我国水溶肥料起步于20世纪90年代末期,发展于21世纪初。与传统肥料相比,水溶肥料是更环保、更可持续发展的新一代肥料,也是我国肥料产业未来的发展重点。近十年来,国内水溶肥市场迅猛增长,产能超过1000万吨。同时,近年来,土壤健康问题已成为制约全球农业发展的共同问题,如土壤酸化不仅限制了作物生产潜力的发挥,也威胁到生态环境安全;防治土壤污染,保护土壤健康已迫在眉睫。如何更可持续地应用先进的水肥一体化技术和水溶肥产品,可持续地改良土壤酸化、保持土壤健康是今后水溶肥研发创新的方向。在此方面,作为水溶肥料的一个重要研发方向,碱式水溶肥料这两年得到行业内专家、学者和企业家的广泛和高度的关注。
国内水溶肥行业概况
近十年来国内水溶肥料发展呈现如下趋势:一是从早期以配方和含量及添加不很规范的冲施肥品种向符合国家规范标准的水溶肥料转变;二是从配方简单、工艺技术不太成熟的产品向配方多样、技术工艺逐渐改进的产品发展,具体体现在大量元素的水溶性、结块性、吸潮性等工艺配方方面的改进,技术工艺的进步也在产品品质提高方面得到体现;三是从简单的冲施等施肥方式发展到滴灌等水肥一体化设施的配套;四是从单一满足作物营养需要的产品到功能性类产品的开发应用;五是从添加调节剂类的低端、见效快的产品发展到注重作物营养需求的高端套餐类产品;六是从价格和利润率高的天价水溶肥发展到性价比更高、农户使用更实惠的水溶肥;七是从以进口产品为主流发展到国内水溶肥产能的爆发式增长并占有主要市场份额;八是从单纯卖产品的销售模式发展到注重终端和农户的作物技术服务和农化服务。
土壤酸化问题严重
水溶肥料的创新性研发是国内外专家、学者和企业一直努力的方向,如何开发具有引领市场和适销对路的产品,帮助种植户解决生产问题,提升作物产量和品质一直是业界共同追求的目标和方向。但一个核心问题也许是人们忽视的,即所有的水溶肥等特种肥料产品除了要保证能提供给作物所需要的营养功能外,在使用过程中还要保持作物赖以生存的土壤健康。否则,吸收利用率大打折扣,长期施用会造成土壤难以恢复的酸化等问题。
据资料显示,自20世纪80年代至今,我国几乎所有类型的土壤pH都下降了0.13~0.8。中国农业大学张福锁教授认为,这种大规模的土壤pH下降通常需要几十万年的过程,人类过于频繁的、不合理的生产活动导致土壤加速酸化,将会给生态环境和人类生存造成严重的影响。目前,酸化比较严重的是南方的土壤。特别是近十年来水溶肥料应用先进的地区,土壤酸化尤为严重,已经很难体现水溶肥料的使用效果和价值。大量的调查分析数据表明,我国亚热带地区土壤酸化问题已十分突出,其中江西、福建和广东等省土壤酸化尤为严重,也包括辽宁、河北、山东、四川、广西、云南和海南等水溶肥重点消费区域。目前的研究已经确认,化学氮肥的长期过量施用是我国农田土壤加速酸化的主要原因。90%以上的复混肥料和水溶肥料都呈化学酸性;并且土壤酸化是一个持续进行的过程,若仍广泛沿用目前的农田管理模式,我国亚热带地区农田土壤酸化问题还将进一步加剧。
土壤酸化的危害有:一是土壤酸化使土壤固相中的铝活化并释放进入土壤溶液,对农作物根系产生毒害,导致大量、中量、微量元素的吸收利用率大大降低,影响作物产量和品质,增肥不增收;二是土壤酸化造成作物生理性缺素现象严重;三是土壤酸化造成植物病害加剧,如香蕉枯萎病、番茄、辣椒青枯病、哈密瓜根结线虫病、柑桔黄化病等;四是土壤酸化造成土壤中有益微生物菌群数量大幅减少,增加根部病害,并破坏土壤团粒结构,土壤容易板结;五是土壤酸化还会加重重金属污染,危害食品安全。
碱性水溶肥料的概念与应用实践
化学碱性肥料是指一种肥料溶于pH为7的蒸馏水中,待肥料完全溶解后,如果溶液的pH大于7,即可判定这款肥料为化学碱性肥料。若全水溶则称为碱性水溶肥料,或碱式水溶肥料,反之即可判定为化学酸性肥料。碱式水溶肥一方面能够提供作物所需要的营养元素,又能够改良土壤酸性,发挥与普通水溶肥不一样的效果。
碱式水溶肥在国内还是一个较为全新的课题和研究方向,没有现成标准和研究成果,但已经引起行内专家和企业的重视和关注。华南农业大学教授樊小林团队曾在香蕉上进行过实验,证实碱性肥料在减少香蕉枯萎病方面有突出效果。优富斯公司在我国三个重要的气候区域开展实验研究,一是山东寿光的蔬菜大棚,二是云南宾川的葡萄栽培地;三是海南的哈密瓜栽培地。研究发现碱式水溶肥在寿光温室大棚番茄使用上综合表现效果良好,叶片浓绿,不会出现酸性水溶肥使用出现的缺素现象,果个匀称,粉色好;碱式水溶肥在宾川的试验效果明显,在膨果和上色方面表现优良,解决了一直困扰农户的诸多技术难题;碱式水溶肥在哈密瓜增甜方面取得突出效果,平均比对照提高糖度2~3度。
以上仅是碱式水溶肥在几个重要经济作物区域的表现,从中可一窥碱式水溶肥料的良好表现,及其巨大的市场发展空间。正如中国农业大学资源与环境学院教授、国家大宗蔬菜产业技术体系岗位科学家陈清强调:“碱式水溶肥在解决土壤酸化和根区调控方面具有创新性作用,且效果突出,碱式水溶肥是酸化土壤改良的优选之一。”而这一切,归根到底是要有健康的土壤,只有健康的土壤才能保有农户正常的生产,只有健康的土壤才能种植出营养全面的健康蔬果。碱式水溶肥料是否会成为未来新型特种肥料一个新的研发方向,是否能成为企业家们竟相角逐市场的新品,取决于这类产品是否能真正解决不同地区作物和农户生产上遇到的问题,并成为作物根区调控和保持土壤健康的良方;毕竟,我国的土壤酸化面积如此之大,这是一个有着巨大发展空间的市场。
碱式水溶肥料未来展望
一是建议国家建立碱式水溶肥研究补贴技术专项,鼓励碱式水溶肥研究和创新工作;加大研发投入,深化技术研究。产品创新要达到更佳使用效果和保持市场核心竞争力,需在研发上下功夫,开展技术攻关和协作,争取研究成果能够尽快惠及农业生产和农户,保持土壤可持续耕作。研究方向包括:碱式水溶肥配方研究;碱式水溶肥配方与不同作物营养需求的研究;碱式水溶肥与作物不同生长阶段的配方研究;碱式水溶肥与其他肥料适配性配方研究。
二是充分发挥企业和高校双方的资源优势,推动校企在碱式水溶肥领域的合作,争取在碱式水溶肥对土壤深层次影响、碱式水溶肥施用同各种作物难治型病害相关性研究、碱式水溶肥同微生物菌剂施用影响、碱式水溶肥施用对土壤重金属控制方面等课题有所突破,争取早出成果,并且更好更快地应用于实际生产中,服务我国农业。
三是在企业和相关研究机构和院校的推动下,研究建立碱式水溶肥产品行业标准,以推动碱式水溶肥产品的研发、生产和应用。
四是逐步形成政府、科研机构、企业、合作经营组织“四位一体”的碱式水溶肥区域技术推广机制,更好地推动碱式水溶肥科技成果应用到田间地头。