液态肥的优点与发展

时间：2024-05-23

李存斌，陈宝昌，张范良，王立军，谢宇峰

(黑龙江省农业机械工程科学研究院，哈尔滨 150081)

0 引言

化肥是工业革命的产物，是农业生产中重要的生产资料之一。得益于化肥的施用，农业产量得到极大地提升。化肥对农作物的养分补充起到关键作用，化肥的使用为我国粮食连续丰收立下“汗马功劳”。但当前过量施肥对土壤造成的损害却与日俱增。我国是世界上化肥施用量最多的国家，中国利用世界8%的可耕地面积生产了世界21%的粮食，但化肥使用量也达到世界总量35%，相当于美国、印度的总和[1]。传统的固态化学肥料会危害人体健康，大量施用化肥，易使蔬菜中硝酸盐含量超标，而NaNO2与NH3类物质结合形成N-亚硝酸基化合物为强致癌物质。过量施肥，导致土壤养分失衡，肥料利用率下降，促成土壤中某些元素的大量积累，造成土壤酸化。我国耕地由于大量施用化肥30年间耕地的pH值下降了0.5[2-3]，而没有人为干扰的自然界中pH值下降1需要上万年。如果不控制化肥的使用量，我国农业可持续发展将受严重威胁。

我国化肥施用存在的主要问题包括以下几点：第一，施用量偏高，我国农作物平均化肥用量299.17 kg·hm-2，远高于153.81 kg·hm-2的世界平均水平，美国和巴西平均化肥用量分别为241.38 kg·hm-2，190.60 kg·hm-2[4-5]；第二，施肥不均衡现象突出，东部经济发达地区、长江下游地区和城市郊区施肥量偏高，蔬菜、果树等附加值较高的经济园艺作物过量施肥比较普遍；第三，有机肥资源利用率低，目前，我国有机肥资源总养分约7 000万t，实际利用不足40%；第四，不均衡的施肥结构，传统人工施肥方式仍然占主导地位，化肥撒施、表施现象比较普遍，机械施肥仅占主要农作物种植面积的30%左右[6-7]。化肥(N+P+K)在农作物中的使用结构如图1所示。

图1 化肥(N+P+K)在农作物中的使用结构

1 液态肥的优点

肥料技术创新是实现农业现代化的绿色通道，而液体肥料是含有一种或几种农作物需要的营养元素(如氮、磷、钾三大元素)的液体产品[8-9]。具有肥效高、见效快、省人工、能耗低、污染少、配方灵活多样、施用安全、便于添加多种中量元素、微量元素和增效剂成分等优点。

1.1 生产安全无污染、低成本

企业生产液态肥和固态肥相比较可省略喷浆、造粒、烘干等工艺设备装置，可有效降低生产成本，并且在生产过程中不会产生粉尘、烟雾等有害气体，不会对空气造成污染或损害生产人员及周边居民的身体健康。

1.2 肥效高、吸收好

农作物施用固体化肥一般只能吸收35%左右，其中不包含水溶肥；而施用液态肥吸收利用率可达80%以上[10]，能明显提高肥料利用率。液体复合肥的肥效相当于3倍的固体肥，不但降低了化肥的使用量，而且降低了使用成本，减少了人工施用成本，同时减少了对人、作物和环境的污染。固体化肥在被作物吸收过程中必须经过溶解成液体的阶段，而液态肥则能直接被农作物吸收，省略了溶解过程，提高了农作物的吸收速度，液态肥施入土壤后，有效营养成分可直达作物根系，无需经过缓慢的化学溶解变化过程，并且极大降低了营养成分被土壤锁定的数量。另外，液态肥料配方精确可控，各种营养成分合理均匀，施用简单方便，特别适用于机械化施用和规模化生产。

1.3 混合均匀、肥效长

与固体肥料相比，液体肥料更加均匀，充分混合的每一滴溶液，都含有相同的有效养分，且不像水溶肥和叶面肥，还需要二次稀释；液体肥更易于加入农药、杀虫剂、杀菌剂、除草剂、中量元素、微量元素等成分，实现药、肥、水一体化。例如在生产液态复合肥时添加黄腐酸，经过技术条件黄腐酸与肥料中的氮、磷、钾及中量元素、微量元素等化学养分发生螯合作用，形成螯合态的大、中、微量元素，起到了增效和延长肥效作用。

1.4 施肥配方调整容易，易于精准施肥

针对不同的农作物和土壤类型，应生产不同配方的专门肥料。而要生产不同配方的液体肥其工艺难度比生产固体肥简单很多。其配方更加方便调整，互溶性好，且质量检测也非常简单。

1.5 安全性高，无公害

传统颗粒复合肥，尤其是劣质的复合肥，不仅伤害土壤，使土壤板结，也很容易伤害作物，容易出现肥害。施肥过量、过于集中、过于靠近根部，甚至是天气情况等都会导致肥害。但是液态复合肥却不会出现烧根烧苗、根系腐烂、脱水萎蔫等现象。液态肥相较于固态肥安全性显著提高。

2 液态肥的分类

第一类，以天然豆粕、动物、海藻等为原材料，制成功效最大化的产品。技术上进一步突破，攻克利用率、效用问题。该种液态肥在全世界市场上的竞争力都很强。

第二类，含氨基酸、海藻肥类的液态肥，利用被提取之后的剩余物为原料，废物再利用，变废为宝。

第三类，含腐植酸、氨基酸及用工业废料加一些调节剂配制而成的液态肥。

3 液态肥的发展

国外对液态肥的研究开始于20世纪30年代，液态肥料及其相关施肥机械首先在美国的农业生产中得到应用。当前在美国，拥有3 000家以上的液态肥料生产工厂，年消耗液态肥料超过1 600万t，占总肥料使用量的55%，英国、法国、德国、西班牙、罗马尼亚等欧洲发达国家也大量使用液态肥料，以色列农田施肥接近100%的使用液态肥料[11]。国际范围液态肥的大量使用也极大地冲击着中国农业。

资料显示，2018年全世界液态肥市场估值为87.599亿美元，预计到2024年将实现20%的增长。2018年亚太地区液态肥市场凭借38.4%的占有率，成为全球最大的液态肥市场[12-13]。

随着“化肥使用量0增长”政策出台，近年来，我国液态肥生产量一直保持10%以上的增产速度。我国不同形态肥料登记数量占比统计如图2所示。根据2021年农业农村部种植业统计司发布的数据，截至2021年4月8日，我国登记的肥料总数达到了24 007个，其中，11 169个为粉剂形态肥料，7 946个为水剂形态肥料，3 105个为颗粒形态肥料，1 785个为液态形态肥料，1个为柱形颗粒、1个为片状颗粒。2006—2021年水剂、液体形态肥料新增登记数量统计图如图3所示。

图2 我国不同形态肥料登记数量占比统计(%)

图3 2006—2021年水剂、液体形态肥料新增登记数量统计图

2018年是近些年登记液态肥料数量最多的一年。新增加的液体肥料的登记数量是784个，新增加的水剂形态肥料登记数量是3 320个。将2006—2021年间每年的液体、水剂形态肥料新增登记数量做统计，可以得出如下的结论：自2016年以后，液体、水剂形态肥料进入了一个高速发展的阶段。

液态肥发展的制约因素主要体现在产业布局分散、企业规模偏小，产品还未得到市场的高度认可；产品升级研发不足，大多企业生产与研发还没有有效地结合起来，市场缺少知名品牌；液态肥料的包装成本和运输成本偏高,灌溉设施和液体施肥机械还没有大量使用；大田作物经济价值较经济作物低，也影响了液态肥的大面积应用；液态肥料能否得到发展，主要由劳动力施肥成本高低，农业生产规模大小，液态肥料制造阶段产生的污染轻重等决定，最为主要的是农民对液态肥料的认知度。

液态肥的发展主要影响因素为增长方向和增长动力，一方面来自国内消费升级，绿色、安全、有机成为消费者的主要诉求，提高了对高品质粮食、果蔬的消费需求，直接拉动种植户产业结构调整，因此种植品种和农资(液态肥)发展的比较迅速；另一方面来自国家政策的引导，政府一直在倡导“双减”(减药、减肥)，而液态肥技术的发展正好契合这一目标。

虽然我国液态肥工业起步较晚，但发展液肥工业将是我国化肥工业发展的必然趋势。随着劳动力成本的不断上升和社会生产力的不断发展和进步，旧的农业生产模式将会被淘汰，适应现代农业发展的机械化耕作生产模式需要液体肥料来匹配。国外这些年的发展历程也证明液态肥是机械化施肥最理想的品种。最后，随着我国农业的发展，液体肥料的优势将越来越突出，只要需求达到一定的增长率，该行业就会出现爆发式的快速增长。因此，我国液体肥料产业的发展前景必将非常光明。