从生产和使用两方面谈钙镁磷肥 [复制链接]

第5版()
专栏：

从生产和使用两方面谈钙镁磷肥 侯德榜
钙镁磷肥在中国是磷肥的一个新品种，是解放以后才逐步发展起来的。在国外，日本钙镁磷肥的发展也不过只有十至十五年的历史。在世界范围内，除掉托马斯炉渣磷肥发展较早外，熔融磷肥大量发展也只有二十至三十年的历史。钙镁磷肥的特点是，它不需要用硫酸来制造，生产流程也比较简单。它不象过磷酸钙那样是水溶性的磷肥，而是一种枸溶性的磷肥。这就是说，它可以大部分溶解在百分之二的枸橼酸（即柠檬酸）里。这种枸溶性的五氧化二磷（P2O5），就叫作“有效磷”。由于钙镁磷肥不是水溶性的，它的肥效发挥较慢一些。正是因为钙镁磷肥不是水溶性的，不易被水流失（在水稻田中），同时也不容易被土壤中的铁和铝离子所固定，所以，钙镁磷肥同过磷酸钙相比较，它在初期肥效慢一些，而在后期肥效则比过磷酸钙强。并且，一般的碱性肥料不能与酸性肥料混合使用，而钙镁磷肥虽是碱性肥料，却可以与酸性肥料如硫酸铵、氯化铵、硝酸铵等混合使用，不虞氨的损失。它与过磷酸钙混合使用，就得到速效与长效相结合。这是它的最大特点。此外，钙镁磷肥可用以拌种籽和沾秧根，不象过磷酸钙那样可能灼伤幼苗和幼根。一
钙镁磷肥是用含镁高的硅酸盐同磷矿石在高温下熔融制成的。磷矿石是一个不溶解的含磷酸三钙的矿石，它在水中不能溶解，必须经过酸处理（如硫酸），或与碱性较强的物质（如纯碱），或含镁高的物质（如蛇纹石等）在高温下熔融，才能发挥它们的有效磷。最初的时候，有雷南尼亚磷肥，它也是在高温下，用纯碱烧成的。由于纯碱的碱性较强，所以，在比较低的温度摄氏一千三百五十度以下就可以熔成。但因为纯碱价格较贵，就想用含镁的硅酸盐来代替纯碱。利用氧化镁来代替氧化钠。经过试验后发现，假使用含镁高的硅酸盐来代替纯碱，熔融温度需提高到摄氏一千四百七十度左右（视配料情况）才能与磷矿石熔融而起反应，得到有效磷高的钙镁磷肥。
在制造过程中，用磷矿石与含镁高的硅酸盐，须以一定的比例相配合。这种配合料一般是蛇纹石、橄榄石（但须含镁高含铁低的）、滑石、石棉石、氧化镁、硫酸镁、菱苦石、白云石以及硼镁渣等。总而言之，镁是主要的原料，一切含镁高的，而不多含钙、铁、铝、硅的矿石，都可以用作配料。以上这些配料都曾用于生产钙镁磷肥。由于这些配料矿石含镁的成分不一致，有的除含镁外，还多含有二氧化硅、铁、铝、碳酸钙等，有的不含，所以配料的比例就有所不同。按照一定的比例配料，就可以得到合格的钙镁磷肥。
钙镁磷肥与过磷酸钙对原料的要求不同。钙镁磷肥因转化率高，磷矿石含磷品位不一定要求高（即磷矿石含铁、铝多一些也可用）。这与过磷酸钙的要求有所不同（过磷酸钙要求磷矿石需含五氧化二磷（全磷）在百分之三十二以上，而钙镁磷肥只要求磷矿石含五氧化二磷在百分之二十四以上）。也就是说，中、低品位的磷矿石也可以用以制造合格的钙镁磷肥，得到有效磷仍有百分之十六至百分之十八以上。这是钙镁磷肥与过磷酸钙对原料的要求有不同的地方。
另外一个不同的地方是对铁和铝的要求。钙镁磷肥对铁、铝含量的要求一般不很严格，曾有含铁（三氧化二铁）高到百分之十八的磷矿石，也可制出合格的钙镁磷肥。相反地，过磷酸钙生产要求含三氧化二铁和三氧化二铝的总和不超过百分之三。如果制造过磷酸钙用含铁和铝高的矿石，就消耗的硫酸多；又若含二氧化碳高，则费酸也高。如果制造过磷酸钙用含铁和铝及二氧化碳高的矿石，因消耗的硫酸多，很不合算。而在土壤中，铁和铝高时，就会使过磷酸钙的有效磷酸固定，不再是有效磷了。在铁、铝之间，铁比铝影响有效磷还要大。
如果磷矿石中含氟高，在熔融过程中制造钙镁磷肥时，其大部分的氟可以挥发出来，从尾气逸出。所以，钙镁磷肥在熔融的过程中兼有大部分地脱氟的作用。
钙镁磷肥除含有效磷以外，还含有氧化镁和二氧化硅。镁和硅对某些作物（如水稻）也是一种肥料。比如说，水稻田中含硅不够，若水稻谷粒含二氧化硅不到百分之二，稻秆含二氧化硅不到百分之六，则水稻易倒伏，产量也不高。
除了钙镁磷肥含有枸溶性的五氧化二磷外，由于它不是水溶性的，一般说来，对粒度要求的就要细一些。钙镁磷肥的粒度一般应在百分之九十通过八十网目，或更细。这也可以说是它的缺点，因为磨得更细就需要多损耗设备，也要多消耗电力。但过磷酸钙也需要磷矿石磨得细，而钙镁磷肥需要产品磨得细，其实两个品种在制造过程中都要求经过磨细。日本曾经做过大规模的试验，谓钙镁磷肥可不磨细，只磨到负十（－10）网目。据说这粗粒的肥效比负七十（－70）网目的粉末肥效还大。这种情况，可能是由于粗粒的钙镁磷肥在水稻田中，不易被水流失，不易被土壤中溶解的铁和铝离子所固定，所以它的“后效”比过磷酸钙强。据广东省农业科学院试验，钙镁磷肥后效如为一百，过磷酸钙的后效只有六十三。
制造钙镁磷肥是如上所述，在摄氏一千四百七十度温度（或者稍低些）熔融的。熔渣马上被冲到冷水中，使熔融的钙镁磷肥骤冷下来，变成固体溶解的颗粒。骤冷的工作十分重要。骤冷作用使钙镁磷肥成为玻璃状的固体物，或者说是固体溶解体的状态多含有效磷。这种状态不是很稳定的，假使温度再提高到摄氏五百五十度至六百度，玻璃溶解体状态就逐渐转化为结晶体状态，也就是说，它又恢复到磷矿石那样结晶体的状态了。这样，其有效磷就大大降低了。因此钙镁磷肥半成品在烘干、磨碎的过程中，如温度过高（超过摄氏四百五十度的话），有效磷就可能会降低，玻璃状的结构就逐渐变成磷矿石那样的结构，这样枸溶率就不免降低。温度愈高，转化也愈快。经验证明，钙镁磷肥熔融的溶液，如果不即流入水中骤冷，而置于空气中慢慢地冷，有效磷就会大大降低。因为，在慢慢冷的过程中，玻璃状的状态就有机会转变为结晶体状态而有效磷就不免降低。钙镁磷肥不是结晶结构，故它的面积特别小。比如说，磷矿石的面积每克有二十平方米，钙镁磷肥的面积则只有零点一平方米。反之，过磷酸钙的面积有七十至八十平方米。从这一点看来，钙镁磷肥就需要研磨得比较细，使表面积加大，接触面提高，溶解吸收都加快。
总结以上情况，生产钙镁磷肥具有以下十一项优点：可以利用中、低品位的磷矿石；可以使用含铁、铝和二氧化碳较高的磷矿石；它所含的镁和硅，也是农作物的营养料；在制造过程中，它可以脱出大部分的氟；它是一种慢性的、溶解慢的碱性磷肥，但可与酸性氮肥（如硫酸铵）混合同时使用，不致使氨分解出来而致损失；它对酸性土壤（低产田）有改良土壤的功效；它可用于拌种籽及沾秧根，不虞灼伤；它可通过施用于绿肥，可以达到“以磷增氮”的目的，既有磷、又有氮，而不需另加氮肥；因为它不是水溶性的，就不易被水流失，也不易被土壤中游离的铁和铝所固定，故其后效大（后劲强）；在制造过程中，通过高温熔融可以回收宝贵的副产镍铁；可以不用硫酸，节省大量的硫酸以支援其他化学工业。在它的缺点方面，有如下七点：钙镁磷肥用高炉法制造需要块矿原料；由于它不是水溶性的，所以发挥肥效比较慢，初期肥效不太显著，因此它不宜用作追肥；它需要很好的骤冷，才能得到枸溶性高的玻璃状固体物，含有效磷高，而在加热烘干过程中不允许用过高温度来干燥（超过摄氏四百五十度）；它的产品须磨得很细，磨细需消耗很大的电力，且致设备的磨损；由于它磨得很细，呈粉末状，对包装要求就比较严格，须用较紧密的袋子包装，避免运输中损失；它不宜于碱性强的土壤；对缺硫土壤或喜硫的豆科作物，它不如过磷酸钙好。
总之，钙镁磷肥的优点多于缺点。肥效与过磷酸钙比较，一般不相伯仲，而特别适用于酸性缺磷的红黄土壤，且能保持后效。二
钙镁磷肥的发展并不是一帆风顺的。我国在一九五八至一九六一年间生产的钙镁磷肥，由于产品质量不稳定，使用不得法，在许多地方使用后没有收到应有的肥效。许多农民对这个肥料品种当时没有信心。主要的原因是，在制造时配料不适当；熔融温度不够高，熔融后也未注意骤冷；烘干温度也太高。更重要的是，研磨得不够细，因此撒施于旱地小麦肥效不显著。同时，也未掌握正确的施肥方法，施在水稻田中的钙镁磷肥堆在一块不与根系接触，不能被根系吸收，也就不能发挥它应有的肥效。现在，由于农民掌握了使用它的科学方法，使农作物的根系与肥料密切接触，因而充分地发挥了它的肥效。综合起来，农民使用钙镁磷肥的方法有好几种：一种方法是，把钙镁磷肥集中施用，埋在作物的根部，使它与根系接触；另一种方法是，用它来拌种子，随种子施用，则肥粉易被种子吸收，并使种子早茁芽生长；对水稻田使用方法较多，如“打耙面”法、蘸秧根法、塞禾蔸法、沾秧根法、撮根旁法等等。总而言之，因为钙镁磷肥是枸溶性的，不是水溶性的，在水田里溶解移动性差，所以要使它与作物根系密切接触，才会收到快速吸收之效。又因为钙镁磷肥肥效发挥得比较慢，所以就要较早地施下。这是施用钙镁磷肥的特点，发挥其后效的方法。
钙镁磷肥同其他化学肥料一样，最好与人畜粪尿、厩肥及植物茎、叶、根、秆等堆沤七至十五天后施用。
钙镁磷肥的施用量，一般每亩用二十至四十斤，最多不要超过五十斤。过量的施用就不会按施肥量成比例增产，因此显得不太经济。钙镁磷肥有很多磷的余效，就是说，施下三十至四十斤到土壤中，除了本熟作物能收到效益外，对第二作、甚至第三作，也能得到收效。经验证明，钙镁磷肥对大小麦、头熟作物发挥了肥效以后，继之对早稻仍有百分之七十五的余效。如果头熟施用于早稻，则晚稻可不施肥或减少磷肥用量。所以头熟应施用在小麦或大麦作物上，让下一年春季早稻与秋季晚稻获得其余效，不要另施肥。过磷酸钙的余效一般没有这么大。这也是钙镁磷肥与过磷酸钙不同的地方。
我国农民创造性地发现使用钙镁磷肥的科学方法，这个方法就是将钙镁磷肥不直接单用作磷肥施用，而先施用于绿肥（红花草、金花草、紫云英、苜蓿、苕子、肥田萝卜等等）。每亩施用三十至五十斤钙镁磷肥，可以得到四千至五千斤绿肥。犁翻入地就可以在本块地里发挥着氮肥作用（除磷肥的效益外），约相当于三十五斤的硫酸铵，并且得有有机物之益。因此钙镁磷肥施于绿肥作物，不但可以有磷肥的肥效，也可以得到氮肥的肥效，即通常说的“以磷增氮、磷氮兼收”的最经济的方法。这种施肥方法，在南方酸性、缺磷的各类红黄土壤肥效非常显著（每斤磷肥可增产谷物三至五斤）。按现在的情况，这种方法适用于浙江、江西、福建、广东、广西、湖南、湖北、贵州、云南、四川等省，即长江以南一大片土地都可使用。有人问，对北方冷酸田及旱地可否使用？可以说，通过农民创造性的施用方法，也可使钙镁磷肥适用于北方旱地，但北方土地也有许多可以种植水稻的。我们迫切等待着农业工作者对北方土壤的科学实验。例如河北省石家庄附近的黄土壤、沧县附近的盐碱地、东北吉林延边水稻产区的白浆地，以及黑龙江、牡丹江的白浆土等土质，在施用了钙镁磷肥以后，是否可以得到与南方地区同样的效果？此外，钙镁磷肥和过磷酸钙按适当的比例配合施用，对北方碱性土壤及冷酸田，是否会更有明显的增产作用？这一问题，我们相信通过农业科学工作者的辛勤劳动，一定能够得出令人满意的答案。