不同液體肥料脹氣的主要原因及對策

韓禮軍 劉善良 向 蓉 鄭巧萍 王建程 付麗偉

（時科生物科技（上海）有限公司，上海 201108）

液體肥料是一類具有流動性、呈溶液或半溶液狀態(tài)（乳狀、膏狀、懸浮狀等）的肥料，因其配比及工藝成熟度高，產(chǎn)品較為穩(wěn)定，在一些農(nóng)業(yè)發(fā)達國家很早就得到了廣泛應用[1]。我國在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中大多采用固體肥料[2]，對液體肥料的研究和應用相對較晚。隨著社會進步和經(jīng)濟發(fā)展，國家提倡發(fā)展優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)，近年來大力推進水肥一體化等配套技術，為液體肥料的廣泛應用創(chuàng)造了有利條件[3-4]。然而，由于液體肥料成分復雜，缺乏統(tǒng)一的行業(yè)規(guī)范，廠家的工藝技術水平參差不齊等，導致液體肥料產(chǎn)品脹氣現(xiàn)象十分突出，進而引起了包裝破損、肥液滲漏、環(huán)境污染等問題，這不僅降低了液體肥料的商品價值和使用性能，還對生產(chǎn)廠家的形象造成了影響，脹氣也因此成為了限制液體肥料發(fā)展的重要因素之一。現(xiàn)筆者擬對不同類型液體肥料脹氣的主要原因進行分析，并依此提出相應對策，以促進液體肥料的進一步推廣應用。

1 液體肥料的主要類別

液體肥料根據(jù)主要組成成分及功能，可以分為液體化肥、有機液肥、液體菌肥和綜合型液體肥四個大類。

1.1 液體化肥

液體化肥是一類直接向植物提供必需營養(yǎng)元素的肥料，它可以是單一營養(yǎng)元素肥料，也可以是兩種或多種營養(yǎng)元素的復合型肥料，且根據(jù)主要營養(yǎng)元素的占比不同，又可分為大量元素型、中量元素型和微量元素型。液體化肥的原料主要來自化工合成的尿素、銨鹽、硝酸鹽、磷酸鹽、亞磷酸鹽、聚磷酸鹽、鉀鹽、硫酸鹽、氯化物、金屬絡合物等，具有較好的親水性，有統(tǒng)一的執(zhí)行標準，技術指標穩(wěn)定，品相均一，液體一般呈透明狀。

1.2 有機液肥

有機液肥是一類向植物提供有機營養(yǎng)物質(zhì)的肥料，市場上的主流有機液肥包括氨基酸類、腐植酸類、海藻酸類、殼聚糖類、魚蛋白類[5-9]，以及其他一些動植物殘體或其分泌代謝物經(jīng)水解或發(fā)酵等技術工藝制成的液體肥料。與液體化肥相比，有機液肥的原料缺乏統(tǒng)一的執(zhí)行標準，故其原料純度、親水性均存在較大差異，液體一般呈不透明狀，并可能含有少量水不溶物。

1.3 液體菌肥

液體菌肥是一類以補充有益功能菌及其代謝物為主的肥料，含有一定的有機營養(yǎng)物質(zhì)和礦質(zhì)元素，具有促進養(yǎng)分吸收、刺激作物生長、增強作物抗逆性能、提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等功能。根據(jù)國家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部微生物肥料登記情況顯示，市場上的液體菌肥產(chǎn)品以耐受能力較強的芽孢桿菌為主，但隨著工業(yè)化發(fā)酵擴培技術的迅速發(fā)展和逐漸成熟，液體菌肥呈現(xiàn)出菌種種類多樣化、多菌種復合的良好發(fā)展態(tài)勢。

1.4 綜合型液體肥

綜合型液體肥是一類目前最受歡迎的液體肥料，是液體化肥、有機液肥、液體菌肥相互結合的產(chǎn)品，其營養(yǎng)豐富、功能全面、適用性廣，幾乎可用于所有的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，但其在功能的專一性方面略有欠缺。

2 液體肥料脹氣的主要原因分析

2.1 液體化肥脹氣的主要原因

2.1.1 銨態(tài)氮肥揮發(fā)引起脹氣

銨鹽是液體化肥的常見原料，也是引起液體化肥脹氣的重要原因。銨鹽具有不穩(wěn)定性，在受熱或堿性條件下，會產(chǎn)生揮發(fā)性氨氣，使包裝物內(nèi)部氣壓大于外部氣壓，從而形成脹氣。

2.1.2 尿素水解引起脹氣

尿素是含氮量最高的化合物，且價格相對較低，在液體肥料中溶入尿素是提高產(chǎn)品氮含量的主要手段。尿素水溶液在一定條件下會發(fā)生水解反應，從而產(chǎn)生氨氣和二氧化碳，進而引起包裝物脹氣。

2.2 有機液肥脹氣的主要原因

有機液肥含有豐富的有機營養(yǎng)物質(zhì)，有利于微生物的生存繁殖，在生產(chǎn)工藝不完善的情況下，容易出現(xiàn)二次發(fā)酵的現(xiàn)象。而根據(jù)有機液肥原料的種類不同，伴隨著有機物質(zhì)的逐步分解，會產(chǎn)生甲烷、硫化氫、二氧化碳等氣體，從而引起包裝物脹氣。

2.3 液體菌肥脹氣的主要原因

在功能菌工業(yè)化液體擴培過程中，需添加豐富的有機無機營養(yǎng)物質(zhì)，以得到高密度活菌體和豐富的次生代謝產(chǎn)物。而在液體菌肥分裝后，活菌體仍會進行一定的生命活動，形成一個不斷繁殖、休眠或死亡的循環(huán)過程，這一過程同樣會產(chǎn)生氣體，從而導致包裝物內(nèi)外壓力不等，進而引起脹氣。

2.4 綜合型液體肥脹氣的主要原因

綜合型液體肥是由無機養(yǎng)分、有機養(yǎng)分、功能菌相互結合形成的產(chǎn)品，脹氣的原因更為復雜，可能由氨氮、尿素、有機物、功能菌以及各成分之間緩慢的生化反應引起脹氣。

2.5 液體肥料脹氣的其他原因

液體肥料脹氣除了與原料本身關系緊密之外，還與產(chǎn)品配方設計、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)條件、包裝密封條件、儲運保藏條件等因素有關。

3 解決液體肥料脹氣問題的對策分析

3.1 液體化肥脹氣的應對措施

3.1.1 添加脲酶抑制劑

該應對措施適用于尿素含量較高的液體化肥。鑒于尿素水解是在脲酶的作用下發(fā)生的，而脲酶是一種含鎳的寡聚酶，普遍存在于細菌、真菌、動物以及人體中[10]，能加快尿素分解為二氧化碳和氨氣，故可通過添加脲酶抑制劑來有效解決尿素水解產(chǎn)氣的問題。磷酸二胺及磷酸三胺類抑制劑是目前已知的、活性最強的脲酶抑制劑，應用較多的有正丁基硫代磷酰三胺（NBPT）[11]，但在酸性條件下該制劑的抑制效果會受到一定影響。

3.1.2 調(diào)節(jié)液體化肥的pH

該應對措施適用于氨氮含量較高的液體化肥。鑒于pH和溫度是影響氨揮發(fā)的主要因素，故對于富含氨氮的液體肥料，可將其pH調(diào)至酸性，并儲存于陰涼干燥處，可有效抑制氨氣的產(chǎn)生，從而減少液體化肥包裝物脹氣和破損。

3.2 有機液肥脹氣的應對措施

鑒于防腐劑具有抑制或滅殺微生物的功能，可阻止或延遲有機物腐敗，故可通過添加防腐劑來防止有機物分解產(chǎn)氣。例如，山梨酸鉀因具有防腐性好、安全性高、無臭、易溶于水等特性，成為了目前應用最廣泛的防腐劑，特別適用于酸性的液體肥料防腐；乳酸鏈球菌素（N i s i n）、溶菌酶（Lysozyme）、ε-聚賴氨酸、納他霉素（Natamycin）等微生物防腐劑及其復配產(chǎn)品[12]，也被證實具有良好的抑菌防腐效果。

3.3 液體菌肥脹氣的應對措施

鑒于目前的液體菌肥主要以耐受能力較高的芽孢桿菌為主，故應對其脹氣的主要措施是營造一個不利于非芽孢桿菌生存的特殊環(huán)境。例如，在液體菌肥中添加適量的苯甲酸鈉、甘氨酸、山梨酸鉀等，既不會殺滅芽孢桿菌菌株，還能起到較強的抑制和殺滅非芽孢桿菌的作用。此外，通入惰性氣體（如氮氣），也可有效減少好氧微生物的生存繁殖活動，從而減少液體菌肥包裝物脹氣和破損。

3.4 綜合型液體肥脹氣的應對措施

綜合型液體肥是目前和未來一段時期內(nèi)的主流液體肥料，鑒于其脹氣的原因更復雜，通常是多種因素共同作用的結果，故需根據(jù)脹氣產(chǎn)生原因，采用多種措施相結合的方式，進行綜合應對，以達到理想的應對效果。

3.5 其他應對措施

雖然改進液體肥料包裝并不能從產(chǎn)品本身的技術層面解決脹氣問題，但卻是保障液體肥料商品價值最直接、最簡單、最有效的措施，也是企業(yè)最常用的解決辦法。具體措施包括：（1）增加包裝材料的厚度，從而增強其抗壓能力。（2）選擇高強度包裝材料，如采用高密度聚乙烯加工的包裝材料（其剛性、韌性和機械強度是低密度聚乙烯的2倍）。（3）增強包裝材料的透氣性，通過增加透氣蓋、透氣墊等，將內(nèi)部氣體排出，起到平衡內(nèi)外壓的作用，但其透氣效果受透氣材料的特性，液體肥料的黏度、酸堿度、腐蝕性、揮發(fā)性，儲運條件等多種因素的影響。值得注意的是，改進液體肥包裝雖然是最常用的解決辦法，但會增加成本投入，削減產(chǎn)品利潤。同時，在液體肥料的實際生產(chǎn)及儲運過程中，應結合液體肥料自身的組分及產(chǎn)氣特性，合理選擇防脹氣措施，且往往需要多重手段相結合，才能達到理想的效果。此外，在液體肥料儲運過程中，應將其放置于陰涼干燥處，避免溫暖潮濕環(huán)境易引起雜菌侵入，造成產(chǎn)品腐敗，且產(chǎn)品使用過程中，在開封后應盡快用完，以避免產(chǎn)品氧化、腐敗等。

4 結 語

液體肥料脹氣與原料組分、pH、溫度、生產(chǎn)工藝、包裝材料、儲運條件等緊密相關，在實際生產(chǎn)過程中，應深入分析產(chǎn)品脹氣的原因，采用多種措施相結合的方式進行綜合應對。同時，生產(chǎn)廠家應加強技術研究，做好防脹氣效果測試，待肥料產(chǎn)品穩(wěn)定后再推向市場，避免造成經(jīng)濟或形象損失。此外，液體肥料經(jīng)銷單位和使用單位，應嚴格按照生產(chǎn)廠家的技術資料說明，規(guī)范地儲存、運輸及使用液體肥料產(chǎn)品，避免造成液體肥料產(chǎn)品脹氣，產(chǎn)生不必要的損失。