尹子旭，呂小凡，馬　玲，衛(wèi)國華，曹豪杰，路夢浩，危常州（石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆　石河子　832000）

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石河子地區(qū)大量元素水溶肥產(chǎn)品質(zhì)量調(diào)查*

尹子旭，呂小凡，馬玲，衛(wèi)國華，曹豪杰，路夢浩，危常州*
（石河子大學(xué)農(nóng)學(xué)院，新疆石河子832000）

摘要：在新疆石河子地區(qū)采集14種不同品牌、不同養(yǎng)分配比的大量元素水溶肥，以農(nóng)業(yè)部大量元素水溶性肥料行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)判斷肥料的品質(zhì)。結(jié)果顯示，采集的14種肥料產(chǎn)品的包裝標(biāo)識、肥料養(yǎng)分含量、pH值、含水量、氯元素都未完全達(dá)標(biāo)。其中：肥料實際養(yǎng)分含量與標(biāo)稱差異大，部分不符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求；含水量不符合國家標(biāo)準(zhǔn)；氯元素含量嚴(yán)重超標(biāo)；溶解性較差。石河子地區(qū)水溶性肥料市場產(chǎn)品質(zhì)量差異大，亟需加強(qiáng)監(jiān)管。

關(guān)鍵詞：水溶性肥料；養(yǎng)分含量；包裝標(biāo)識；pH值；溶解性；含水量；氯元素

新疆是典型的綠洲經(jīng)濟(jì)灌溉農(nóng)業(yè)區(qū)，大力推廣和普及節(jié)水灌溉技術(shù)，是新疆實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的關(guān)鍵措施之一［1］。伴隨著滴灌技術(shù)的快速發(fā)展，水溶性肥料滴灌專用肥產(chǎn)品迅速興起。水溶性肥料是指經(jīng)水溶解或稀釋，用于灌溉施肥、葉面施肥、無土栽培、浸種蘸根等用途的液體或固體肥料［2］。水溶肥一般借助滴灌系統(tǒng)，將灌水和施肥相結(jié)合，提高肥料利用率，同時節(jié)省了肥料、勞力，并使灌溉均勻，實現(xiàn)了水肥一體化的目標(biāo)。但是由于水溶性肥是新興的肥料產(chǎn)品，主要生產(chǎn)者為中小私營企業(yè)，其產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，主要問題有產(chǎn)品包裝標(biāo)識中夸大效果、不標(biāo)明產(chǎn)品生產(chǎn)許可編號、肥料水溶性差、溶解速度慢、堵塞滴頭、養(yǎng)分實際含量與標(biāo)識不符等問題，嚴(yán)重?fù)p害農(nóng)民利益。施用水溶性肥料是滴灌地區(qū)的共識，但是也面臨著產(chǎn)品同質(zhì)化、競爭激烈的局面。而水溶肥產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，有的打著進(jìn)口旗號卻是國產(chǎn)產(chǎn)品，肥料含量不足或者超標(biāo)的肥料比比皆是。本研究對石河子地區(qū)水溶性肥料的質(zhì)量進(jìn)行系統(tǒng)的分析，希望對市場上水溶性肥料的質(zhì)量進(jìn)行較為全面的比較。

1　材料與方法

1.1配方選擇

本研究采集了石河子地區(qū)農(nóng)戶廣泛使用的14種不同品牌或不同養(yǎng)分配比的大量元素水溶肥樣品。產(chǎn)品均購自肥料零售商或由廠家提供。

1.2測試項目及方法

（1）總氮：參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1977 - 2010［3］，即“水溶肥料總氮、磷、鉀含量”的測定中總氮含量測定的“蒸餾后滴定法”。（2）磷：參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1977 -2010［3］，即“水溶肥料總氮、磷、鉀含量”的測定中磷含量測定的“磷鉬酸喹啉重量法”。（3）鉀：參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1977 - 2010［3］，即“水溶肥料總氮、磷、鉀含量”的測定中鉀含量測定的“四苯硼酸鉀重量法”。（4）鈣和鎂：參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1117 - 2010［4］，即“水溶肥料鈣、鎂、硫、氯含量”的測定中鈣和鎂含量測定的“原子吸收分光光度法”。（5）氯：參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［［4］，即“水溶肥料鈣、鎂、硫、氯含量”的測定中氯含量測定的“自動電位滴定法”。（6）銅、鐵、錳和鋅：參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1974 - 2010［5］，即“水溶肥料銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬含量”的測定中銅、鐵、錳、鋅含量測定的“原子吸收分光光度法”。（7）硼：參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1974 - 2010［5］，即“水溶肥料銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬含量”的測定中硼含量測定的“甲亞胺-H酸分光光度法”。（8）鉬：參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)［［5］，即“水溶肥料銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬含量”的測定中鉬含量測定的“硫氰酸鈉分光光度法”。（9）pH值：參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1973 - 2010［6］，即“水溶肥料水中不溶物含量和pH值的測定”中肥料pH值的測定。（10）水中不溶物含量參照中華人民共和國農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1973 - 2010［6］，即“水溶肥料水中不溶物含量和pH值的測定”中水中不溶物含量的測定。（11）游離水含量：參照中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 8577 -2010［7］，即“復(fù)混肥料中游離水含量的測定——卡爾費休法”。（12）溶解速率：在15℃、20℃、25℃3種溫度條件下，分別稱取14個肥料產(chǎn)品1.000 g在250 mL水中反復(fù)震蕩記錄其充分溶解時間。

1.3肥料樣品特性參數(shù)

14個產(chǎn)品中涉及8個肥料生產(chǎn)廠家，標(biāo)稱氮含量在6%～30%，五氧化二磷含量在10%～30%，氧化鉀含量在5%～42%，有一定的代表性（表1）。

表1　各水溶性肥料產(chǎn)品的基本信息

表2　各水溶肥產(chǎn)品包裝標(biāo)識不規(guī)范情況

2　結(jié)果分析與討論

2.1肥料包裝標(biāo)識規(guī)范情況

肥料標(biāo)識是用于識別肥料產(chǎn)品及其質(zhì)量、數(shù)量、特征和使用方法所做的各種表示的統(tǒng)稱［8］。肥料標(biāo)識是農(nóng)民購買化肥的首要借鑒指標(biāo)，也是評價肥料產(chǎn)品質(zhì)量的重要參考。依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《肥料標(biāo)識內(nèi)容和要求》［8］中相關(guān)要求，結(jié)合一些常見問題評價抽檢的14個產(chǎn)品見表2?？梢?4個產(chǎn)品標(biāo)識全部存在問題。除表2中所列出的問題，肥料市場上還有一些常見的肥料包裝標(biāo)識問題，如：只標(biāo)單養(yǎng)分，不標(biāo)總養(yǎng)分，單養(yǎng)分含量正負(fù)誤差超出標(biāo)準(zhǔn)范圍；產(chǎn)品名稱與執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)不一致；夸大產(chǎn)品作用，使用“全營養(yǎng)”“特效”等不實或夸大詞語［9］；亂用生產(chǎn)許可證編號，包括：（1）使用不屬于發(fā)證范圍產(chǎn)品卻標(biāo)注生產(chǎn)許可證號；（2）套用其他企業(yè)許可證號；（3）實際標(biāo)注的產(chǎn)品名稱與申領(lǐng)許可證產(chǎn)品名稱不一致；（4）是使用錯誤的格式書寫許可證編號［10］）。另外，農(nóng)民對肥料標(biāo)識了解不夠，被包裝標(biāo)識迷惑買到假冒或偽劣化肥。因此，農(nóng)民若想買到合適的肥料，要事先了解肥料包裝標(biāo)識的一些知識，根據(jù)農(nóng)田生產(chǎn)的需要對養(yǎng)分、種類、含量等進(jìn)行選擇，選擇正規(guī)渠道購買正規(guī)廠家的品牌或自己使用過并有良好效益的品牌。

2.2肥料的物理性質(zhì)

2.2.1肥料溶解性

溶解度是滴灌條件下肥料應(yīng)用的關(guān)鍵指標(biāo)，但是不少肥料并不能滿足其產(chǎn)品要求。部分肥料雖然能滿足國家農(nóng)業(yè)部大量元素水溶性肥料行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)中對水中不溶物含量小于等于5%的規(guī)定［1］，但有人認(rèn)為在實踐中，由于灌溉水中的堿性較強(qiáng)、陽離子含量較高，肥料在溶解中還可能形成沉淀，堵塞滴頭從而造成嚴(yán)重后果［11］，可見此標(biāo)準(zhǔn)并不完全適合滴灌系統(tǒng)，相比較而言水溶性肥料化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T 4365-2012［12］中對于水不溶物含量小于等于0.5%的規(guī)定更為嚴(yán)格。

表3中各產(chǎn)品間溶解速率差異較大，例如溶解性較好的產(chǎn)品編號11、13、9、7、8，溶解性較差的產(chǎn)品編號有3、12、14、5。20℃下，水溶肥料溶解速率在19～331s之間；分析肥料水不溶物含量，對照農(nóng)業(yè)部大量元素水溶性肥料行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)，14個肥料產(chǎn)品均合格。而對照中華人民共和國水溶性肥料化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HG/T 4365 - 2012［12］，水不溶物質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于等于0.5%的只有產(chǎn)品編號為2、8、9、12的4個產(chǎn)品，水不溶物含量最高的編號為14的產(chǎn)品達(dá)到1.3%，產(chǎn)品不合格率達(dá)71%。

表3　不同水溶肥產(chǎn)品的溶解速率和水不溶物含量

2.2.2肥料的含水量

肥料的含水量是影響肥料結(jié)塊的重要因素。含水量大的肥料可能會再結(jié)晶并產(chǎn)生晶橋，經(jīng)過長時間晶體又相互結(jié)合形成大的塊狀即結(jié)塊。肥料結(jié)塊對肥料儲存、使用、運輸加工等帶來不便，而結(jié)塊造成使用前進(jìn)行破碎處理等不便［13］。農(nóng)業(yè)部大量元素水溶性肥料行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)對水分含量值規(guī)定為小于等于3.0%［1］，經(jīng)試驗測定，14個產(chǎn)品中只有7號產(chǎn)品的含水量不達(dá)標(biāo)，為3.46%，1、2、3、5號肥料產(chǎn)品含水量在2.0%～3.0%，4、6、8、9、10號產(chǎn)品在1.0%～2.0%，11、12、13、14號產(chǎn)品小于1.0%。此外，張偉［14］進(jìn)行復(fù)合肥料結(jié)塊性試驗證實，影響結(jié)塊的原因是由自身因素和外部條件組成的，自身因素主要是肥料的含水量、吸濕速度和肥料粒度；外部因素包括空氣濕度、儲存溫度、壓力和儲存時間等。因此要減少結(jié)塊現(xiàn)象，除肥料本身性質(zhì)還應(yīng)避免外部不良因素如存儲區(qū)域的溫度、濕度等。

2.3肥料養(yǎng)分含量

2.3.1大量元素

農(nóng)業(yè)部大量元素水溶性肥料行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)中對大量元素規(guī)定“各單一大量元素測定值與標(biāo)明值負(fù)偏差的絕對值應(yīng)不大于1.5%［1］”。由表4可知，氮元素的養(yǎng)分不合格項測定值與標(biāo)明值之差最大，為2.2%，磷為1.7%，鉀為0.8%。總體上大量元素水溶肥養(yǎng)分不合格測定值與標(biāo)明值負(fù)偏差范圍為0.8% ～2.2%。

表4　水溶肥產(chǎn)品養(yǎng)分不合格項測定值與標(biāo)明值間的差值［15］

2.3.2中、微量元素

農(nóng)業(yè)部大量元素水溶性肥料行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)中對大量元素水溶肥產(chǎn)品類型分為了“中量元素型”和“微量元素型”［1］，前者規(guī)定產(chǎn)品中“中量元素含量中量應(yīng)大于等于1.0%。中量元素含量指鈣鎂元素含量之和。產(chǎn)品應(yīng)至少包含1種中量元素。含量不低于0.1%的單一中量元素均應(yīng)計入中量元素含量中?！保?］后者規(guī)定“微量元素含量應(yīng)大于等于0.2%。微量元素指銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬，產(chǎn)品至少包含一種微量元素，含量不低于0.05%的單一微量元素應(yīng)計入微量元素含量中”［1］。14個收集的產(chǎn)品中除8號明確標(biāo)明“微量元素型”（見表1），其他產(chǎn)品經(jīng)試驗測定分為以下幾類（結(jié)合表1和表5）：（1）編號1、2、3、4、5的肥料產(chǎn)品與肥料標(biāo)識上的微量元素含量符合。（2）編號為14的肥料產(chǎn)品標(biāo)識所含微量元素為Zn和B，而實際卻含Zn和Mn。8號產(chǎn)品包裝標(biāo)識中標(biāo)明含Zn、Mn、B 3種微量元素，而實際只含Zn和Mn 2種微量元素。（3）編號為7、9、10、11、13的肥料產(chǎn)品不含微量元素，但包含中量元素，為“中量元素型”。（4）編號為6、12的肥料產(chǎn)品均含微量、中量元素，據(jù)農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對大量元素水溶肥的規(guī)定“中量元素含量和微量元素含量均符合要求時，產(chǎn)品類型歸為微量元素型”，因此6、12號產(chǎn)品也為“微量元素型”。

表5　各水溶肥產(chǎn)品中量和微量元素及單一元素含量　%

2.3.3氯離子含量

氯離子是植物生長發(fā)育所必需的的營養(yǎng)元素之一，但植物對氯的需求量小，而大多數(shù)植物均可從雨水或灌溉水中獲得所需要的氯，所以作物缺氯癥狀很難出現(xiàn)［16］。新疆是干旱地區(qū)，土壤鹽堿含量高，因此施用含氯肥料可能惡化土壤性質(zhì)并危害作物生長。

農(nóng)業(yè)部大量元素水溶性肥料行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：如產(chǎn)品氯離子含量大于3.0%，并在包裝容器上標(biāo)明“含氯”，可不檢驗該項目；包裝容器未標(biāo)明“含氯”時，必須檢驗氯離子含量［1］。本試驗中14個肥料產(chǎn)品中只有編號為1、2、13的肥料包裝上均標(biāo)明“含氯”（見表1），未標(biāo)明“含氯”的產(chǎn)品經(jīng)試驗測定：3號含氯0.5%，11號含氯2.9%，5、7、9、10號含氯量均在6.0%～10.0%，其它產(chǎn)品含氯量均大于20.0%，8號產(chǎn)品氯離子含量甚至超過30.0%。新疆土壤鹽堿偏高，土壤鹽分中氯鹽比重較大，若再施用含氯離子較高的肥料，土壤鹽漬化就會加重。菜田施用含氯肥料，銨、鉀等營養(yǎng)被土壤吸附或作物吸收后，氯離子殘留在土壤中濃度到達(dá)一定量后會對根系產(chǎn)生毒害，并對作物產(chǎn)生不同程度的危害［16］。因此新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)業(yè)廳宣布自2002年1月1日起，全區(qū)將禁用氯離子含量超過1%的各類配方肥料，照此標(biāo)準(zhǔn)本試驗中除標(biāo)明“含氯”肥料外只有肥料編號3符合標(biāo)準(zhǔn)，肥料含氯量不達(dá)標(biāo)率達(dá)到90.9%。

3　肥料的酸堿性

農(nóng)業(yè)部大量元素水溶性肥料行業(yè)新標(biāo)準(zhǔn)對pH值規(guī)定為3.0～9.0［1］，但從實際施用情況來看，灌溉用肥料溶液的pH值為5.0～7.0比較合適。經(jīng)試驗測定，14個肥料產(chǎn)品中只有編號為7的肥料的pH值過低不符合農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，大多數(shù)肥料產(chǎn)品的pH值在4.0～5.0之間。肥料的酸堿性隨著肥料的施入影響土壤的酸堿度，土壤的酸堿度直接對土壤中養(yǎng)分的溶解、沉淀和微生物的活動有影響，又對土壤養(yǎng)分的有效性有間接影響。而肥料酸堿性決定于所選原料及用量，例如：水溶肥原料中尿素、無水硫酸鎂、硝酸鉀、速樂硼、紅牛硫酸鉀等呈弱堿性，磷酸一銨和速溶硫酸鉀酸性較強(qiáng)［11］。購買肥料時要了解其酸堿性，合理施用才能提高肥效。例如新疆的石灰性土壤宜選用過磷酸鈣、氯化銨、硫酸銨等酸性肥料，能提高土壤酸性，使磷不易與鈣結(jié)合生成難溶的磷酸鈣鹽類而降低磷的有效性，還可提高微量元素的有效性［17］。此外，肥料過酸或過堿還會腐蝕包裝袋，腐蝕滴灌管道系統(tǒng)，人接觸后也會對皮膚有傷害。

4　小結(jié)

本次檢驗的14種水溶性肥料中，樣品溶解速度均較好，但水不溶物含量差別較大，超過0.5%的樣品占71%，且與肥料包裝標(biāo)識不符。養(yǎng)分元素含量不合格或與標(biāo)明值間偏差較大。產(chǎn)品含氯量高于3.0%的占大多數(shù)，有些產(chǎn)品含氯量超過30.0%是標(biāo)準(zhǔn)含量的10倍，且71.4%的產(chǎn)品未標(biāo)明“含氯”。

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*項目資助：農(nóng)業(yè)部行業(yè)公益性專項（201103003），石河子大學(xué)大學(xué)生研究訓(xùn)練計劃項目（SRP2015199），國家大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目（201510759049）。

收稿日期：2016—03—22

*通訊作者：危常州（1966-），男，教授，主要研究方向為新型肥料與現(xiàn)代施肥技術(shù)。E-mail：changzhouwei@126.com。