溶解度口诀钾钠铵盐皆可溶
尿素作为人工合成的首个有机物,广泛存在于自然界中,例如新鲜人粪中就含有0.4%的尿素。在20世纪初,尿素开始被用作氮肥。自20世纪50年代起,由于尿素的高含氮量、广泛的用途以及不断改善的工业生产流程,其生产在世界各国迅速扩展。我国则在20世纪60年始建立中型尿素厂,随后随着大型尿素厂的兴建,成为重要的尿素生产国。尿素现已成为我国氮肥生产中的关键品种之一。
1、尿素的基本特性
尿素肥料的含氮率为45%~46%,其白色结晶呈现针状或棱柱状晶体的形态,具有很强的吸湿性。目前生产的尿素多为颗粒状,并添加了防湿剂使其呈现半透明颗粒状。在气温较低时,如20℃以下,尿素的吸湿性相对较弱。随着气温上升,其吸湿性会显著增强。在高温潮湿的气候条件下,尤其需要注意避免尿素的敞开存放。当尿素与其他肥料混合时,其吸湿性会明显降低。例如,当与硫铵、氯化钾和混合时,吸湿性会有不同程度的下降。在生产实践中,大粒尿素因其较好的防湿性和较长的肥效而受到关注。
尿素易溶于水,20℃时的溶解度为105g/100g水,远高于硫铵。作为一种中性有机分子,尿素在水解前不带电荷,因此不易被土粒吸附,容易随水移动和流失。
一旦施入土壤,尿素在脲酶的催化作用下开始水解。脲酶由多种土壤微生物,也广泛存在于各种植物体内。脲酶的数量和活性与土壤有机质的含量密切相关。表土中的脲酶活性高于心土和底土。尿素水解的反应过程如下:
CO(NH₂)₂ + 2H₂O → (NH₄)₂CO₃ → 2NH₃↑ + H₂O + CO₂
尿素的水解速度与土壤酸度、温度、湿度以及土壤类型、熟化程度及施肥方式等有关。在湿度适宜的情况下,气温越高水解速度越快。当气温为10℃左右时,全部水解需要1~2周时间;而在20℃时,只需4~5天;在30℃时,仅需要1~3天。
作物根系可以直接吸收少量的尿素分子。施入土壤的尿素主要以水解后形成的铵和硝化后的硝态氮形态被吸收利用。尿素的许多农化性质与碳铵相似。由于尿素水解会产生氨气,氨挥发是氮素损失的重要途径之一。研究表明,如果将尿素撒施于水田表面,由于水解产生的氨会导致稻田水层的pH值上升,氨挥发可能会进一步加剧。无论是在酸性土壤水田还是其他情况下使用尿素,都需要注意氨挥发的问题。在田间应用中,尿素的氨挥发损失可能占施入氮量的百分之几到50%以上,大部分情况下在10%~30%之间,占水田氮损失总量的50%~80%。对于石灰性或碱性土壤(pH>7.5),尿素的氨挥发损失可能更为严重,占施入氮量的12%~60%。
二、如何施用尿素?
尿素可以用作基肥和追肥。由于其快速供应养分、高养分含量和良好的物理性状,尤其适合作为追肥使用。在进行追肥时,应强调深施并尽量用水带肥以减少肥料损失。由于尿素在水中溶解时的离子强度较小且分子体积小,因此直接接触作物茎叶不会造成危害。这使得尿素非常适合作为根外追肥使用。根外追施尿素的浓度通常为0.5%~2.0%,具体浓度因作物而异。最佳的喷施时间是在早晨或傍晚。喷施液量取决于植株大小和叶片状况等因素。一般每隔7~10天喷施一次,共喷2~3次。需要注意的是,用于根外追施的尿素肥料中的缩二脲含量不应超过0.5%,尤其是幼苗期作物对其较为敏感。若缩二脲含量较高可能会对叶片造成危害,阻碍叶绿素的合成,导致叶片出现失绿、黄化甚至白化的斑块或条纹。