張 強(qiáng)，付強(qiáng)強(qiáng)，陳宏坤 ， 劉文龍 ，徐廣飛

(1.金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司，山東 臨沂 276700；2.金正大諾泰爾化學(xué)有限公司/貴州省磷化工清潔生產(chǎn)工程技術(shù)研究中心,貴州 都勻 558000)

我國水溶性肥料的發(fā)展現(xiàn)狀及前景

張 強(qiáng)1，付強(qiáng)強(qiáng)1，陳宏坤1， 劉文龍2，徐廣飛2

(1.金正大生態(tài)工程集團(tuán)股份有限公司，山東 臨沂 276700；2.金正大諾泰爾化學(xué)有限公司/貴州省磷化工清潔生產(chǎn)工程技術(shù)研究中心,貴州 都勻 558000)

水溶性肥料作為一種新型高效肥料可與水肥一體化設(shè)施結(jié)合，實現(xiàn)節(jié)水節(jié)肥的效果。近年來發(fā)展非常迅速，市場前景廣闊，符合國家對化肥減施增效的指導(dǎo)方針。本文簡單的對水溶性肥料的分類、發(fā)展?fàn)顩r、生產(chǎn)工藝等幾方面進(jìn)行概述，并對水溶性肥料發(fā)展遇到的問題提出一些建議。

概念；分類；生產(chǎn)工藝；發(fā)展現(xiàn)狀；問題及建議

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，水資源匱乏，且地域分布不均，區(qū)域性缺水等問題突出?；适褂昧恐鹉暝黾樱魑锂a(chǎn)量怎加量很少，化肥流失浪費嚴(yán)重，還會引起嚴(yán)重的環(huán)境污染。國家也制定出相應(yīng)的政策，減少化肥用量，提高利用率。隨著"水肥一體化"技術(shù)推廣應(yīng)用，水溶肥行業(yè)發(fā)展迅速，應(yīng)用前景非常廣闊，更符合科學(xué)施肥和生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展理念。

1 水溶性肥料的概念

水溶肥是一種速效肥，具有很好的水溶性、可以完全溶解于水中，不僅能作用于作物的根系，還可以作用于根系上部，被葉面直接吸收利用。廣義上水溶性肥料是指能快速、完全溶于水的大量元素單質(zhì)水溶性肥料(如尿素、碳銨、硫酸鉀、氯化鉀等)、水溶性復(fù)合肥料(磷酸氫鉀、磷酸二氫鉀、磷酸一銨、磷酸二銨、硝酸鉀等)、農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水溶性肥料(大量元素水溶肥、中量元素水溶肥、微量元素水溶肥、腐植酸水溶肥、海藻酸、氨基酸水溶肥)和有機(jī)水溶性肥料等。

狹義上水溶性肥料是指能迅速、完全溶于水的多元素復(fù)合肥料或功能型有機(jī)復(fù)混肥料，特別指農(nóng)業(yè)部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，具有登記指標(biāo)的水溶性肥料產(chǎn)品。該類水溶性肥料是專門針對灌溉施肥(滴灌、噴灌、微噴灌等)和葉面施肥而言的高端產(chǎn)品，滿足針對性較強(qiáng)的區(qū)域和作物的養(yǎng)分需求，需要較強(qiáng)的農(nóng)化服務(wù)技術(shù)指導(dǎo)[1]。

2 水溶性肥料的分類及特點

按照物理形態(tài)分類?？蓪⑺苄苑柿戏譃楣腆w水溶性肥料和液體水溶性肥料兩大類。

固體水溶性肥料主要包括粉狀和顆粒狀，其具有養(yǎng)分含量高、易存放、運(yùn)輸方便；液體水溶性肥料主要包括溶液型和懸浮型，其具有方便水溶混合，與農(nóng)藥、作物添加劑、調(diào)理劑等混配性好，但肥料養(yǎng)分含量受限，對包裝儲存要求高，產(chǎn)品運(yùn)輸不便。按照元素含量分類。水溶性肥料的種類主要有大量元素水溶性肥料(同時含中量元素型、微量元素型)、中量元素水溶性肥料、微量元素水溶性肥料、含腐植酸水溶性肥料(大量元素型、微量元素型)、含氨基酸水溶性肥料(中量元素型、微量元素型)[2]。

3 應(yīng)用優(yōu)勢

3.1 節(jié)水節(jié)肥，安全高效

水溶肥水溶性好，可完全溶于水中，結(jié)合噴灌、滴灌等農(nóng)業(yè)設(shè)施，以噴施、沖施的方式，以水帶肥，水肥同施，實現(xiàn)水肥一體化。在施肥同時可以直接作用于作物的根系和葉片，直接被吸收利用，所以作物更容易更快速的吸收利用。肥料的有效利用率明顯提高，與普通施肥相比，肥效可提高一倍以上，利用率最高可達(dá)80%～90%[3-4]。由于肥料溶于水中，所以使得施肥極為均勻，不會存在燒苗傷根的情況，施肥安全可靠。尤其是在水資源缺乏的情況下，水溶肥和水肥一體化設(shè)施結(jié)合，可明顯提高肥料利用率、減少肥料流失、避免環(huán)境污染、節(jié)省農(nóng)業(yè)用水、減少人工勞動成本以及提高作物品質(zhì)等。

3.2 營養(yǎng)全面、養(yǎng)分配比均衡，施肥精準(zhǔn)

水溶肥在生產(chǎn)和施用時配比靈活，可以調(diào)節(jié)配比作物生長所需要的氮、磷、鉀、 鈣、鎂、硫大中量元素，還可以添加硼、鐵、鋅、銅、鉬等微量元素，使養(yǎng)分更加全面。在肥料施用過程中，可根據(jù)不同作物的需肥規(guī)律，合理調(diào)節(jié)肥料養(yǎng)分配比，還可根據(jù)作物不同生長周期的需肥量，合理控釋施肥量，使整個施肥過程更科學(xué)合理，更具作物專一性和針對性，施肥更加準(zhǔn)確。還避免肥料使用和作物吸收利用不平衡造成的肥料流失以及脫肥現(xiàn)象。節(jié)水節(jié)肥的同時還可確保作物穩(wěn)定高產(chǎn)。

3.3 速效可控、方便管理

水溶性肥料也是一種速效肥，肥料元素大多是水溶性或者是螯合態(tài)，不存在養(yǎng)分固定或者釋放慢的情況，能被植物快速吸收，肥效明顯?？筛鶕?jù)作物生長性狀判斷植物營養(yǎng)情況，并可合理調(diào)節(jié)配方，快速改觀作物不良性狀。當(dāng)遇到作物元素缺乏癥是，可添加所需的元素，快速改善作物性狀，方便作物的維護(hù)和管理。

3.4 施用便捷、省時省工

水溶肥的施用方法非常簡便，它可以隨著噴灌、滴灌、微噴灌等方式在灌溉時進(jìn)行施肥，以水促肥，水肥同施，節(jié)水節(jié)肥的同時還節(jié)省了勞動力。特別是在作物后期追肥時，水肥同施顯得尤為方便，不會因作物生長引起施肥不便。在勞動力缺乏、成本日益高漲的今天，水溶肥帶來的成效更能促進(jìn)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展。

4 生產(chǎn)工藝

水溶性肥料生產(chǎn)工藝主要分為物理混配型和化學(xué)合成型兩種。

4.1 物理混配型

物理混配型生產(chǎn)工藝技術(shù)相對簡單，通過不同物料破碎、篩分、然后按比例計量混合，在進(jìn)行包裝。該工藝生產(chǎn)的產(chǎn)品的純度由原料的純度決定，原料純度受限會導(dǎo)致水溶性肥料中常含少量的雜質(zhì)或不溶物。若灌溉水的硬度較大，鈣鎂雜質(zhì)較多時，在一定的堿度條件下也會生成鈣、鎂沉淀[5]。

此外，由于物理混配型水溶性肥料采用的原料形狀、粒度、色澤等參差不齊，因此要嚴(yán)格控制其產(chǎn)品外觀性狀。在水溶性肥料生產(chǎn)過程中還要注意混合的均勻性、潮解結(jié)塊特性、硬度水的適用性，以及肥料各個組分之間是否發(fā)生反應(yīng)等問題。為了保持肥料中微量元素的有效性，通常需要在生產(chǎn)復(fù)混時，先將中微量元素肥料與酸性肥料混合，其后再配入其他原料。肥料生產(chǎn)過程多為粉末原料，還需要加裝除塵除濕等裝置[6-7]。

4.2 化學(xué)合成型

化學(xué)合成型固體粉狀水溶性肥料是將各種含氮、磷、鉀等養(yǎng)分的原料溶解，在控制一定的溫度、酸堿度等條件下[8]，經(jīng)過濾除雜、反應(yīng)、蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶等一系列的工藝過程后，最終通過重結(jié)晶分離得的水溶性肥料產(chǎn)品[9]。該生產(chǎn)工藝技術(shù)復(fù)雜，必須在生產(chǎn)系統(tǒng)的液相中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，溫度和酸堿度控制要求高。

化學(xué)合成型水溶性肥料難點在于合成的反應(yīng)過程，存在兩相或三相多級循環(huán)溶液，多種鹽類在冷卻結(jié)晶過程中會出現(xiàn)共結(jié)晶現(xiàn)象，易形成較為復(fù)雜的復(fù)鹽，導(dǎo)致產(chǎn)品氮、磷、鉀養(yǎng)分含量出現(xiàn)波動，進(jìn)而使得產(chǎn)品實際配比與設(shè)定配方比例差異大[10]。與簡單物理混配的產(chǎn)品相比，化學(xué)反應(yīng)合成的水溶性肥料具有外觀好、品相均勻、結(jié)晶純度高等特點。由于在生產(chǎn)提純時采用了多級過濾系統(tǒng)，可有效去除溶液中的不溶性雜質(zhì)，真正確保100%全部溶解。所以此類水溶性肥料具有更好的純凈度、速溶性、吸收率和適宜的酸堿度。

表1 固體粉狀水溶性肥料生產(chǎn)工藝的比較

5 國內(nèi)水溶肥發(fā)展現(xiàn)狀

我國水溶性肥料自20世紀(jì)60年代開始發(fā)展至今，主要經(jīng)歷初步形成階段初、步發(fā)展階段和快速發(fā)展階段這3個階段。

5.1 初步形成階段

自20世紀(jì)60年代，水溶性肥料就開始出現(xiàn)，當(dāng)時農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍施用的氨水就是非常好的一種水溶性肥料，20世紀(jì)80～90年代，我國葉面肥料發(fā)展較迅速，產(chǎn)品由單一無機(jī)鹽養(yǎng)分的簡單混溶體系發(fā)展為添加養(yǎng)分、助劑等組分的復(fù)合體系。當(dāng)時出現(xiàn)了一批葉面肥料生產(chǎn)企業(yè)，極大地促進(jìn)了我國葉面肥研究與應(yīng)用的發(fā)展。20世紀(jì)90年代后，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，市場上的葉面肥料產(chǎn)品也增加至數(shù)以千種，產(chǎn)品結(jié)合多種養(yǎng)分及植物生長活性物質(zhì)，功能向綜合化發(fā)展。比如葉面肥與農(nóng)藥配施，可同時達(dá)到刺激作物生長、改善養(yǎng)分吸收和防治病蟲害的作用。與此同時，一些國外產(chǎn)品也逐漸進(jìn)入我國市場，作為葉面肥產(chǎn)品為主的水溶性肥料發(fā)展與應(yīng)用取得了很大進(jìn)展。

5.2 初步發(fā)展階段

(2005～2010)是我國水溶性肥料產(chǎn)業(yè)啟動和形成的階段，隨著我國水肥一體化技術(shù)快速發(fā)展及推廣，水溶性肥料產(chǎn)品種類也逐漸豐富，我國水溶性肥料產(chǎn)業(yè)開始向多元化發(fā)展，表現(xiàn)在肥料品種名目的增加，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。增加了大量元素水溶性肥料、中量元素水溶性肥料、微量元素水溶性肥料，還包括含氨基酸、腐植酸、海藻酸、甲殼素以及有機(jī)質(zhì)等功能性水溶性肥料[11-13]。

5.3 快速發(fā)展階段

自2010以后，隨著國家對水肥一體化技術(shù)的推廣，我國水溶性肥料產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展階段。中小企業(yè)不斷的加入到行業(yè)之中，開始嶄露頭角，大企業(yè)也開始加強(qiáng)水溶肥的研究，在這期間主要還是從事基礎(chǔ)在性營養(yǎng)配方的研發(fā)，產(chǎn)品生產(chǎn)方式主要以物理混配的方法為主，產(chǎn)品一般以沖施或滴灌的方式用于一些經(jīng)濟(jì)作物。隨著各種水溶性肥料登記標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善，水溶性肥料生產(chǎn)工藝的提高，市場產(chǎn)品的規(guī)范化程度日益增強(qiáng)，水溶性肥料產(chǎn)品不斷向復(fù)合化、多樣化與差異化的方向發(fā)展。隨著更多的大企業(yè)開始躋身于水溶性肥料行業(yè)研究和生產(chǎn)，產(chǎn)量供應(yīng)增加，市場產(chǎn)品競爭激烈，使得水溶性肥料產(chǎn)品價格日趨走向平民化。隨著水肥一體化技術(shù)推廣應(yīng)用，水溶肥市場需求量的不斷擴(kuò)大，企業(yè)開始走向技術(shù)研發(fā)自主創(chuàng)新的道路，我國水溶性肥料產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展的鼎盛時期。

圖1 2009-2015年符合農(nóng)業(yè)部登記標(biāo)準(zhǔn)水溶性肥料產(chǎn)量(萬噸)

圖2 2015年水溶肥市場不同產(chǎn)品占比

近年來我國水溶肥行業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)量增長迅猛，由2009年的30萬噸增長至2015年的370萬噸，產(chǎn)量增加了十幾倍[5]。市場產(chǎn)品種類多樣，基本分可為四大類：大量元素水溶肥料、微量元素水溶肥料、含氨基酸的水溶肥料、含腐殖酸的水溶肥料。

6 發(fā)展前景

我國水資源匱乏，且地域分布不均，作物種植的季節(jié)性突出，農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)分布不均，所以區(qū)域性缺水等問題突出。水溶肥料作為高效環(huán)保型肥料可以噴灌、滴灌、微噴灌、滴灌等方式施肥，具有使用方便、節(jié)水節(jié)肥、安全高效、營養(yǎng)全面、方便管理、省時省工等特點。同時還可以減少生態(tài)環(huán)境污染、改善作物品質(zhì)。隨著中國土地流轉(zhuǎn)政策，農(nóng)業(yè)會進(jìn)一步向集約化、規(guī)?；⒋笮娃r(nóng)場發(fā)展轉(zhuǎn)變，農(nóng)業(yè)種植設(shè)施也向高效、節(jié)約、簡單方便發(fā)展，如滴灌、噴灌等節(jié)水節(jié)約肥的水肥一體化設(shè)施會大面積推廣應(yīng)用，水溶肥的需求量將進(jìn)一步擴(kuò)大。

目前水溶肥料作為一種更加環(huán)保、高效、可持續(xù)發(fā)展的新一代肥料，備受社會和政府部門的關(guān)注，也是業(yè)內(nèi)研究的熱點，吸引越來越多的科研院所、企業(yè)、專家學(xué)者躋身研究。中華人民共和國農(nóng)業(yè)部于2015年2月17日印發(fā)了，《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，提出依托新型經(jīng)營主體和專業(yè)化農(nóng)化服務(wù)組織，集中整體實施等措施，以加快轉(zhuǎn)變施肥方式來遏制盲目施肥和過量施肥問題。方案中計劃到2020年，機(jī)械施肥占主要農(nóng)作物種植面積的40%以上，水肥一體化技術(shù)增加8000萬畝，推廣面積達(dá)1.5億畝。由此可見，水溶性肥料作為一種滿足水肥一體化所需的肥料，更符合我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)持續(xù)、快速發(fā)展的需要。

7 水溶肥發(fā)展存在的問題及建議

近幾年我國水溶肥行業(yè)市場競爭激烈、發(fā)展迅速、前景廣闊。當(dāng)前也存在著一系列的問題。

7.1 基礎(chǔ)研究相對薄弱

雖然我國水溶肥行業(yè)發(fā)展很快，但是基礎(chǔ)研究相對薄弱，缺乏對促進(jìn)養(yǎng)分吸收利用、增加肥料體系穩(wěn)定性等方面的研究。當(dāng)前生產(chǎn)工藝相對還比較落后，生產(chǎn)方法多采用簡單的配比混配，產(chǎn)品中不溶性雜質(zhì)較多，質(zhì)量不高，在與水肥一體化設(shè)施聯(lián)合應(yīng)用時受到限制。同時市場也缺乏對螯合劑、表面活性劑、新型化合物、功能性產(chǎn)品的開發(fā)研究。對此企業(yè)應(yīng)當(dāng)加大產(chǎn)品的研發(fā)投入，研發(fā)出質(zhì)量更好，功能性更強(qiáng)的產(chǎn)品。同時政府要做好引導(dǎo)工作，增加對應(yīng)水溶肥產(chǎn)品的專項資金引導(dǎo)或補(bǔ)貼扶持。

7.2 水溶肥市場混亂

目前市場上水溶肥產(chǎn)品種類繁多，質(zhì)量參差不齊，產(chǎn)品缺乏規(guī)范性，產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系不夠完善，更有一些以假亂真的產(chǎn)品，造成水溶肥市場比較混亂。絕大多數(shù)農(nóng)民科技素質(zhì)偏低，往往選擇價格便宜的產(chǎn)品，由于產(chǎn)品質(zhì)量的多種問題，感受不到水溶肥產(chǎn)品的優(yōu)勢，最終致使農(nóng)民購買欲望不強(qiáng)烈。對此企業(yè)應(yīng)提高產(chǎn)品功能和質(zhì)量，樹立自身品牌，提高品牌知名度，以品牌效應(yīng)打開市場，提高產(chǎn)品競爭力。政府有關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)產(chǎn)品市場管理管理，制定完善的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)體系，嚴(yán)厲打擊假冒偽劣產(chǎn)品，創(chuàng)造良好的市場競爭環(huán)境。

7.3 價格較高

水溶肥市場價格太高，從每噸幾千元到幾萬元不等，甚至有些功能型水溶肥價格高達(dá)十幾萬元每噸。從生產(chǎn)到銷售，各環(huán)節(jié)利潤太高，不利于市場推廣，目前市場上水溶性肥料的價格是普通肥料的5～10倍，廣大農(nóng)民在經(jīng)濟(jì)上難以承受，推廣應(yīng)用難度大。所以企業(yè)在生產(chǎn)過程中強(qiáng)化管理、提高工藝水平，整合利用資源，提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時降低產(chǎn)品成本，在營銷上創(chuàng)新經(jīng)營模式、降低運(yùn)作成本。

7.4 配套設(shè)施不完善

水肥一體化灌溉設(shè)備不完善，設(shè)備投資成本高。灌溉設(shè)施存在一些設(shè)計不合理，安裝粗放，缺乏技術(shù)服務(wù)，應(yīng)用操作不規(guī)范。在配套使用質(zhì)量不高水溶肥時，經(jīng)常會出現(xiàn)問題，影響設(shè)備連續(xù)化運(yùn)行。企業(yè)在生產(chǎn)肥料的同時也要加強(qiáng)水肥一體化設(shè)備的開發(fā)，結(jié)合肥料特點及作物種植施肥特點，合理布置安裝設(shè)施，同時加強(qiáng)技術(shù)服務(wù)工作，建立完善的技術(shù)服務(wù)體系和專業(yè)的技術(shù)服務(wù)方案，正確指導(dǎo)農(nóng)戶合理化種植及肥料施用。政府加強(qiáng)農(nóng)戶水肥一體化設(shè)施投入引導(dǎo)，對設(shè)備投資給予一定的補(bǔ)貼。

[1] 陳 清,周 爽. 我國水溶性肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)[J]. 磷肥與復(fù)肥,2014(06):20-24.

[2] 劉紅芳.含腐植酸水溶肥料現(xiàn)狀與登記管理[J]. 腐植酸,2013(06):48-50.

[3] 汪家銘. 水溶肥發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景[J]. 氮肥技術(shù),2011(05):27-31.

[4] 賈 沖. 水溶肥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與前景[J]. 新農(nóng)業(yè),2015(22):43-44.

[5] 彭賢輝,郭 巍,朱基琛,等. 水溶肥料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 河南化工,2016(12):7-10.

[6] 傅送保,李代紅,王洪波，等.水溶性肥料生產(chǎn)技術(shù)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué),2013(17):7504-7507

[7] 吳維民. 我國水溶肥生產(chǎn)現(xiàn)狀與發(fā)展方向初探[J]. 鹽業(yè)與化工,2016(07):1-3

[8] 周麗群,陳延軍,陳 清.大量元素水溶肥產(chǎn)品性狀差異性分析[J]. 磷肥與復(fù)肥 , 2014 , 29 (2):20-23.

[9] 段 威. 多種類水溶肥裝置產(chǎn)品應(yīng)用與生產(chǎn)工藝研究開發(fā)[J]. 硫磷設(shè)計與粉體工程,2015,06:14-18，51.

[10] 汪家銘. 新型肥料的開發(fā)進(jìn)展及應(yīng)用前景[J]. 化工管理,2010(12):34-39

[11] 劉德輝,田蕾,邵建華,趙慧淵,高芝祥. 氨基酸螯合微量元素肥料在小麥和后作水稻上的效果[J]. 土壤通報,2005,(06):103-106.

[12] 劉德輝,田蕾,邵建華,等. 氨基酸螯合微量元素肥料在小麥和后作水稻上的效果[J]. 土壤通報,2005(06):103-106.

[13] 李浙江,王金信,連玉朱,等. 殼聚糖在農(nóng)藥領(lǐng)域中的應(yīng)用和前景[J]. 農(nóng)藥科學(xué)與管理,2005(06):28-32.

(本文文獻(xiàn)格式：張 強(qiáng)，付強(qiáng)強(qiáng)，陳宏坤，等.我國水溶性肥料的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].山東化工，2017，46(12)：78-81.)

2017-04-05

貴州省高層次創(chuàng)新型人才培養(yǎng)計劃(百層次)(黔科合平臺人才【2016】5680)

張 強(qiáng)(1979—)，山東臨沂人，博士，農(nóng)藝師，主要從事肥料研究工作;通信作者：付強(qiáng)強(qiáng)。

S143

A

1008-021X(2017)12-0078-04