硅肥產業現狀及發展對策

趙風蘭　韓琳　米微微

摘要硅肥的推廣應用對農作物增產增收具有重要作用，對促進農業生產發展具有十分重要的意義。分析了硅肥產業的發展現狀，指出了目前存在的主要問題，針對硅肥在推廣應用及產業發展中存在的問題，提出了發展對策，為更好地促進硅肥產業的健康發展做出應有的貢獻。

關鍵詞硅肥；推廣應用；產業現狀；發展對策

中圖分類號S143.7+1文獻標識碼A文章編號0517-6611（2018）25-0113-03

The Status and Development Strategies of Silicon Fertilizer Industry

ZHAO Fenglan1， HAN Lin1，MI Weiwei2 et al

（1.Institute of Geography， Henan Academy of Sciences， Zhengzhou，Henan 450052；2.National Hybrid Rice Engineering Technology Research Center， Changsha，Hunan 410125）

AbstractThe extension and application of silicon fertilizer plays an essential role in the yield and production increase of crops and is of great significance in the promotion of agricultural production development. The paper analyzed comprehensively the development status and major problems existing in the current silicong fertilizer industry. Development strategies were raised aiming at the problems existing in the extension， application and development of silicong fertilizer industry and contributed to the healthy and better development of silicon fertilizer industry.

Key wordsSilicon fertilizer；Extension and application；Industry status；Development strategy

硅作為植物生長必需營養元素的指出約有170年，雖然至今仍無定論，但硅在促進作物增產、提高抗逆性、改善品質、改良作物生長的土壤環境等方面具有很好的作用。

世界上最早的洛桑肥料試驗站曾做了連續100多年的試驗，證明硅對土壤磷的活化作用[1]。1926年美國加州大學相關研究者提出硅是水稻生長的必需元素，并提出了喜硅作物的概念，隨后又有日本學者也進行了一系列相關研究[2]。

20世紀50年代，日本對硅在水稻生產方面進行一系列實際調查后，利用工業廢渣生產硅肥，開始硅肥的規模化生產與應用。繼日本之后，韓國、朝鮮、菲律賓等東南亞國家以及我國臺灣地區進行了大面積的引進、試驗與推廣。

我國大陸對硅營養研究始于20世紀70年代，原水電部、化工部、冶金部和中國科學院南京土壤研究所先后在浙江、江西、江蘇等省進行了相關研究，為我國南方使用硅肥奠定了一定基礎。

1990年蔡德龍[1]利用工業廢渣生產硅肥的技術引入國內，先后在河南省信陽市明港、新鄉市原陽縣等地建立了多個硅肥生產廠。自此開始了硅肥在國內較大規模的推廣應用。與此同時，硅肥的應用也受到了學術界的高度關注，有關研究也開始逐漸增多。蔡德龍[1]曾搜集匯編出版發行了2部有關硅肥的論文集，論文總數達數百篇。這2部論文集是我國20世紀該領域的研究論文大全，研究內容涉及硅在水稻、小麥、玉米、大豆、花生、瓜果以及多種蔬菜上的應用。還有硅肥在改良土壤、治理重金屬污染、改善農作物品種、提高農作物抗病蟲害能力方面的作用。大量研究證實，在特定條件下，硅肥的推廣應用對農作物增產增收具有重要作用，對促進農業生產發展具有十分重要的意義。

然而我國硅肥產業的發展不容樂觀，前期所建的硅肥企業現大多已停產，甚至從市場上消失，而現有為數不多的生產企業也不太景氣。如何使我國硅肥產業健康發展，為促進我國農業生產做出應有的貢獻值得深入研究。筆者分析了硅肥產業的發展現狀，指出了目前存在的問題，提出了相應的發展建議。

1硅肥主要類型

凡能夠為作物生長提供一定硅營養，并滿足環境保護相關要求，以有效硅為主要標志量的產品，基本上都可以將其視作硅肥，它是以復合硅酸鹽為主的復雜混合物。由于能夠滿足此要求的材料較多，因此目前已經開發或正在開發的產品較多，市場上也出現了較多的硅肥產品。

1.1尾礦類

這是用從礦物中提取某種材料或單質元素后剩下的礦渣生產的硅肥。此類硅肥的特點是產品中除含有硅元素外，還含有植物生長所必需的其他營養元素，能夠變廢為寶，受到一些相關企業的重視，但有些重金屬等有害元素含量可能超標。

由于所用原料不同，這類硅肥的有效硅含量有一定差別，特別是所含的一些中微量元素不同。另外由于提取工藝不同，這些尾礦的利用方法也相差很大，其中經高溫還原反應而得到的尾礦（如煉鋼水淬渣、錳渣、黃磷渣等）中的二氧化硅已得到較充分的活化，需磨碎包裝或進一步造粒即可作為硅肥應用，而通過物理方法浮選所產生的尾礦（如鉬尾礦、銅尾礦等），雖然二氧化硅含量很高，但均是非活性的，需要采取一定的生產工藝將其活化，才能成為硅肥，其生產成本較高。

1.2礦石直接活化類

這類產品目前主要有3種：一是利用高品位的含鉀巖石通過高溫還原反應而得到的有效硅含量較高，并含有鉀、鈣、鎂、鐵、鉬、鋅、硼、銅、錳等大中微量元素的硅肥。此種肥料的特點是含有4%～10%的有效鉀，且該有效鉀多以硅酸鉀的形態存在，成枸溶性鉀，因此不易流失，利用率高，且一般重金屬不超標。二是利用高品位的含鉀巖石（鉀長石）通過水合熱法而得到的硅肥，與第一種類似，但此種硅肥的養分有部分水溶態，總養分含量較第一種稍低。三是鈣鎂磷肥。鈣鎂磷肥實際上是一種很好的硅肥，只是過去人們對硅肥的認識不足，僅重視磷肥，未重視鈣鎂磷肥中有效硅的含量和含有有效硅的意義。鈣鎂磷肥和前面所述的品種，除生產所用的礦石原料不同外，其生產過程相近。

1.3硅葉面肥

硅葉面肥是能夠以適當濃度溶解于水溶液中，并能夠通過噴灑到植物葉片表面而被植物吸收的肥料品種。由于硅主要以硅酸的形態被植物吸收，而大多硅酸和硅酸鹽的溶解度非常低，能滿足葉面噴施要求的硅酸鹽也只有硅酸鋰、硅酸鈉和硅酸鉀，而硅酸鉀的肥效優于硅酸鋰、硅酸鈉。固態的硅酸鉀、硅酸鈉溶解較慢，因此目前所開發的硅葉面肥多是硅酸鈉或硅酸鉀的堿溶液，加堿有助溶作用。

2硅肥產業存在的主要問題

2.1硅肥自身的特點

硅肥具有獨特的增產提質效果但不像氮磷鉀肥不施或少施即可使農作物大幅度減產，因此不易引起使用者的特別關注。這在一定程度上限制了硅肥的快速推廣。

2.2對硅肥的社會認知不足

任何新產品的開發推廣都需要一個過程，對硅肥而言，這個過程尤其漫長。從開始推廣至今雖有幾十年的歷史，但仍未形成氣候，其最大的問題是社會認知問題。

直到20世紀末期，受傳統觀念影響，仍有相當一部分科技界人士對硅肥的作用持懷疑態度，盡管有不少業內人士在硅肥的研究和應用方面做了一定的工作，但與其他大宗肥料相比，無論人力投入還是經費投入都不在一個級別，研究的深度和廣度遠不足，其研究開發的主力在民間團體，政府層面的項目支持偏少。因此，產品開發缺乏相應的理論支持。簡單的肥效試驗較多，而在增產機理方面的研究很少，更缺少土壤有效硅的動態變化規律。土壤中硅的形態有結晶態、溶液態、無定形態等，只有溶液態和無定形態才能被植物直接利用，且其化學活性較高，不穩定，易受環境影響轉化為不能被植物利用的結晶態。因此應深入了解土壤有效硅的動態變化。另外，不同作物的喜硅水平不同，不同土壤的有效硅含量有差異，包括地域差異、氣候差異的影響。因此，不通過大量的調研搞清楚這些問題，必然使硅肥的推廣帶有盲目性，將嚴重影響硅肥推廣效果和硅肥產業的發展。

由于硅肥開發力量薄弱，影響力有限，因此對政府提出相關建議的聲音偏弱，以致于政府在制定政策方面缺乏強有力的支撐，對硅肥行業的管理也缺乏行之有效的方法，甚至出現因噎廢食的現象。如對于水淬渣、錳渣等為主要原料的硅土壤調理劑，因擔心重金屬超標及其他安全穩定性而一律不予登記。但事實上，這些原料大多數可以達標，而且屬于廢棄物的資源化利用，成本非常低，特別在改良某些限制性土壤方面，效果明顯。

2.3硅肥產品價格較高

當前條件下，生產硅肥的成本在200～700元/t，但市場零售價達1 000元/t以上，甚至更高。這雖然能激發經銷商的熱情，但使用者得到好處不多，增加了成本，又感到可有可無，必然影響進一步的推廣。

2.4生產企業的短視現象

大多企業只重視宣傳，而忽視質量的提高，這使得產品的推廣停留在概念的炒作上，不能得到用戶的信任，致使產品難以推廣。甚至有的企業為了節約成本，則利用低劣的或未經活化、有效硅含量很低甚至幾乎不含有效硅的礦物原料直接充當硅肥，嚴重影響了硅肥的形象，還有一些企業雖有提高產品品質的意愿，但卻不愿意投入，使得產品面臨的一些技術問題始終得不到解決。目前多數硅肥顆粒化產品存在造粒質量方面的缺陷，要么容易破碎，要么不能崩解，特別是不能崩解的硅肥顆粒無論在提供硅營養或改良土壤方面，其效果都大打折扣，這也是影響硅肥產業發展的又一重要因素。

3硅肥產業發展對策

3.1加強對硅肥產業的的管理

3.1.1制定相關硅肥產品的質量標準。

首先要針對影響硅肥使用效果的一些主要技術指標加以限制，主要包括有效硅含量、顆粒肥強度及在水中崩解時間等，為了杜絕硅肥使用對環境的影響，可加強對重金屬污染指標的控制。

3.1.2規范登記管理。

應取消對以工業廢渣為主要原料生產硅肥產品一律不予登記的限制，因為許多工業廢渣是非常好的硅肥原料，如果不予應用不僅可惜，而且需要增加處理成本，如果能夠通過加強監管進行資源化利用，變廢為寶，既可降低硅肥成本，又可減少工業廢棄物對環境的破壞。

3.1.3加強市場監管。

在相關標準制定后，要嚴格按照標準進行監管，堅決杜絕假冒偽劣產品進入市場，相關管理部門應加大執法力度，防止不法人員擾亂市場，給硅肥形象造成負面影響。

3.1.4加強對硅肥生產企業的管理，嚴把產品質量關。

硅肥的主要有效成分是硅酸或硅酸鹽，具有與水泥相近的水合反應特點，在有水或潮濕的條件下，發生水合反應而結塊，會大大降低硅肥的應用效果。尤其是顆粒產品受潮硬化不能崩解，粉狀產品在集中施用的情況下，同樣會水合結塊而無法發揮作用，而且粉狀產品施用很不方便，嚴重影響產品的推廣。因此應督促企業在提高造粒技術、保證造粒質量方面下功夫。

3.2加強科學研究

3.2.1加強理論方面的研究。

深入研究硅肥的作用機理，研究不同作物對硅營養的吸收規律，在應用方面，應了解不同土壤、不同農田生態環境土壤有效硅消長規律，以便使硅肥的施用更具針對性，研究更有效的施肥技術，經濟合理的使用量。

3.2.2

改進施用技術。

主要是研制簡單而又方便的粉狀產品的使用器械，減少使用過程中肥料飄逸，避免對人體和環境的影響，這不僅使施肥均勻，避免結塊無法發揮作用，從而提高了肥料的使用效果，而且不需造粒，降低了成本。

3.2.3研究硅肥的增效作用和其他肥料的配合技術。

硅酸鹽屬于枸溶性鹽類，硅酸與鉀反應所生產的硅酸鉀具有枸溶緩釋的優點，特別是在多雨季節農田，尤其是水田，所含的鉀營養不易流失，既可減少鉀的使用量，又可以保證土壤中鉀的持續供應，減少脫肥現象，為作物增產增收提供保障，因此可通過增加硅肥中枸溶性鉀含量達到增效增值的目的。

硅肥的枸溶性特點使其能夠作為一個相對穩定的外殼起到對顆粒肥的保護作用，這從另一個角度為緩釋肥料的制作提供了一個新途徑，也可為硅肥的利用開創一條新路線。但如何結合不同區域、不同作物需求開發出相應的產品，還需要科研工作者在這方面多下功夫。

3.3優先開發富含磷鉀的礦產資源和已經活化的優質尾礦

可用來生產硅肥的原料種類非常多[3]，這在目前硅肥市場遠未能充分挖掘的情況下，應首先選用具有較高附加值的原料進行開發，生產出具有更高價值的硅肥產品，如可以利用高品位的鉀長石或其他含鉀巖石生產硅鈣鉀肥或硅鈣鎂鉀肥，甚至可以生產出以硅酸鉀為主要成分的高檔次硅鉀肥。

另外，還可以結合鈣鎂磷肥的生產，利用鉀長石做溶劑生產硅鈣鎂磷鉀肥，這省去了單獨生產硅肥需要高溫還原反應的成本。

對于尾礦的利用，應優先選擇那些不需要進一步活化而且能滿足環保要求的原材料，如錳渣、黃磷渣、水淬渣等，它們不用再進行活化，僅需磨細或造粒即為硅肥產品，也可作為其他肥料的配料加以利用，開發成本非常低，可利用低成本優勢開發市場。

3.4市場開發，因地制宜，效益優先

3.4.1在南方酸性土壤上應用性。

由于硅長期在酸性土壤環境中容易失去活性，與北方堿性或中性土壤相比，酸性土壤更容易出現缺硅癥狀，另外，硅肥是堿性肥料，可以中和部分酸，從而起到改良土壤或改良水田的作用，因此硅肥在酸性土壤和水田使用效果更好，也更容易推廣[4]。

3.4.2在喜硅作物上應用。

不同作物對硅營養的要求及敏感度不同，有些作物如水稻對硅營養的反應比較敏感，吸收量也較大[5]，而另外一些作物對硅肥的要求較低，因此在喜硅作物上應用硅肥增產提質效果更加顯著，也能獲得更多的經濟效益。

3.4.3在限制性土壤上應用。

硅肥對改善土壤結構有很好的作用，因而在一些限制性土壤上應用效果會更加明顯。如受鹽漬、鹽堿危害的土壤和土壤容重較高、透氣性差的土壤上施用硅肥[6]，能起到較好的改良效果，因此，在這些限制性土壤上應用硅肥也更容易被群眾所接受。

3.4.4在重金屬污染土壤上應用。

增施硅肥可以改善土壤膠體的性質，通過對重金屬的吸附或離子交換，固定重金屬離子，起到鈍化重金屬活性，從而減輕其毒害作用[7]。

3.4.5在經濟作物上應用。

由于經濟作物特別是瓜果類產品，其品質和外觀對產品的價格影響很大，而硅是品質元素，對改善這些產品的品質和外觀有較好的作用[8] ，因此在這類作物上應用硅肥，更容易被接受。

參考文獻

[1] 蔡德龍.國內外硅肥研究及應用進展[C]//全國第37次新型肥料技術年會暨第三屆黑龍江肥料產業發展高層論壇論文資料匯編.北京：中國化工學會化肥專業委員會，2015：25-27.

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