陳社俊

（上海永通化工有限公司，上海 200333）

水溶肥是新型肥料的典型代表，現(xiàn)階段被廣泛應用于農(nóng)業(yè)種植各個領域，尤其應用在溫室栽培上。水溶肥作為新型肥料的一個典型代表，在應用中受到傳統(tǒng)用肥觀念的影響而不能完全有效地發(fā)揮其優(yōu)勢，現(xiàn)階段在應用中面臨著標準認識不清、原理理解不透、設施不配套等問題，但是在農(nóng)業(yè)種植的各個領域仍然受到市場的歡迎，根本原因是其中涵蓋的各個元素可以滿足植物生長各個階段的需要，許多新型肥料的代表企業(yè)也在積極地推動市場向前發(fā)展。

1 水溶肥料的概念

在廣義上，水溶肥料是經(jīng)水溶解或稀釋，用于灌溉施肥、葉面施肥、無土栽培、浸種蘸根等用途的固體或液體肥料。在狹義上，水溶肥料是能完全溶于水的多元固體或液體肥料。

中國水溶肥料起步于20世紀90年代末期，發(fā)展于21世紀初。截至目前，中國已實際擁有上千家水溶肥料生產(chǎn)企業(yè)。特別是近幾年，水溶肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐大大加快，掀起了水溶肥料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展高潮。至2016年12月1日，在國家化肥質量監(jiān)督檢驗中心（北京）可查詢的登記水溶肥數(shù)量有7 509個（表1）。國產(chǎn)水溶肥的產(chǎn)量呈逐年增加趨勢，尤其在2010—2011年增加幅度最大，增長了1.65倍（圖1）。

表1 國內(nèi)肥料登記證統(tǒng)計

圖1 國產(chǎn)水溶肥產(chǎn)量

2 水溶肥料的技術表征

2.1 氮、磷、鉀的含量要求

水溶肥中大量元素N、P2O5、K2O含量之和符合各個行業(yè)標準。大量元素水溶肥標準：N＋P2O5+K2O≥50%（500 g/L）；產(chǎn)品至少包含2種大量元素；單一大量元素含量不低于4%（40 g/L）。含腐植酸水溶肥標準：N+P2O5+K2O≥20%（200 g/L）；產(chǎn)品至少包含2種大量元素；單一大量元素含量不低于2%（20 g/L）。單一大量元素的測定值與標明值正負偏差的絕對值≤1.5%（15 g/L）。

2.2 水不溶物的要求

各個水溶肥行業(yè)標準要求固體水溶肥料中水不溶物含量≤5%。在水肥一體化施肥設施中對水溶肥的溶解性有著更高的要求，長期使用含水不溶物較高的水溶肥會加重設施的維護工作，甚至損壞水肥一體化施肥設施。

2.3 pH要求

各個水溶肥料pH（1︰250倍稀釋液）符合行業(yè)標準。大量元素水溶肥、中量元素水溶肥、含氨基酸水溶肥pH范圍為3.0～9.0；微量元素水溶肥pH范圍為3.0～10.0；含腐植酸水溶肥pH范圍為4.0～10.0；pH測定值應符合標明值正負偏差pH±1.0。

2.4 微量元素

水溶肥中微量元素（鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬）之和符合各個行業(yè)標準。微量元素水溶肥標準：微量元素≥10%（100 g/L）；大量元素水溶肥（微量元素型）標準：微量元素含量0.2%～3.0% ；含氨基酸水溶肥（微量元素型）標準：微量元素含量≥2.0%（20 g/L）；含腐植酸水溶肥（微量元素型）標準：微量元素含量≥6.0%（60 g/L）；含量不小于0.05%的單一微量元素均計入微量元素含量中，且鉬元素含量≤0.5%；單一微量元素＞2.0%（20 g/L）時，測定值與標明值正負偏差≤1.0%（10 g/L）；單一微量元素≤2.0%（20 g/L) 時，測定值與標明值正負偏差絕對值≤40%。

3 引起水不溶物形成的因素

3.1 原料

水溶肥生產(chǎn)中選擇品質較低的原料，如產(chǎn)品純度低，雜質含量高，會直接影響水溶肥本身品質。一方面是水不溶物含量高，另一方面是里面的雜質可能會干擾水溶肥中其他養(yǎng)分的有效性。

優(yōu)質水溶肥生產(chǎn)選用的原料要求純度高（一般≥99%），水溶性好，吸收效率高。原料的純度越高，肥料中的雜質、水不溶物及重金屬含量越低，生產(chǎn)出的肥料品質越好。原料的純度取決于生產(chǎn)工藝路線，如熱法的磷酸鹽的溶解性遠遠好于濕法的產(chǎn)品。濕法生產(chǎn)出磷酸鹽工藝較粗放，礦石中的有害雜質大部分進入磷酸鹽中，使得磷酸鹽肥料本身品質較低。

3.2 混配不當

在水溶肥使用過程中，為了減少施肥的工作量，經(jīng)常會把不同類型的肥料混合起來使用。例如含磷較高的水溶肥配方（20-20-20）＋TE或者高鉀配方（15-15-30）＋TE在和硝酸鈣、硝酸銨鈣等混合使用時，肥料中的磷酸根離子、硫酸根離子和鈣離子反應產(chǎn)生難溶或微溶物質，形成沉淀。

3.3 微量元素形態(tài)選擇不當

優(yōu)質水溶肥料中，微量元素全部采用螯合態(tài)（B、Mo除外），避免與土壤中的磷酸根離子等反應產(chǎn)生沉淀，提高微量元素養(yǎng)分的有效性。微量元素在土壤中的有效性和土壤pH有關，在酸性土壤中，有效性較高，堿性土壤中，有效性較低，極易出現(xiàn)微量元素缺乏的現(xiàn)象。螯合態(tài)微量元素pH有效范圍見圖2。

圖2 EDTA螯合物的有效pH范圍

4 優(yōu)質水溶肥的深層技術

4.1 ECO環(huán)保著色技術

在水溶性肥料生產(chǎn)加工過程中加入食品級染色劑，保障作物、人體和環(huán)境的安全。不同類型的配方使用不同顏色的染料，便于用戶識別， 即使肥料包裝磨損，用戶也可以根據(jù)肥料顏色辨別配方的類型，避免用錯肥料類型。

4.2 表面張力技術

水溶肥生產(chǎn)過程中，采用具有極低表面張力的黏著劑和滲透劑，以降低肥液的表面張力，增加肥液的展擴性和滲透能力，使其快速滲透到土壤中，且更多地滲透到作物的根系附近，能夠在作物的根尖部位形成營養(yǎng)液膜，促進養(yǎng)分快速吸收，提高肥料利用效率。

用干燥的基質代替土壤，施用等量的肥液后，對比其滲透性。結果表明，采用了促吸收滲透技術的水溶肥的滲透擴展性優(yōu)于常規(guī)水溶肥，在土壤中能夠更快到達作物的根部，被作物吸收，提高了肥料的利用率。

4.3 常溫螯合技術

在水溶肥中添加常溫螯合劑，增加水溶肥的有效性和適應性，在水溶肥溶解過程中，常溫螯合劑可去除水中的各類雜質，避免軟水或硬水中過多的雜質對肥料中的養(yǎng)分產(chǎn)生干擾，影響肥料的有效性。

4.4 離子活化技術

植物所需16種營養(yǎng)元素同處于離子狀態(tài)，混合后多個元素會發(fā)生反應，形成沉淀，從而導致不能被植物吸收，造成肥料的浪費，如硫酸鹽和鈣離子；磷酸鹽和鈣、鎂、鐵離子等。采用離子活化劑技術，能夠避免離子間反應產(chǎn)生沉淀，使得養(yǎng)分仍然保持離子形態(tài)而被作物吸收，提高養(yǎng)分的利用率。

目前，中國肥料的當季利用率為：氮肥30%～35%、磷肥10%～25%、鉀肥35%～50%。磷肥的當季利用率大幅度低于氮、鉀，這是由于磷肥施入土壤后，易與土壤中的鐵、鈣等離子（除了土壤中原有的，絕大部分是被作為肥料施進土壤的）發(fā)生反應產(chǎn)生沉淀。水溶肥采用離子活化技術后，可有效避免施入土壤中的磷肥、鈣肥和微肥等在土壤中被固定，提高了養(yǎng)分的利用率，減少肥料的使用量。

水肥一體化設施生產(chǎn)中用水的來源很多，如河水、地下水、雨水等。水質不好，如硬度偏高、pH偏堿、雜質較多等，均會對肥料的有效性產(chǎn)生較大的影響，尤其是水的硬度偏高，水中的鈣、鎂離子含量較高。使用離子活化技術后，有效避免了水溶肥中的養(yǎng)分和鈣、鎂離子反應產(chǎn)生沉淀，堵塞水肥一體化設施滴頭及過濾器等。而水溶肥在使用過程中不受水質的影響。

4.5 速溶緩釋技術

目前，中國肥料的當季氮肥利用率為30%～35%，氮肥的流失途徑主要有揮發(fā)、淋溶和徑流。通過在水溶肥中添加復合氮肥緩釋劑，可以有效減少氮素的揮發(fā)及淋失，從而提高養(yǎng)分的利用率，減少肥料的使用量。

4.6 殺菌滅藻技術

殺菌滅藻技術能夠有效地解決滴灌管內(nèi)生青苔、堵塞滴頭等問題，同時育苗過程中存在的青苔問題也得到高效解決。

5 水肥一體化在肥料施用中常見的問題及對策

在國內(nèi)的蔬菜、瓜果等經(jīng)濟作物水肥一體化設施栽培、推廣及農(nóng)戶的使用過程中經(jīng)常遇到的肥料問題大致可分以下幾個方面。

5.1 雨季土壤不缺水時如何滴灌施肥

在土壤不缺水的情況下，施肥要照常進行，但一般在雨停后或土壤稍微干燥時進行。此時施肥一定要適當增加水溶性肥料的濃度（一般稀釋500倍液），水量減半。一般控制在30 min左右完成。施肥后不要洗管，待天氣晴朗后再洗管。如果能用電導率儀監(jiān)測土壤溶液的電導率，可以更精確控制施肥時間，確保肥料不被淋溶。

5.2 田間水量流出不均勻

沒有壓力補償系統(tǒng)，入水口處水量大，末端處水量小甚至無水。使用內(nèi)鑲貼片式滴灌帶，可有效避免兩端水分不均的問題。不同作物的種植間距相差較大，以草莓為例，上海地區(qū)草莓種植間距為20～25 cm，因此選取滴灌帶時選用滴頭間距在25 cm左右，避免因滴頭間距過大引起水分不均。

5.3 水肥使用不便

雖安裝了滴灌系統(tǒng)，但仍需配合人工施肥。

施肥器（泵）和電力等配套設施不足，造成澆水和施肥分開，或者直接廢棄現(xiàn)有的滴灌系統(tǒng)。究其原因是忽視安裝灌溉系統(tǒng)的首部系統(tǒng)，即水肥結合的施肥器和電力控制的部分。

灌溉設施如果不結合施肥，等于浪費了一半的設備功能。水肥結合管理產(chǎn)生的效益遠大于灌溉和施肥分開管理產(chǎn)生的效益。滴灌系統(tǒng)有很多種施肥方法，如泵吸肥法、泵注肥法、旁通罐施肥法、文丘里施肥法、比例施肥法等。在大田種植中，由于對肥料的濃度要求不嚴格，因此綜合成本考慮，現(xiàn)有的滴灌改造最簡單、占地最小的方法就是使用文丘里施肥系統(tǒng)。

5.4 滴灌中結垢、長青苔和藻類堵滴頭

肥料溶解到水中不穩(wěn)定，二次沉淀結垢。原因：若滴灌水屬于硬水，碳酸鹽含量偏高，長期使用會在滴灌內(nèi)管壁生成較多的水垢（碳酸鈣等）。解決辦法：在全水溶性肥料生產(chǎn)時，加入離子活化劑或用離子交換凈水器進行水處理。

滴管內(nèi)富營養(yǎng)化，滋生藻類、青苔。解決辦法：首選使用可以殺青苔、藻類的水溶肥，其次使用酸液進行清洗，可達到消毒、抑制和消滅水中的藻類和微生物的效果，常用的有高氯酸、硝酸、磷酸、硫酸等，使用時將pH調(diào)至5.5～6.0，處理時必須嚴格控制使用濃度，避免對作物造成危害。酸液清洗時注意調(diào)低系統(tǒng)灌溉壓力，以減緩流速，提高酸洗效果，結束后再用清水沖洗。在灌溉水中添加10 mg/L的百時清殺菌滅藻劑。

5.5 肥料溶解性差

在遇到復合肥不溶、堵塞滴頭、下部含不溶物、不確定是否在攪拌后取懸濁液及何時取上清液滴灌等問題時，建議選用優(yōu)質的全水溶性肥料，肥料100%溶解，且使用離子活化技術，有效避免滴頭及管道堵塞。

5.6 肥料種類單一

一般來說，種植戶選擇復合肥料的種類較單一，如15-15-15配方，并在作物的全生育期進行施用，但作物在不同時期對養(yǎng)分的需求不同，如番茄、黃瓜等果菜類作物生長前期需氮較多，生長中后期需鉀較多。可在作物不同生育期選擇不同配方肥料進行施肥，以更好滿足作物不同生育期對養(yǎng)分的需求。

5.7 微量元素得不到全面補充

種植戶在選擇肥料時往往重視大量元素氮、磷、鉀的施用，而忽視中、微量元素的合理施用，導致作物易出現(xiàn)微量元素缺素癥而生長不良。建議選擇水肥一體化專用水溶性肥料，其氮、磷、鉀配比科學合理、營養(yǎng)豐富，能夠全面補充微量元素，可有效促進植株健壯生長，提高作物產(chǎn)量和品質。

水肥一體化不僅僅是設施的建設，還要配套使用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理技術和施肥技術，建立作物的精確灌溉施肥制度，另外，優(yōu)質的水溶肥料也是至關重要的。擁有先進的灌溉施肥設備，而管理技術落后，仍然不能使其發(fā)揮效益，且不合理應用復合肥或者普通水溶肥甚至會破壞施肥系統(tǒng)。只有先進的灌溉施肥設備、精準的施肥方案、優(yōu)質的水溶肥和現(xiàn)代管理技術結合才能發(fā)揮最大效益。

6 小結及討論

縱觀當今水溶肥市場，生產(chǎn)廠家多，品牌雜亂，效果良莠不齊，真正能在市場上站穩(wěn)腳跟、讓老百姓接受的產(chǎn)品不多。水溶肥料要想在農(nóng)資市場站穩(wěn)腳跟，就要保證產(chǎn)品質量過硬、技術含量高，打造真正的好產(chǎn)品，在農(nóng)民心中樹立威信。任何新事物被大眾普遍接受并推廣運用均需要一個過程。雖然目前水溶肥仍然不能取代傳統(tǒng)復合肥料，但是水溶肥符合“低碳節(jié)能、高效環(huán)?！钡木G色發(fā)展要求，因此其發(fā)展前景十分廣闊。

水溶肥雖然發(fā)展勢頭迅猛，但是作為高價格的新型肥料，在市場上推廣開來，讓種植戶普遍接受還需要改變其傳統(tǒng)理念，需要時間、方法、推廣理念。技術推廣不要僅僅局限于廠家、代理商、經(jīng)銷商，要從基層抓起，要打破基層人員形成的傳統(tǒng)肥料觀念的束縛，灌輸水溶肥的先進理念，讓農(nóng)民自覺意識到其真正優(yōu)勢。如何將文中標準、特點、問題及解決方案讓廣大種植戶理解仍需水溶肥從業(yè)者共同探索和研究。