钙肥lime fertilizer
具有钙(Ca)标明量,以提供植物钙素营养并作为酸性土壤化学调理剂的物料。
作用 主要有两方面的作用:❶供应植物钙素营养。钙是细胞壁的结构成分,参与染色体形成,促进细胞分裂,并能提高细胞质膜结构的稳定性;钙又是多种酶的活化剂,如脂肪水解酶、磷脂酶、α-淀粉酶、ATP激酶等;钙(Ca2+)与钙调素(calmodulin)结合形成Ca2+—钙调素复合物后,可活化NAD激酶、环式核苷磷酸二酯酶和Ca-ATP酶等;钙还能调节介质的生理平衡,主要表现在钙能中和植物代谢过程中所形成的如草酸等有机酸,保持细胞质的正常生理酸碱反应;钙可与NH4+、H+、Na+、Al3+等离子产生颉颃作用,从而减少这些离子过量的危害。因此施用钙肥,改善植物钙营养,有利于根系伸展和根毛形成,增强对养分的吸收;可使光合作用、氮素代谢等代谢过程增强,加速蛋白质、淀粉等物质的形成、运输和积累,促进植物生长发育,增加产量;提高对外界环境的适应性,有利于产品品质的改善。
❷改良酸性土壤。钙肥中石灰肥料不仅能供应钙营养,又是酸性土壤的化学调理剂。施用后,可中和土壤活性酸和潜在酸,提高土壤pH值,消除过量Al3+、Fe2+、Mn2+等的毒害;加强土壤有益微生物如硝化细菌、固氮菌、根瘤菌、纤维分解细菌等的活动;减少土壤对磷和钼的固定,促进有机氮、磷化合物的分解释放,增加有效养分。施用石灰后,其Ca2+可与土壤胶体所吸附的H+进行交换,使H+—胶体变为Ca—胶体,促使土壤胶体凝聚,有利于水稳性团粒结构的形成,改善土壤的物理性,从而增强土壤的保水和保肥能力。此外,施用钙肥还能抑制病源真菌的滋生繁殖,而减少如十字花科根肿瘤、番茄枯萎病等病害的发生和蔓延。
资源 石灰石、白云石和白垩是制备钙肥最主要的原料。世界的钙肥资源丰富。石灰岩在各个地质年代的地层中均有存在,主要分布在美国、苏联、日本、印度等国家。据估计,世界石灰岩蕴藏量以千亿吨计,仅在日本已查明的石灰岩储量达450亿吨。苏联是最大石灰岩和石灰生产国,石灰年产量曾超3200万吨。白云石矿床较丰的是北美各国、英国、苏联、澳大利亚、日本、印度、比利时和波兰等。至20世纪80年代末,全球白云石矿物年产量约为6000万~7000万吨,其中用于农业的占10%~20%。白垩资源分布很广,几乎所有石灰岩地区都有露头。其中美国、英国、丹麦、比利时等国家都蕴藏着高质量的白垩矿床。具有易开采、加工的特点。
中国属富碳酸盐岩国家之一,特别是西南和华北地区。石灰岩矿床几乎遍及全国各山区。初步探明,蕴藏量达1200亿吨,主要产地有北京、河北、江苏、湖北、辽宁和广东等省(市)。白云石蕴藏也很丰富,其矿床和产地主要位于辽宁海城、湖北大冶、山东莱阳、江苏江宁、内蒙古包头、山西大同等地。80年代末,中国白云石产量为600万吨左右。白垩产地分布较广,除天津蓟县,河北丰润、唐山等传统产地以外,在新疆、内蒙古、黑龙江、辽宁、山东、江苏、云南、贵州、四川、陕西、青海、福建等省(自治区)业已查明有白垩矿,且有良好的开发利用前景。
此外,天然石膏矿床也是钙肥的重要资源。其储量和生产概况参见硫肥。
钙肥种类 钙肥的来源与种类参见表1。
表1 钙肥种类
来源 | 肥料名称 | 主要成分 |
硬 石 灰 岩 | 石灰石粉 | 55%~56%CaO;0.9%MgO |
白云石化石灰 石粉 | 42%~55%CaO;0.9%~9%MgO |
白垩粉 | 55%CaO;0.02%~0.6%MgO |
生石灰 | 90%~96%CaO(由石灰石煅烧而 成) 55%~85%CaO;11%~40%MgO (由白云石煅烧而成) |
软 石 灰 岩 | 熟石灰 | 与生石灰相近似 |
泥灰石 | 11%~28%CaO |
天然白云石粉 | 46%~47%(CaO+MgO) |
石灰华 | 50%~54% CaO |
泥炭石灰华 | 10%~70%CaCO3;5%~40% CaO |
壳 灰 | 螺壳灰 | 85%~95%CaO |
蚌壳灰 | 47% CaO |
工 业 废 物 | 油母页岩灰 | 30%~48%CaO;1.5%~3.8% MgO |
制糖滤泥 | (干样)42%CaO;10%~15%有机 物 |
高炉炉渣 | 38%~40%CaO;3%~11%MgO; 32%~42%SiO2 |
电炉炼钢渣 | 50%~68%CaO;6%~15%MgO; 15%~25%SiO2 |
制纸工业废渣 | 50%CaO;还含氯化物和硫酸盐 等 |
碱性炉渣 | >40%(CaO+MgO) (含P量少) |
(续)来源 | 肥料名称 | 主要成分 | 含 钙 化 学 肥 料 | 硝酸钙 | 27.1%CaO;17%N | 石灰氮 | 53.8%CaO;21%N | 石膏 | 31.2%CaO | 普通过磷酸钙 | 25.2%~29.4%CaO;12%~20% P2O5 | 重过磷酸钙 | 16.8%~19.6%CaO;47%P2O5 | 沉淀磷酸钙 | 30.8%CaO;38%~40%P2O5 | 钙镁磷肥 | 29.4%~33.6%CaO;12%~18% P2O5 | 钢渣磷肥 | 35%~49%CaO;14%P2O5 | 磷矿粉 | 28%~29%CaO;>18%P2O5 | 骨粉 | 34%~36%CaO;22%~33%P2O5 | 窑灰钾肥 | 35%~39%CaO;7%~20%K2O |
|
合理施用 在酸性土壤上,施用石灰最主要的目的是中和酸性、改善作物生长的环境。其施用效果与石灰中和值、作物种类、土壤性质和施用方法有关。
石灰中和值 不同的石灰种类(包括碱性工业废渣)中和土壤酸度,提高土壤pH值的能力各异。一般用中和值(以纯碳酸钙的中和能力为100,某一石灰物质相当于同等数量碳酸钙中和能力的比值)来表示。表2列举主要几种石灰和碱性工业废渣的中和值。
表2 肥料中和值
名称 | 组成 | 中和值(%) |
生石灰 熟石灰 白云石 石灰石 硅酸钙 高炉炉渣 碱性炉渣 | CaO Ca(OH)2 CaMg(CO3)2 CaCO3 CaSiO3 CaO CaSiO3 | 150~179 120~136 109 100 86 75~90 60~70 |
各类石灰肥料的中和值因其材料性质、纯度等不同而异。其准确的中和值尚需经化学测定,以便确定适宜用量。
土壤性质 土壤反应是决定石灰需要量的主要因素。测定土壤交换性酸或水解性酸是确定石灰用量的基本依据。酸性强,用量多;土壤质地也影响石灰用量,在相似的酸度下,质密粘重的土壤用量较质轻的砂土要多。
作物耐酸性 由于植物耐酸性的差异(表3),植物对石灰肥料的需要量和施用效果也有明显不同。茶树、杜鹃、菠萝、桃等作物的耐酸性强、需钙量少,施用石灰反会抑制其生长发育,降低产量和质量。耐酸性弱的如棉花、紫花苜蓿、甜菜、番茄和柑橘等作物需钙量较多,施用石灰肥料有良好增产效益。
施用方法 一般作基肥,施用量多时可撒施后耕翻整地,达到均匀施肥的要求;用量较少时,可采用条施或穴施。作追肥时则以撒施为多,如水稻在分蘖期和幼穗期、花生在盛花期,可结合中耕时撒施。施用石灰时必需配施有机肥料和氮、磷、钾以及微量元素,但不宜与腐熟人畜粪尿、铵态氮肥混存或混用,以免造成氮素损失。也不应与磷肥、硼肥等混用,以防有效性的降低。
表3 主要植物生长最适pH值范围
耐酸性弱 的植物 | 最适pH 值范围 | 耐酸性中 等的植物 | 最适pH 值范围 | 耐酸性强 的植物 | 最适pH 值范围 |
番茄 莴苣 甘蓝 花椰菜 胡萝卜 甜菜 棉花 大麦 紫花苜蓿 葡萄 柑橘 沙打旺 草木樨 | 5.5~7.0 6.0~7.0 6.0~7.5 5.5~7.5 5.5~7.0 6.5~8.0 6.5~8.0 6.5~7.8 6.2~7.8 6.5~7.5 6.0~7.5 6.0~8.0 7.0~8.5 | 小麦 玉米 大豆 蚕豆 豌豆 烟草 花生 油菜 甘薯 甘蔗 西瓜 草莓 菠萝 苹果 | 5.5~7.5 5.5~7.5 7.0~8.0 5.5~6.5 6.0~7.5 5.5~6.5 5.3~6.6 5.8~6.7 5.5~7.5 6.0~8.0 5.5~7.5 5.0~6.5 5.0~6.0 6.0~8.0 | 燕麦 黑麦 水稻 杜鹃 茶树 马铃薯 荞麦 菠萝 桃 柿 栗 兰花 猪屎豆 亚麻 | 5.0~7.5 5.0~7.5 5.7~6.5 4.5~5.0 4.0~5.5 4.8~6.5 4.0~6.5 4.0~5.5 5.0~6.5 4.5~6.5 4.0~4.5 4.0~5.0 4.5~7.5 5.0~6.0 |
在某些含钙工业废渣中除含有镁、硅、磷、钾等植物养分外,还含对植物有毒害的物质,如造纸工业废物中含有大量Cl
-和SO
2-3盐等杂质,施用前应先晾干,以除去其中的有毒产物。