具有氮(N)標明量的單元肥料。施於土壤或植物可提高植物的氮營養水準。

  營養作用 在植物體內,氮是蛋白質、核酸和葉綠素的重要成分,與植物體的細胞增長和新細胞形成有密切關係。植物缺氮時,葉片中的葉綠素含量下降,葉色呈淺綠或黃色,光合作用也隨之減弱,從而使碳水化合物的合成量減少,導致植物生長緩慢,植株矮小。但植物吸收氮過多時,常常表現為組織柔軟,葉色濃綠,莖葉徒長,貪青遲熟,並易遭遭病蟲危害,最終也會造成減產。

  種類 按氮的化學形態可分3大類:①銨態氮肥。即氮以NH4+形態存在的肥料,主要品種有氨水、液氨、碳酸氫銨、硫銨、氯化銨等。②硝態氮肥。即氮以 NO3-形態存在的肥料。主要品種有智利硝石(硝酸鈉)、硝酸鈣;同時含有NH4+NO3-的氮肥有硝酸銨、硫硝酸銨、硝酸銨鈣等。③酰胺態氮肥。即氮以酰胺基形態存在的肥料。主要品種有尿素等。

  在中國,常用的氮肥有:①尿素。由氨和二氧化碳在高溫高壓下直接合成。含氮45~46%,呈白色至淡黃色,有一定的吸濕性。可作基肥、追肥用,但不宜作種肥。一般在縮二脲含量超過0.5%時,亦不宜用作根外追肥(噴施於葉片上)。②氨水。液體氮肥。含氮16~20%,隨雜質含量及出廠時間長短而異。呈堿性反應,易揮發損失。可作基肥、追肥用。施前必須用水稀釋數十倍至幾百倍,以免傷苗,施後應即時覆土。③碳酸氫銨。以二氧化碳通入20%的濃氨水中制成。含氮17%,呈白色至灰白色,吸濕性強,易揮發,在20℃以上的潮濕環境中極易分解,形成二氧化碳及氨而損失。可作基肥及追肥深施,但不宜作根外追肥和種肥。④硝酸銨。通常由氨中和硝酸而成。是既含銨態氮(NH4+)又含硝態氮(NO3-)的氮肥,含氮33~34%。吸濕性極強,易結塊,能助燃,在高溫下易分解成氣體,使體積驟增而引起爆炸。因此,不能將硝酸銨與油脂、棉花和木柴等易燃物堆放一起。可作基肥、追肥而不宜作種肥用。用於水田時,易發生反硝化作用造成氮的大量損失。⑤硫銨。即硫酸銨,是氨與硫酸中和反應的產物。含氮20~21%,呈白色至淺灰色,宜作追肥和種肥,也可作基肥。屬生理酸性肥料,在酸性土壤中須與石灰配合(非混合)施用,在還原性強而活性鐵含量低的水稻田中,硫酸銨易轉化成硫化氫而傷害稻根。⑥氯化銨。制堿工業的副產品。含氮23~26%,呈白色顆粒狀。屬生理酸性肥料,酸性土壤和鹽土不宜施用,忌氯作物(如煙草、馬鈴薯、甘薯等)不宜多施,也不宜在幹旱和半幹旱地區普遍地長期施用。⑦石灰氮。又名氰氨化鈣。由電氣石與氮在高溫下反應制成。含氮18~23%,呈黑色粉末狀,富含石灰,水溶液呈堿性。可作基肥用。施入土壤後需經過轉化,才能被作物吸收;轉化的中間產物脒基脲等對作物有一定毒害性,為此通常提前施用或先與有機肥料混合堆制後施用。石灰氮還有除草、殺蟲,滅菌、滅釘螺等作用。⑧含氮復合肥料。其中,磷酸銨兼含氮和磷,系磷酸一銨與磷酸二銨按2~3:7~8比例的混合物,含氮20~21%,含磷51~53%,呈灰白色至深灰色,可作基肥、追肥和種肥用;硝酸磷肥也兼含氮、磷,由硝酸銨、磷酸銨和磷酸二鈣組成,氮、磷含量均為20%,吸濕性強,易結塊,可作基肥及追肥,宜於酸性和中性土壤而不宜於水稻田。

  為減少氮素在土壤中的損失和施肥次數,長效氮肥的研制受到重視。它主要包括合成緩溶性有機氮肥(如脲甲醛、丁烯叉二脲、異丁烯叉二脲、草酰胺等)、合成緩溶性無機肥(如磷酸鎂銨)和包膜肥料(如包膜尿素)3類。因成本較高,農業生產中尚未得到實際應用。

  氮肥的施用 氮肥施入土壤以後,其中的氮素被當季植物所吸收,一部分通過微生物的同化作用和粘粒礦物的固定等作用而殘留在土壤中;還有一部分則通過各種途徑,如氨的揮發、反硝化作用、淋洗作用和徑流等離開土壤-植物系統而損失掉。據用15N示蹤技術測定,在旱地,施入土壤中的氮被作物吸收的占30~70%,殘留土壤中的占10~40%,氣態損失占10~30%,淋洗損失占5~10%。中國水稻田中硫銨、尿素和碳酸氫銨被植物吸收的約占17~76%,殘留土壤中的約占5~32%,損失的約占13~70%。

  水稻田中的硝態氮肥因易於在還原層中進行反硝化作用,其中氮的損失高者可達90%以上。銨態氮肥和尿素撒施於種植旱作物的石灰性土壤表面時,氮也易於通過氨的揮發而大量損失。因此,氮肥的施用一般采用深施的方法。在作物生長盛期施肥,使氮被植物根系迅速吸收,也可減少氮的損失。此外,施用硝化抑制劑,可減少因反硝化作用或淋洗而引起的氮素損失,但其效果尚不穩定。常見的硝化抑制劑有2-氯-6-(三氯甲基)吡啶、2-氨基-4-氯-6-甲基嘧啶、硫脲、均三嗪和2-磺胺噻唑等,某些品種已有少量工業生產。

  關於氮肥的增產效果,據中國化肥試驗網提供的統計資料,每2畝地施用40千克硫銨時,每千克硫銨約可增產3~5千克的稻谷,或2~4千克的小麥,3~6千克的玉米,1~2千克的子棉,1千克的油菜子,8~12千克的薯類或甜菜。但因影響產量的因子很多,氮肥的增產效果常有較大的變幅。

  土壤中的氮與氮肥 土壤氮素的含量、形態及其轉化和供氮能力與氮肥肥效關系極大。各種土壤含氮量的差異主要取決於環境的水熱條件和土壤的利用狀況。中國耕作土壤的含氮量大致在0.03~0.3%左右,以東北黑土的含氮量最高,約為0.2~0.35%;西北黃土母質發育的土壤、華北地區河流沖積物發育的土壤、華中丘陵地區的紅壤和華南地區的磚紅壤則含氮量較低,大致在0.06~0.1%之間;江淮丘陵地區由下蜀黃土發育的土壤和南方江、河、湖泊沖積物發育的水稻土的含氮量居中,前者在0.06~0.15%之間,後者在0.1~0.2%左右。自然植被下的未耕墾土壤,其含氮量一般高於相應的耕作土壤。

  土壤中的氮分為無機態和有機態2類。無機態氮中,粘土礦物固定態的銨約占土壤全氮量的百分之幾至十幾,其有效性受許多因素的影響。銨態氮和硝態氮約占土壤全氮量的2~3%,能被植物直接吸收利用,被稱為有效態氮。此外,還有亞硝酸態銨,在一般土壤中含量很微。有機態氮約占土壤表土全氮量的90%或更高,經微生物分解轉化為銨態氮和硝態氮後,易為作物吸收。在作物生長期間,除利用土壤已經積累的少量硝態氮和銨態氮外,還在相當大的程度上依賴於土壤有機態氮的礦化作用。中國一季作物生長期間土壤的自然供氮量約為2~7 千克/畝,占高產條件下水稻和麥類總吸氮量的45~75%。但就多數耕作土壤而言,氮素仍是作物生長中主要的養分限制因子,施用氮肥是農作物增產的重要手段。