水溶性肥料发展前景及速溶硫酸钾产品开发

韩春晓

(国投新疆罗布泊钾盐有限责任公司，新疆 哈密 839000)

我国是一个农业大国，现有耕地1.3万亿m2，农业灌溉面积占耕地面积的56 %[1]。近几十年来，我国农业生产上水肥资源消耗、浪费现象严重，水肥资源紧缺的问题随着我国农业发展越来越凸显，已成为制约我国农业发展的主要瓶颈，因此，节水节肥是发展特色可持续农业的必然需要[2,13-14]。

1 水溶性肥料是现代农业新举措

在中国水资源及化肥资源的双重挑战背景下，以喷灌、微喷灌、滴灌为主要施肥方式的水肥一体化技术正在成为省水、省肥、增效及环保的现代农业新举措[3-4]。水溶性肥料是一种可以完全溶于水的多元复合肥料，易被作物吸收，吸收率相对较高，为普通化肥的2倍～3倍，水溶肥还会添加微量元素，营养更全面[5]。

1.1 水溶性肥料的政策支持

我国的“十二五”规划和2011年的中央一号文件为水溶性肥料的发展提供了良好的机遇。2013年，《水溶肥化工行业标准》发布，将水不溶物比例由5%降到0.5%，水溶性肥料产业开始迈入规范发展新时代。农业部办公厅印发的《水肥一体化技术指导意见》提出，到2015年，水肥一体化技术推广总面积达到5.33×1010m2以上，新增推广面积3.33×1010m2以上，实现节水50%以上，节肥30%，粮食作物增产20%，经济作物节本增收0.9元/m2以上。2015年初，农业部重磅推出《到2020年化肥使用量零增长行动方案》。在实现化肥使用零增长的具体措施中，指导意见明确提出到2020年，水肥一体化技术推广面积1.0×1011m2、增加5.33×1010m2[6]。在相关政策的扶持下，我国水溶性肥料近年来备受业内关注，目前已经成了化肥市场的一个亮点，发展水溶性肥料符合中国现代农业发展方式，未来成长空间十分广阔。

1.2 水溶性肥料的优点

(1)养分全面，配方灵活。大多数水溶性肥料包含作物生长所需要的全部营养元素，如Ca、Mg、N、P、K、S微量元素等以及腐植酸、氨基酸、海藻酸、植物生长调节剂等[7]。除此之外，还可根据作物生长所需要的营养需求特点来灵活设计肥料配方，以均衡作物对各种养分的需求，并可根据作物不同的长势以及不同的生长阶段随时对肥料配方作出相应调整，避免作物出现缺素整装。

(2)效果明显，利用率高。水溶性肥料是一种速效肥料，能够被作物迅速吸收，肥料效果快速、明显，可以较快地看到肥料的效果及表现；全水溶性养分，配方科学，养分利用率高，普通肥料利用率为20 %～30 %，而水溶性肥料利用率可达到70%～80%[5]。西班牙艾德拉水溶肥在马铃薯上使用后，较普通肥增产19.9 %；在西瓜上使用后，投入产出比高达1.0 ∶20.1；在苹果上使用后，增产达13.2%。此外，在辣椒、玉米、番茄、黄瓜、葡萄、柑橘、花生等作物上施用增产增质效果均很明显

(3)施用经济、安全方便。水溶性肥料的施用方式十分方便，既能节约水用量，又能节约肥料，而且还能节约劳动力。水溶性肥料的施用方式极其均匀，这也为提高产量和品质奠定了坚实的基础。水溶性肥料一般电导率低，杂质较少，肥料浓度十分方便调节，所以，即使对幼嫩的幼苗也是安全的，不必担心引起烧苗等不良后果。

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，除此也可以无土栽培以及叶面喷施。

灌溉施肥将施肥与灌溉结合在一起，在灌溉的同时将肥料一起输入到作物根部土壤的一种方法。目前，灌溉施肥技术已成熟，可以在施肥量、灌水量及施肥时间等方面都达到很高的精度。灌溉施肥的方法有地面灌溉施肥、喷灌施肥和微灌施肥。

无土栽培是利用有养分溶液的物料(如珍珠岩、蛭石、无毒泡沫塑料等)代替土壤作为植物生长介质的栽培方法。无土栽培技术可以有效地控制作物在生长发育过程中对光照、水分、温度、养分以及空气的最佳要求。当前多数国家利用无土栽培生产高品质、高附加值的经济作物。

叶面喷施肥料可以及时补充作物所需养分。叶片吸收的肥料应是完全水溶性的，喷施浓度也要受到一定的限制，养分可以与农药一起喷施叶面施肥打破了土壤根部施肥的传统方式，是构筑立体施肥模式的重要元素，是最灵活、最便捷的施肥方式。

1.4 水溶性肥料的现状与问题

当前，我国水溶性肥料生产正处于大发展时期。截止2012年底，我国已有上千家水溶性肥料生产企业，推出了成千上万种产品。但是，我国的水溶性肥料虽然发展迅速，但在生产技术市场管理以及肥料应用等方面还存在一些问题，在全国范围内有较大影响的水溶肥生产企业很少，更没有著名品牌的水溶肥产品。

(1)产品技术含量低，质量参差不齐。许多价位稍低的水溶性肥料与国家规定的标准相差甚远，有许多企业高举“全水溶”的牌子，生产出冲施肥、灌溉肥、水溶性复合肥等不符合国家标准的产品，误导消费者；有的企业强调养分含量，不重视养分形态、功效、助剂及有机养分的科学配置，以致产品尽管水溶但有效成分利用率不高；还有的企业生产的产品甚至有副作用。

(2)各环节利润太高，不利于推广。目前市场上水溶性肥料的价格是普通肥料的5倍～10倍，广大农民在经济上难以承受，致使更多假冒伪劣的水溶性肥料出现，特别是有一些“三无”产品充斥市场，损害农民利益，也在一定程度上打击了农民使用水溶肥的积极性。

(3)灌溉设备不完善。水肥一体化技术的正确应用缺乏有效示范和培训，我国灌溉设施存在一些设计不合理，安装粗放，缺乏技术服务等问题，导致设备应用效果大打折扣。我国灌溉施肥技术则刚处于起步阶段，还没有形成完善的水溶肥料供应体系。

1.5 水溶性肥料的发展前景

现代农业的一个基本特征是在可持续发展的前提下，以现代科学技术和现代化设备为支撑，提高资源产出率、劳动生产率和农产品商品率。其中，科学施肥是现代化农业的核心技术之一。水肥一体化技术，能满足设施农业高效农业的需要，能进一步提高肥料有效成分的利用率，减少化肥投入，保护生态环境，将成为现代化农业发展的必然趋势。

农业部专家表示，全国6×1011m2灌溉面积中约3.2×1011m2耕地适合发展水肥一体化，但目前水肥一体化应用比例仅3.2%。随着“水肥一体化”技术的进一步推广及灌溉设施的不断完善，水溶性肥料在我国将具有更广阔的发展前景。随着我国农业的不断发展，我国水溶性肥料正朝着高效化、多效化的方向发展。高效化、多效化发展要求水溶性肥料必须进行技术创新，提高产品科技含量，提高肥效。所谓多效化就是扩大水溶性肥料的功能范围，如多营养功能、药肥结合功能、抗旱抗寒功能、防病减病功能、除草灭虫功能等。

2 新型水溶性肥料—速溶硫酸钾

中国钾盐资源分布不均，多集中在相对落后的西北地区和西南地区，矿种以内陆湖沉积液体矿为主，多分布在青海察尔汗盐湖和新疆罗布泊盐湖[9]。中国可溶性的盐矿易开采但储量少，难溶性盐矿资源严重不足是制约中国钾肥工业的主要原因之一[10-11]。

据美国地质调查局的统计，当前世界探明的钾盐储量在133亿t左右，主要分布在俄罗斯、白俄罗斯、加拿大和德国，以上4国储量占世界总储量的93%，钾盐产量占全球产量的83%[12]。中国钾盐储量只占世界总储量的2%左右，但消费量却占世界的20%，资源和消费分布的严重不平衡造成了当前钾肥供给的高度垄断。

近些年，随着需求不断加大，我国硫酸钾行业发展迅速，产能不断扩大。但是，目前生产的农用硫酸钾水不溶物含量较高，约1.0%，溶解速度较慢，易造成滴头、喷头堵塞，不能直接作为滴管、喷灌等水肥一体化的硫酸钾肥料使用。我国目前的高效速溶硫酸钾产品基本上以进口为主。为在激烈的国际竞争中占据一席之地，大力发展杂质少、溶解速度高的速溶硫酸钾产业刻不容缓。

3 速溶硫酸钾产品开发

为充分发挥新疆罗布泊资源优势和区位优势，利用现有农业硫酸钾产品开发速溶硫酸钾水溶性肥料可实现“名利双收”，既开发了肥料新品种、提升了产品附加值、增加了经济效益，更是符合了国家发展水肥一体化现代农业需求。因此，依托中国地质科学院郑州矿产综合利用研究所(以下简称“郑州综合所”)的技术优势，进行了全水溶性肥料速溶硫酸钾产品开发，速溶硫酸钾产品附加值得到大幅提升，有效提高了硫酸钾的经济价值，同时有效配合了国家现代农业的战略需求。

郑州综合所以普通农用硫酸钾产品为原料，依据固体溶解理论，经过提纯和相关助剂技术，研发出了水不溶物含量≤0.1%的速溶硫酸钾产品，在实验室研究的基础上成功进行了中间试验。中间试验产品经相关权威机构检测，产品水不溶物含量为0.04%，K2O含量为52.56 %。在25 ℃和溶解液固比为10 ∶1的条件下，溶解时间为4 min，产品溶解性能优异，完全满足水溶性肥料的指标要求。研究开发的速溶硫酸钾具有以下优点：

(1)速溶硫酸钾产品溶解速度与国际优质产品相当，远优于水溶性肥料国际标准的要求。

(2) 产品在水中可100 %溶解，溶解迅速、无任何沉淀和悬浮物质，不留任何残渣，避免管道阻塞，适用于一切施肥系统，并可用作叶面肥喷施。

(3) 产品对作物安全，不含氯离子、钠离子及其他有害重金属，不含激素类物质，施用后不干扰植物正常的生理、生长活动。因此，该速溶硫酸钾产品可完全替代进口产品。

4 总结

由于农业现代化的推进，我国的节水灌溉也正在加速发展，因此，水肥一体化技术的推广将给水溶性肥料带来巨大的商机。近些年，国家政策的导向性支持也为水溶性肥料的发展起到了极大的促进作用。速溶硫酸钾作为新型的水溶性肥料，需求也不断加大。近年来，大的速溶硫酸钾生产基地正在建立、新的工艺方法也在探索和优化，这对满足中国农业生产需求具有极其重要的作用。