高投入、高風險已經(jīng)成為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要模式。目前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)化肥投入高（折純超過6000萬噸），肥料利用率低（氮肥30%-50%、磷肥10%-25%、鉀肥35%-50%），且化肥對農(nóng)作物的增產(chǎn)貢獻率持續(xù)下降，每公斤養(yǎng)分所增產(chǎn)的糧食不及世界的1/2，美國的1/3。此外，大量化肥的投入造成土壤酸化、磷素累積、養(yǎng)分失衡、土壤次生鹽漬化、微生物群落健康度降低以及病害頻發(fā)等一系列問題。提高肥料利用效率是保證作物增產(chǎn)、減少化肥投入、緩解環(huán)境污染風險的有效途徑。養(yǎng)分的高效利用無外乎滿足3個條件，即養(yǎng)分、作物吸收部位（根系或根外）以及養(yǎng)分有效吸收條件（以水促肥）三者耦合- 也就是目前所說的灌溉施肥技術，而且通過有效根區(qū)的適時少量多次施肥，可進一步提高養(yǎng)分利用效率，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)本增效、生態(tài)安全和可持續(xù)發(fā)展的重要措施。

水溶肥料是一種具有很好水溶性的速效肥，廣義上包括大量元素單質水溶肥料（尿素、碳銨、硫酸鉀、氯化鉀、氨水等）、水溶性復合肥料（磷酸氫鉀、磷酸二氫鉀、磷酸一銨、磷酸二銨、硝酸鉀等）和農(nóng)業(yè)部行業(yè)標準規(guī)定的水溶肥料（大量元素水溶肥、中量元素水溶肥、微量元素水溶肥、腐植酸水溶肥、氨基酸水溶肥以及有機水溶肥料等）；狹義上僅指農(nóng)業(yè)部行業(yè)標準規(guī)定的水溶肥料。水溶肥是支撐灌溉施肥的強有力技術產(chǎn)品，與灌溉施肥技術高度耦合，可有效提高肥料利用效率。

隨著土地流轉制度的推進，大批規(guī)模經(jīng)營的農(nóng)場出現(xiàn)，且近年來中央一號文件持續(xù)明確大力普及節(jié)水灌溉技術，政策上的有力支持促使了水溶肥料進入了快速發(fā)展通道。此外，按照《到2020年化肥使用量零增長行動方案》也從技術上要求進一步提高肥料效率，倒逼肥料產(chǎn)品的技術升級，而水溶肥料無疑是提高肥料利用效率的“未來之星”。從歷史發(fā)展進程來看，2005年是我國水溶肥料產(chǎn)業(yè)啟動和形成的初步階段，自2010年后大量企業(yè)不斷加入，各種水溶肥料登記標準的完善以及產(chǎn)品技術的提高，水溶肥料正式進入快速階段。目前我國水溶肥料產(chǎn)量已經(jīng)從2009年的30萬噸迅速增加至2015年的370萬噸；截止至2017年4月，農(nóng)業(yè)部水溶肥料登記證已經(jīng)超過1.1萬個，登記企業(yè)全國近3000家，其中廣東水溶肥料企業(yè)達到118家，水溶肥料產(chǎn)品登記超過500個。目前生產(chǎn)廠家主要包括專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)、傳統(tǒng)肥料企業(yè)及農(nóng)藥企業(yè)三類，其中傳統(tǒng)肥料企業(yè)占絕大多數(shù)，其中將近1/4的企業(yè)來自山東。雖然產(chǎn)品登記及生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量呈現(xiàn)快速增長，但大多企業(yè)懷著“先進門”的心態(tài)，在技術、設備和人員隊伍尚未具備的條件下先從各種途徑獲取產(chǎn)品登記進入水溶肥行業(yè)，然而并沒有形成有效的技術產(chǎn)品與銷售市場，據(jù)中國化工信息中心不完全統(tǒng)計國內(nèi)真正穩(wěn)定生產(chǎn)的企業(yè)不超100家。

水溶肥料產(chǎn)品技術

目前水溶肥料產(chǎn)品主要以大量元素水溶肥、微量元素水溶肥、含氨基酸水溶肥以及含腐植酸水溶肥為主流，分別占水溶肥市場的22.55%、24.13%、24.04%和23.09%。其中大量元素水溶肥分為液體和固體劑型，其N、P2O5、K2O養(yǎng)分濃度較高（500g/L或50%）相當于普通的復合肥。其中固體劑型其生產(chǎn)工藝分為物理混配和化學合成。物理混配主要是將水溶性單質化肥或復合肥通過粉碎、攪拌、混合等工藝直接混配、技術含量較低、工藝簡單、設備投資少，普通企業(yè)都可以生產(chǎn)，但由于原料粒度、性狀、色澤等可能存在差異導致產(chǎn)品外觀欠佳；而化學合成則需要在一定的反應條件下通過過濾除雜、反應、蒸發(fā)濃縮和冷卻結晶獲得，技術及設備要求相對較高，產(chǎn)品色澤好、粒度均勻、純度高?？傮w來說大量元素固體水溶肥本質上與水溶性好的復合肥料相差無異，僅在水不溶物指標上要求嚴苛；而就液體劑型而言，其養(yǎng)分含量要達到500g/L，相對要求技術層次較高，但本質上看，養(yǎng)分含量的高低是肥料價格的主要依據(jù)，而液體劑型大量元素水溶肥由于其原料選擇受限（磷養(yǎng)分以聚磷酸銨原料為主），包裝、運輸以及儲藏條件導致成本大幅增加，在市場上優(yōu)勢并不明顯。微量元素水溶肥、含氨基酸水溶肥以及含腐植酸水溶肥，該類產(chǎn)品化學養(yǎng)分含量低，一般難點是水不溶物指標，因此該類產(chǎn)品種類繁多，同質化嚴重，而在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中只是作為補充施肥，單位面積用量上遠不及大量元素水溶肥，市場上的絕對用量難以獲得較大突破。

水溶肥料應用技術

水溶肥料的施用方法多是與灌溉同步，有淋施、沖施、噴灌、微噴灌、滴灌等方式，較為省工、高效的方法是借助管道灌溉隨水施肥，其中以滴灌方式節(jié)省水肥資源最為明顯。水溶肥采用滴灌要求有完善的灌溉施肥設施（動力系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、注肥系統(tǒng)、田間滴灌系統(tǒng)），如何高效運行該系統(tǒng)是灌溉施肥的關鍵所在，若某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題導致系統(tǒng)堵塞造成灌溉施肥不均勻或出現(xiàn)田間區(qū)域水肥缺位的現(xiàn)象則導致該系統(tǒng)失效。如根據(jù)水源特性選用過濾系統(tǒng)（砂石過濾器、離心式過濾器、篩網(wǎng)式過濾器、疊片過濾器等）；根據(jù)流量要求選用動力系統(tǒng)；根據(jù)地形及作物種類選擇注肥系統(tǒng)（文丘里施肥器、比例式施肥泵、壓差式施肥罐或注肥泵）等均是灌溉施肥的關鍵環(huán)節(jié)，也是水溶肥料應用推廣的重要環(huán)節(jié)。

水溶肥料采用灌溉施肥具有明顯的節(jié)水、節(jié)肥效果。在水分方面由于減少水分的下滲和蒸發(fā)，提高水分利用率，露天條件下與大水漫灌相比可節(jié)水50%以上，在保護地條件下與畦灌相比節(jié)水效果30%-40%。在節(jié)肥方面，由于灌溉施肥易于實現(xiàn)平衡配方施肥、采取少量多次及根區(qū)精準施肥，可有效降低肥料用量，節(jié)肥效果達40%-50%。此外，由于灌水及化肥投入的減少，微生態(tài)環(huán)境得以有效改善，如保護地栽培可明顯降低棚內(nèi)濕度8.5-15個百分點，提高棚內(nèi)溫度2-4℃；通過地溫的增加，土壤水分的保持改善土壤微生物活性，促進土壤物質轉化循環(huán)過程；同時還可以改良土壤物理性質，緩解土壤板結等問題。此外，通過降低栽培環(huán)境濕度，減少人工施肥降低了以人為媒介的病害傳染，可有效降低病蟲害發(fā)生頻率和程度。而最受農(nóng)民關注的是可以顯著增加作物產(chǎn)量，改善品質。筆者所在科研團隊長期從事水溶肥料的應用推廣研究，近年來在廣東多種作物上取得了良好的應用效果，其中香蕉、葉菜、玉米和冬種馬鈴薯持續(xù)增產(chǎn)效果分別達到30%、35%、28%和33%以上，而且還存在較大減肥空間；此外，在可溶性糖、維生素C、可溶性固形物等多種品質指標上得到明顯提高；可促進草莓提前成熟，并延長有效采收期。在產(chǎn)量和品質上的改善給農(nóng)民帶來了顯著的經(jīng)濟效益。

水溶肥料面臨問題及未來發(fā)展方向

毋庸置疑，水溶肥料作為減肥增效的有效技術產(chǎn)品，在國家大力發(fā)展灌溉農(nóng)業(yè)以及化肥零增長行動的推動下將會迎來一次飛躍發(fā)展。任何行業(yè)在發(fā)展初期難免呈現(xiàn)既“火爆”又“無序”的現(xiàn)象，目前水溶肥料產(chǎn)品在市場上的抽查合格率低，常出現(xiàn)偽冒假劣產(chǎn)品，嚴重損害了農(nóng)民利益，亟待大力整頓水溶肥行業(yè)秩序。

技術是推動行業(yè)發(fā)展的源動力，如何推動水溶肥料產(chǎn)品和應用技術升級意義重大。如大量元素液體水溶肥磷原料“聚磷酸銨”的合成技術是突破其原料成本的重要方向之一；而液體肥料防凍劑、延展劑、滲透劑、微量元素螯合劑、固體水溶肥料防結塊劑、功能性增效物質的研發(fā)是提升肥料品質的有效措施。液體水溶肥料的包裝方式、銷售模式（如罐車運輸分銷）的革新也可以大幅降低成本從而推動水溶肥料的推廣應用。從水溶肥料內(nèi)在技術的突破以及應用推廣技術的革新才能保障水溶肥料行業(yè)快速健康發(fā)展。