鉁y定顯示:等氮量的液氨和尿素施入土壤后,液氨比尿素土壤殘留氮素多2%,從而能夠減少氮損失和污染。四是提高農(nóng)業(yè)效益,我國大田試驗的測定結(jié)果表明,液氨直接施肥對小麥、玉米等旱地作物均有增產(chǎn)的效果。在每畝施氮素6-12kg時,可增產(chǎn)10%以上,同時以等氮量比較,液氨比尿素的農(nóng)業(yè)成本可降低30%,提高了農(nóng)業(yè)效益。
液氨在國外的廣泛發(fā)展
據(jù)聯(lián)合國工發(fā)組織1980年《化肥手冊》報道,世界發(fā)達(dá)國家施用液體氮肥占施肥施用總量的比例較高,美國38%、丹麥36%、墨西哥28%、澳大利亞(包括氨水)25%、加拿大22%。另據(jù)1964-2006年氮肥品種資料,液氨和氮溶液兩大類液體氮肥占氮肥總產(chǎn)量的60%以上,兩類各占一半,40年來變化不大。由于科技發(fā)展和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)要求,美國在1961年起廣泛快速發(fā)展推廣液氨和氮溶液肥料,據(jù)FAO報道,1984-2011年,美國液氨和氮溶液兩類肥料施用量占氮肥總施用量的比重為56%-64%。
美國進(jìn)行了大量液氨直接施肥的試驗工作,表明了農(nóng)業(yè)上的功效。在亞里桑那州大學(xué)的農(nóng)業(yè)試驗站進(jìn)行了不同土壤施入液氨后土壤中銨態(tài)氮的含量,其中試驗表明薄層砂質(zhì)壤土所吸附的銨態(tài)氮高于砂質(zhì)土、砂壤土,而且隨著土壤濕度的提高而顯著增加。此外,在做了大量的不同作物直接施用液氨的試驗中,結(jié)果顯示:若栽植馬鈴薯時,當(dāng)天施用液氨的效果最佳;不同季節(jié),土壤pH影響硝化作用。硝化作用弱時(pH≤5.1)可將氨保存到次年春天;當(dāng)pH≥5.5時,硝化作用強(qiáng),大部分銨態(tài)氮形成硝態(tài)氮會被淋洗而損失,因而影響增產(chǎn)效果;施液氨的深度保持在12-15cm增產(chǎn)效果明顯。
液氨直接施肥技術(shù)成熟
在發(fā)達(dá)國家進(jìn)行大量試驗后,液氨直接施肥的效果顯而易見。在我國,液氨直接施肥的試驗也可舉數(shù)列。1956年11月,原化工部副部長馮伯華率領(lǐng)中國化工代表團(tuán)參加國際氮肥工業(yè)會議,在會上發(fā)表新中國氮肥工業(yè)8項技術(shù)成果的報告,并帶回了世界氮肥生產(chǎn)和使用的先進(jìn)技術(shù),其中一項是液體氮肥液氨直接施肥技術(shù)。1981年我國代表團(tuán)參加在英國召開的第4屆氮肥技術(shù)國際會議,參觀了英國羅塞斯特農(nóng)業(yè)土壤和作物營養(yǎng)綜合研究試驗站,其中介紹了液體氮肥液氨和氨水的科學(xué)試驗,證明在氣溫較低的冬季施液體氮肥,可以減少土壤硝化細(xì)菌的脫硝作用,以提高氮素利用率,使來年春季得到更好的農(nóng)耕效益。后來,新疆建設(shè)兵團(tuán)為了更好地推廣液氨直接施肥,組織了赴美考察美國液氨直接施肥技術(shù)和實踐經(jīng)驗,為取獲有關(guān)技術(shù)資料,特接受關(guān)于液氨直接施肥的技術(shù)培訓(xùn)和實地運(yùn)作,并選購一些有關(guān)液氨直接施肥的計量、控制和施肥機(jī)具等。1993年中國國際咨詢公司組織“液氨直接施肥研討會”,并提出《關(guān)于液氨直接施肥試點(diǎn)推廣工作的幾點(diǎn)意見》,上報國家經(jīng)貿(mào)委。化工、農(nóng)業(yè)專家認(rèn)為:液氨直接施肥技術(shù)成熟,增產(chǎn)機(jī)理明確,節(jié)能增效明顯,對具有農(nóng)業(yè)機(jī)械化作業(yè)和集約化營養(yǎng)的作物地區(qū),具有很大的推廣意義。