氮肥的生成和使用

氮肥的制作方法氮肥是农业生产中必不可少的一种肥料，它能够为作物提供充足的氮元素，促进植物的生长发育，提高产量和质量。

氮肥的制作方法有多种，下面我们就来详细介绍一下其中几种常见的制作方法。

一、尿素法制氮肥尿素法制氮肥是目前应用最广泛的一种制作方法，其原理是利用尿素和甲醛反应生成甲酰尿素，再通过加热脱水反应制得氮肥。

其具体步骤如下：1. 将尿素和甲醛按一定比例混合，加入反应釜中。

2. 在加热的条件下，尿素和甲醛发生缩合反应，生成甲酰尿素。

3. 经过脱水反应，甲酰尿素分解为氨和二甲醚，产生氮肥。

尿素法制氮肥的优点在于原料易得、成本低廉、生产效率高，而且产品质量稳定，适用于大规模生产。

二、硝酸盐法制氮肥硝酸盐法制氮肥是利用硝酸盐的氮元素制取氮肥，其过程包括硝化反应和蒸发结晶两个步骤。

1. 硝化反应：将氨气或尿素溶液与硝酸盐反应，生成硝酸铵或硝酸钾等硝酸盐。

2. 蒸发结晶：将硝酸盐溶液加热蒸发，待溶液浓度达到一定程度后，结晶分离出氮肥。

硝酸盐法制氮肥的优点在于产品含氮量高、营养丰富，能够迅速为作物提供充足的氮元素，但其生产成本较高，且易受环境污染影响。

三、氨法制氮肥氨法制氮肥是利用氨气和二氧化碳等原料制取氨基酸，再通过进一步反应得到氮肥。

其具体步骤如下：1. 合成氨基酸：将氨气和二氧化碳在高温高压下反应，生成氨基酸。

2. 氨基酸反应：将氨基酸与其他化合物反应，生成氮肥。

氨法制氮肥的优点在于产品纯度高、营养成分均衡，且产生的废气可回收利用，但其生产成本较高，且技术要求较高。

以上三种制氮肥的方法都有其优点和缺点，具体应用时需要根据生产需求和成本效益等因素进行选择。

同时，为了保护环境和提高氮肥利用效率，还需要探索新型制肥技术和绿色肥料。

氮肥的生产和使用氮肥（英文：nitrogen fertilizer）是一种以氮元素作为主要营养元素，为作物提供营养的肥料。

在农业生产中，氮肥占据着非常重要的地位，因为氮肥可以增加作物的产量和品质，对于保障粮食安全和全球农业生产具有重要意义。

本文旨在介绍氮肥的生产和使用过程，以及其对环境和人类健康的影响。

一、氮肥的生产过程氮肥的生产过程主要分为两种：合成氨法和生物固氮法。

其中，合成氨法是目前工业生产中主要采用的方法，生物固氮法则是利用植物和微生物特性来固定氮的方法。

（一）合成氨法1、原料准备合成氨法生产氮肥的原料主要是空气（含有78%的氮气和21%的氧气）和天然气（含有甲烷等烷烃类物质）。

此外，生产过程中还需要使用催化剂、蒸汽和水等。

2、氨的合成氨的合成主要是通过催化剂加入热力学推动力来实现。

具体来说，利用高压、高温下的原理，将氧气和氮气经过压缩、揉合等处理后，将其与天然气混合送入催化器，在催化剂的作用下，得到氨的反应。

这个过程需要注意保持催化剂的稳定和活性。

3、氨的纯化氨生成后需要进行纯化处理，以去除其中的杂质和异物。

主要通过蒸馏、吸附等方法进行。

4、制成氮肥制成氮肥的过程主要是将氨与一定量的酸等附加物进行反应，得到硝酸和尿素等氮肥产品。

在此过程中，需要配合一定的工艺和设备来实现。

（二）生物固氮法1、选择合适的生物固氮菌株生物固氮法的第一步是选择合适的菌株，在自然条件下，合适的固氮菌有多种，但是需要根据生态环境和土壤条件进行筛选和优化。

2、土壤改良为了提升生物固氮的效率，需要对土壤进行改良。

这里主要是通过添加有机肥料、硝酸盐和营养物质等来改善土壤环境。

3、种植作物在准备好固氮菌株和优质土壤后，需要培育种植对于生物固氮有很好效果的作物。

这类作物通常包括豆类和某些牧草等，可以更好地利用固氮的优势。

4、固氮生产在种植固氮作物后，作物根系就可以与菌株产生接触并发酵，释放大量的氮气。

这个过程是需要一定时间的，可根据选定的菌源、土壤和气候等环境因素的不同而有所差异。

氮肥的种类、性质和施用<一> 氮肥的种类和性质根据化合物形态分：铵态氮肥、硝态氮肥、酰胺态氮肥。

一、铵态氮肥：含有铵根离子（NH4+）或氨（NH3）的含氮化合物。

包括碳酸氢铵（NH4CO3）、硫酸铵((NH4)2SO4)、氯化铵（NH4Cl）、氨水（NH4OH）、液氨（NH3）等。

1.共同特点：（1）易溶于水，是速效养分，作物能直接吸收利用，肥效快。

（2）NH4+被土壤胶体吸附形成交换性养分，移动性小，不易淋失。

（3）遇碱性物质分解产生氨气挥发损失。

在使用时，不能和碱性肥料混合使用；在储运时防止挥发（密封、开袋后使用）；石灰性土壤深施覆土。

（4）在通气良好的土壤中，易发生硝化作用形成硝态氮。

（5）肥效比硝态氮肥慢但长，可作追肥，也可作基肥。

2.常用的铵态氮肥：（1）氯化铵：分子式NH4Cl，含N 24～25％。

肥料水溶液呈弱酸性反应；物理性状较好，吸湿性略大于硫酸铵，属于生理酸性肥料。

适宜作基肥、追肥，不宜作种肥。

施用时忌氯作物不要施用，稻田可长期施用。

（2）硫酸铵：分子式(NH4)2SO4，一般称为标准氮肥。

含N 20～21％。

肥料水溶液呈弱酸性反应；物理性质好（不吸湿、不结块），属于生理酸性肥料，长期单独施用会使土壤酸化。

适宜作基肥、追肥和种肥，适宜各种作物，喜硫作物施用效果更好。

施用时不宜长期单独施用，石灰性土壤或水田要深施，水田不宜长期施用。

（3）碳酸氢铵：分子式NH4HCO3，含氮17%左右。

肥料水溶液呈碱性反应；化学性质不稳定，易分解挥发损失氨，易发生潮解、结块，不残留任何副成分，被称为“气肥”。

可作基肥、追肥，不宜作种肥。

施肥时一不离土，二不离水。

二、硝态氮肥：含有硝酸根离子（NO3－）的含氮化合物。

包括硝酸铵、硝酸钠、硝酸钙等。

1.共同特点：（1）白色结晶，易溶于水，属速效性氮肥。

（2）不易被土壤胶体吸附，易淋失。

（3）嫌气条件下发生反硝化作用，生成N2、N2O等损失氮素。

其次课时氮肥的生产和使用基础巩固1.下列说法不正确的是()A.氨水也可直接作化肥B.“雷雨发庄稼”属于自然固氮C.“肥田粉”属硝态氮肥D.铵盐氮肥都是白色易溶于水的晶体,易分解,要保存在阴凉处解析:“肥田粉”是硫酸铵的俗称,应属于铵盐类氮肥。

氮的固定是指将游离态的氮(N2)转变为含氮的化合物,氮的固定分为生物固氮、自然固氮和工业固氮等,在自然条件下,将空气中的氮气转化为化合态的氮属于自然固氮。

答案:C2.检验氨气可选用()A.潮湿的蓝色石蕊试纸B.潮湿的红色石蕊试纸C.潮湿的品红试纸D.潮湿的淀粉碘化钾试纸解析:氨气遇水生成NH3·H2O,NH3·H2O是弱碱,从而使潮湿红色石蕊试纸变蓝。

答案:B3.下列有关氨的叙述中,不正确的是()A.氨气易溶于水,可以用来做喷泉试验B.氨水的密度比水的小,且浓度越大,其密度越小C.蘸有浓氨水的玻璃棒和蘸有浓硫酸的玻璃棒相靠近,两棒之间会产生大量的白烟D.氨水可作为氮肥使用解析:氨气极易溶于水,可以做喷泉试验,A正确;氨水越浓,密度越小,B正确;浓硫酸不是挥发性酸,不能形成大量白烟,C不正确;氨水也可作为氮肥使用,D正确。

答案:C4.下列有关氨和铵盐的说法正确的是()A.氨和铵盐都易溶于水,都能生成N H4+B.氨气溶于水,溶液呈碱性,是由于生成了大量的NH4OHC.试验室制备氨气的试剂和装置可为D.工业上可用氨作制冷剂解析:氨气溶于水生成一水合氨,它能部分电离出N H4+,铵盐溶于水可直接电离出N H4+,A正确;N H4+和OH-不能大量共存,氨水中不会有大量的NH4OH,B不正确;试验室制备氨气用铵盐与Ca(OH)2加热制取,如用NH4Cl直接加热,得不到氨气,C不正确;工业上可使用液氨作制冷剂,D不正确。

答案:A5.氯化铵和氯化钠可用下列哪一种方法分别()A.加入氢氧化钠B.加入AgNO3溶液C.加热法D.加入水解析:应用NH4Cl加热易分解,低温又化合的性质。

7.3 常用化学氮肥的种类、性质和施用氮肥工业一般以空气中的氮气（N2）和燃料（煤、石油、天然气）中的氢气（H2）为原料，在高温、高压和催化条件下合成氨，再经多种氨加工流程，生产各种商品氮肥。

合成氨的基本反应如下：合成的氨可直接作氮肥施用，也是加工其它氮肥的基本原料。

氨在常温常压是气体，部分理化性质如表7-2。

20世纪60年代以来，美国的肥料以液氨和由液氨配制的流体复混肥比例较高，西欧、前苏联生产硝铵较多，中国、日本以及多数发展中国家主要发展尿素。

1995年我国的氮肥结构中，碳酸氢铵氮899.7×104吨，占总产量的48.4%；尿素氮805.7×104吨，占43.4%，其余的含氮肥料包括：氯化铵、硝酸铵、磷铵、硝酸磷肥、硫酸铵、氨水等一共151.4×104吨，占8.2%。

表7-2 氨的部分理化性质）性质氨（NH3分子量17.03含N，% 82.0沸点-33.4℃冰点-77.7℃液体密度637.8g/L(0℃)蒸气密度0.708g/L(0℃)气化热 4.42kJ/g(-33.4℃)对化学氮肥来说，有不同的分类方法。

最常用的是按含氮基团进行分类。

据此，可以将化学氮肥分为铵（氨）态氮肥、硝态（硝铵态）氮肥、酰胺态氮肥、氰氨态氮肥四类。

通过各种物理和化学方法可将肥料加工成缓释的长效肥料，由于其性质有别于一般化学肥料，故也将之作为一类肥料加以介绍。

7.3.1 铵（氨）态氮肥养分标明量为铵盐（氨）形态氮的单质氮肥称为铵（氨）态氮肥。

如碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵、氨水、液氨等。

它们的共同点包括：（1）易溶于水，作物能直接吸收利用，肥效快速；（2）肥料中的铵离子解离后能与土壤胶体上的交换态阳离子交换而被吸附在胶粒上，在土壤中移动性不大，不易流失；（3）在碱性环境中易分解释放出氨气，尤其是液态氮肥和不稳定的固态氮肥本身就易挥发，与碱性物质接触后挥发损失加剧；（4）在通气条件良好的土壤中，铵（氨）态氮可进行硝化作用，转化为硝态氮，使化肥氮易遭流失和反硝化损失。

氮肥生产工艺流程
氮肥生产工艺流程主要包括丁烷气相氨法和铵盐法两种方法。

下面分别介绍这两种工艺流程。

一、丁烷气相氨法：
该方法是使用丁烷作为原料，通过热解和氧化反应制取氨气，并将氨气与甲烷进行催化氰化反应生成丙烯腈，在经氢化还原和纯化后得到溶液。

具体工艺流程如下：
1. 丁烷热解：将丁烷加热到600-650摄氏度，通过热解反应产
生氨气和丙烯。

2. 氧化反应：将丁烷热解产生的氨气与空气进行混合，经过氧化反应生成氰化氢。

3. 催化氰化反应：将氨气与氰化氢进行催化反应，生成甲烯腈。

4. 氢化还原：将甲烯腈经过提纯后，进行氢化还原反应，生成丙烯腈。

5. 纯化：对丙烯腈进行纯化处理，除去杂质。

6. 产品收集：将纯化后的丙烯腈收集，作为氮肥的原料。

二、铵盐法：
该方法是用铵盐作为原料，通过氨化反应生成氨气，并与二氧化碳反应生成尿素，再经纯化处理得到氮肥。

具体工艺流程如
下：
1. 氨化反应：将铵盐与石灰石和水进行反应，生成氨气和一些水合氨。

2. 还原反应：将氨气与甲醇进行反应，产生甲醇氨化物。

3. 合成尿素：将甲醇氨化物与二氧化碳反应，生成尿素。

4. 结晶和干燥：将合成的尿素溶液进行结晶和干燥处理，得到固体尿素。

5. 粉碎和包装：对固体尿素进行粉碎处理，最后进行包装即可得到成品氮肥。

以上介绍的是氮肥生产的两种主要工艺流程。

这两种方法各有优劣，具体选用哪种方法，取决于原料供应和最终产品要求等因素。

铵态氮肥的应用原理1. 什么是铵态氮肥铵态氮肥是一种含有铵离子（NH4+）的氮肥，属于氮肥的一种常用形态。

它由氨气和酸性物质反应合成，形成铵盐化合物。

铵态氮肥广泛应用于农业生产中，是提高作物产量和质量的重要肥料之一。

2. 铵态氮肥的应用原理铵态氮肥的应用原理是通过供应植物所需的氮元素，促进作物的生长和发育。

铵态氮肥可以在土壤中迅速解离，释放出铵离子（NH4+），植物根系吸收铵离子后，通过根毛向上导向植物体内各部位。

铵态氮肥的应用原理主要包括以下几个方面：2.1 提供氮源铵态氮肥作为一种氮肥，主要目的是为作物提供氮源，满足作物对氮元素的需要。

氮元素是植物生长发育中不可或缺的基本营养元素，参与到植物体内的各个代谢过程中，如蛋白质合成、叶绿素合成等。

2.2 缓解土壤酸化铵态氮肥具有酸性的性质，当铵态氮肥施用到土壤中时，会生成酸性物质，降低土壤的pH值。

适量的土壤酸化有助于提高土壤中铁、锌、锰等微量元素的有效性，促进植物对这些元素的吸收。

此外，适度的土壤酸化还可以抑制某些病原菌的生长。

2.3 增加土壤离子交换能力铵态氮肥施入土壤中会释放铵离子，而土壤颗粒表面带有负电荷的离子交换复合物可以吸附铵离子。

铵态氮肥的施用可以增加土壤中的铵态氮含量，从而增加土壤的离子交换能力，改善土壤的肥力。

2.4 促进作物生长铵态氮肥的施用可以促进作物的生长，主要表现为增加茎、叶、根的生长量和重量。

铵态氮肥作为一种高度有效的氮源，能够被植物根系迅速吸收，满足作物对氮元素的需求，从而促进作物的生长和发育。

2.5 提高作物品质铵态氮肥的施用还可以提高作物的品质。

研究表明，适量的铵态氮肥施用可以提高作物的蛋白质含量、鲜重和块茎产量等。

铵态氮肥能够影响植物体内的氮含量和平衡，进而影响植物的生长过程和性状。

3. 铵态氮肥的施用注意事项铵态氮肥的施用需要注意以下几点：•适量施用：铵态氮肥的施用量要根据作物的生长阶段和氮素需求来确定，避免施用过量造成土壤酸化、浸蚀等问题。

氮肥的高效施用技术氮肥在作物生产过程上由于对作物产量的调控能力最强，因此使用量最大、使用最频繁。

氮肥施入土壤后的转化比较复杂，涉及化学、生物化学等许多过程。

不同形态氮素的相互转化造成了肥料氮在土壤中较易发生挥发、逸散、流失，不仅造成经济上的损失，而且还可能污染大气和水体。

因此，氮肥的合理高效施用就愈显重要。

一、氮肥的合理分配氮肥的合理分配主要依据土壤条件、作物氮素营养特性及氮肥本身的特性来确定。

1.土壤条件土壤酸、碱性是选用氮肥的重要依据。

碱性土壤应选用酸性和生理酸性肥料。

这样有利于通过施肥改善作物生长的土壤环境，也有利于土壤中多种营养元素对作物有效性的提高。

盐碱土上应注意避免施用能大量增加土壤盐分的肥料，以免对作物生长造成不良影响。

在低洼、淹水等易出现强还原性的土壤上，不应分配硫酸铵等含硫肥料，以防止硫化氢等有害物质的生成，在水田中也不宜分配硝态氮肥，以防止氮随水流失或反硝化脱氮损失。

2.作物营养特性不同作物种类对氮肥的需要数量是大不相同的。

一般来说，叶菜类尤其是绿叶菜类、桑、茶、水稻、小麦、高粱、玉米等作物需氮较多，应多分配氮肥。

而大豆、花生等豆科作物，由于有根瘤，可以进行共生固氮，只需在生长初期施用少量氮肥。

甘薯、马铃薯、甜菜、甘蔗等淀粉和糖类作物一般只在生长初期需要充足的氮素供应，形成适当大小的营养体，以增强光合作用，而在生长发育后期，氮素供应过多则会影响淀粉和糖分的积累，反而降低产量和品质。

同种作物的不同品种之间也存在着类似的差异。

耐肥品种，一般产量较高，需氮量也较大；耐瘠品种，需氮量较小，产量往往也较低。

二、氮肥施用量的确定生产、科研实践证明：随着氮肥施用量的增加，氮肥的利用率和增产效果逐渐下降。

据统计，1993～1994年度我国平均每公顷农田消耗氮肥(以N计)高达188kg，比同期世界平均消耗50.3kg的水平高出3.7倍。

在一些经济发达的地区，由于过量施用氮肥而造成的经济损失和环境质量破坏，已达到非常严重的地步，恢复和重建其良好生态系统将要付出极其沉重的代价。