重新認識鈣鎂磷肥

朱東方，陳明良

(1.河南應用技術職業學院 河南鄭州 450042； 2.上海化工研究院有限公司 上海 200062)

1 我國鈣鎂磷肥生產現狀

2014年全國鈣鎂磷肥實物產量為1 248 kt，折P2O5產量約為188 kt，產品w(P2O5)平均值在15.1%。與2013年相比，2014年鈣鎂磷肥實物產量減少129 kt，下降幅度為9%；生產企業數量由29家減少至24家，平均每家企業生產的鈣鎂磷肥實物產量只有50 kt左右。2000—2014年我國鈣鎂磷肥實物產量及生產企業數量如表1所示。

由表1可以看出：

(1) 我國鈣鎂磷肥生產企業不斷在減少，總產量不斷降低，生產規模偏小，其中2014年產量最高的是云南恒邦磷化工業有限公司的170 kt；

表1 2000—2014年我國鈣鎂磷肥實物產量及生產企業數量

年份實物產量/kt生產企業數量/家2000385620091719332010151334201116332012133020131377292014124824

(2) 由于產量低、利潤薄，企業投入的研發資金少，技術進步小，尤其在節能減排上的力度不夠；

(3) 企業對產品的信心不足，推廣力度不夠；

(4) 產品價格偏低，定價只局限于磷含量，沒有體現產品中所附帶的中微量元素的價值。

2 存在的問題

目前鈣鎂磷肥在生產、銷售和施用中存在的主要問題：

(1) 生產過程自動化程度低，操作人員勞動強度大，導致一線生產人員流動大，不利于生產發展；

(2) 能耗較高，噸產品能耗達到5 000～8 000 MJ；

(3) 三廢處理措施不到位，生產環境不佳；

(4) 由于產品售價較低、利潤較薄，經銷商不愿經銷；

(5) 鈣鎂磷肥的肥效持久但肥效緩慢，粉狀產品導致運輸和使用不方便，因此產品的施用與當前農民的施肥習慣不匹配。

3 鈣鎂磷肥的優勢

3.1 可直接利用中低品位磷礦，減少廢棄物排放

我國磷礦資源豐而不富，平均品位w(P2O5)只有17%，90%的磷礦需精選后才能用于高濃度磷復肥的生產。此外，膠磷礦多，選礦難度大，磷損失率高，如w(P2O5)為20%～26%的磷礦經選礦后用于生產高濃度磷復肥時磷的利用率小于70%，而用于生產鈣鎂磷肥時磷的利用率可以達到95%。

我國高硅高鎂磷礦較多，尤其是四川、湖南、江西等地的磷礦，w(P2O5)只有18%～26%，是生產鈣鎂磷肥合適的原料。采用鈣鎂磷肥玻璃結構因子配料法，可以使用w(P2O5)為16%的磷礦生產w(P2O5)為12%的鈣鎂磷肥產品，最大限度地利用了低品位磷礦，節約磷礦資源。生產鈣鎂磷肥在提高磷資源利用率的同時，還可以減少選礦產生的尾礦渣和高濃度磷復肥生產過程中副產的磷石膏廢渣。

3.2 是一種多元素肥料

鈣鎂磷肥中90%以上的鈣、鎂、硅為質量分數2%檸檬酸可溶(枸溶性)，不易被固定和流失，但可被作物根部所分泌的弱酸溶出，如硅以3～5個硅氧四面體[SiO2]4-相連的短鏈(鏈長僅1 nm)隨土壤溶酸被作物根部所吸收，水從葉面蒸發，而硅氧四面體短鏈沉積在植物細胞壁的表面角質層內，增強作物對病毒引起的病害(如稻瘟病、白粉病)的抵抗力，同時可增強細胞壁強度，使植物機械組織發達、株型挺拔、莖葉直立，從而提高其抗倒伏能力；此外，硅能抑制二價鐵的過剩吸收，減少磷肥在土壤中的固定，同時活化土壤中的磷，提高磷肥利用率。鈣鎂磷肥中的鐵、錳、鋅亦呈枸溶性，同樣不易被土壤固定，但可被植物吸收利用。因此，與其他硅鈣肥、硅鈣鎂肥相比，鈣鎂磷肥的有效性更高。不同硅肥有效性比較如表2所示。

表2 不同硅肥有效性比較 %

3.3 是一種土壤調理劑

目前，我國農田土壤存在的主要問題是酸化、鹽堿化、重金屬污染、元素失衡、有機質流失等。

3.3.1 是一種良好的酸性土壤改良劑

土壤酸化是土壤接受了一定數量的交換性氫離子或鋁離子，使土壤中堿性(鹽基)離子淋失的過程。造成土壤酸化的原因：①降水量大，集中的淋溶作用造成鈣、鎂、鉀等堿性(鹽基)離子大量流失是土壤酸化的根本原因；②傳統農業措施的缺失使耕地土壤養分失衡是造成土壤酸化的主要原因；③長期大量施用化肥(主要是銨態氮肥)是造成土壤酸化的重要原因；④酸雨也可導致土壤酸化；⑤土壤有機質含量下降導致緩沖能力降低，土壤酸化加重。

鈣鎂磷肥是堿性肥料，但堿度小于常用的酸性土壤改良劑——石灰，不會殺滅土壤微生物，不會破壞土壤結構；可提高土壤pH，增加土壤鹽離子代換量和鹽基飽和度，增加土壤養分，培肥土壤，加速土壤熟化；能向土壤中補充鈣和鎂，特別適用于南方鈣鎂淋溶較嚴重的酸性紅壤土；可降低鋁毒活性和土壤溶液中錳離子濃度，減輕紅壤土的鋁毒、錳毒，從而促進作物生長。

3.3.2 是一種良好的鹽堿土土壤改良劑

鹽堿土是指土壤中含鹽質量分數在0.3%以上，或者土壤膠體吸附一定數量的交換性鈉、堿化度在20%以上、有害于作物正常生長的土壤。

鈣鎂磷肥中含有的鈣離子、鎂離子和硅酸根進入土壤后，可與鹽堿地中大量積聚的鈉離子發生置換反應，降低了鈉離子的活性，使其危害減輕，起到改良鹽堿地的作用；使植物機體強健，從而增強作物抗逆能力、生理調控能力和抗鹽能力；可緩解植物鹽脅迫，提高鹽脅迫下水稻發芽率和莖、葉、根生物量，并提高鹽脅迫下根系的活力。

3.3.3 是一種良好的土壤重金屬污染修復劑

重金屬是指相對密度≥5.0的金屬，在土壤重金屬污染修復中，特別關注Cd，Hg，Cr，Pb，Ni，Zn，Cu等對土壤的污染，這些元素在過量情況下有較大的生物毒性，并可通過食物鏈對人體健康帶來威脅。土壤重金屬污染的特點：①不能被微生物降解，是長期、潛在的污染物；②長期存在于土壤中，濃度多成垂直遞減分布；③在土壤中有較大的溶解度和遷移活性；④重金屬的形態不同，其活性與毒性不同，土壤pH，Eh以及顆粒物、有機質含量等條件深刻影響其在土壤中的遷移和轉化。

鈣鎂磷肥的施用提高了土壤pH，可降低重金屬的生物效應，降低了作物對Cd等重金屬的吸收量。硅酸根可與Cd等重金屬發生化學反應，形成新的不易被植物吸收的硅酸鎘等化合物沉淀下來，從而減輕重金屬對作物的污染。硅對抑制水稻吸收Cd的作用尤為明顯，在鈣鎂磷肥施用量達到一定程度時，Cd對水稻的生長和產量已無明顯的不良影響。

4 鈣鎂磷肥的市場容量

4.1 鈣鎂磷肥的目標作物

水稻：喜硅作物，施用鈣鎂磷肥可改良土壤，增強秸稈強度，提高抗倒伏、抗病害能力。

小麥：喜硅作物，施用鈣鎂磷肥可提高抗倒伏、抗病害能力。

甘蔗：喜硅作物，對土壤中硅的需求量大。

蔬菜：鈣鎂磷肥中所含的鎂、鐵、磷與氮肥相配合，可提高葉綠素含量。

塊莖作物(紅薯、土豆、花生等)：鈣鎂磷肥在植物根部釋放氧氣及活性氧的獨特作用，可使產量增加且無地下蟲害。

果園：施用鈣鎂磷肥可防治樹粗皮病及苦痘病，提高果園地力并補充鈣和鎂。

竹林：喜硅作物。

4.2 鈣鎂磷肥的市場容量

鈣鎂磷肥的市場容量如表3所示。

表3 鈣鎂磷肥的市場容量

作物種類播種面積/hm2施用量/(kg·hm-2)市場占有率/%市場容量/kt水稻29870000375202240小麥242500007505910甘蔗168000075016200蔬菜19000000150051420薯類86300007508510花生4520000300570果園115500007502170人工竹園13000004501590合計5610

20世紀90年代，我國年平均生產鈣鎂磷肥折P2O5約為900 kt，按w(P2O5)平均值15%計，年實物產量6 000 kt，表明1990—1999年的10年間，鈣鎂磷肥的市場容量為6 000 kt/a。按保守估算，鈣鎂磷肥的市場容量至少應該在5 600 kt/a，而2014年的實際產量只有1 248 kt。

5 建議

(1) 加強產學研合作、促進企業間并購或與復混肥企業合并，提升鈣鎂磷肥的生產技術水平和自動化控制水平，實現節能減排。

(2) 不要把鈣鎂磷肥單純地看成低濃度磷肥，還是一種良好的土壤調理劑。

(3) 加強推廣，積極指導用戶正確使用，實現產品的多樣化。

(4) 中低品位磷礦的利用已經得到國家政策的支持，鈣鎂磷肥生產企業應該積極爭取。

(5) 恢復鈣鎂磷肥應有的地位，向日本、韓國等國家學習，與尿素同價。