缩二脲的肥害

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1.5尿素分子的极性及其应用

尿素分子中与羰基结合的两个胺基(-NH2)倾向于偏位分布,因而尿素分子与水分子一样,会表现出一定极性:

虽然,尿素中两个偏向胺基之间的夹角数值不清楚,但其表现的极性较为明显。

1)尿素是中性有机物分子,但在极性无机物液体如水和液氨中,有较大溶解度,20℃可溶解5l%左右。并可被土壤中呈现负电性的黏粒所结持,即不会全部随土壤中水溶液流失。我们的一个淋洗实验,将2种土壤放于大号古氏漏斗中,土层高10 cm,3种铵态氮肥分别按667 m2表施8.5 kgN,立即用纯水淋洗,从承接淋洗水的三角瓶中取样分析淋出量,计算淋失率如表2。

尿素的淋失率虽然最高,但仍有17%~25%被结持在土壤中,且黏粒含量高的青紫泥结持得更多。

2)尿素易于同具有极性的水分子缔合,是其易于吸湿的重要原因。尿素吸湿点的相对湿度较低,30℃时为72.5%,与其他氮肥混合时吸湿点更显著降低,如与氯化钾或硝铵以1:l混合,其吸湿点相对湿度可立即降低至56.4%和18.1%。 3)尿素易与其他盐、酸等化合物形成缔合物或复盐。如与硝酸、磷酸,分别生成微溶于水的硝酸尿素[CO(NH2)2-HN03]和磷酸尿素[CO(NH2)2· H3P04],与铵盐等可生成硝铵尿[NH4N03·CO(NH:):]、硫铵尿[(NH4)2S04·CO(NH2)2]、氯铵尿[NH4C1·CO(NH2)2]、硫酸锌尿[Zng04·CO(NH2):]等。尿素与一些化肥养分形成缔合物或复盐,显然有利于提高那些与尿素结合的养分的有效性,如与尿素结合的P、K、zn、Mg等。

在用团粒法生产复肥的配料中,若将尿素与过磷酸钙直接混合,物料将很快成黏糊状,不利于造粒。因为尿素与过磷酸钙中的磷酸一钙反应,形成尿磷复盐,释放出结晶水所致:

C0(NH2)2+Ca(H2P04)2-H20→C0(NH2)2·Ca(HzP04)2+H20

通常只要变更配料成分或改变基础物料掺混的次序,即可防止这种现象发生。 4)有一定极性的尿素分子,也有利于自身分子间的团聚,使其容易成粒。同时其极性也有利于和单体硫结合,形成不同包衣厚度的硫包尿素(sCU)。尿素与甲醛、乙醛、异丁醛等直链碳氢化合物较易聚合,生成不同尿醛摩尔比的脲醛树脂等工业原料,也可生成尿醛类缓释氮肥,如尿甲醛(UF)、尿乙醛(CDU)和异丁,NY--尿(IBDU)等。

5)尿素是具有一定极性的小分子量有机物,易被作物叶片和其他幼嫩器官吸收,即使浓度稍高也无灼伤叶片等副作用,因而被广泛用作叶面施肥,其肥效常好于叶面喷施的其他氮肥。尿素可单一喷施,质量分数在0.5%~2.5%,视作物种类、生育期和喷出雾滴大小而异,也可与磷酸二氢钾或微量元素等混合喷施,或作为激素类、氨基酸类等商品营养液的氮源。

1.6尿素的挥发氨与缩二脲毒害

尿素水解产物碳铵以分解方式产生的挥发氨,一般可占施入氮的5%一15%;不仅引起氮损失,而且易灼伤作物,产生氨中毒,使植株的呼吸作用降低,蛋白质变性或合成受阻,叶片黄化甚至枯萎死亡。成年作物如水稻等,可以忍受较高的氨浓度,一般在小于50 mg/kg干物质时,无明显中毒现象,但对幼苗期植株(幼叶和幼根),同样浓度的氨,可引起明显中毒。不仅尿素,所有铵态氮肥施用后,尤其撒施土表时,都可能产生一定数量的挥发氨(见表3)。可见,若将铵态氮肥表施在 pH>7.0的石灰性土壤上可引起显著量的氨挥发损失。一般对不稳

定的碳铵容易理解,而对施用前性质稳定的硫铵(分解温度228℃)和尿素(分解温度133℃)则容易迷惑,往往导致施肥时将其撒施土表,而对由此引起的挥发氨毒害则丧失警惕。

若将铵态氮肥深施入湿润土层,由于分解产生的NH3能很快形成NH4+被土粒吸持或被根系吸收,而可显著降低其氨挥发。

尿素中含有少量生产过程中产生的缩二脲,我国的产品标准为:优级品缩二脲<0.5%,一级品缩二脲<1.0%。应用先进工艺生产的产品缩二脲可控制在0.3%左右,与国外优质产品相同。按此计算,若一次667 m2施尿素10 kg,可能带入土壤的缩二脲30 g左右,大大低于过去产品的150~200 g甚至更多。当这些缩二脲分散在较大范围土层中时,对多数作物,即使在其幼苗期,也不会达到50~200 mg/kg土能产生毒害的水平。

作物可能吸入的少量缩二脲,一般会积累于叶和生长点,吸人量较多时,可能会引起蛋白质变性,降低种子发芽率,使叶色褪淡变黄,生长发育受阻,甚至幼苗死亡,中晚期易落花落果。最易受其毒害的是对其敏感的瓜、菜等幼苗期(幼根和幼叶)。因而不宜将尿素作种肥,并须控制苗期施用量。

挥发氨和缩二脲引起的两种中毒症状近似而常将其混淆,因而需要重点提示:1)两者均主要因蛋白质变性而中毒,症状近似,但缩二脲可在植株内积累,呈现全株症状;氨中毒一般发生快,常呈局部症状。2)大都发生在作物的幼苗期,重点关注作物地上部幼叶和生长点。3)干旱季节和土壤干旱时易发生,大棚条件下尤其尿素表施时易发生。4)就近几年情况看,氨中毒现象更普遍,缩二脲中毒几率较小。

2尿素的合理施用

2.1不离水,不离根

要求将尿素深施人湿润土层,以便尿素入土后更快接触脲酶,在土壤溶液中水解,使NH4*能分布在更大的根系吸收土层,被作物根系吸收或被土粒结持。尿素与水相伴也会显著减少水解产物的分解,减少其氨挥发损失。

当遇干旱季节或对干旱土壤施用尿素时,更须注意施入湿润土层或施后浇水。也可将尿素化水浇施,使其能随水渗入土层。

2.2先肥土,后肥苗

尿素水解成铵态氮,需要一定时间和条件。因此,尿素可作基肥早施入土,使其及时水解变成铵态氮,并使氮素分布于更大范围的根系可吸收土层(肥土);在作物根系伸展过程中被更快吸收(肥苗)。将尿素用作追肥时,也宜适当提早施用,将其施人湿润土层,使其能及时而平稳供氮。不宜采用“捉黄塘”式追肥,即在见到作物发黄显露缺氮

症状后将尿素撒施于根边土壤。

2.3避高温,慎小苗

尿素的含氮量高,含有少量缩二脲,一般不宜用作种肥(用来拌种、包衣或直接接触种子),用于苗床育苗或幼苗期追肥时,也宜控制少量并深施人土,避免直接与幼苗接触。采用喷施时,控制尿素溶液ω[CO(NH2)2]<0.5%。

高温烈日下和大棚内都不宜直接干撒尿素,注意施人土层或施后覆土,以避免尿素迅速分解,达25~30℃时,易发生毒害。

2.4控制量,配磷钾

尿素一次施用量若过高,往往导致局部土壤速效氮水平迅速增高,如果作物不能及时吸收,会增加氮的损失,进而污染生态环境。因此,宜按不同作物和土壤供氮水平,控制基肥和不同生育期的施用量,尤其要控制追肥用量。

为充分发挥尿素的供氮作用,宜将其与磷钾肥和其他养分配合施用,使其协同增效;尿素也易与磷钾等化合物生成尿素复盐,有利于提高那些配施养分的有效性。就我国当前主要养分NPK的实际比例看,对多数作物,尤其是经济作物,应着重注意尿素与钾肥的配合。

随着我国氮磷钾三元复肥和掺合肥(BB肥)比例的不断上升,预期单一施用尿素的比例和一次大量撒施尿素的状况会逐步改变。无论尿素是单一施用还是含在复肥中施用,如不注意科学合理地掌控,都可能会产生副作用。这也是有机农业或有机耕种者将其列为禁用肥料的一个主要原因。

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