韓春曉

(國投新疆羅布泊鉀鹽有限責(zé)任公司，新疆 哈密 839000)

我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，現(xiàn)有耕地1.3萬億m2，農(nóng)業(yè)灌溉面積占耕地面積的56 %[1]。近幾十年來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上水肥資源消耗、浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重，水肥資源緊缺的問題隨著我國農(nóng)業(yè)發(fā)展越來越凸顯，已成為制約我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要瓶頸，因此，節(jié)水節(jié)肥是發(fā)展特色可持續(xù)農(nóng)業(yè)的必然需要[2,13-14]。

1 水溶性肥料是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新舉措

在中國水資源及化肥資源的雙重挑戰(zhàn)背景下，以噴灌、微噴灌、滴灌為主要施肥方式的水肥一體化技術(shù)正在成為省水、省肥、增效及環(huán)保的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)新舉措[3-4]。水溶性肥料是一種可以完全溶于水的多元復(fù)合肥料，易被作物吸收，吸收率相對(duì)較高，為普通化肥的2倍～3倍，水溶肥還會(huì)添加微量元素，營養(yǎng)更全面[5]。

1.1 水溶性肥料的政策支持

我國的“十二五”規(guī)劃和2011年的中央一號(hào)文件為水溶性肥料的發(fā)展提供了良好的機(jī)遇。2013年，《水溶肥化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》發(fā)布，將水不溶物比例由5%降到0.5%，水溶性肥料產(chǎn)業(yè)開始邁入規(guī)范發(fā)展新時(shí)代。農(nóng)業(yè)部辦公廳印發(fā)的《水肥一體化技術(shù)指導(dǎo)意見》提出，到2015年，水肥一體化技術(shù)推廣總面積達(dá)到5.33×1010m2以上，新增推廣面積3.33×1010m2以上，實(shí)現(xiàn)節(jié)水50%以上，節(jié)肥30%，糧食作物增產(chǎn)20%，經(jīng)濟(jì)作物節(jié)本增收0.9元/m2以上。2015年初，農(nóng)業(yè)部重磅推出《到2020年化肥使用量零增長行動(dòng)方案》。在實(shí)現(xiàn)化肥使用零增長的具體措施中，指導(dǎo)意見明確提出到2020年，水肥一體化技術(shù)推廣面積1.0×1011m2、增加5.33×1010m2[6]。在相關(guān)政策的扶持下，我國水溶性肥料近年來備受業(yè)內(nèi)關(guān)注，目前已經(jīng)成了化肥市場的一個(gè)亮點(diǎn)，發(fā)展水溶性肥料符合中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，未來成長空間十分廣闊。

1.2 水溶性肥料的優(yōu)點(diǎn)

(1)養(yǎng)分全面，配方靈活。大多數(shù)水溶性肥料包含作物生長所需要的全部營養(yǎng)元素，如Ca、Mg、N、P、K、S微量元素等以及腐植酸、氨基酸、海藻酸、植物生長調(diào)節(jié)劑等[7]。除此之外，還可根據(jù)作物生長所需要的營養(yǎng)需求特點(diǎn)來靈活設(shè)計(jì)肥料配方，以均衡作物對(duì)各種養(yǎng)分的需求，并可根據(jù)作物不同的長勢以及不同的生長階段隨時(shí)對(duì)肥料配方作出相應(yīng)調(diào)整，避免作物出現(xiàn)缺素整裝。

(2)效果明顯，利用率高。水溶性肥料是一種速效肥料，能夠被作物迅速吸收，肥料效果快速、明顯，可以較快地看到肥料的效果及表現(xiàn)；全水溶性養(yǎng)分，配方科學(xué)，養(yǎng)分利用率高，普通肥料利用率為20 %～30 %，而水溶性肥料利用率可達(dá)到70%～80%[5]。西班牙艾德拉水溶肥在馬鈴薯上使用后，較普通肥增產(chǎn)19.9 %；在西瓜上使用后，投入產(chǎn)出比高達(dá)1.0 ∶20.1；在蘋果上使用后，增產(chǎn)達(dá)13.2%。此外，在辣椒、玉米、番茄、黃瓜、葡萄、柑橘、花生等作物上施用增產(chǎn)增質(zhì)效果均很明顯

(3)施用經(jīng)濟(jì)、安全方便。水溶性肥料的施用方式十分方便，既能節(jié)約水用量，又能節(jié)約肥料，而且還能節(jié)約勞動(dòng)力。水溶性肥料的施用方式極其均勻，這也為提高產(chǎn)量和品質(zhì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。水溶性肥料一般電導(dǎo)率低，雜質(zhì)較少，肥料濃度十分方便調(diào)節(jié)，所以，即使對(duì)幼嫩的幼苗也是安全的，不必?fù)?dān)心引起燒苗等不良后果。

1.3 水溶性肥料的施用方式

灌溉施肥是水溶性肥料的主要施用方式，除此也可以無土栽培以及葉面噴施。

灌溉施肥將施肥與灌溉結(jié)合在一起，在灌溉的同時(shí)將肥料一起輸入到作物根部土壤的一種方法。目前，灌溉施肥技術(shù)已成熟，可以在施肥量、灌水量及施肥時(shí)間等方面都達(dá)到很高的精度。灌溉施肥的方法有地面灌溉施肥、噴灌施肥和微灌施肥。

無土栽培是利用有養(yǎng)分溶液的物料(如珍珠巖、蛭石、無毒泡沫塑料等)代替土壤作為植物生長介質(zhì)的栽培方法。無土栽培技術(shù)可以有效地控制作物在生長發(fā)育過程中對(duì)光照、水分、溫度、養(yǎng)分以及空氣的最佳要求。當(dāng)前多數(shù)國家利用無土栽培生產(chǎn)高品質(zhì)、高附加值的經(jīng)濟(jì)作物。

葉面噴施肥料可以及時(shí)補(bǔ)充作物所需養(yǎng)分。葉片吸收的肥料應(yīng)是完全水溶性的，噴施濃度也要受到一定的限制，養(yǎng)分可以與農(nóng)藥一起噴施葉面施肥打破了土壤根部施肥的傳統(tǒng)方式，是構(gòu)筑立體施肥模式的重要元素，是最靈活、最便捷的施肥方式。

1.4 水溶性肥料的現(xiàn)狀與問題

當(dāng)前，我國水溶性肥料生產(chǎn)正處于大發(fā)展時(shí)期。截止2012年底，我國已有上千家水溶性肥料生產(chǎn)企業(yè)，推出了成千上萬種產(chǎn)品。但是，我國的水溶性肥料雖然發(fā)展迅速，但在生產(chǎn)技術(shù)市場管理以及肥料應(yīng)用等方面還存在一些問題，在全國范圍內(nèi)有較大影響的水溶肥生產(chǎn)企業(yè)很少，更沒有著名品牌的水溶肥產(chǎn)品。

(1)產(chǎn)品技術(shù)含量低，質(zhì)量參差不齊。許多價(jià)位稍低的水溶性肥料與國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)相差甚遠(yuǎn)，有許多企業(yè)高舉“全水溶”的牌子，生產(chǎn)出沖施肥、灌溉肥、水溶性復(fù)合肥等不符合國家標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，誤導(dǎo)消費(fèi)者；有的企業(yè)強(qiáng)調(diào)養(yǎng)分含量，不重視養(yǎng)分形態(tài)、功效、助劑及有機(jī)養(yǎng)分的科學(xué)配置，以致產(chǎn)品盡管水溶但有效成分利用率不高；還有的企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品甚至有副作用。

(2)各環(huán)節(jié)利潤太高，不利于推廣。目前市場上水溶性肥料的價(jià)格是普通肥料的5倍～10倍，廣大農(nóng)民在經(jīng)濟(jì)上難以承受，致使更多假冒偽劣的水溶性肥料出現(xiàn)，特別是有一些“三無”產(chǎn)品充斥市場，損害農(nóng)民利益，也在一定程度上打擊了農(nóng)民使用水溶肥的積極性。

(3)灌溉設(shè)備不完善。水肥一體化技術(shù)的正確應(yīng)用缺乏有效示范和培訓(xùn)，我國灌溉設(shè)施存在一些設(shè)計(jì)不合理，安裝粗放，缺乏技術(shù)服務(wù)等問題，導(dǎo)致設(shè)備應(yīng)用效果大打折扣。我國灌溉施肥技術(shù)則剛處于起步階段，還沒有形成完善的水溶肥料供應(yīng)體系。

1.5 水溶性肥料的發(fā)展前景

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的一個(gè)基本特征是在可持續(xù)發(fā)展的前提下，以現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代化設(shè)備為支撐，提高資源產(chǎn)出率、勞動(dòng)生產(chǎn)率和農(nóng)產(chǎn)品商品率。其中，科學(xué)施肥是現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的核心技術(shù)之一。水肥一體化技術(shù)，能滿足設(shè)施農(nóng)業(yè)高效農(nóng)業(yè)的需要，能進(jìn)一步提高肥料有效成分的利用率，減少化肥投入，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，將成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

農(nóng)業(yè)部專家表示，全國6×1011m2灌溉面積中約3.2×1011m2耕地適合發(fā)展水肥一體化，但目前水肥一體化應(yīng)用比例僅3.2%。隨著“水肥一體化”技術(shù)的進(jìn)一步推廣及灌溉設(shè)施的不斷完善，水溶性肥料在我國將具有更廣闊的發(fā)展前景。隨著我國農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，我國水溶性肥料正朝著高效化、多效化的方向發(fā)展。高效化、多效化發(fā)展要求水溶性肥料必須進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，提高產(chǎn)品科技含量，提高肥效。所謂多效化就是擴(kuò)大水溶性肥料的功能范圍，如多營養(yǎng)功能、藥肥結(jié)合功能、抗旱抗寒功能、防病減病功能、除草滅蟲功能等。

2 新型水溶性肥料—速溶硫酸鉀

中國鉀鹽資源分布不均，多集中在相對(duì)落后的西北地區(qū)和西南地區(qū)，礦種以內(nèi)陸湖沉積液體礦為主，多分布在青海察爾汗鹽湖和新疆羅布泊鹽湖[9]。中國可溶性的鹽礦易開采但儲(chǔ)量少，難溶性鹽礦資源嚴(yán)重不足是制約中國鉀肥工業(yè)的主要原因之一[10-11]。

據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前世界探明的鉀鹽儲(chǔ)量在133億t左右，主要分布在俄羅斯、白俄羅斯、加拿大和德國，以上4國儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的93%，鉀鹽產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的83%[12]。中國鉀鹽儲(chǔ)量只占世界總儲(chǔ)量的2%左右，但消費(fèi)量卻占世界的20%，資源和消費(fèi)分布的嚴(yán)重不平衡造成了當(dāng)前鉀肥供給的高度壟斷。

近些年，隨著需求不斷加大，我國硫酸鉀行業(yè)發(fā)展迅速，產(chǎn)能不斷擴(kuò)大。但是，目前生產(chǎn)的農(nóng)用硫酸鉀水不溶物含量較高，約1.0%，溶解速度較慢，易造成滴頭、噴頭堵塞，不能直接作為滴管、噴灌等水肥一體化的硫酸鉀肥料使用。我國目前的高效速溶硫酸鉀產(chǎn)品基本上以進(jìn)口為主。為在激烈的國際競爭中占據(jù)一席之地，大力發(fā)展雜質(zhì)少、溶解速度高的速溶硫酸鉀產(chǎn)業(yè)刻不容緩。

3 速溶硫酸鉀產(chǎn)品開發(fā)

為充分發(fā)揮新疆羅布泊資源優(yōu)勢和區(qū)位優(yōu)勢，利用現(xiàn)有農(nóng)業(yè)硫酸鉀產(chǎn)品開發(fā)速溶硫酸鉀水溶性肥料可實(shí)現(xiàn)“名利雙收”，既開發(fā)了肥料新品種、提升了產(chǎn)品附加值、增加了經(jīng)濟(jì)效益，更是符合了國家發(fā)展水肥一體化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)需求。因此，依托中國地質(zhì)科學(xué)院鄭州礦產(chǎn)綜合利用研究所(以下簡稱“鄭州綜合所”)的技術(shù)優(yōu)勢，進(jìn)行了全水溶性肥料速溶硫酸鉀產(chǎn)品開發(fā)，速溶硫酸鉀產(chǎn)品附加值得到大幅提升，有效提高了硫酸鉀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)有效配合了國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略需求。

鄭州綜合所以普通農(nóng)用硫酸鉀產(chǎn)品為原料，依據(jù)固體溶解理論，經(jīng)過提純和相關(guān)助劑技術(shù)，研發(fā)出了水不溶物含量≤0.1%的速溶硫酸鉀產(chǎn)品，在實(shí)驗(yàn)室研究的基礎(chǔ)上成功進(jìn)行了中間試驗(yàn)。中間試驗(yàn)產(chǎn)品經(jīng)相關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測，產(chǎn)品水不溶物含量為0.04%，K2O含量為52.56 %。在25 ℃和溶解液固比為10 ∶1的條件下，溶解時(shí)間為4 min，產(chǎn)品溶解性能優(yōu)異，完全滿足水溶性肥料的指標(biāo)要求。研究開發(fā)的速溶硫酸鉀具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)速溶硫酸鉀產(chǎn)品溶解速度與國際優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品相當(dāng)，遠(yuǎn)優(yōu)于水溶性肥料國際標(biāo)準(zhǔn)的要求。

(2) 產(chǎn)品在水中可100 %溶解，溶解迅速、無任何沉淀和懸浮物質(zhì)，不留任何殘?jiān)苊夤艿雷枞?，適用于一切施肥系統(tǒng)，并可用作葉面肥噴施。

(3) 產(chǎn)品對(duì)作物安全，不含氯離子、鈉離子及其他有害重金屬，不含激素類物質(zhì)，施用后不干擾植物正常的生理、生長活動(dòng)。因此，該速溶硫酸鉀產(chǎn)品可完全替代進(jìn)口產(chǎn)品。

4 總結(jié)

由于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的推進(jìn)，我國的節(jié)水灌溉也正在加速發(fā)展，因此，水肥一體化技術(shù)的推廣將給水溶性肥料帶來巨大的商機(jī)。近些年，國家政策的導(dǎo)向性支持也為水溶性肥料的發(fā)展起到了極大的促進(jìn)作用。速溶硫酸鉀作為新型的水溶性肥料，需求也不斷加大。近年來，大的速溶硫酸鉀生產(chǎn)基地正在建立、新的工藝方法也在探索和優(yōu)化，這對(duì)滿足中國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求具有極其重要的作用。