硫磺作为酸性速效肥料的原理是什么

硫磺作为酸性速效肥料的原理是什么
硫磺作为酸性速效肥料的原理是什么

硫磺作为酸性速效肥料的原理是什么
以元素硫为基础原料制成的硫肥含硫量高.现代肥料先进技术开发了许多适合于直接施用和作为NPKS多元复合肥料添加剂的新硫基肥料品种.
——硫磺农业上常使用硫磺降低土壤pH值和改良盐碱土壤,然而在农业生产中用作养分肥料使用直到最近才引起人们的重视.
硫磺是一种惰性, 不溶于水的黄色结晶固体.商业上它可以露天堆放,湿度和温度变化时它保持不变.硫磺经磨细后与土壤混合会被土壤微生物氧化成SO42-.与SO42-相比,硫磺作为硫肥对作物的肥效取决于施用硫肥的粒度、施用量、施用方式、土壤的硫氧化性能以及环境条件.硫磺颗粒越细,硫氧化率越高.一般硫原料必须100%通过16目筛并且50%应通过100目.硫颗粒越细,其表面积越大,则转化成SO42-越快.由于表面积与颗粒直径呈反比,颗粒直径缩小,氧化率呈指数级提高.这样,硫磺表面积增加使可供给作物吸收的SO42-增加.
当硫磺磨细后施入土壤,能迅速氧化成硫酸,其效果与其它硫酸盐肥料的肥效相等.硫肥的施用时间相当重要.应该尽早在播种前几个星期施入土壤,并充分混合.
硫肥的施用方式会影响其氧化率,撒施并且与土壤混合优于条施.硫颗粒在土壤中均匀分布有以下好处：①与土壤中氧化微生物接触的表面积较大；②减少酸性过高所引起的潜在问题；③使水分关系更加理想.如果是硫与SO42-都是施在土壤表面,SO42-的初始肥效更佳,因为SO42-为水溶性,会随渗透水移动到作物根区,而硫则需先氧化成SO42-,这不是一种快速的过程,特别是硫施于土壤表面时更是如此.在使用颗粒硫时,颗粒硫肥在土壤表面有一个湿-干变化和冻结-解冻的循环阶段,然后才能使颗粒硫肥散开.这是一个硫与土壤混合前必然经历的一个过程,然后才能使硫转化为作物能够吸收的SO42-.除多年生作物以外,一般不推荐采用表面撒施硫肥的方式,应该在作物生长发育需要硫以前施用.
——颗粒可分散性高效硫磺
有多种颗粒可分散性硫硫-膨润土肥料产品,产品为添加5%-10%膨胀性粘土,如膨润土,与微细硫磺一起造粒,以提高肥效,其颗粒大小与固体氮肥、磷肥和钾肥一致,便于掺混.此类肥料施入土壤后,其膨润土组分吸收土壤中的水份后膨胀,粉化,使其中的微细硫磺分散,可促进硫磺更迅速地转化为SO42-.此类肥料广泛应用于高浓度散装掺混肥料的配方中,作为作物养份硫来源,因为它的元素硫物性优良,在土壤中容易转化为SO42-.
由于此类硫肥在施用后对第一季作物的肥效不明显,应在播种前4-5个月将其翻入土壤.在严重缺硫土壤,在播种前也可施用一些硫酸盐肥料,满足作物生长前期的需要.反复施用含硫磺肥料可促使土壤中硫氧化微生物数量增多,从而加速了硫磺在土壤中的转化.
在加拿大,有两种硫-膨润土肥料产品投放市场.产品中除了含有10%膨润土外,还含有60%硫磺、8% SO4和7% N.产品中同时含有SO4和元素硫目的是向农户同时提供速效硫和长效硫.
——硫强化氮磷复合肥料
由于大气中硫沉降减少以及含硫低的高浓度化肥使用量增加,使全球土壤缺硫日趋严重.在世界化肥以重钙、磷酸二铵尿素为主导产品的形势下,化肥科研人员和化肥工业的对策是采用成本低、效率高的方式向作物提供硫.
向氮磷复合肥中添加元素硫的生产工艺较多,产品含硫量大约为5%~20%.生产含硫5%-20%的磷酸一铵和磷酸二铵的方法是在转鼓造粒机或盘式造粒机中以1.4 kg/cm2的速率喷洒液体硫磺.美国国际肥料发展中心在生产聚磷酸铵颗粒肥料时,通过在造粒滚动床喷洒液态硫, 制成含12%N、23%P、15%S（12-52-0-15S）的硫强化聚磷酸铵颗粒肥料.它们是优良的氮磷硫肥料,物理性质好,适合于其它颗粒肥料混合,也可直接施用,特别适合于需磷和需硫较大的豆类作物.最近北美洲开发了一种在磷酸一铵肥料中添加硫酸盐和硫磺的新肥料品种,产品含硫15%以及氮和磷.此颗粒肥料中的硫有50%为元素硫,有50%为硫酸盐形式的硫,即同时有在作物早期吸收所需的速效硫和生长后期所需的长效硫.该产品也适用于掺混肥和直接施用.
尿素与液态硫的亲和性强,很容易生产成分均一,储存和使用物性优良的颗粒产品.美国在20世纪60年代生产和销售过一种喷淋造粒的硫磺尿素,产品规格40-0-0-10S.20世纪80年代早期,加拿大采用转鼓造粒工艺生产均匀硫磺尿素粒肥,产品典型规格为36-0-0-20S.但此硫磺尿素粒肥的硫在加拿大大草原使用时的肥效有差异,原因可能是这些土壤中氧化微生物的数量和活性不同.但在美国一些地区,此产品中的硫能满足作物的需要.
硫磺与氮磷肥料制成复肥使用时,其氧化速率比硫磺单独施用更快.在酸性和碱性土壤中,与重钙和磷酸二铵一起造粒的硫磺比单独施用时氧化速度快.其肥效快的原因可能有几方面：包括氮、磷或钙养分对硫氧化微生物生长的促进作用以及肥料颗粒周围的水份条件更为适宜等,某些肥料（如重钙）分解时造成的暂时性低pH值环境也可能促进硫氧化微生物的生长.
为了能使氮磷复肥中的硫转化成SO42-,需要采用一些能确保肥粒颗粒能在土壤表面分解和分散及与土壤充分混合的过程.新英格兰大学对开发的新型硫肥方法的研究表明,不同包裹硫磺方法生产的产品之间的氧化率存在差异.采用粘结剂方法所生产的产品其氧化率为30%~60%,如采用化学键结合的方式,则氧化率下降至很低水平,仅为1%~13%.灌溉条件下的氧化率比不灌溉条件下高.硫磺细度（5-328 μm）对硫氧化率的影响很少.这些试验表明,硫磺可以被添加到化肥产品中去,经硫强化的基础肥料可作为补硫的来源,并且元素硫也是良好的包裹原料,应注意含硫化肥的施肥方式.
硫强化普钙在一些国家相当普遍,如澳大利亚和新西兰.普通的普钙经加硫处理后,具硫含量可达18%~35%.所添加的硫比普钙中原来含的CaSO4的肥效长.添加硫的普钙产品受到了植物需硫高,土壤硫淋溶损失大地区的关注,因为可它减少SO42-的淋溶损失,并且能在作物整个生长期向作物提供满足作物需求的、可被作物吸收的SO42-.
——硫衣肥料
在水溶性肥料颗粒表面涂上一层相对难溶性的材料就可以达到控制水溶性养分逐渐释放的目的. 硫磺是一种既经济廉价, 又能提供硫养分的理想包衣材料,如硫衣尿素就是一种在尿素颗粒外包裹一层硫磺组成的控释氮硫肥,产品含尿素77%-82%（含氮36%-38%）、硫14%-18%.
硫衣尿素特别适合于生育期长,整个生长期需多次施用水溶性氮的作物,如甘蔗、菠萝、牧草、草地、水果（酸果蔓、草莓）和水稻等,以及降雨量大或灌溉的沙质土壤.硫衣尿素的另一个优点是含有硫,尽管在涂层中的硫在施用后第一年初期可能不完全能矫正缺硫状况,但在以后的作物生长期和第二年将成为作物可吸收硫的重要来源.
硫衣尿素也可以专门用于向作物提供硫养分.