氮素化肥
出处：按学科分类—工业技术 中国农业出版社《肥料实用手册》第120页（8820字）
【参考文献】：
[1]中国农业科学院土壤肥料研究所．中国肥料．上海：上海科技出版社，1994
[2]张道勇，王鹤平．中国实用肥料学．上海：上海科技出版社，1997
[3]全国农业技术推广服务中心．中国有机肥料养分志．北京：中国农业出版社，1999
[4]全国农业技术推广服务中心．中国有机肥料资源．北京：中国农业出版社，1999
[5]北京农业大学《肥料手册编写组》．肥料手册．北京：农业出版社，1979
[6]范兴亮，冯天福．新编肥料实用手册．郑州：中原农民出版社，2000
[7]蔡德龙．硅肥及施用技术．北京：台海出版社，2001
氮肥根据它们所含氮的形态，可分为铵态氮肥、硝态氮肥、硝一铵态氮肥、酰胺态氮肥及氰氨态氮肥五大类。根据氮肥的作用强度、肥效期的长短，又可将氮肥分为速效氮肥和缓效氮肥或长效氮肥等。
(一)铵态氮肥
液体氨、氨水、碳酸氢铵、长效碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵均系铵态氮类化肥。它们的共同特点是氮呈铵离子(NH4+)状态存在，易被土壤胶体吸附和作物吸收利用，不易流失，遇碱性物质极易引起氨(NH3)的挥发损失；在偏碱性土壤中及通气条件下，则易被微生物转化为硝态氮。
1．液体氨 液体氨简称液氨，是一种高浓度的速效氮肥，是由合成氨直接加压制成的，含氮量高达82%。其比重为0．617，沸点(蒸发点)-33℃，冰点(结冰点)-77．8℃。由于它具有很高的蒸气压(20℃为7．8×105Pa)和很低的沸点，在常温常压下呈气体状态，需要用耐高压的贮器用于运输、贮存，施用时要有相应的防护设备和施肥机具。
液氨施入土壤后，大部分溶于土壤溶液，很快形成氢氧化铵，一部分铵被土壤胶体吸附，一部分则经硝化细菌作用转化为硝酸盐。施用液氨，可使土壤局部碱性在短时间内明显增强，加上氨的作用，硝化细菌活动受抑制，亚硝态氮在土壤中大量积累，在反硝化中易产生脱氮(N2和NO2)损失。
液氨深施是防止氨的直接挥发损失和反硝化过程引起脱氮损失的有效途径。大量研究表明，液氨深施深度以15cm为宜，24h内氨的挥发损失仅占施入量的0．59%，且对种子萌发也无不良影响。液氨最好在秋、冬季作基肥深施，施在质地黏重和含水量较高的土壤上，一般用量75kg／hm2左右。施用时必须用装配有耐压氨罐、减压阀、氨压表、分配器、管道和施肥刀的专用液氨施肥机，并与大马力拖拉机配套，在高压下将液氨直接注入到15cm以下的土壤深度。同时要注意安全，切忌与皮肤接触，防治冻伤事故发生。
2．氨水 氨水又名氢氧化铵(NH4OH)，是氨溶于水而制成，有一种强烈刺鼻的氨臭味。含氮量12%～16%。氨水中大部分氨以气体状态存在于水中，极不稳定，易挥发。氨水的挥发性与温度、浓度、时间有密切关系，氨水的浓度愈大、温度愈高、放置时间愈长，则挥发愈快。据测定，用敞口的容器在22～24℃温度下，放置氨水，两天后氮素损失在90%以上，敞口烈日晒8h后损失量高达95%以上。氨水呈碱性，pH10～11，具有较强的腐蚀性和渗漏性。对铜的腐蚀性最强，其次是铝，铁的腐蚀性相对较小，但对水泥、石头、陶器、松木、橡胶、塑料制品的腐蚀作用较弱。由于氨水强烈的挥发性和腐蚀性，在贮存、运输时应选用贮器密封的小口径容器，内涂上桐油、沥青等防腐材料。若贮运方法不妥，易造成氨的挥发损失。
氨水肥效迅速，在土壤中不残留有害物质。施入土壤后，一部分被土壤吸附，一部分在土壤水溶液中以NH4OH形式存在，不会板结土壤。据全国化肥网试验报道，合理施用氨水，其对水稻的肥效同硫酸铵，对玉米、棉花、油菜的肥效略次于硫酸铵。
氨水可用于水田和旱地，宜作基肥和追肥。由于氨水具有的腐蚀性和挥发性，能抑制种子发芽，切忌作种肥施用。在旱地中作基肥时，可结合犁地进行，每667m2用20～30kg氨水，对水150～300kg装入氨水箱，用塑料或胶皮软管引肥到犁铧后面，随耕地把氨水施到犁沟中，达到深施保氮、防腐、防灼烧种、烧苗之目的。也可在种前或移栽前5～7d用氨水施用器将氨水施入10～15cm深土层，施后即覆土。随灌溉水施入氨水作追肥是水稻的简便方法。但施前应先将田水排干，在离进水口约3～5m处用胶管将氨水导入灌水沟底，使氨水进田前充分与灌溉水混匀，每667m2用量15～25kg。旱地追肥可用背负式或轻便式氨水施肥器，视土壤质地注入10～15cm深土层，不能与根系、茎叶直接接触，以免烧苗烧根。氨水还能与堆沤肥、土杂肥混合沤制，拌匀后施用，这样既能保氮又比较安全。
3．碳酸氢铵 碳酸氢铵简称碳铵(NH4HCO3)，含氮16．5%～17．5%，呈白色粉末状结晶。易吸湿、易溶于水，水溶液呈碱性，pH8．2～8．4，吸湿后易结块。碳铵在常温常压下比较稳定，但当碳铵含水量大、空气湿度大或气温高时，易分解成氨气，导致氮素大量的损失。据测定，在32℃时，暴露15d，氨全部分解而挥发。因此，在贮运过程中要保持低湿干燥、严密包装，施用时用一袋开一袋，深施盖土是防止氮素损失的好方法。
碳铵施入土壤后，分解生成铵(NH4+)和碳酸氢根(HCO3-)离子。铵离子与土壤胶体表面的阳离子交换而被土壤吸附。残存的HCO3-不仅对土壤无害，还能提供作物生产所需的碳源。
碳铵宜做基肥和追肥，不能作种肥。基肥一般每667m2用量25～40kg，追肥15～20kg。不论用作基施和追施，均须深施。碳铵深施的肥效高峰25～30d左右，减少了挥发和反硝化的脱氮损失。肥效稳定，持久。基肥深施深度因土壤质地而异，黏质土10～15cm，壤质土14～15cm，砂质土12～18cm左右；追肥深施则分别为7～10cm、10～12cm和10～15cm。深施可采用机械深施和人工深施。基肥深施可在犁具前加装撒肥装置，先撒肥后耕翻，要做到随撒肥随耕翻深埋入土。也可将排肥装置安装在犁铧翻垡，将化肥施于垡面上或犁沟底，然后翻垡覆盖。要求肥带宽度3～5cm，撒肥均匀，排肥连续无明显断条。人工深施，要尽量缩短化肥暴露在地表的时间，随撒随即翻埋。追肥深施可用追肥深施器，一机完成开沟、排肥、覆土、镇压等工序，追肥部位应在株行两侧的10～20cm，肥带宽长于3cm。
将碳铵制成粒肥、球肥或与磷、钾肥混合生产颗粒状复合肥，施用效果好于粉状碳铵。据试验，施用碳铵粒肥比等量粉状碳铵增产玉米12．9%，球施比粉状撒施增产玉米10．7%～20%，粒肥深施(10cm)比浅施增产11．7%。增产原因在于造粒后体积和表面积变小，减少了肥料与空气、土壤的接触，降低了氮素的挥发损失，从而提高了肥效。
4．硫酸铵 硫酸铵简称硫铵[(NH4)2SO4]，含氮20%～21%，是一种含有氮、硫素营养成分的肥料。产品为白色结晶，易溶于水，水溶液呈酸性，吸湿性小，物理性状良好，便于贮存、施用。但长期贮存在湿度大，加之产品游离酸含量较高时，也会吸潮、结块。在高温多雨季节应妥善保管，以防吸湿结块。硫铵比较稳定，在常温常压下不会发生氮素损失，只有在高温(235℃)时分解释放氨气。
硫铵施入土壤后，很快溶于土壤溶液，分解成铵离子和硫酸根离子。作物吸收NH4+，硫酸根离子残留于土壤，使酸性土壤酸化，施入碱性土壤，硫铵与土壤中的碳酸钙发生反应，引起氨的挥发。
(NH4)2SO4+CaCO3→2NH3↑+CO2↑+CaSO4↓
在好气条件下，硫铵在土壤中还可以由硝化细菌作用而生成硝酸和硫酸。
(NH↓（4)2SO4+4O2→2HNO3+H2SO4+2H2O
在嫌气条件下，(NH4)2SO4还可被反硝化细菌还原为游离氮(N2、N2O)而损失。因此，硫铵也必须深施。
硫铵可作种肥、基肥和追肥施用，并适用于各种作物。按全国化肥网试验，在适用有机肥料的基础上，每667m2施20kg硫铵，一般每千克硫铵增产小麦2～4kg，玉米3～6kg，籽棉1～2kg，菜籽1kg，水稻3～5kg，薯类8～12kg。喜硫或忌氯作物如葱、蒜、油菜、薯类、烟草和缺硫的土壤最适施用硫铵。硫铵用做种肥，要与腐熟的有机肥以1∶5的比例混匀后拌种，以免影响种子发芽。用肥量依播种量而定，一般37．5～75kg／hm2为宜。追肥每667m2用量10～20kg，在小麦返青一拔节期，水稻盛蘖、幼穗分化期，玉米拔节、大喇叭口期，棉花花铃期，油菜抽薹期，大蒜抽薹期追施。底肥每667m2用量20～30kg。追肥、底肥均应深施盖土，以防止氨的挥发损失。稻田施用硫铵，也应深施或面施结合中耕，防止脱氨损失。同时，还须采取排水晒田措施，防止水稻黑根影响对养分的吸收。
5．氯化铵 氯化铵(NH4Cl)简称氯铵，含氮24%～25%，是一种白色结晶。物理性状较好，不易结块，吸湿性小，但比硫酸铵大，易溶于水，20℃时，每50kg水可溶解16．5kg氯铵。氯铵对热反应比硫铵更稳定，常温下不易挥发，只有温度达到340℃时会自行分解释放出氨。
氯化铵施入土壤后分解产生铵离子(NH4+)和氯离子(Cl-)。NH4+被土壤胶体吸附和部分被作物吸收。在酸性土壤上，NH4+与土壤胶体上的氢离子(H+)进行交换反应时，氯离子即与氢离子结合，使土壤酸化。其反应式为：
在碱性土壤上施用氯化铵，NH4+与土壤胶体表面的Ca+进行交换，进入土壤溶液的Ca+与Cl作用，生成氯化钙。氯化钙易溶于水，可被雨水或随灌溉水淋洗掉，但在干旱地区或排水不畅的盐碱土地区，长期大量施用氯化铵，会使土壤氯化钙不断积累，增加土壤的盐浓度，对作物生长不利。因此，酸性土壤施用氯化铵要注意增施石灰，石灰性土壤的低洼地、干旱地区及盐碱地最好限量施用或不施用氯化铵。
氯化铵的肥效与作物种类及土壤酸碱度有关。据试验，小麦、谷子、玉米、棉花、麻类、蔬菜对旱地作物施用氯化铵与等氮量的硫酸铵的肥效接近，而对水稻的肥效好于硫铵和尿素。酸性土壤上的肥效略低于尿素，中性和石灰性土壤的肥效与尿素相当或略高。分析其原因在于氯化铵中的氯离子对硝化细菌有一定的抑制作用，硝化过程比硫铵、尿素缓慢，减少了脱氮对氮素的损失，提高了肥效。稻田施用氯化铵，避免了施用硫铵对水稻根系产生的黑根影响，提高了根系的吸收能力，提高了肥效。
一些对氯敏感的作物如烟草、果树最好不施用氯化铵，否则，作物吸收过多的氯，会导致烟草风味变差，燃烧性降低，茶叶品质变差等。
氯化铵可用作基肥或追肥，不宜作拌种。基肥和追肥的用量因作物和产量水平而定。施用时要深施覆土，避免与碱性肥料混合，防止引起氮的损失。
(二)硝态氮及硝铵态氮肥
氮肥中主要成分含有硝酸根(NO3-)的肥料称硝态氮肥，而既含有硝酸根，又含有铵态氮的肥料称硝一铵态氮肥。这类肥料包括硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵、硝酸铵钙等。
1．硝酸钠 硝酸钠(NaNO3)是一种白色、浅灰色或黄棕色结晶，含氮15%～16%，易溶于水，其水溶液呈碱性，易吸湿结块。此外，硝酸钠还具有助燃性，贮存过程应注意防潮、防水。
硝酸钠施入土壤后，迅速解离呈硝酸根离子(NO3-)和钠离子(Na+)，硝酸根可被作物直接吸收，却不能被土壤所吸附，故移动性大。在酸性土壤上施用硝酸钠，Na+与胶体H+进行交换反应，生成硝酸，而在盐碱土壤上，中性或石灰性土壤上则会使钙和镁被交换出来造成淋失。作物在吸收NO3-的同时，不断排除HCO3-。HCO3-与土壤中Na+结合，生成碳酸氢钠，使土壤碱化。
硝酸钠宜施在酸性土壤和喜钠的作物如糖用甜菜等。不宜用于盐碱土、石灰性土壤、稻田、多雨地区及茶树、马铃薯等作物上。硝酸钠可用作基肥、追肥。一般每667m2用量15～20kg，要深施盖土，防止浅施造成Na+的表层积累对作物生长造成影响。
2．硝酸钙 硝酸钙[Ca(NO3)2]是一种白色或灰褐色颗粒，含氮量12．6%～15%。易溶于水，水溶液呈碱性。吸湿性强，易结块，贮运中须防潮。硝酸钙同硝酸钠一样，均属生理碱性肥料，有中和土壤酸性的作用。
硝酸钙施入土壤后，能迅速解离呈NO3-和Ca2+。NO3-直接被作物吸收，而不能被土壤胶体吸附，流动性大，易随水流失。Ca2+与土壤胶体上面的阳离子进行交换，使酸性土壤中的H+、盐渍土壤上的Na+交换下来，有助于改善土壤的理化性质。硝酸钙宜在缺钙的旱地土壤、酸性土壤和盐渍土壤上施用，不宜在多雨地区和稻田施用。硝酸钙可用作追肥，一般每667m2用量20～30kg。若作底肥施用，应与腐熟的有机肥料随混随施，但不能与其混后堆沤，以免引起反硝化脱氮损失。
3．硝酸铵 硝酸铵(NH4NO3)简称硝铵，硝态氮和铵态氮各半，总含氮量34%。其产品有两种：一种是白色粉状结晶，吸湿性很强，易结块，特别在高温多雨季节会吸湿成糊状；另一种是白色或浅黄色颗粒，在硝酸铵颗粒表面有一些疏水填料作防潮剂，使用方便，易存放，吸湿性弱，不易结块。硝铵的溶解度大于碳铵、硫铵、氯铵，水溶液呈中性。硝铵具有助燃性和爆炸性，不能与纸、油脂、柴草、硫磺、棉花等易燃物一起存放。硝铵与锌、铜、镁、铝等易氧化的金属物质冲击，生成亚硝铵引起爆炸。因此，在贮存、运输过程中，要注意防水、防潮，严禁与金属物质接触。结块的硝铵也不能用木棍、铁棒击打。
硝铵施入土壤后，解离成铵离子(NH4+)和硝酸根(NO3-)离子，两者均易被作物吸收，无任何副成分。
NH4+被土壤胶体吸附，酸性土壤上NO3-生成HNO3，中性和石灰性土壤上NO3-生成硝酸盐(钙、镁)，这些物质在土壤中移动性大，易随水流失。硝铵施入稻田，当NO3-达到还原层时，还会发生反硝化反应，引起脱氮损失。
硝铵宜作追肥和旱地基肥，但不能作种肥和稻田及多雨地区基肥施用。作旱地追肥一般穴施或沟施，施入后覆土盖严，或用化肥深施追肥机追施。在雨季或多雨地区要适当浅施，避免NO3-向下淋失，不利作物吸收利用。硝铵作稻田追肥时，要将其施入氧化层，且注意蓄水管理，采取浅水追肥，施后不再注水。
4．硝酸铵钙 硝酸铵钙[NH4NO3·CaCO3·MgCO3]是由硝酸铵与一定比例的碳酸铵、白云石混合、熔融而成，是一种灰白色或浅褐色颗粒，含氮量一般为20%～25%。物理性状好，吸湿性小，不易结块。硝酸铵钙不但含有氮素营养，而且含有28%的碳酸钙(CaCO3)，适用于多种作物，在酸性土壤和喜钙作物上作用较好。硝酸铵钙每667m2用量15～20kg左右，宜作追肥和旱地基肥施用，施用方法可参照硝酸铵的施用技术。
(三)酰铵态氮肥——尿素
尿素与其他氮肥不同，是一种化学合成的有机酰胺态氮肥，也是氮肥中含量最多，浓度最大的优质氮肥。含氮量46%，为白色针状或颗粒状结晶。尿素易溶于水，溶解时有强烈的吸热反应，水溶液呈中性。吸湿性弱，不易结块。但在高温高湿季节，也会吸潮结块，贮存时应放在干燥阴凉处。尿素在常温下比较稳定，基本不分解，只有在尿素造粒中随温度的升高产生一定数量的缩二脲，当温度超过135℃时尿素分解，生成缩二脲，并释放出氨气。其反应式如下：
CO(NH2)2→(CONH2)2—NH+NH3/p> 尿素施入土壤后，该分子态存在于土壤溶液中，可暂时被土壤或黏土矿物所吸附。由于尿素是一种有机态氮肥，不能直接被作物吸收利用，只有在土壤微生物的作用下，分解转化成碳酸铵[(NH↓（4
尿素在土壤中的转化与温度、水分及土壤质地有关。一般在春秋季节，1周左右分解达到高峰，夏季2～3d；尿素在黏质土上比砂质土上转化快；在腐殖质含量高的土壤中分解转化速度大于贫瘠的土壤；土壤水分过多或过少时，分解速度均较慢。
尿素对各种作物均有较好的增产作用，宜适于各种土壤和作物。可用作种肥、基肥、追肥和叶面喷洒。作种肥时，不能与种子直接接触，以免引起烧种，影响发芽，同时应严格控制用量。据试验报道，尿素烧种的临界用量，对小麦、玉米、大豆分别为37．5kg／hm2，22．5kg／hm2和15kg／hm2，不能超过37．5kg／hm2。作基肥每公顷用量225～300kg。作追肥要注意深施，追用到10～15cm土层。公顷用量因作物而定，一般对小麦为105～150kg／hm2，玉米150～225kg／hm2，棉花180～225kg／hm2，大豆90～150kg／hm2。尿素还可采取以水带肥的方法追施，即先撒施后浇水，分子态的尿素极易随水渗透到耕层土壤中，比较省工省时，效果好。水田应结合水管理，保持浅水层施后中耕。尿素作根外追肥效果尤佳。据试验，尿素叶面喷洒后30min可产生肥效，5h后既吸收40%～50%，24h可达60%～70%。根外追肥浓度以0．5%～1．0%为宜，于早上或傍晚均匀喷洒植株叶面。尿素可与磷酸二氢钾、磷铵、磷肥及杀虫剂、杀菌剂配合施用，溶解后一并喷洒，可达到施肥、防虫、防病之功效。
(四)氰氨态氮肥——石灰氮
石灰氮又名氰氨化钙(CaCN2)，含氮20%～22%。此外还含有20%～28%的氧化钙、9%～10%的硫及少量的氧化物(硅、铝、铁、铜、锌、磷)等，为黑色粉末，带有臭味。氰氨化钙不溶于水，是一种强碱性的迟效性氮肥。粉末状石灰氮易飞扬，对鼻黏膜和皮肤有刺激和腐蚀作用。石灰氮易吸潮，使肥料体积膨胀，包装袋破裂。因此，在贮运时必须严密包装，注意干燥、通气，并采取必要的防护措施。
石灰氮施入土壤后，与土壤中的水、二氧化碳发生一系列的反应。在酸性土壤上首先生成酸性氰氨化钙，进而和土壤胶体吸附的氢离子代换生成有毒的游离氰氨，再进一步由游离氰氨转化为尿素。尿素在脲酶的作用下转化为碳酸铵，最后由碳酸铵解离为铵(
)，才能被作物吸收利用。
酸性土壤施用石灰氮，可以降低土壤酸性，改良土壤。但氰氨化钙及反应中间产物酸性氰氨化钙、游离氰氨都对作物有害，施用15d左右毒性才消失。
在碱性土壤上，石灰氮分解缓慢，在碱性条件下，氰氨可进一步聚合呈双氰氨。双氰氨难以分解，也难被作物吸收，同时还有一定的毒害作用，故石灰氮不宜在碱性土壤上施用。
石灰氮为迟效性肥料，而且分解产物对种子和作物有毒害作用，不能作种肥和直接作追肥施用。石灰氮适用于大田作物和酸性土壤。作基肥时，一要提前15～20d施入，二要与土壤充分混合，达到消除肥料的毒害和杀灭土壤害虫卵、杂草种子的目的。用作追肥可按1∶10的肥、湿土比例混合堆放10～20d，以促进转化，消除毒害，尔后施用。另外，石灰氮的强碱性，使其不能与水溶性磷肥、腐熟的有机肥、碳铵、硫铵、硝铵等肥料混合施用，以免引起氮素的挥发损失和降低磷肥的有效性。