中国硫酸钾镁肥的研究应用.docx
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中国硫酸钾镁肥的研究应用
中华人民共和国硫酸钾镁肥研究
Samkincheloe博士
当代农业中商品肥料作用是矫正植物缺素状况;提供足够养分以增强其抗逆性;保持土壤肥力于最适水平;提高作物品质及增产增收。
合理施肥筹划所提出肥料用量既能满足植物需求,又能获得最大纯收入。
实质上,肥料作用是使土壤肥力不致于成为获得最佳经济产量限制因子。
作物生产“限制因子”概念由十九世纪中期尤.李比希在最小养分律中提出。
尽管那时其许多看法并不科学,但其预测作物施肥效果思路非常简要且合乎逻辑。
事实上,投入或土壤中最缺少养分制约着作物产量。
加拿大钾磷研究所SamPorteh博士已将最小养分律应用于中华人民共和国农业生产中,她在“国际肥料协会1994年年会”上撰文指出:
“中华人民共和国无机肥料使用是李比希最小养分律较好验证。
50年代初,中华人民共和国重要施用氮肥,导致土壤缺磷,而缺磷成为产量限制因子,因而50年代未60年代初磷肥施用提到施肥筹划中;80年代后期由于大面积缺钾导致钾肥消费急增,其可称之为“钾肥年代”。
当限制因子氮磷钾消除后,其他因子或养分大多通过互相作用限制作物产量,例如,氮磷钾供应充分时,中、微量元素施用也许决定作物产量。
正是从这一点出发,1985年建立了双方互益协作关系。
通过硫钾镁出口协会,美国两家公司开始向中华人民共和国销售“施宝密”(硫酸钾镁),这两家公司是环球国际矿物公司(IMCGlobalOperationsInc.)和西部农用矿物公司(WesternAgMineralsCompany)。
“施宝密”属于基本肥料,是一种含三种化学元素天然矿物,三种元素涉及硫、钾、镁,并且三者之间比例很稳定。
因而当土壤养分缺少时,“施宝密”可提供某些钾及所有硫镁养分。
“施宝密”如何形成?
20万年前,美国西南数千平方公顷土地为海水所覆盖(现今这一地区重要为干燥气候)通过二百各种世纪,海水逐渐蒸发,导致数百万吨盐类沉积,钾盐是重要盐类之一,其为氯化钾和氯化纳混合物,肥料氯化钾即产于此矿。
另一类沉积盐是无水钾镁矾,其为硫酸钾和硫酸镁混合物,硫酸钾镁即“施宝密”就来自此矿。
硫酸钾镁矿存在于距地表300米如下,这是已知世界上唯一大型具备商业开采价值矿床。
硫酸钾镁矿开采运用过程非常简朴。
将炸药装入距矿脉表面3米深水平孔道,引爆后炸成数吨碎块,收集并进行初次粉碎后,通过转运带送至矿井上,然后进一步粉碎并剔除杂质,其中涉及用盐水溶解氯化钠以及洗去泥土和其他不溶性物质,并进行干燥,过筛,再依照需要,制成不同颗粒产品。
典型“施宝密”化学构成为K2O22%,Mg11%及S22%养分总量为55%。
无水钾镁矾(即“施宝密”)化学式为K2SO4·2MgSO4,其重要性状是可溶性好(100%水溶),与氯化钾相似,但溶解度稍低于氯化钾。
“施宝密”另一重要性状是为化学中性盐,施用不会影响土壤pH。
由于构成为硫酸根,氯根含量低于1.5%,因而其盐指数相对较低。
“施宝密”可满足世界某些农用钾素及大某些(虽然不是所有)硫镁肥料需求,其普通以掺混肥方式或复合肥方式施用,施用量普通为200~600公斤/公顷或27~80斤/亩;但视土壤及作物条件,用量可多可少。
在北美,“施宝密”非常适合土壤及作物需求,例如,美国运用“施宝密”制造复合肥,环球国际矿物公司制造产品养分构成是3-9-18,可作为蔬菜用肥,详细养分派比是:
养分
保证含量
氮(N)
3.0%
磷(P2O5)
9.0%
钾(K2O)
18.0%
钙(Ca)
8.0%
镁(Mg)
2.0%
硫(S)
9.0%
硼(B)
0.13%
锰(Mn)
1.0%
锌(Zn)
0.5%
在以上3-9-18这种叶菜类肥料中,每吨肥料具有165公斤“施宝密”,18%钾和9%硫中各有4%来自“施宝密”,并提供所有镁素,因而“施宝密”提供三种必须元素,并且某些钾以硫酸根形式提供,因而减少了其氯含量。
不同土壤及作物对镁硫需求不同。
烤烟用肥就是一例。
美国烤烟通用复肥养分构成为6-6-18,配方时加入“施宝密”使Mg,K及S含量分别达到3%,6%和6%,别的钾素来源于不含氯肥料如硫酸钾或硝酸钾。
以上仅仅是由“施宝密”为基质而生产复肥系列中两个例子。
美国和加拿大使用最多是干性掺混肥。
混肥最大长处之一是可以依照土壤测试进行混配从而满足土壤及作物需求。
当土壤缺少硫、镁或作物需要低氯硫酸根形态养分或规定盐指数较低时,以掺混肥方式施用“施宝密”与以其他方式直接施用是同样重要。
环球国际矿物公司已推出《掺混肥配方施肥》一书,美国和加拿大经常依照该书进行配方。
书中有绝大某些惯用肥料系列配方,此外,尚有以“施宝密”为基质惯用肥料系列配方,例如一种用“施宝密”配成含镁2%配方,及含硫5%和6%配方各一种,该书是肥料经销商销售掺混肥及使用“施宝密”重要参照书。
进行掺混肥配方及混配“施宝密”另一特点是具备计算机软件程序,其可计算出“成本最低肥料配方。
”
国际矿物公司配肥程序解决了二十四种肥料原料配方,通过输入所需养分比例或土壤测试推荐值,该程序可计算出最低成本下NPK及中、微量元素配合量,还可以依照需要增长、减少或剔除某些原料,并代之以新组合配方。
程序采用英制、加制或公制单位,以美元或八位数整数货币系统为单位计算成本。
本次讨论不打算演示软件设立操作办法及其维护知识,仅将一美国通用肥料配方列于下表。
若将关于信息输入软件程序,通过执行有核心盘命令,即可得到一定养分派比(如5-15-25)配方。
运营成果之一为“配方报告”。
其中列出了养分含量,及以吨为单位每种原料肥料重量及成本,通过查阅打印“配方报告”,可知每吨掺混肥需掺入182公斤“施宝密”,因而在解释该配方前应懂得该混肥还含2%镁。
按照提示,按任意键,即浮现“养分清单”,该清单显示出配方养分种类,目的百分含量及实际百分含量。
由清单可见,通过掺入“施宝密”,5-15-25配方中含2%水溶镁及4%硫。
运用“国际矿物公司配肥程序”计算配比第二种办法是从主菜单中选用“BlendUsingSoilTestRequirements”,(即“依照土壤测试推荐量配方”),此时,输入是依照土壤测试所推荐养分用量而非目的NPK养分派比(第一种例子己阐明),计算办法同上例。
显然,“国际矿物公司配肥程序”有许多特点,以上仅是作简朴阐明。
其重要目是为“施宝密”作为掺混肥配料提供协助。
“掺混肥配方”参照书及“国际矿物公司混肥程序”对于美国和加拿大计算掺混配方,以适当肥料满足土壤和作物需求非常有用。
尽管上述肥料配方是美国和加拿大代表性肥料混配方案,但是“国际矿物公司计算机配肥程序”在世界也很流行。
美国“施宝密”总产量30%销于其他国家,许多国家在继续进行大田实验,如墨西哥,哥斯达黎加,哥伦比亚,巴西,委内瑞拉,厄瓜多尔,秘鲁,澳大利亚,日本,韩国,菲律宾,马来西亚,泰国及欧洲某些地区等。
日本是销售“施宝密”最大市场,年销售量为7万吨,韩国两年来从不进口增至每年进口1万吨,并呈继续上升趋势。
印度和印度尼西亚也在开始进行田间实验和市场导向工作。
在土壤缺少钾、镁和硫时,直接施用“施宝密”,对上述国家绝大多数重要作物,特别是经济价值高烟草、果树、蔬菜及油料作物效果良好。
由于该产品在世界范畴内已被广为接受,很也许适于中华人民共和国作为肥料使用。
接下来,人们或许问当前“施宝密”在中华人民共和国为什么没有广泛使用?
许近年前就已知中华人民共和国大面积土壤特别是华南地区缺少钾和镁,同样在这些土壤中由于施用以钙镁磷肥及磷酸二铵或这些肥料复混肥,取代了过磷酸钙施用,导致土壤逐渐缺硫,因而其对中华人民共和国是合用,并且中华人民共和国科学家建议进行田间实验以拟定需要这些养分中哪些养分。
此外还需建立关于合伙项目以证明“施宝密”为一高浓肥料,可经济有效地用于中华人民共和国平衡施肥。
自1985年3月至今,已在中华人民共和国十省40各种点对26种不同作物重复进行了田间实验与示范工作。
这实验覆盖了华南地区大范畴土壤及作物,实验普通为四个或五个解决,重复三至四次,初期许多实验解决是:
NP,NPK,NPKS及NPKSMg,另加一解决K、S、Mg用量加倍。
在此期间并进行了各种实验设计及田间示范。
中华人民共和国科学院南京士壤研究所,中华人民共和国烟草总公司,湖南农科院士肥所及中华人民共和国农资公司与省属关于机构,研究所合伙进行“施宝密”研究。
这合伙机构涉及省级研究院,实验站,研究所,农业局,农产品研究所如茶叶,柑桔及烟草等。
正式示范前,在南京对许各种土壤进行温室实验。
如下表格是从1985年至1993年在中华人民共和国不同士壤及作物上进行“施宝密”实验总结。
此外,在下列各省也进行了研究及示范:
福建省
1992-1993年
柑橘
甘蔗
烟草
河南省
1991年
油菜,汝南县
烟草,许昌市
浙江省
1991年
玉米,金华市
大蒜,慈溪县
山东省
1991年
玉米,艾平(Aiping)
葡萄,省葡萄实验站
花生,艾平福山县
江西省
1985-86年
柑橘,清江
花生,余江
油菜,余江
茶树,南昌(1985-1986)
实验研究及田间示范从1994年直至当前均在进行。
下列某些成果用于阐明土壤缺少硫、镁时“施宝密”对作物产量、品质及经济效益贡献。
中华人民共和国实验区绝大某些作物施用“施宝密”效果较好。
尤以钾、镁、硫本来缺少或中度缺少土壤效果明显。
有机质含量低且降雨量大地区砂质土壤效果十分明显。
在广西宾客县进行甘蔗施肥实验中,设立NP、NP+KCl及NP+“施宝密”等三个解决,四次重复。
成果表白,NP解决(对照)区产量平均为9,057斤/亩,施用KCl,产量增至11701斤/亩,而施用“施宝密”产量达15624斤/亩。
施用“施宝密”所增产量比施用KCl高出33.5%。
1991年在四川省思坡村(SiboVillage)进行甘蔗施肥实验,表白“施宝密”具备增产效果。
实验设立对照,有机肥及化肥(后两者均作为本地常规施用方式,报告没有详细指出如何施用)。
“施宝密”解决中,其用量是20斤/亩。
图1甘蔗施用KCl及“施宝密”增产效果(广西)
对照解决产量为8,900斤/亩,“施宝密”解决产量比前者高10.1%,达9800斤/亩,研究者指出。
使用“施宝密”经济效益增长11.9%
图2甘蔗施用“施宝密”增产效果(四川省思坡村)
1991及1992年在广西灵山县进行甘蔗施用“施宝密”实验中,对照采用本地常规施肥方式,并设立三个施用“施宝密”解决,三个解决用量依次为10,20及30kg/亩,三次重复,随机排列。
七月份表施“施宝密”。
图3甘蔗施用“施宝密”增产效果(广西)
成果表白,施用“施宝密”解决产量高于常规方式。
“施宝密”用量10公斤/亩解决产量比对照高5.3%,用量为20及30公斤/亩时产量分别比对照高12.5%和17.1%。
“施宝密”用量为10,20,30公斤/亩时,甘蔗含糖量分别比对照增长13.6,14.1及14.7%。
1991及1992年在宾客县实验中,甘蔗施用“施宝密”效果也十分明显。
采用NP解决作对照,对照+KCl作一单独解决,并设立对照+“施宝密”解决。
6次重复研究成果表白,施用KCl产量增长,而施用“施宝密”产量增长幅度要大得多,比施用KCl产量提高14.8%,在中华人民共和国,糖属于重要商品,有时会供不应求,因此,施用“施宝密”明显增产例子应引起关注。
图1“施宝密”对甘蔗产量影响(广西)
1993年,广西梧州县西瓜施用“施宝密”实验中,以常规施肥解决作对照,再在常规施肥基本上分别增施“施宝密”10,20及30公斤/亩,西瓜早花期及中果期各半。
成果表白,在常规施肥基本上增长“施宝密”用量产量分别增长3.9%,9.7%及16.1%。
施用“施宝密”10公斤/公顷,固形物百分含量约增长13.3%。
图2西瓜施用“施宝密”增产效果(广西)
为研究辣椒施用“施宝密”产量及经济效益,在湖南省设立该实验。
氮、磷分别以常规用量12.5公斤/亩及6.25公斤/亩施入,试区面积为2亩。
钾用量为12.5公斤/亩,各解决采用不同氯化钾和“施宝密”组合,使各解决K2O总量为12.5公斤/亩。
实验表白,不同“施宝密”用量解决3,4辣椒产量比仅施KCl解决2分别增长8.5%和10.5%,后者产量增长以肥料及劳力费用为代价,因而,施KCl并无经济效益(见下表)。
报告表白,在湖南大面积第四纪红色粘土发育粘质红黄壤性水稻土上施用“施宝密”效果明显。
由上表清晰可见,当满足土壤硫、镁需求及提供某些硫酸态钾时,施用“施宝密”经济效益增长10%以上。
湖南省烟草施用“施宝密”实验始于1986年,并始终在继续,旨在探讨其对产量、品质及经济效益影响。
起始5年不同地区平均产量列于下表。
成果表白NP解决产量为80公斤/亩,NP基本上施用硫酸钾产量为127公斤/亩,氮磷基本上施用“施宝密”解决产量为140公斤/亩,比单施NP增产75%。
同一实验中还检测了“施宝密”对烟草品质影响。
“售价”是品质标志,同样以平均值比较,NP解决售价为人民币1.48元,硫酸钾解决为3.20元,“施宝密”解决烟叶售价达人民币3.45元。
上表列出了该实验各解决经济效益。
由表可见,施用硫酸钾比NP解决效益增长人民币270元/亩,“施宝密”解决又比施用硫酸钾效益增长70元/亩。
以上研究可代表在中华人民共和国十省40各种点26种不同作物上进行大量施用“施宝密”实验。
绝大多数实验效果明显。
毫无疑问,田间实验也已证明,在缺少硫、镁土壤或需要施用含氯量低硫酸形态钾条件下,“施宝密”在平衡施肥及增进作物产量、品质及效益提高方面有明显作用。
基于十年来研究及示范,或许应当想一想,中华人民共和国农民为什么至今不肯施用“施宝密”呢?
配方报告
IMCGlobalOperationsInc.
总氮(N)
磷(P2O5)
钾(K2O)
5.87%
15.00%
25.00%
原料
重量
费用
氯化钾
350
42.00
施宝密
182
27.64
二铵18-46-0
326
59.02
填充物
115
2.88
硼酸钠
17
7.74
氧化锌
10
4.66
每公吨
1000
143.93
总需吨数
1.00
143.93
容重(kg/m3)
72.80
养分清单
IMCGlobalOperationsInc
养分
目的养分含量%
实际养分含量%
总氮
5.000
5.870
铵态氮
0.000
5.870
磷(P2O5)
15.000
15.000
钾(K2O)
25.000
25.000
全镁
2.000
2.000
水溶镁
2.000
2.000
硫
0.000
4.000
硼
0.250
0.250
锌
0.500
0.500
氯(低于)
100.000
17.955
广西省
作物
1985-86
1987-89
1990
1991
1992
1993
香蕉
浦北
木薯
柳城
宾客
宾客
宾客
宾客
玉米
宾客
柑桔
恭城
黄麻
柳城
宾客
宾客
花生
柳城
柳江
柳江
宾客
宾客
西番莲
吴县
大豆
柳城
宾客
甘蔗
柳城
柳江
宾客
灵山
宾客
宾客
宾客
宾客
甘薯
宾客
烟草
梧州
武鸣
宾客
西瓜
梧州
广东省
作物
1985-1986
1988
1989
1990
1991
1992
香蕉
高州
海康
海康
湛江
番禺
荔枝
广州
广州
东莞
芒果
廉江
廉江
柑桔
广州
泗水
广州
廉煤
廉江
花生
电白
胡椒
廉江
菠萝
廉江
廉江
廉江
橡胶
湛江
湛江
湛江
甘蔗
电白
烟草
南雄
四川省
作物
1990
1991
1992
1993
柑桔
乐山、德阳、金堂柑桔办农场
乐山、德阳、金堂柑桔办农场
乐山
油菜
宜宾
甘蔗
宜宾
宜宾
宜宾
茶树
1.四川农大
2.宜宾市汉王
山茶叶研究所
烟草
什邡、绵竹\德阳、宜宾
西瓜、水稻
梧州、绵阳市
小麦、玉米
大蒜
什邡
湖南省
作物
1985-86
1987-88
1989
1990
1991
1992
辣椒
隆回
隆回
株州
株州
柑桔
隆回
株州
株州
株州
葡萄
长沙
长沙
油菜
株州
隆回
汩罗
株州
甘蔗
汩罗
汩罗
岳阳
烟草
桂阳
桂阳
永兴
桂阳
桂阳
冷水滩
贵阳
云南省烟草实验点
1989
1990
1992
保山、楚雄地区、
曲靖地区——
曲靖市,宣威县,
抚远县,陆良县,
寻滇县
曲靖市、
宣威县、
陆良县
(获得奥地利国际烟草博览会优质奖)
曲靖市、宣威县、
抚远县,陆良县
(干旱条件下进行大面积示范)
湖南省:
辣椒施用“施宝密”实验设计方案
解决
N
P2O5
KCl
“施宝密”
K2O总量
1
12.5
6.25
0
0
0
2
12.5
6.25
12.5
0
12.5
3
12.5
6.25
8.83
3.67
12.5
4
12.5
6.25
7.37
5.13
12.5
湖南省:
辣椒施用“施宝密”产量及经济效益
解决
产量
公斤/亩
增产
%
经济效益
元/亩
经济效益
增长%
1.N.P
474.2
-10.3
917.05
-9.8
2.N.P.KCl
528.6
-
1016.26
-
3.N.P.KCl+"施宝密"
573.6
8.5
1101.40
8.4
4.N.P.KCl+
(2)"施宝密"
584.6
10.5
1121.65
10.4
湖南省:
烟草施用“施宝密”增产效果
解决
产量
公斤/亩
增产%
与NP比
与NP+K2SO4比
N,P
80
-
-
N,P,K2SO4
127
59
-
N,P,"施宝密"
140
75
10.2
(为湖南省三个实验点平均数)
湖南省:
烟草施用“施宝密”经济效益
解决
效益
(元人民币/亩)
增值(元人民币/亩)
与NP比
与NP+K2SO4比
N,P
119
-
-
N,P,K2SO4
389
270
-
N,P,"施宝密'
459
340
70
- 配套讲稿:
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