河南晋开化工投资控股集团有限责任公司绿色高效液体肥料研究进展

徐俊红，赵云莉，郭 然

（河南晋开化工投资控股集团有限责任公司，河南 开封 475100）

0 引言

液体肥料因其速溶、高效、杂质少、吸收率高、使用便捷、绿色、环保、适用面广等特点，是水肥一体化的最优选择，是实现化肥减量化的最佳原料，被誉为环保型肥料和绿色肥料［1-4］。

河南晋开化工投资控股集团有限责任公司（以下简称晋开集团）具有多年生产尿素和硝酸铵的经验，是国内率先从事尿素硝酸铵溶液研制与生产的厂家之一，在绿色高效液体肥料的研发、生产、储存、运输、推广应用等方面积累了丰富的经验。现将晋开集团近几年的研究进展进行总结，希望能为同类企业提供参考与借鉴。

1 晋开集团绿色高效液体肥料简介

晋开集团绿色高效液体肥料是针对农作物各个生长阶段的生理特性和生长特性对养分需求而研发的液体肥料，可为农作物提供优质的营养解决方案。其主要用途是实现速效氮和缓效氮合理搭配，产品适用于各种农作物，可增强农作物光合作用和抗逆性，提高农作物对养分和水分的利用率，满足农作物不同生长期对氮的需要，显著提高农作物产量，提升农产品品质，可显著提高氮的利用率，显著降低施肥量，满足水肥药一体化要求，节水、节本，是资源节约、环境友好的液体肥料。

晋开集团目前建有50 万t/a 尿素硝酸铵溶液装置和10 万t/a 液体复合肥料装置。晋开集团高效绿色液体肥料产品主要有：氮溶液系列、含腐植酸系列、含氨基酸系列、大量元素系列、中量元素系列。满足以上产品系列的任意比例的大中微量元素、腐植酸、氨基酸等可溶物质混配均可生产、销售，可实现定制配肥，满足种地大户和肥料销售商的各种需求。

1.1 氮溶液系列

尿素硝酸铵溶液，简称UAN 溶液，也称氮溶液［4］。国际市场上一般有3个等级的尿素硝酸铵溶液，即w（N）28%、30% 和32%。在尿素硝酸铵溶液中，通常w（硝态氮）在6.5%～7.5%，w（铵态氮）在6.5%～7.5%，w（酰胺态氮）在14%～17%。晋开集团氮溶液系列指采用公司自产尿素硝酸铵溶液为氮肥原料，添加腐植酸、氨基酸、大量元素、中量元素、微量元素等物质生产的以氮肥为主的一系列液体肥料。

1.1.1 尿素硝酸铵溶液生产工艺流程

晋开集团尿素车间w（尿素）72%的尿素溶液、硝酸铵车间质量分数为95%的硝酸铵溶液和脱盐水一并加入配制槽中搅拌混合，经冷却器冷却后，加入HNO3和NH3调整溶液pH，然后再加入缓蚀剂，制成合格的UAN 溶液。产品进入尿素硝酸铵溶液（UAN）产品储罐内，然后再罐装或装车。其生产工艺流程见图1。

图1 尿素硝酸铵溶液生产工艺流程

1.1.2 多元液体复合肥生产工艺流程

以晋开集团生产的尿素硝酸铵溶液（UAN）为氮肥原料，添加不同的大量元素（磷肥、钾肥）或者氨基酸、腐植酸原料以及中量元素（镁、钙）、微量元素（锌、硼、铁、锰、铜、钼），对UAN溶液进行复配改性，调整好pH 及温度后，进行液体混合搅拌，反应时间为1 h 左右，取样分析，产品检验合格后，送入产品储罐内。生产主要环节包括配方研发、原料溶解、计量、搅拌混合及成分分析。工艺流程见图2。

图2 多元液体复合肥生产工艺流程

工艺技术指标：w（总N）≥32.0%，pH（10%水溶液）6.0～7.5，密度（20 ℃）1.28～1.34 g/cm3。

1.1.3 技术特点

（1）尿素硝酸铵溶液（UAN）采用一步法混合搅拌配制而成。产品符合NY2670—2015 和HG/T 4848—2016标准要求。

（2）产品性能比较稳定，实现了清洁生产。整个生产过程省略了尿素和硝酸铵的蒸发、造粒、冷却、细筛等工序，不产生有毒、有害气体，以及粉尘、烟雾、废水、废渣，且所采用的设备先进、噪声小，生产、储运过程安全可靠、无污染。

（3）智能化程度较高，在整个生产过程中按连续生产的模式考虑，集散控制系统（DCS）控制操作，采用自动灌装线，检测过程采用在线分析检测新工艺和装置，缩短了生产时间。

（4）液体肥料产品混合均匀，以清液为主，能够与农药、除草剂、杀虫剂等配合使用。

（5）产品品种多样化，且能够满足客户订制需求。

（6）配方设计严谨。所有配方都经过小试检验、大田试验，配方科学合理，有机无机相得益彰，各种大、中、微量元素配比恰当，做到平衡施肥、营养均衡，实现科学种地。

1.2 含腐植酸系列

腐植酸是一种天然高分子有机化合物，其含有羧基、酚羟基、甲氧基等多种基团，因而具有较强的生理活性。腐植酸能促进种子萌发和根系生长；改良土壤理化性状，增强作物抗逆性；促进微生物的繁殖与活动，改善土壤微生物环境；增加农作物产量，改善农作物品质［5-6］。

1.2.1 生产工艺

晋开集团含腐植酸系列液体肥料是指以腐植酸为主，添加多种微量元素及有机质形成的一系列液体肥料。

每吨液体肥料由以下原料制成：腐植酸5～10 kg、黄腐酸2.5～5.0 kg、氮肥（以N计）4～8 kg、磷肥（以P2O5计）8～16 kg、钾肥（以K2O 计）4～8 kg、微量元素0.5～11.0 kg，其余为水。制备方法：将氮肥、钾肥、磷肥、腐植酸、黄腐酸加于水中，搅拌溶解，然后加入微量元素搅拌至成均匀的液体，经检验合格后灌装即可。

主要技术指标：ρ（腐植酸）≥30 g/L，ρ（大量元素）≥200 g/L，ρ（水不溶物）≤50 g/L，pH（体积比1∶250稀释）4～10。

1.2.2 产品性能

该液体肥料具有营养均衡、流动性较好，稳定、均一等特点，施肥后，土壤的持水量和孔隙度均得到提升，具有抗旱、保水、保肥的功效，可有效促进农作物根系的生长，农作物增产效果好。

1.3 含氨基酸系列

氨基酸是含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称，以农副产品资源为主要原料，通过生物发酵、酶解或水解技术将蛋白质水解而成，可提供有机态氮源。分子态的氨基酸为植物提供稳定的螯合（络合态）矿质元素（钙、镁、锌、铜、锰、铁）等物质。氨基酸肥料属于速效肥，可以被农作物快速吸收，具有增产、改善农产品品质、改良土壤、显著增强农作物的抗逆能力、提高药物利用率、降低农药残留和保护生态环境等作用［7-8］。

1.3.1 生产工艺

晋开集团含氨基酸系列液体肥料指以游离氨基酸为主体，添加适量中微量元素而制取的一系列液体肥料。每吨液体肥料由以下原料制成：氨基酸6～9 kg、氮肥（以N 计） 6～9 kg、钾肥（以K2O计） 6～9 kg、中量元素0.3～0.7 kg、微量元素0.01～0.03 kg、pH 调节剂0.01～0.03 kg、稳定剂1～3 kg。制备方法：先将氨基酸加入水中，搅拌使其充分溶解，再加入pH 调节剂使pH 接近中性，搅拌均匀，再加稳定剂充分搅拌30～60 min，再加入氮肥、钾肥，搅拌溶解后再加微量元素及镁肥，搅拌成均匀的液体，经检验合格后灌装即可。

主要技术指标为：ρ（游离氨基酸）≥100 g/L，ρ（中量元素）（中量元素型）≥30 g/L ，ρ（微量元素）（微量元素型）≥20 g/L ，ρ（水不溶物）≤50 g/L，pH（体积比1∶250稀释）3～9。

1.3.2 产品性能

富含活性氨基酸、硝态氮、铵态氮、酰胺态氮、钾元素、微量元素（锌、硼、铁、锰、钼）及中量元素镁，能改善土壤理化性质，有效提高农作物吸收率，促进农作物快速生根，促进农作物枝叶生长，促进农作物早熟，提高果实产量，增加果实色泽度，提升果实品质，提高农作物抗逆性，能使遭受冻害、旱害、湿害、病害等植物迅速恢复生长，特别适宜辣椒、西瓜；采用农产品发酵降解物质为原料，产品绿色、安全高效。

1.4 大量元素系列

大量元素系列是以氮、磷、钾大量元素为主的多元复合肥料，肥料中除含有氮、磷、钾大量元素外，还可以添加中微量元素和有机质，完全溶于水，能为植物提供稳定的螯合（络合态）矿质元素（钙、镁、锌、铜、锰、铁）等，更容易被农作物吸收，而且其吸收利用率相对较高［9］。

1.4.1 生产工艺

晋开集团大量元素系列液体肥料指以公司尿素硝酸铵溶液、磷肥溶液、钾肥溶液为主，添加多种中微量元素形成的一系列液体肥料，每吨液体肥料由以下原料制成：氮肥（以N 计）6～9 kg、磷肥（以P2O5计）5～8 kg、钾肥（以K2O计）20～23 kg、微量元素2～5 kg、稳定剂1～4 kg、抗冻剂1～3 kg，其余为水。制备方法：将以上原料加于水中，搅拌溶解至均匀的液体，经检验合格后灌装即可。

主要技术指标：ρ（大量元素）≥500 g/L，ρ（中量元素）（中量元素型）≥10 g/L ，ρ（微量元素）（微量元素型） 2～30 g/L，ρ（水不溶物）≤10 g/L。

1.4.2 产品性能

该肥料具有营养均衡、性质稳定、均一、清澈透明等特点，施用简单方便，肥料用量少，可与农药、除草剂等混合施用，大多采用叶面喷施、管道滴灌、喷灌等施肥方式，能达到节水、节肥的目的；耐低温，于10 ℃下保存1 年，无结晶现象，便于低温下使用、运输、储存。

1.5 中量元素系列

中量元素，是指农作物生长过程中需要量次于氮、磷、钾而高于微量元素的营养元素，通常指钙、镁、硫等元素，这些元素在植物中的需要量中等，一般占干质量的0.2%～1.0%［10-11］。中量元素与大量元素一样对植物生长起着重要的作用，缺乏中量元素将抑制农作物的生长［12］。

1.5.1 生产工艺

晋开集团中量元素系列液体肥料指以尿素硝酸铵溶液为主，添加多种中微量元素形成的一系列液体肥料，主要配方为：氮肥（N）3～7 kg、钙肥4～8 kg、镁肥0.5～1.0 kg、钾肥（K2O）2～5 kg、有机增效剂0.01～0.05 kg。制备方法：将氮肥、钾肥、钙肥、镁肥、有机增效剂、脱盐水送入反应釜内，搅拌均匀，经检验合格后送入灌装系统进行灌装。

主要技术指标：ρ（中量元素）≥100 g/L，ρ（水不溶物）≤50 g/L，pH（体积比1 ∶250 稀释）3～9。

1.5.2 产品性能

该肥料可有效补充土壤中钙、镁、硫元素，提高农作物的协同作用，促进农作物健康生长，显著提高产量，改善果实品质，提升营养物质含量，提高农作物抗倒伏、抗病能力，防止果实腐烂。特别适宜水稻、小麦、谷子等秸秆类作物，以及番茄、草莓、大枣等瓜果类。

2 绿色高效液体肥料推广

2.1 加强与科研院校合作

2015 年晋开集团与中国农业科学研究院、中国农业大学、华南农业大学就液体复合肥料的配方、生产、贮运、包装及施肥手段等开展合作，建立液体营养液试验田，发展农业产业化项目，进行水肥一体化技术和大田农业推广技术的研发。

2.2 成立农业产业化分公司

晋开公司抓住当前农业发展机遇，成立了农业产业化分公司，建立液体营养液试验田，着力实施农业产业化项目，在开封龙亭柳园口项目、兰考东坝头项目安装了国内最先进的喷灌机，在漯河舞阳项目安装了333 hm2的滴灌设备，对“水肥同施一体化”技术和液体复合肥料应用进行研究示范。该农业产业化分公司从事农业生产近7年时间，对于设施灌溉经验丰富，具有丰富的大田作物生产管理经验，总结出一整套“水肥一体化”方法，帮助农民实现种植模式的两个关键转变：从浇地到浇庄稼、从给土壤施肥到给庄稼施肥。

2.3 晋开集团液体肥料特色销售模式

晋开集团液体肥料由晋开集团农业产业化分公司进行销售，农业产业化分公司根据液体肥料形态特点，结合现有农资销售渠道，建立了生产、销售、农化服务为一体的特色销售模式。

1） 区域代理销售模式 区域代理销售模式为现有的传统销售模式，通过区域代理，以省级代理、地市（县）级代理为主渠道，寻找合适的经销商对晋开集团自有液体肥料品牌进行销售。

2） “点对点”的大户销售模式 “点对点”的大户销售模式是针对晋开集团自有的商标和品牌，直接为农业专业合作社、农资批零一体化兼种植大户、新型家庭农场经营者提供肥料产品及相关服务，同时以规模农业生产经营者为中心向其周边辐射扩散，最终形成以规模生产经营者为配肥中心的销售模式；以此为辅助渠道，实现渠道建设完善化和销售稳步化。

3） 独具特色的售后服务 晋开集团农业产业化分公司之前主要业务为农业生产种植，即大规模土地流转及生产经营；现有人员都从事过大规模生产经营管理工作，对大规模生产经营感同身受，能够设身处地为经营者考虑。因此，在对外销售服务输出的过程中不仅有专业生产技术，还有生产经营思路和理念，能够为客户解决生产中的实际问题，也能够为客户经营提供帮助。

3 液体肥料发展建议

绿色高效液体肥料的研发、推广应用需要与国家农业产业化项目相结合，建议国家在液体肥料及其配套设备的研发、生产、销售及农业推广应用示范基地建设方面给予更多的政策支持；建议液体肥料生产企业在肥料生产过程中严格控制养分含量、杂质含量，原辅料计量做到精准无误；强化售前及售后农化服务，大力推广测土配方施肥，重点在大块流转土地上推广示范；建议在液体肥料推广过程中有序组织农户进行液体肥料方面的科技培训，建设示范田，引导、教育广大农户科学种地、科学施肥；液体肥料施播机械的推广应用过程结合大数据平台，实现智能化精准施肥；生产厂家要根据不同地区市场和客户需求，针对当地的土壤和农作物特性进行专业研究分析，推广应用测土配方施肥、储存、运输、施播系统等先进技术。只有将绿色高效液体肥料的研发、推广应用与农业产业化项目相结合，才能真正实现与“水、肥、药一体化”的完美对接，提高肥料利用率。