河南晉開化工投資控股集團(tuán)有限責(zé)任公司綠色高效液體肥料研究進(jìn)展

徐俊紅，趙云莉，郭 然

（河南晉開化工投資控股集團(tuán)有限責(zé)任公司，河南 開封 475100）

0 引言

液體肥料因其速溶、高效、雜質(zhì)少、吸收率高、使用便捷、綠色、環(huán)保、適用面廣等特點(diǎn)，是水肥一體化的最優(yōu)選擇，是實(shí)現(xiàn)化肥減量化的最佳原料，被譽(yù)為環(huán)保型肥料和綠色肥料［1-4］。

河南晉開化工投資控股集團(tuán)有限責(zé)任公司（以下簡稱晉開集團(tuán)）具有多年生產(chǎn)尿素和硝酸銨的經(jīng)驗(yàn)，是國內(nèi)率先從事尿素硝酸銨溶液研制與生產(chǎn)的廠家之一，在綠色高效液體肥料的研發(fā)、生產(chǎn)、儲存、運(yùn)輸、推廣應(yīng)用等方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)?，F(xiàn)將晉開集團(tuán)近幾年的研究進(jìn)展進(jìn)行總結(jié)，希望能為同類企業(yè)提供參考與借鑒。

1 晉開集團(tuán)綠色高效液體肥料簡介

晉開集團(tuán)綠色高效液體肥料是針對農(nóng)作物各個生長階段的生理特性和生長特性對養(yǎng)分需求而研發(fā)的液體肥料，可為農(nóng)作物提供優(yōu)質(zhì)的營養(yǎng)解決方案。其主要用途是實(shí)現(xiàn)速效氮和緩效氮合理搭配，產(chǎn)品適用于各種農(nóng)作物，可增強(qiáng)農(nóng)作物光合作用和抗逆性，提高農(nóng)作物對養(yǎng)分和水分的利用率，滿足農(nóng)作物不同生長期對氮的需要，顯著提高農(nóng)作物產(chǎn)量，提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，可顯著提高氮的利用率，顯著降低施肥量，滿足水肥藥一體化要求，節(jié)水、節(jié)本，是資源節(jié)約、環(huán)境友好的液體肥料。

晉開集團(tuán)目前建有50 萬t/a 尿素硝酸銨溶液裝置和10 萬t/a 液體復(fù)合肥料裝置。晉開集團(tuán)高效綠色液體肥料產(chǎn)品主要有：氮溶液系列、含腐植酸系列、含氨基酸系列、大量元素系列、中量元素系列。滿足以上產(chǎn)品系列的任意比例的大中微量元素、腐植酸、氨基酸等可溶物質(zhì)混配均可生產(chǎn)、銷售，可實(shí)現(xiàn)定制配肥，滿足種地大戶和肥料銷售商的各種需求。

1.1 氮溶液系列

尿素硝酸銨溶液，簡稱UAN 溶液，也稱氮溶液［4］。國際市場上一般有3個等級的尿素硝酸銨溶液，即w（N）28%、30% 和32%。在尿素硝酸銨溶液中，通常w（硝態(tài)氮）在6.5%～7.5%，w（銨態(tài)氮）在6.5%～7.5%，w（酰胺態(tài)氮）在14%～17%。晉開集團(tuán)氮溶液系列指采用公司自產(chǎn)尿素硝酸銨溶液為氮肥原料，添加腐植酸、氨基酸、大量元素、中量元素、微量元素等物質(zhì)生產(chǎn)的以氮肥為主的一系列液體肥料。

1.1.1 尿素硝酸銨溶液生產(chǎn)工藝流程

晉開集團(tuán)尿素車間w（尿素）72%的尿素溶液、硝酸銨車間質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的硝酸銨溶液和脫鹽水一并加入配制槽中攪拌混合，經(jīng)冷卻器冷卻后，加入HNO3和NH3調(diào)整溶液pH，然后再加入緩蝕劑，制成合格的UAN 溶液。產(chǎn)品進(jìn)入尿素硝酸銨溶液（UAN）產(chǎn)品儲罐內(nèi)，然后再罐裝或裝車。其生產(chǎn)工藝流程見圖1。

圖1 尿素硝酸銨溶液生產(chǎn)工藝流程

1.1.2 多元液體復(fù)合肥生產(chǎn)工藝流程

以晉開集團(tuán)生產(chǎn)的尿素硝酸銨溶液（UAN）為氮肥原料，添加不同的大量元素（磷肥、鉀肥）或者氨基酸、腐植酸原料以及中量元素（鎂、鈣）、微量元素（鋅、硼、鐵、錳、銅、鉬），對UAN溶液進(jìn)行復(fù)配改性，調(diào)整好pH 及溫度后，進(jìn)行液體混合攪拌，反應(yīng)時間為1 h 左右，取樣分析，產(chǎn)品檢驗(yàn)合格后，送入產(chǎn)品儲罐內(nèi)。生產(chǎn)主要環(huán)節(jié)包括配方研發(fā)、原料溶解、計(jì)量、攪拌混合及成分分析。工藝流程見圖2。

圖2 多元液體復(fù)合肥生產(chǎn)工藝流程

工藝技術(shù)指標(biāo)：w（總N）≥32.0%，pH（10%水溶液）6.0～7.5，密度（20 ℃）1.28～1.34 g/cm3。

1.1.3 技術(shù)特點(diǎn)

（1）尿素硝酸銨溶液（UAN）采用一步法混合攪拌配制而成。產(chǎn)品符合NY2670—2015 和HG/T 4848—2016標(biāo)準(zhǔn)要求。

（2）產(chǎn)品性能比較穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)了清潔生產(chǎn)。整個生產(chǎn)過程省略了尿素和硝酸銨的蒸發(fā)、造粒、冷卻、細(xì)篩等工序，不產(chǎn)生有毒、有害氣體，以及粉塵、煙霧、廢水、廢渣，且所采用的設(shè)備先進(jìn)、噪聲小，生產(chǎn)、儲運(yùn)過程安全可靠、無污染。

（3）智能化程度較高，在整個生產(chǎn)過程中按連續(xù)生產(chǎn)的模式考慮，集散控制系統(tǒng)（DCS）控制操作，采用自動灌裝線，檢測過程采用在線分析檢測新工藝和裝置，縮短了生產(chǎn)時間。

（4）液體肥料產(chǎn)品混合均勻，以清液為主，能夠與農(nóng)藥、除草劑、殺蟲劑等配合使用。

（5）產(chǎn)品品種多樣化，且能夠滿足客戶訂制需求。

（6）配方設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)。所有配方都經(jīng)過小試檢驗(yàn)、大田試驗(yàn)，配方科學(xué)合理，有機(jī)無機(jī)相得益彰，各種大、中、微量元素配比恰當(dāng)，做到平衡施肥、營養(yǎng)均衡，實(shí)現(xiàn)科學(xué)種地。

1.2 含腐植酸系列

腐植酸是一種天然高分子有機(jī)化合物，其含有羧基、酚羥基、甲氧基等多種基團(tuán)，因而具有較強(qiáng)的生理活性。腐植酸能促進(jìn)種子萌發(fā)和根系生長；改良土壤理化性狀，增強(qiáng)作物抗逆性；促進(jìn)微生物的繁殖與活動，改善土壤微生物環(huán)境；增加農(nóng)作物產(chǎn)量，改善農(nóng)作物品質(zhì)［5-6］。

1.2.1 生產(chǎn)工藝

晉開集團(tuán)含腐植酸系列液體肥料是指以腐植酸為主，添加多種微量元素及有機(jī)質(zhì)形成的一系列液體肥料。

每噸液體肥料由以下原料制成：腐植酸5～10 kg、黃腐酸2.5～5.0 kg、氮肥（以N計(jì)）4～8 kg、磷肥（以P2O5計(jì)）8～16 kg、鉀肥（以K2O 計(jì)）4～8 kg、微量元素0.5～11.0 kg，其余為水。制備方法：將氮肥、鉀肥、磷肥、腐植酸、黃腐酸加于水中，攪拌溶解，然后加入微量元素?cái)嚢柚脸删鶆虻囊后w，經(jīng)檢驗(yàn)合格后灌裝即可。

主要技術(shù)指標(biāo)：ρ（腐植酸）≥30 g/L，ρ（大量元素）≥200 g/L，ρ（水不溶物）≤50 g/L，pH（體積比1∶250稀釋）4～10。

1.2.2 產(chǎn)品性能

該液體肥料具有營養(yǎng)均衡、流動性較好，穩(wěn)定、均一等特點(diǎn)，施肥后，土壤的持水量和孔隙度均得到提升，具有抗旱、保水、保肥的功效，可有效促進(jìn)農(nóng)作物根系的生長，農(nóng)作物增產(chǎn)效果好。

1.3 含氨基酸系列

氨基酸是含有氨基和羧基的一類有機(jī)化合物的通稱，以農(nóng)副產(chǎn)品資源為主要原料，通過生物發(fā)酵、酶解或水解技術(shù)將蛋白質(zhì)水解而成，可提供有機(jī)態(tài)氮源。分子態(tài)的氨基酸為植物提供穩(wěn)定的螯合（絡(luò)合態(tài)）礦質(zhì)元素（鈣、鎂、鋅、銅、錳、鐵）等物質(zhì)。氨基酸肥料屬于速效肥，可以被農(nóng)作物快速吸收，具有增產(chǎn)、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、改良土壤、顯著增強(qiáng)農(nóng)作物的抗逆能力、提高藥物利用率、降低農(nóng)藥殘留和保護(hù)生態(tài)環(huán)境等作用［7-8］。

1.3.1 生產(chǎn)工藝

晉開集團(tuán)含氨基酸系列液體肥料指以游離氨基酸為主體，添加適量中微量元素而制取的一系列液體肥料。每噸液體肥料由以下原料制成：氨基酸6～9 kg、氮肥（以N 計(jì)） 6～9 kg、鉀肥（以K2O計(jì)） 6～9 kg、中量元素0.3～0.7 kg、微量元素0.01～0.03 kg、pH 調(diào)節(jié)劑0.01～0.03 kg、穩(wěn)定劑1～3 kg。制備方法：先將氨基酸加入水中，攪拌使其充分溶解，再加入pH 調(diào)節(jié)劑使pH 接近中性，攪拌均勻，再加穩(wěn)定劑充分?jǐn)嚢?0～60 min，再加入氮肥、鉀肥，攪拌溶解后再加微量元素及鎂肥，攪拌成均勻的液體，經(jīng)檢驗(yàn)合格后灌裝即可。

主要技術(shù)指標(biāo)為：ρ（游離氨基酸）≥100 g/L，ρ（中量元素）（中量元素型）≥30 g/L ，ρ（微量元素）（微量元素型）≥20 g/L ，ρ（水不溶物）≤50 g/L，pH（體積比1∶250稀釋）3～9。

1.3.2 產(chǎn)品性能

富含活性氨基酸、硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、酰胺態(tài)氮、鉀元素、微量元素（鋅、硼、鐵、錳、鉬）及中量元素鎂，能改善土壤理化性質(zhì)，有效提高農(nóng)作物吸收率，促進(jìn)農(nóng)作物快速生根，促進(jìn)農(nóng)作物枝葉生長，促進(jìn)農(nóng)作物早熟，提高果實(shí)產(chǎn)量，增加果實(shí)色澤度，提升果實(shí)品質(zhì)，提高農(nóng)作物抗逆性，能使遭受凍害、旱害、濕害、病害等植物迅速恢復(fù)生長，特別適宜辣椒、西瓜；采用農(nóng)產(chǎn)品發(fā)酵降解物質(zhì)為原料，產(chǎn)品綠色、安全高效。

1.4 大量元素系列

大量元素系列是以氮、磷、鉀大量元素為主的多元復(fù)合肥料，肥料中除含有氮、磷、鉀大量元素外，還可以添加中微量元素和有機(jī)質(zhì)，完全溶于水，能為植物提供穩(wěn)定的螯合（絡(luò)合態(tài)）礦質(zhì)元素（鈣、鎂、鋅、銅、錳、鐵）等，更容易被農(nóng)作物吸收，而且其吸收利用率相對較高［9］。

1.4.1 生產(chǎn)工藝

晉開集團(tuán)大量元素系列液體肥料指以公司尿素硝酸銨溶液、磷肥溶液、鉀肥溶液為主，添加多種中微量元素形成的一系列液體肥料，每噸液體肥料由以下原料制成：氮肥（以N 計(jì)）6～9 kg、磷肥（以P2O5計(jì)）5～8 kg、鉀肥（以K2O計(jì)）20～23 kg、微量元素2～5 kg、穩(wěn)定劑1～4 kg、抗凍劑1～3 kg，其余為水。制備方法：將以上原料加于水中，攪拌溶解至均勻的液體，經(jīng)檢驗(yàn)合格后灌裝即可。

主要技術(shù)指標(biāo)：ρ（大量元素）≥500 g/L，ρ（中量元素）（中量元素型）≥10 g/L ，ρ（微量元素）（微量元素型） 2～30 g/L，ρ（水不溶物）≤10 g/L。

1.4.2 產(chǎn)品性能

該肥料具有營養(yǎng)均衡、性質(zhì)穩(wěn)定、均一、清澈透明等特點(diǎn)，施用簡單方便，肥料用量少，可與農(nóng)藥、除草劑等混合施用，大多采用葉面噴施、管道滴灌、噴灌等施肥方式，能達(dá)到節(jié)水、節(jié)肥的目的；耐低溫，于10 ℃下保存1 年，無結(jié)晶現(xiàn)象，便于低溫下使用、運(yùn)輸、儲存。

1.5 中量元素系列

中量元素，是指農(nóng)作物生長過程中需要量次于氮、磷、鉀而高于微量元素的營養(yǎng)元素，通常指鈣、鎂、硫等元素，這些元素在植物中的需要量中等，一般占干質(zhì)量的0.2%～1.0%［10-11］。中量元素與大量元素一樣對植物生長起著重要的作用，缺乏中量元素將抑制農(nóng)作物的生長［12］。

1.5.1 生產(chǎn)工藝

晉開集團(tuán)中量元素系列液體肥料指以尿素硝酸銨溶液為主，添加多種中微量元素形成的一系列液體肥料，主要配方為：氮肥（N）3～7 kg、鈣肥4～8 kg、鎂肥0.5～1.0 kg、鉀肥（K2O）2～5 kg、有機(jī)增效劑0.01～0.05 kg。制備方法：將氮肥、鉀肥、鈣肥、鎂肥、有機(jī)增效劑、脫鹽水送入反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌均勻，經(jīng)檢驗(yàn)合格后送入灌裝系統(tǒng)進(jìn)行灌裝。

主要技術(shù)指標(biāo)：ρ（中量元素）≥100 g/L，ρ（水不溶物）≤50 g/L，pH（體積比1 ∶250 稀釋）3～9。

1.5.2 產(chǎn)品性能

該肥料可有效補(bǔ)充土壤中鈣、鎂、硫元素，提高農(nóng)作物的協(xié)同作用，促進(jìn)農(nóng)作物健康生長，顯著提高產(chǎn)量，改善果實(shí)品質(zhì)，提升營養(yǎng)物質(zhì)含量，提高農(nóng)作物抗倒伏、抗病能力，防止果實(shí)腐爛。特別適宜水稻、小麥、谷子等秸稈類作物，以及番茄、草莓、大棗等瓜果類。

2 綠色高效液體肥料推廣

2.1 加強(qiáng)與科研院校合作

2015 年晉開集團(tuán)與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)就液體復(fù)合肥料的配方、生產(chǎn)、貯運(yùn)、包裝及施肥手段等開展合作，建立液體營養(yǎng)液試驗(yàn)田，發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，進(jìn)行水肥一體化技術(shù)和大田農(nóng)業(yè)推廣技術(shù)的研發(fā)。

2.2 成立農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化分公司

晉開公司抓住當(dāng)前農(nóng)業(yè)發(fā)展機(jī)遇，成立了農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化分公司，建立液體營養(yǎng)液試驗(yàn)田，著力實(shí)施農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，在開封龍亭柳園口項(xiàng)目、蘭考東壩頭項(xiàng)目安裝了國內(nèi)最先進(jìn)的噴灌機(jī)，在漯河舞陽項(xiàng)目安裝了333 hm2的滴灌設(shè)備，對“水肥同施一體化”技術(shù)和液體復(fù)合肥料應(yīng)用進(jìn)行研究示范。該農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化分公司從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)近7年時間，對于設(shè)施灌溉經(jīng)驗(yàn)豐富，具有豐富的大田作物生產(chǎn)管理經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出一整套“水肥一體化”方法，幫助農(nóng)民實(shí)現(xiàn)種植模式的兩個關(guān)鍵轉(zhuǎn)變：從澆地到澆莊稼、從給土壤施肥到給莊稼施肥。

2.3 晉開集團(tuán)液體肥料特色銷售模式

晉開集團(tuán)液體肥料由晉開集團(tuán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化分公司進(jìn)行銷售，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化分公司根據(jù)液體肥料形態(tài)特點(diǎn)，結(jié)合現(xiàn)有農(nóng)資銷售渠道，建立了生產(chǎn)、銷售、農(nóng)化服務(wù)為一體的特色銷售模式。

1） 區(qū)域代理銷售模式 區(qū)域代理銷售模式為現(xiàn)有的傳統(tǒng)銷售模式，通過區(qū)域代理，以省級代理、地市（縣）級代理為主渠道，尋找合適的經(jīng)銷商對晉開集團(tuán)自有液體肥料品牌進(jìn)行銷售。

2） “點(diǎn)對點(diǎn)”的大戶銷售模式 “點(diǎn)對點(diǎn)”的大戶銷售模式是針對晉開集團(tuán)自有的商標(biāo)和品牌，直接為農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社、農(nóng)資批零一體化兼種植大戶、新型家庭農(nóng)場經(jīng)營者提供肥料產(chǎn)品及相關(guān)服務(wù)，同時以規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者為中心向其周邊輻射擴(kuò)散，最終形成以規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)營者為配肥中心的銷售模式；以此為輔助渠道，實(shí)現(xiàn)渠道建設(shè)完善化和銷售穩(wěn)步化。

3） 獨(dú)具特色的售后服務(wù) 晉開集團(tuán)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化分公司之前主要業(yè)務(wù)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植，即大規(guī)模土地流轉(zhuǎn)及生產(chǎn)經(jīng)營；現(xiàn)有人員都從事過大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)營管理工作，對大規(guī)模生產(chǎn)經(jīng)營感同身受，能夠設(shè)身處地為經(jīng)營者考慮。因此，在對外銷售服務(wù)輸出的過程中不僅有專業(yè)生產(chǎn)技術(shù)，還有生產(chǎn)經(jīng)營思路和理念，能夠?yàn)榭蛻艚鉀Q生產(chǎn)中的實(shí)際問題，也能夠?yàn)榭蛻艚?jīng)營提供幫助。

3 液體肥料發(fā)展建議

綠色高效液體肥料的研發(fā)、推廣應(yīng)用需要與國家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目相結(jié)合，建議國家在液體肥料及其配套設(shè)備的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售及農(nóng)業(yè)推廣應(yīng)用示范基地建設(shè)方面給予更多的政策支持；建議液體肥料生產(chǎn)企業(yè)在肥料生產(chǎn)過程中嚴(yán)格控制養(yǎng)分含量、雜質(zhì)含量，原輔料計(jì)量做到精準(zhǔn)無誤；強(qiáng)化售前及售后農(nóng)化服務(wù)，大力推廣測土配方施肥，重點(diǎn)在大塊流轉(zhuǎn)土地上推廣示范；建議在液體肥料推廣過程中有序組織農(nóng)戶進(jìn)行液體肥料方面的科技培訓(xùn)，建設(shè)示范田，引導(dǎo)、教育廣大農(nóng)戶科學(xué)種地、科學(xué)施肥；液體肥料施播機(jī)械的推廣應(yīng)用過程結(jié)合大數(shù)據(jù)平臺，實(shí)現(xiàn)智能化精準(zhǔn)施肥；生產(chǎn)廠家要根據(jù)不同地區(qū)市場和客戶需求，針對當(dāng)?shù)氐耐寥篮娃r(nóng)作物特性進(jìn)行專業(yè)研究分析，推廣應(yīng)用測土配方施肥、儲存、運(yùn)輸、施播系統(tǒng)等先進(jìn)技術(shù)。只有將綠色高效液體肥料的研發(fā)、推廣應(yīng)用與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目相結(jié)合，才能真正實(shí)現(xiàn)與“水、肥、藥一體化”的完美對接，提高肥料利用率。