對于果實生長期長、技術要求高的多年生作物蘋果而言,相比于農資産品的優劣,管理方案的合理與否,影響要更大些。
近期,關于碳酸氫铵肥料在果樹上應用效果的讨論越來越多。有人認為碳酸氫铵是适合果農的氮肥,價格便宜節約成本,果實品質好,果樹毛病少;也有人認為碳酸氫铵含氮量低,揮發浪費嚴重,補氮效果差,認為碳铵的優點被放大。土壤酸化、土壤闆結嚴重是膠東蘋果果園的特點,尿素、二铵等原料價格上漲是化肥市場上的特點,在這樣的背景下,碳酸氫铵應如何去看待去選擇呢?本文将對碳酸氫铵的性質、施用方法及田間效果上與大家做一個簡單介紹。
一、碳酸氫铵的酸堿性
理論上,碳酸氫铵是化學堿性,生理弱酸性(生理酸性極弱,也可視為生理中性)。
什麼是化學酸堿性,什麼是生理酸堿性?對于果農來講,隻需要記住兩點,第一點,打藥時用到的是化學酸堿性,例如某産品時化學酸性,即不可大量與化學堿性的波爾多液、石硫合劑混用;第二點,施肥時用到的是生理酸堿性,即為該産品用到土壤中後,通過作物的吸收功能影響後,對土壤的酸堿性影響,例如硫酸铵是生理酸性,果樹施用大量硫酸铵後,土壤就容易酸化。
那麼碳酸氫铵到底對土壤酸堿性有什麼影響呢?
首先,碳酸氫铵在施入土壤中後,短期内會提升土壤的PH,即減輕土壤酸化,這并不難解釋,因為碳碳酸氫铵的水溶液即為堿性,施入土壤後,在沒有發生吸收或铵根離子轉化過程之前,自然是提高了土壤的PH,減輕了酸化。從另一個角度去考慮,我們把碳酸氫铵拆分為碳酸氫根與铵根,铵根離子在土壤中要麼被硝化成硝酸根,此過程造成土壤酸化;要麼揮發成氨氣,釋放氫離子,造成土壤酸化;要麼被根系吸收,與根系交換氫離子,導緻土壤酸化。總之铵根離子無論發生什麼作用,都會導緻土壤酸化,而碳酸氫根離子在酸化土壤中,會将氫離子反應掉,從而改良酸化。碳酸氫铵,一半(铵根離子)造成酸化,一半(碳酸氫根離子)減輕酸化,但速率并不一樣,哪個快?自然是碳酸氫根對PH的影響作用更快(碳酸氫根不會被土壤顆粒吸附,進入土壤溶液中即開始與氫離子大量反應,而铵根離子硝化作用或被根系吸收需要一定時間),所以施用碳酸氫铵後,短期内土壤PH值是上升的。
而長期以後的影響呢?
考慮碳酸氫铵的長期生理酸堿性,必然要考慮到它在土壤中通過作物吸收後對土壤的影響。碳酸氫根離子的活動很簡單,碳酸氫根在酸性土壤中與氫離子形成碳酸是它的主要活動,碳酸會生成二氧化碳和水,這整個過程中,土壤中的氫離子是減少的,所以會減輕酸化,但有一點,碳酸并不會完全形成二氧化碳和水,因為碳酸氫根的水解系數還是比較小的,這也是為什麼碳酸氫铵為生理弱酸性的主要原因,當然此影響在複雜的土壤環境中可忽略不計。
再來說說铵根離子,铵根離子比碳酸氫根要複雜的多,前文也提到過,铵根離子有太多的活動,不管是什麼活動,都會降低土壤PH值。但其中有一個活動比較複雜,此為關鍵點,也較難理解。
此關鍵點正是铵根離子被土壤顆粒吸附的活動,一般情況下铵根離子被土壤顆粒吸附後,土壤顆粒膠體中的某一個陽離子會被置換至土壤溶液中,那麼铵根離子會與土壤中的什麼離子發生置換呢?在我們膠東果園,一般是比較濕潤的酸性土壤,這種土壤情況下,土壤顆粒膠體所帶離子一般為三價鋁離子、鈣離子、鎂離子、鉀離子、氫離子,那麼铵根離子被土壤顆粒膠體吸附的過程中,會置換出氫離子嗎?如果置換出的是氫離子,還是會造成土壤溶液中氫離子濃度升高。我們對铵根離子和氫離子進行一個比較,它倆都是一價離子,但氫離子的水化半徑(HO3離子形式)比铵根離子還要小,因此铵根離子并不會把氫離子給置換出來(離子交換能力:三價鐵離子>三價鋁離子>氫離子>鈣離子>鎂離子>铵根離子>鉀離子>鈉離子)。說到這裡,可能有的朋友就已經明白了,隻要铵根離子被土壤膠體大量的吸附且還未被根系吸收,那麼铵根離子就并沒有完全的換取等量氫離子來進入土壤溶液,那麼就不會發揮出铵根離子應帶來的酸化效應。(土壤水溶液與土壤溶液不同,土壤中是包含土壤顆粒與土壤間隙與土壤間隙中的土壤溶液的,當土壤中氫離子總量一定,而氫離子在土壤顆粒上但不在土壤溶液中,就不會導緻土壤溶液酸化,對果樹根系影響不大,土壤溶液中遊離的氫離子是PH指标)
總的來看,铵根離子要增加土壤中氫離子,碳酸氫根要減少土壤中氫離子,但碳酸氫根的作用更快一些,且被土壤顆粒吸附的铵根離子延緩了土壤溶液中氫離子的增加。因此,碳酸氫铵施入土壤後,對土壤的酸堿性影響是先堿性化,後逐漸趨于中性化,最終才會趨于弱酸化。至于堿性化作用持續時間,與地溫及土壤情況關系很大,地溫越低,铵根離子硝化速率越慢,堿性化時間則越長;土壤透氣性越好,二氧化碳釋放越快,碳酸氫根水解反應則越快,堿性化時間則越長;土壤團粒結構越好,铵根離子吸附性越強,堿性化時間越長。因此良好的土壤條件下,碳酸氫铵是可以在較長時間内起到改良土壤酸化作用的。
(對于碳酸氫铵在膠東土壤中生理酸堿性的影響,王繼秋老師給予了大量指導性建議,感謝煙台大為農科王繼秋老師的耐心講解!)
二、碳酸氫铵的特點
1、對土壤及果樹根系基本無殘留、無毒害。
作為铵态氮肥,碳酸氫铵與大多數铵态氮肥還是有一定區别的,主要區别正是源于它的碳酸氫根,例如硫酸铵、氯化铵施入土壤後,均會有硫酸根與氯離子殘留,但碳酸氫根水解後的碳酸則可以揮發出去,無殘留,對土壤無害,對果樹無害,因此作為铵态氮肥,碳酸氫铵對土壤及果樹的破壞性非常小,這是碳酸氫铵的重要優勢。
2、碳酸氫铵不穩定、易揮發。
碳酸氫铵的不穩定性、易揮發也是其特點,碳酸氫铵在常溫下即可揮發,且水分越足、氣溫越高、透氣性越好,其揮發速率越快。碳酸氫铵揮發出氨氣不僅是氮素的浪費,且對果樹有害,但卻有殺菌殺蟲功效,揮發出的二氧化碳對果樹有益,因此關于這一點的看法則是仁者見仁智者見智。
3、碳酸氫铵性價比高。
碳酸氫铵水溶性較好,肥效較快,缺點是含氮量較低,但因其價格便宜,考慮單位氮含量價格,碳酸氫铵比尿素要便宜比硫酸铵也要便宜,比氯化铵稍貴一點,但氯化铵中的氯離子對果樹根系危害較大。綜合考慮,碳酸氫铵的性價比是铵态氮肥裡最高的。
三、對于碳酸氫铵的辯證性理解
1、碳酸氫铵并不會減輕苦痘病發生,但在事實上,碳酸氫铵确實能夠幫助老百姓減輕苦痘病困擾,因為市場上大部分複合肥裡的氮素來源為铵态氮,而碳酸氫铵是铵态氮裡唯一不會明顯導緻土壤酸化的,因此相對比下,我們可以理解為碳酸氫铵是常見氮肥裡對苦痘病影響較小的肥料,作為廉價氮肥,是果農不錯的選擇。
2、碳酸氫铵确實能夠活化土壤中的鉀元素,前文也提到過,因铵根離子的水化半徑比鉀離子還要小,使得铵根離子與土壤膠體的結合能力比鉀離子更大,因此它比鉀離子更容易進入土壤顆粒中的晶格縫隙,從而把鉀離子從土壤晶格中置換出來,使得鉀離子活化。但對于蘋果上色來講,碳酸氫铵并不會明顯促進上色,過多的铵根離子甚至會抑制鉀離子的吸收,且氮肥過多,蘋果上色反而不好。
3、對調節土壤PH起重要作用的是碳酸氫根或碳酸根,并不是碳酸氫铵,碳酸氫根較特殊,铵根離子也較特殊。
四、我對碳酸氫铵的理解
在對碳酸氫铵的學習上,我要感謝果樹專家劉玉華老師,劉玉華老師實踐經驗豐富,且在碳酸氫铵的應用上取得顯著突破成就,讓我受益匪淺。劉玉華老師考慮更多的是如何讓果農低投入高産出,如何減輕果農負擔,而我更側重于精準化方案研究,并未在投入成本上進行過多考慮。在此對劉老師緻以敬意!
1、碳酸氫铵在市場普通铵态氮肥裡,是對果樹及土壤影響最小的,在膠東土壤嚴重酸化的背景下,碳酸氫铵可能是果農最佳選擇的铵态氮肥了,主要與氯化铵、硫酸铵對比。
2、尿素作為酰胺态氮,在長效性和穩定性上是碳酸氫铵所不及的,但尿素也存在造成土壤酸化、土壤闆結的風險,且速效性不及碳酸氫铵。土壤條件較差的果園,在二者選擇上,可偏向于碳酸氫铵。
3、碳酸氫铵終歸是铵态氮,雖性價比高,但铵态氮對果樹根系的促進作用不及硝态氮,對鈣離子與鉀離子的拮抗作用更明顯,且蘋果為喜硝作物,因此蘋果氮肥選擇應以硝态氮為主,輔以铵态氮進行補充,且在土壤較差的果園,應在提高土壤有機質含量的基礎上,側重于利用率高的正規優質水溶肥。
4、在蘋果果園大面積土壤酸化、土壤闆結,尿素、二铵等原料價格不停上漲的背景下,碳酸氫铵值得受到一定的重視與關注。
五、碳酸氫铵使用方法的幾點建議
1、盡量單獨施用,尤其不要與堿性很強的肥料混合,會加快加大氨的揮發;
2、盡量深施覆土,碳酸氫铵在常溫下即可揮發,尤其直接地面撒施後,暴露在空氣中,揮發會更快。
3、避開高溫季節,在冬春或秋季氣溫較低時施用揮發較少(低溫時期,更建議施用硝态氮),高溫時期,會加快碳酸氫铵的揮發。
4、不要高濃度地進行葉面噴施,容易燒傷葉片;地下施用時,盡量注意不要把碳酸氫铵撒在了葉片上,尤其上午露水未幹時,碳酸氫铵遇水會加快水解,對葉片進行局部燒傷。
5、不要與菌肥混用,揮發出的氨氣會殺死菌,影響菌肥效用。
6、可與硫酸銅粉末、生石灰粉末配置成“銅铵粉”,稀釋1500倍後,制成“銅铵合劑”,葉面噴施,對細菌真菌都能起到殺滅效用。100-200倍稀釋後,直接噴施,能起到殺滅蚜蟲和細菌真菌的作用。此方法蔬菜上運用較多。
本文原創作者:林日輝
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