我國水溶性肥料的發展現狀及前景

張 強，付強強，陳宏坤 ， 劉文龍 ，徐廣飛

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

我國水溶性肥料的發展現狀及前景

張 強1，付強強1，陳宏坤1， 劉文龍2，徐廣飛2

(1.金正大生態工程集團股份有限公司，山東 臨沂 276700；2.金正大諾泰爾化學有限公司/貴州省磷化工清潔生產工程技術研究中心,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施結合，實現節水節肥的效果。近年來發展非常迅速，市場前景廣闊，符合國家對化肥減施增效的指導方針。本文簡單的對水溶性肥料的分類、發展狀況、生產工藝等幾方面進行概述，并對水溶性肥料發展遇到的問題提出一些建議。

概念；分類；生產工藝；發展現狀；問題及建議

我國是一個農業大國，水資源匱乏，且地域分布不均，區域性缺水等問題突出。化肥使用量逐年增加，而作物產量怎加量很少，化肥流失浪費嚴重，還會引起嚴重的環境污染。國家也制定出相應的政策，減少化肥用量，提高利用率。隨著"水肥一體化"技術推廣應用，水溶肥行業發展迅速，應用前景非常廣闊，更符合科學施肥和生態農業的發展理念。

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水溶性肥料(如尿素、碳銨、硫酸鉀、氯化鉀等)、水溶性復合肥料(磷酸氫鉀、磷酸二氫鉀、磷酸一銨、磷酸二銨、硝酸鉀等)、農業部行業標準規定的水溶性肥料(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合肥料或功能型有機復混肥料，特別指農業部行業標準規定，具有登記指標的水溶性肥料產品。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品，滿足針對性較強的區域和作物的養分需求，需要較強的農化服務技術指導[1]。

2 水溶性肥料的分類及特點

按照物理形態分類。可將水溶性肥料分為固體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，其具有養分含量高、易存放、運輸方便；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，與農藥、作物添加劑、調理劑等混配性好，但肥料養分含量受限，對包裝儲存要求高，產品運輸不便。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 應用優勢

3.1 節水節肥，安全高效

水溶肥水溶性好，可完全溶于水中，結合噴灌、滴灌等農業設施，以噴施、沖施的方式，以水帶肥，水肥同施，實現水肥一體化。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施結合，可明顯提高肥料利用率、減少肥料流失、避免環境污染、節省農業用水、減少人工勞動成本以及提高作物品質等。

3.2 營養全面、養分配比均衡，施肥精準

水溶肥在生產和施用時配比靈活，可以調節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，使養分更加全面。在肥料施用過程中，可根據不同作物的需肥規律，合理調節肥料養分配比，還可根據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合理，更具作物專一性和針對性，施肥更加準確。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象。節水節肥的同時還可確保作物穩定高產。

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，不存在養分固定或者釋放慢的情況，能被植物快速吸收，肥效明顯。可根據作物生長性狀判斷植物營養情況，并可合理調節配方，快速改觀作物不良性狀。當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行施肥，以水促肥，水肥同施，節水節肥的同時還節省了勞動力。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農業的快速發展。

4 生產工藝

水溶性肥料生產工藝主要分為物理混配型和化學合成型兩種。

4.1 物理混配型

物理混配型生產工藝技術相對簡單，通過不同物料破碎、篩分、然后按比例計量混合，在進行包裝。該工藝生產的產品的純度由原料的純度決定，原料純度受限會導致水溶性肥料中常含少量的雜質或不溶物。若灌溉水的硬度較大，鈣鎂雜質較多時，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，因此要嚴格控制其產品外觀性狀。在水溶性肥料生產過程中還要注意混合的均勻性、潮解結塊特性、硬度水的適用性，以及肥料各個組分之間是否發生反應等問題。為了保持肥料中微量元素的有效性，通常需要在生產復混時，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 化學合成型

化學合成型固體粉狀水溶性肥料是將各種含氮、磷、鉀等養分的原料溶解，在控制一定的溫度、酸堿度等條件下[8]，經過濾除雜、反應、蒸發濃縮、冷卻結晶等一系列的工藝過程后，最終通過重結晶分離得的水溶性肥料產品[9]。該生產工藝技術復雜，必須在生產系統的液相中進行化學反應，溫度和酸堿度控制要求高。

化學合成型水溶性肥料難點在于合成的反應過程，存在兩相或三相多級循環溶液，多種鹽類在冷卻結晶過程中會出現共結晶現象，易形成較為復雜的復鹽，導致產品氮、磷、鉀養分含量出現波動，進而使得產品實際配比與設定配方比例差異大[10]。與簡單物理混配的產品相比，化學反應合成的水溶性肥料具有外觀好、品相均勻、結晶純度高等特點。由于在生產提純時采用了多級過濾系統，可有效去除溶液中的不溶性雜質，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工藝的比較

5 國內水溶肥發展現狀

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

5.1 初步形成階段

自20世紀60年代，水溶性肥料就開始出現，當時農業生產中普遍施用的氨水就是非常好的一種水溶性肥料，20世紀80～90年代，我國葉面肥料發展較迅速，產品由單一無機鹽養分的簡單混溶體系發展為添加養分、助劑等組分的復合體系。當時出現了一批葉面肥料生產企業，極大地促進了我國葉面肥研究與應用的發展。20世紀90年代后，經過十幾年的發展，市場上的葉面肥料產品也增加至數以千種，產品結合多種養分及植物生長活性物質，功能向綜合化發展。比如葉面肥與農藥配施，可同時達到刺激作物生長、改善養分吸收和防治病蟲害的作用。與此同時，一些國外產品也逐漸進入我國市場，作為葉面肥產品為主的水溶性肥料發展與應用取得了很大進展。

5.2 初步發展階段

(2005～2010)是我國水溶性肥料產業啟動和形成的階段，隨著我國水肥一體化技術快速發展及推廣，水溶性肥料產品種類也逐漸豐富，我國水溶性肥料產業開始向多元化發展，表現在肥料品種名目的增加，新產品不斷涌現。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、甲殼素以及有機質等功能性水溶性肥料[11-13]。

5.3 快速發展階段

自2010以后，隨著國家對水肥一體化技術的推廣，我國水溶性肥料產業進入快速發展階段。中小企業不斷的加入到行業之中，開始嶄露頭角，大企業也開始加強水溶肥的研究，在這期間主要還是從事基礎在性營養配方的研發，產品生產方式主要以物理混配的方法為主，產品一般以沖施或滴灌的方式用于一些經濟作物。隨著各種水溶性肥料登記標準的不斷完善，水溶性肥料生產工藝的提高，市場產品的規范化程度日益增強，水溶性肥料產品不斷向復合化、多樣化與差異化的方向發展。隨著更多的大企業開始躋身于水溶性肥料行業研究和生產，產量供應增加，市場產品競爭激烈，使得水溶性肥料產品價格日趨走向平民化。隨著水肥一體化技術推廣應用，水溶肥市場需求量的不斷擴大，企業開始走向技術研發自主創新的道路，我國水溶性肥料產業進入快速發展的鼎盛時期。

圖1 2009-2015年符合農業部登記標準水溶性肥料產量(萬噸)

圖2 2015年水溶肥市場不同產品占比

近年來我國水溶肥行業發展迅速，產量增長迅猛，由2009年的30萬噸增長至2015年的370萬噸，產量增加了十幾倍[5]。市場產品種類多樣，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 發展前景

我國水資源匱乏，且地域分布不均，作物種植的季節性突出，農業產區分布不均，所以區域性缺水等問題突出。水溶肥料作為高效環保型肥料可以噴灌、滴灌、微噴灌、滴灌等方式施肥，具有使用方便、節水節肥、安全高效、營養全面、方便管理、省時省工等特點。同時還可以減少生態環境污染、改善作物品質。隨著中國土地流轉政策，農業會進一步向集約化、規模化、大型農場發展轉變，農業種植設施也向高效、節約、簡單方便發展，如滴灌、噴灌等節水節約肥的水肥一體化設施會大面積推廣應用，水溶肥的需求量將進一步擴大。

目前水溶肥料作為一種更加環保、高效、可持續發展的新一代肥料，備受社會和政府部門的關注，也是業內研究的熱點，吸引越來越多的科研院所、企業、專家學者躋身研究。中華人民共和國農業部于2015年2月17日印發了，《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，提出依托新型經營主體和專業化農化服務組織，集中整體實施等措施，以加快轉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，機械施肥占主要農作物種植面積的40%以上，水肥一體化技術增加8000萬畝，推廣面積達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，更符合我國現代農業持續、快速發展的需要。

7 水溶肥發展存在的問題及建議

近幾年我國水溶肥行業市場競爭激烈、發展迅速、前景廣闊。當前也存在著一系列的問題。

7.1 基礎研究相對薄弱

雖然我國水溶肥行業發展很快，但是基礎研究相對薄弱，缺乏對促進養分吸收利用、增加肥料體系穩定性等方面的研究。當前生產工藝相對還比較落后，生產方法多采用簡單的配比混配，產品中不溶性雜質較多，質量不高，在與水肥一體化設施聯合應用時受到限制。同時市場也缺乏對螯合劑、表面活性劑、新型化合物、功能性產品的開發研究。對此企業應當加大產品的研發投入，研發出質量更好，功能性更強的產品。同時政府要做好引導工作，增加對應水溶肥產品的專項資金引導或補貼扶持。

7.2 水溶肥市場混亂

目前市場上水溶肥產品種類繁多，質量參差不齊，產品缺乏規范性，產品質量標準體系不夠完善，更有一些以假亂真的產品，造成水溶肥市場比較混亂。絕大多數農民科技素質偏低，往往選擇價格便宜的產品，由于產品質量的多種問題，感受不到水溶肥產品的優勢，最終致使農民購買欲望不強烈。對此企業應提高產品功能和質量，樹立自身品牌，提高品牌知名度，以品牌效應打開市場，提高產品競爭力。政府有關部門應當加強產品市場管理管理，制定完善的質量標準體系，嚴厲打擊假冒偽劣產品，創造良好的市場競爭環境。

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十幾萬元每噸。從生產到銷售，各環節利潤太高，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，廣大農民在經濟上難以承受，推廣應用難度大。所以企業在生產過程中強化管理、提高工藝水平，整合利用資源，提高產品質量的同時降低產品成本，在營銷上創新經營模式、降低運作成本。

7.4 配套設施不完善

水肥一體化灌溉設備不完善，設備投資成本高。灌溉設施存在一些設計不合理，安裝粗放，缺乏技術服務，應用操作不規范。在配套使用質量不高水溶肥時，經常會出現問題，影響設備連續化運行。企業在生產肥料的同時也要加強水肥一體化設備的開發，結合肥料特點及作物種植施肥特點，合理布置安裝設施，同時加強技術服務工作，建立完善的技術服務體系和專業的技術服務方案，正確指導農戶合理化種植及肥料施用。政府加強農戶水肥一體化設施投入引導，對設備投資給予一定的補貼。

[1] 陳 清,周 爽. 我國水溶性肥料產業發展的機遇與挑戰[J]. 磷肥與復肥,2014(06):20-24.

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

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

[4] 賈 沖. 水溶肥產業現狀與前景[J]. 新農業,2015(22):43-44.

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

[6] 傅送保,李代紅,王洪波，等.水溶性肥料生產技術[J].安徽農業科學,2013(17):7504-7507

[7] 吳維民. 我國水溶肥生產現狀與發展方向初探[J]. 鹽業與化工,2016(07):1-3

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

[9] 段 威. 多種類水溶肥裝置產品應用與生產工藝研究開發[J]. 硫磷設計與粉體工程,2015,06:14-18，51.

[10] 汪家銘. 新型肥料的開發進展及應用前景[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. 殼聚糖在農藥領域中的應用和前景[J]. 農藥科學與管理,2005(06):28-32.

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

2017-04-05

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

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

S143

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