液態(tài)肥的優(yōu)點與發(fā)展

李存斌，陳寶昌，張范良，王立軍，謝宇峰

(黑龍江省農業(yè)機械工程科學研究院，哈爾濱 150081)

0 引言

化肥是工業(yè)革命的產物，是農業(yè)生產中重要的生產資料之一。得益于化肥的施用，農業(yè)產量得到極大地提升。化肥對農作物的養(yǎng)分補充起到關鍵作用，化肥的使用為我國糧食連續(xù)豐收立下“汗馬功勞”。但當前過量施肥對土壤造成的損害卻與日俱增。我國是世界上化肥施用量最多的國家，中國利用世界8%的可耕地面積生產了世界21%的糧食，但化肥使用量也達到世界總量35%，相當于美國、印度的總和[1]。傳統(tǒng)的固態(tài)化學肥料會危害人體健康，大量施用化肥，易使蔬菜中硝酸鹽含量超標，而NaNO2與NH3類物質結合形成N-亞硝酸基化合物為強致癌物質。過量施肥，導致土壤養(yǎng)分失衡，肥料利用率下降，促成土壤中某些元素的大量積累，造成土壤酸化。我國耕地由于大量施用化肥30年間耕地的pH值下降了0.5[2-3]，而沒有人為干擾的自然界中pH值下降1需要上萬年。如果不控制化肥的使用量，我國農業(yè)可持續(xù)發(fā)展將受嚴重威脅。

我國化肥施用存在的主要問題包括以下幾點：第一，施用量偏高，我國農作物平均化肥用量299.17 kg·hm-2，遠高于153.81 kg·hm-2的世界平均水平，美國和巴西平均化肥用量分別為241.38 kg·hm-2，190.60 kg·hm-2[4-5]；第二，施肥不均衡現(xiàn)象突出，東部經濟發(fā)達地區(qū)、長江下游地區(qū)和城市郊區(qū)施肥量偏高，蔬菜、果樹等附加值較高的經濟園藝作物過量施肥比較普遍；第三，有機肥資源利用率低，目前，我國有機肥資源總養(yǎng)分約7 000萬t，實際利用不足40%；第四，不均衡的施肥結構，傳統(tǒng)人工施肥方式仍然占主導地位，化肥撒施、表施現(xiàn)象比較普遍，機械施肥僅占主要農作物種植面積的30%左右[6-7]。化肥(N+P+K)在農作物中的使用結構如圖1所示。

圖1 化肥(N+P+K)在農作物中的使用結構

1 液態(tài)肥的優(yōu)點

肥料技術創(chuàng)新是實現(xiàn)農業(yè)現(xiàn)代化的綠色通道，而液體肥料是含有一種或幾種農作物需要的營養(yǎng)元素(如氮、磷、鉀三大元素)的液體產品[8-9]。具有肥效高、見效快、省人工、能耗低、污染少、配方靈活多樣、施用安全、便于添加多種中量元素、微量元素和增效劑成分等優(yōu)點。

1.1 生產安全無污染、低成本

企業(yè)生產液態(tài)肥和固態(tài)肥相比較可省略噴漿、造粒、烘干等工藝設備裝置，可有效降低生產成本，并且在生產過程中不會產生粉塵、煙霧等有害氣體，不會對空氣造成污染或損害生產人員及周邊居民的身體健康。

1.2 肥效高、吸收好

農作物施用固體化肥一般只能吸收35%左右，其中不包含水溶肥；而施用液態(tài)肥吸收利用率可達80%以上[10]，能明顯提高肥料利用率。液體復合肥的肥效相當于3倍的固體肥，不但降低了化肥的使用量，而且降低了使用成本，減少了人工施用成本，同時減少了對人、作物和環(huán)境的污染。固體化肥在被作物吸收過程中必須經過溶解成液體的階段，而液態(tài)肥則能直接被農作物吸收，省略了溶解過程，提高了農作物的吸收速度，液態(tài)肥施入土壤后，有效營養(yǎng)成分可直達作物根系，無需經過緩慢的化學溶解變化過程，并且極大降低了營養(yǎng)成分被土壤鎖定的數(shù)量。另外，液態(tài)肥料配方精確可控，各種營養(yǎng)成分合理均勻，施用簡單方便，特別適用于機械化施用和規(guī)模化生產。

1.3 混合均勻、肥效長

與固體肥料相比，液體肥料更加均勻，充分混合的每一滴溶液，都含有相同的有效養(yǎng)分，且不像水溶肥和葉面肥，還需要二次稀釋；液體肥更易于加入農藥、殺蟲劑、殺菌劑、除草劑、中量元素、微量元素等成分，實現(xiàn)藥、肥、水一體化。例如在生產液態(tài)復合肥時添加黃腐酸，經過技術條件黃腐酸與肥料中的氮、磷、鉀及中量元素、微量元素等化學養(yǎng)分發(fā)生螯合作用，形成螯合態(tài)的大、中、微量元素，起到了增效和延長肥效作用。

1.4 施肥配方調整容易，易于精準施肥

針對不同的農作物和土壤類型，應生產不同配方的專門肥料。而要生產不同配方的液體肥其工藝難度比生產固體肥簡單很多。其配方更加方便調整，互溶性好，且質量檢測也非常簡單。

1.5 安全性高，無公害

傳統(tǒng)顆粒復合肥，尤其是劣質的復合肥，不僅傷害土壤，使土壤板結，也很容易傷害作物，容易出現(xiàn)肥害。施肥過量、過于集中、過于靠近根部，甚至是天氣情況等都會導致肥害。但是液態(tài)復合肥卻不會出現(xiàn)燒根燒苗、根系腐爛、脫水萎蔫等現(xiàn)象。液態(tài)肥相較于固態(tài)肥安全性顯著提高。

2 液態(tài)肥的分類

第一類，以天然豆粕、動物、海藻等為原材料，制成功效最大化的產品。技術上進一步突破，攻克利用率、效用問題。該種液態(tài)肥在全世界市場上的競爭力都很強。

第二類，含氨基酸、海藻肥類的液態(tài)肥，利用被提取之后的剩余物為原料，廢物再利用，變廢為寶。

第三類，含腐植酸、氨基酸及用工業(yè)廢料加一些調節(jié)劑配制而成的液態(tài)肥。

3 液態(tài)肥的發(fā)展

國外對液態(tài)肥的研究開始于20世紀30年代，液態(tài)肥料及其相關施肥機械首先在美國的農業(yè)生產中得到應用。當前在美國，擁有3 000家以上的液態(tài)肥料生產工廠，年消耗液態(tài)肥料超過1 600萬t，占總肥料使用量的55%，英國、法國、德國、西班牙、羅馬尼亞等歐洲發(fā)達國家也大量使用液態(tài)肥料，以色列農田施肥接近100%的使用液態(tài)肥料[11]。國際范圍液態(tài)肥的大量使用也極大地沖擊著中國農業(yè)。

資料顯示，2018年全世界液態(tài)肥市場估值為87.599億美元，預計到2024年將實現(xiàn)20%的增長。2018年亞太地區(qū)液態(tài)肥市場憑借38.4%的占有率，成為全球最大的液態(tài)肥市場[12-13]。

隨著“化肥使用量0增長”政策出臺，近年來，我國液態(tài)肥生產量一直保持10%以上的增產速度。我國不同形態(tài)肥料登記數(shù)量占比統(tǒng)計如圖2所示。根據2021年農業(yè)農村部種植業(yè)統(tǒng)計司發(fā)布的數(shù)據，截至2021年4月8日，我國登記的肥料總數(shù)達到了24 007個，其中，11 169個為粉劑形態(tài)肥料，7 946個為水劑形態(tài)肥料，3 105個為顆粒形態(tài)肥料，1 785個為液態(tài)形態(tài)肥料，1個為柱形顆粒、1個為片狀顆粒。2006—2021年水劑、液體形態(tài)肥料新增登記數(shù)量統(tǒng)計圖如圖3所示。

圖2 我國不同形態(tài)肥料登記數(shù)量占比統(tǒng)計(%)

圖3 2006—2021年水劑、液體形態(tài)肥料新增登記數(shù)量統(tǒng)計圖

2018年是近些年登記液態(tài)肥料數(shù)量最多的一年。新增加的液體肥料的登記數(shù)量是784個，新增加的水劑形態(tài)肥料登記數(shù)量是3 320個。將2006—2021年間每年的液體、水劑形態(tài)肥料新增登記數(shù)量做統(tǒng)計，可以得出如下的結論：自2016年以后，液體、水劑形態(tài)肥料進入了一個高速發(fā)展的階段。

液態(tài)肥發(fā)展的制約因素主要體現(xiàn)在產業(yè)布局分散、企業(yè)規(guī)模偏小，產品還未得到市場的高度認可；產品升級研發(fā)不足，大多企業(yè)生產與研發(fā)還沒有有效地結合起來，市場缺少知名品牌；液態(tài)肥料的包裝成本和運輸成本偏高,灌溉設施和液體施肥機械還沒有大量使用；大田作物經濟價值較經濟作物低，也影響了液態(tài)肥的大面積應用；液態(tài)肥料能否得到發(fā)展，主要由勞動力施肥成本高低，農業(yè)生產規(guī)模大小，液態(tài)肥料制造階段產生的污染輕重等決定，最為主要的是農民對液態(tài)肥料的認知度。

液態(tài)肥的發(fā)展主要影響因素為增長方向和增長動力，一方面來自國內消費升級，綠色、安全、有機成為消費者的主要訴求，提高了對高品質糧食、果蔬的消費需求，直接拉動種植戶產業(yè)結構調整，因此種植品種和農資(液態(tài)肥)發(fā)展的比較迅速；另一方面來自國家政策的引導，政府一直在倡導“雙減”(減藥、減肥)，而液態(tài)肥技術的發(fā)展正好契合這一目標。

雖然我國液態(tài)肥工業(yè)起步較晚，但發(fā)展液肥工業(yè)將是我國化肥工業(yè)發(fā)展的必然趨勢。隨著勞動力成本的不斷上升和社會生產力的不斷發(fā)展和進步，舊的農業(yè)生產模式將會被淘汰，適應現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展的機械化耕作生產模式需要液體肥料來匹配。國外這些年的發(fā)展歷程也證明液態(tài)肥是機械化施肥最理想的品種。最后，隨著我國農業(yè)的發(fā)展，液體肥料的優(yōu)勢將越來越突出，只要需求達到一定的增長率，該行業(yè)就會出現(xiàn)爆發(fā)式的快速增長。因此，我國液體肥料產業(yè)的發(fā)展前景必將非常光明。

4 結語

近年來，我國節(jié)水灌溉面積大幅度增加，水肥一體化成效顯著，液態(tài)肥料發(fā)展迅速，已進入了“快車道”，并向安全、綠色、高效發(fā)展，為加速農業(yè)產業(yè)結構布局調整、保護農業(yè)生態(tài)資源與環(huán)境，將進一步制定和建立、完善農業(yè)扶持政策，對更多具備創(chuàng)新技術的農資產品提供更多地幫助和支持，液態(tài)肥料的發(fā)展將具有廣闊的市場空間。