化學肥料（英文名：chemical fertilizer）簡稱化肥。化肥是以石油、天然氣、磷灰石、石灰石、鉀礦石等礦物與水、空氣等為原料用化學方法制成的營養肥料，多數為無機鹽，也有有機態或螯[áo]合態化合物，含有一種或幾種農作物生長所需的營養元素。化肥品種較多，只含一種可標明含量的營養元素的化肥，稱為單元肥料，如氮肥、磷肥、鉀肥以及次要常量元素肥料等。含有氮、磷、鉀三種營養元素中的兩種或兩種以上，稱為復合肥料或混合肥料。化肥對提高農業產量起著重要作用，高產量糧食的獲得主要是依靠施用化肥。但土壤長期施用化肥，會對環境和健康產生不良影響。
發展歷史
自古代和中古世紀起，人們就開始施加各種礦物質或有機化合物來提高作物產物。但是，直至近代二、三百年，對于對于施加物的探索還是幾乎全憑經驗，通常是偶然性地或經過反復試驗后才發現，往土壤中施加某種有機廢物或礦物質能促進植物的生長，施加物可以是糞便、骨粉、木薪灰、硝石和石膏。隨著科技的發展，科學家們確定了植物體內各種礦物質的數量及其重要性。1840年，李比格（Liebig）提出“植物礦質營養學說”，強調從土壤中取得的礦物元素在植物營養中的價值，并強調補充這些元素以保持土壤肥力的必要性，奠定了肥料工業的基礎。
1854年，英國建立了世界上第一個生產過磷酸鈣的工廠。1861年，德國在施塔斯富特（Stassfurt）開采光鹵石并開始建立鉀肥工業。氮肥工業則比磷肥、鉀肥晚了半個多世紀，早期只有智利的天然硝石和煤焦工業的副產品硫酸銨；氮肥中最重要的尿素，是在20世紀初出現工業規模的合成氨生產之后。1922年，在德國奧堡（Oppau）建立起第一座以氨和二氧化碳為原料生產尿素的工業化裝置。1920年，美國氨公司制成第一個復合肥料磷酸銨，緊接著，德國制成了硝酸磷肥。第二次世界大戰結束后，隨著農業、化肥工業的發展，各種規格的高效復合肥料開始出現。
理化性質
物理性質
化肥的物理性質因品種不同而不同，但總體來說，大多化肥都為晶體或者粉末，具有吸濕性，易吸濕結塊，易溶于水。
化學性質
不同化肥的化學性質同樣不同，有些化肥屬于危險貨物，易燃燒爆炸，如硝酸銨。有些因具有酸堿性而有一定的腐蝕性，如重過酸鈣、過磷酸鈣、氨水。化肥中的磷肥、鉀肥化學性質較穩定，但是有部分氮肥穩定性差，容易分解揮發，如碳酸氫銨、吸濕后就能分解揮發出氨。
化肥種類及作用
化肥（也稱無機肥料）種類繁多，根據養分的成分可分為：氮肥、磷肥、鉀肥、復合肥、微量元素等；根據用途可分為：基肥和追肥；此外還可分為速效肥、緩效肥、長效肥，土壤用肥、葉面用肥等，不可食用。基本涵蓋作物必需的營養元素。作物的碳、氫、氧主要是從空氣（CO?、O?）和水中取得，而其余的氮及其它營養元素則需從土壤中吸收。但土壤并不能永遠滿足這些營養元素的供應，當土壤供應不足時，則須通過施肥來補充。通常土壤中最易缺乏，而植物需求量比較大的是氮、磷、鉀3種營養元素。氮肥、磷肥、鉀肥也是常用的化肥。
氮肥
氮是農作物生長必需的第一大要素，因而氮肥也是化肥工業中產量最大的肥料品種。氮肥品種主要有尿素、硝酸銨、硫酸銨、碳酸氫銨、氯化銨等，其中尿素為最主要的氮肥。氮能加強光合作用，促進蛋白質的形成，以促進作物生長。氮是組成蛋白質的重要成份，蛋白質中約含有16%的氮。蛋白質是作物細胞原形質的重要組成部分，所以氮和有機體的生命活動有著密切的聯系。氮亦存在于葉綠素中，作物若缺乏氮，葉綠素的形成就要緩慢。作物缺乏氮時葉片會泛黃。
磷肥
磷肥是以磷素（P2O5）為主要養分的肥料，常見的磷肥有過磷酸鈣、重過磷酸鈣，它們共同的特點是呈深灰或灰白色顆粒，有酸味，同時有腐蝕性。磷在作物中的含量比氮要少，種子中含磷較多約為1%左右（干物中），莖葉中含磷最少，磷在作物發育生長過程中起著重要的作用。磷能助長根毛的發育，吸收到更多的養分及水分。磷還能促進子實早熟、加強莖桿堅韌性、增加病害抵抗力、改善作物品質等。作物缺乏磷時，會影響繁殖器官的形成，尤其是禾米類的作物能直接影響產量。缺磷嚴重時，葉片卷曲，葉面有各種紫、褐、紅各色的暗斑。利用廢酸生產的磷肥中還會帶有三氯乙醛，對作物造成毒害。
鉀肥
鉀肥為具有鉀（K2O）標明量的單元肥料。主要有硫酸鉀、氯化鉀、窯灰鉀肥。習慣上將草木灰（主要成分為碳酸鉀）也列為鉀肥。大多易溶于水，在土壤中溶解后以離子態游離在土壤中或被吸附在土壤膠體上。鉀對作物中糖類的形成有密切的關系，作物缺乏鉀時，光合作用會受到影響，淀粉的生成量減低，作物若能得到充分的鉀素營養，不僅能提高作物產量，同時還能提高種子中蛋白質的含量、增加作物病蟲害的抵抗力等。
復混肥
復混肥是復合肥料和混合肥料的統稱，是含有N、P、K中兩種或兩種以上營養元素的化肥，常見的化肥有磷酸二氫鉀、氮磷鉀多元復混肥等。復混肥的優點是養分全面，同時具有N、P、K中兩種或兩種以上營養元素的作用；有效養分總量高，氮、磷、鉀總量一般為30%~40%；二是物理性狀較好，顆粒堅實，無塵，均勻，吸濕性小；三是副成分少，對土壤性質的不利影響少；四是配比多樣化，便于選擇應用；五是生產成本低，可以節約開支。
微量元素肥料
微量元素肥料是含有某些微量元素如鋅、硼、、鐵、銅、錳等的化肥，這些微量元素在植物體內含量雖然微少，但對作物生長作用卻很大，是植物生長必不可少的營養物質。常用的微量元素肥料有硼肥、鋅肥、錳肥等。
硼肥
硼可參與作物體內糖的運輸與代謝，缺硼時，作物體內的糖類代謝發生混亂，糖的運輸受阻，作物葉中糖累積而莖中糖減少，影響植物的正常生長。硼還與作物體內生長素合成或利用有關，缺硼時會產生過量的生長素，抑制根系的生長。硼能抑制吲哚-3-丁酸活性，有利于花芽的分化。此外，硼還影響作物體內細胞伸長和分裂、作物生殖器官的建成和發育。缺硼的植株通常根系不發達，葉色為暗綠色或紫色，葉片變小但是比較肥厚，頂芽生長停止并逐步枯萎死亡，易出現蕾而不花，花而不實的現象。
鋅肥
鋅是一些酶和輔酶的組分。酶是一種具有催化活性的蛋白質，對作物體內物質的水解、氧化還原及蛋白質、淀粉的合成起著重要作用。鋅與作物碳、氮的代謝關系密切，還參與作物體內生長素吲乙酸的合成、影響葉綠體的形成、作物生殖器官的生長發育。缺鋅通常會導致作物植株矮小，節間短簇，葉片偏小，葉緣常呈現扭曲和皺折狀，葉片出現脈間失綠，并可能發展成褐斑、組織壞死。
錳肥
錳是葉綠體的成分，是維持葉綠體結構所必需的微量元素。葉綠體中含有豐富的錳元素，錳在葉綠體中直接參與光合作用過程中水的光解。錳可與鐵一起可以調節作物體內的氧化還原作用，提高作物的呼吸強度，促進作物生長發育和氨素代謝。此外，錳還可以增強作物對某些病害的抗性。例如：錳肥可以提高馬鈴薯對致病疫霉、甜菜對立枯病和黑斑病的抗性。錳肥做亞麻的種肥，可以減輕亞麻對立枯病、炭疽病和細菌病的感染。作物缺錳時，幼嫩葉片會失綠發黃，但葉脈和葉脈附近保持綠色。嚴重缺錳時葉面發生黑褐色的細小斑點，并逐漸擴散布到整個葉片。有些作物的葉片可能發皺卷曲或凋萎，植株瘦小，花的發育不良，根系細弱。
環境污染
化肥對糧食的增產起著重要的作用，但同時對環境產生了影響，特別是過量施用化肥，造成養分高濃度的危害及養分流失。化肥對環境的污染可分為對土壤、水體、大氣等的污染，同時化肥的施用也會影響作物對重金屬元素的吸收。
根據2014年以前的《中國生物多樣性國情研究報告》顯示，中國森林面積急劇減少，覆蓋率僅為13.92%，為全球平均數的一半；草地有50%退化，25%嚴重退化；水體污染達 80％以上。美國環保局2003年調查的結果顯示，農業污染是美國河流和湖泊的第一大污染源，導致40%的河流和湖泊水體水質不合格，是造成地下水污染和濕地退化的主要因素（US Environmental Protection Agency，2003）。20世紀，全球地面平均氣溫增加了 0.3～0.6℃，氣候的變暖引起了地平線的上升，海平面也平均上升了11.5cm。
土壤污染
化肥通常含有重金屬元素，尤其在磷肥中重金屬含量較多，其中包括鎘、鉛、鋅、、汞等重金屬元素，這些重金屬常不能被作物利用而在土壤中積累，導致土壤中重金屬含量增加。長期大量施用氮肥，會破壞土壤結構，造成土壤板結，生物學性質惡化，影響農作物的產量和質量。化肥中未被植物吸收利用和未被土壤吸附固定的殘留養分會在土壤中積累，這些氮、磷化合物，在發生地面徑流或土壤風蝕時，就會向其他地方轉移，導致土壤污染范圍進一步擴大。
土壤酸化
長期施用化肥加速土壤酸化，一方面與氮肥在土壤中的硝化作用產生硝酸鹽的過程相關；另一方面酸性及生理酸性肥料的盲目施用，也導致土壤的pH在原有基礎上逐漸下降。酸化土壤的 pH一般在 6.5 以下，而大多數植物和微生物適宜微酸性、中性或微堿性環境，最適pH為6.1~7.5。土壤酸化后，土地肥力下降，土壤病菌的微生物活性增強，導致作物病害增加。土壤酸化的具體過程為：首先是銨轉變成亞硝酸鹽，然后亞硝酸鹽再轉變成硝酸鹽，形成H+，導致土壤酸化。
水體污染
化肥中的未被植物吸收利用的營養物質會被農田排水和地表徑流帶至地下水和地表水中，導致水體中營養物質含量增加，使得水生生物，主要是各種藻類大量繁殖。藻類過度旺盛的生長繁殖造成水中的溶解氧急劇變化，使水體處于嚴重缺氧，造成魚類大量死亡。
大氣污染
化肥生產過程中會排放氮氧化物、二氧化硫、硫酸氣溶膠、煙塵、一氧化碳等大氣污染物。而化肥的過量施用也會導致土壤向大氣排放氣態污染物質，主要為的有氮氧化物和氨。其中，氧化亞氮是比二氧化碳具有更大致暖效應的溫室氣體，具有促進氣候變暖和破壞臭氧層的雙重作用。而氮肥對溫度變化十分敏感，氣候變暖又會加速氧化亞氮的釋放，導致環境溫度進一步升高。
化肥生產
化肥生產過程通常伴有化學反應，但也可通過提純或物理性加工天然原料的方法來制造。生產化肥的原料豐富，可采用大規模的工業化生產，且不受季節的限制，因此產量大，成本低。化肥產品種類繁多，化肥生產所用的原料和加工方法也各不相同。化肥的有效組分在水中的溶解度通常是度量化肥有效性的標準。品位是化肥質量的主要指標，它是指化肥產品中有效營養元素或其氧化物的含量百分率。
氮肥的生產均以天燃氣、石腦油、重油、煤等為原料，將空氣中的氮固定為氮，再進一步加工成為各種銨[ǎn]態、硝基態、碳酰胺態肥料，磷肥、鉀肥則是利用天然礦物原料進行生產的。水溶性礦物原料生產肥料僅是富集、分離和提純的過程，加工簡單。水不溶性礦物原料用來生產肥料時，則必須進行化學加工，使其成為水溶性或微溶性物質，然后經過除去雜質、蒸發、結晶等工序制成成品。復合肥的生產是根據工藝配方的要求將多種單一肥料按一定的比例進行摻混后再進行造粒得到成品復合肥，復合肥生產的實質是多種單一肥料的化學合成與復合，因此需要考慮原料之間的化學或物理反應以及產品的穩定性。
化肥應用
化肥通過施加到土壤中的方式為作物生長提供所需要的常量營養元素，如氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫和微量營養元素如硼、銅、鐵、錳、鉬、鋅等。化肥投入農業后，給人類帶來了更大的農業產量。化肥是農業生產最基礎而且是最重要的物質投入。據聯合國糧農組織（FAO）統計，化肥在對農作物增產的總份額中約占40%～60%。中國解放初年產化肥不到30萬噸，年總產稻谷1600億公斤，進入80年代投入農業的成品化肥達6千多萬噸，全國糧食產量達3000多億公斤，其中化肥起到了較大作用。
施肥標準
化肥使用的使用是缺什么就補什么，但實際操作中需要根據當地實際情況，測定土壤后，根據各種作物對養分的不同需求，制訂合理的使用標準。
使用原則
1.選擇適宜的復混肥料品種：根據土壤的農化特性和作物的營養特點選用合適的肥料品種。
2.復混肥料與單質肥料配合使用：在施用復混肥料的同時，應針對復混肥的品種特性，根據當地的土壤條件和作物營養習性，配合施用單質化肥，以保證養分的協調供應，從而提高復混肥的經濟效益。
3.選擇適宜的施用方式：化肥的品種較多，它們的性質也有所不同，在施用時應采取相應的技術措施，以充分發揮肥效。
適用范圍及注意事項
安全事宜
消防
化肥消防要庫房的大小，化肥存放在數量上按有關規定配足消防器材，一旦發生火災，要迅速撲滅。可用二氧化碳等各種滅火劑，濕棉被、麻袋、砂土等。但對硝酸銨與硫酸銨的滅火，不能使用各種化學滅火劑，應先用砂土壓蓋再用加壓水撲滅。對于石灰氮絕對禁止用水，應用二氧化碳滅火劑撲滅。
貯存與運輸
在儲存化肥時，應儲存在干燥、涼爽的倉庫里，按類別分堆存放，防潮、防火，并保持肥料袋或其他容器的完好無損，尤其是硝態氮等易燃易爆的化肥，在貯藏和運輸時要注意安全并嚴密防潮，不要撞擊和擠壓堆放，不可與有機物或引爆藥物混合存放。儲存氨水等液體肥料時，儲存池必須遮陰加蓋密封。同時，倉庫應當配備沙包、滅火器等消防器材。
毒性
大部分化學肥料毒性不大，但在生產、搬運和使用過程中，如不注意防護，也可引起對皮膚、眼、上呼吸道粘膜的刺激作用。
防護措施
操作時必須戴上口罩、風鏡、手套，穿長褲、長袖衣及鞋襪等，以加強保護。
相關法規
為了規范肥料生產、銷售、使用、管理行為，保證肥料產品質量，保護生態環境，保障人畜安全，促進農業發展，中國根據《中華人民共和國農業法》制定了《中華人民共和國肥料管理條例》。國際上許多其他國家也制定了完善的肥料法，《加拿大肥料法》于1885年頒布；《日本肥料管理法》于1950年5月1日公布；《泰國肥料法》于 1975 年頒布；歐盟2003年10月13日頒布了統一的《肥料法》;美國各州參考美國植物食品質量與安全控制辦公室聯盟（the Association of American Plant FoodControl Officials）曾提出肥料法的基本框架，制訂了各州的《肥料法》。
參考資料 >
中華人民共和國肥料管理條例 .農業農村局政府信息公開.2023-04-26