沈 欣，辛景樹，李燕婷，周 璇，傅國海，徐 洋

（1.全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，北京 100125；2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

水利部發(fā)布的2018年度《中國水資源公報(bào)》顯示，2018年全國水資源總量27462.5億m3，全國用水總量6015.5億m3，其中農(nóng)業(yè)用水占用水總量的61.4%。人口的日益增長，增加了對(duì)糧食的需求，農(nóng)業(yè)用水量也將進(jìn)一步增加，這對(duì)水資源人均占有量不足世界平均水平1/4的中國來說是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。推廣水肥一體化技術(shù)，可以在適宜的時(shí)間供應(yīng)給作物所必需的水分和養(yǎng)分，實(shí)現(xiàn)水分供應(yīng)與養(yǎng)分供應(yīng)的高效耦合，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水節(jié)肥的重要措施，也是推動(dòng)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的必要舉措。水溶肥料作為水肥一體化技術(shù)中的主角，全面了解其在化肥減量增效中的作用和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)更好地促進(jìn)水肥一體化的發(fā)展具有重要意義。目前，我國登記的水溶肥料產(chǎn)品主要類型為含腐植酸水溶肥料、含氨基酸水溶肥料、大量元素水溶肥料、中量元素水溶肥料、微量元素水溶肥料、有機(jī)水溶肥料、尿素硝銨溶液和農(nóng)業(yè)用硝酸銨鈣。本文通過文獻(xiàn)調(diào)研和信息檢索（肥料登記http：//sjcx.fldj.agri.cn/moazzys/feiliao.aspx、有效專利信息http：//pss-system.cnipa.gov.cn/sipopublicsearch/portal），闡明了水溶肥料在化肥減量增效中發(fā)揮的重要作用及推廣應(yīng)用情況，分析了2019年3月農(nóng)業(yè)農(nóng)村部發(fā)布的有效水溶肥料產(chǎn)品登記信息及國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局水溶肥料專利公開信息，初步了解了水溶肥料產(chǎn)品品種、生產(chǎn)區(qū)域分布、研發(fā)創(chuàng)新等情況，并對(duì)行業(yè)管理和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出了有針對(duì)性的政策建議。

1 水溶肥料產(chǎn)品助力化肥減量增效

大量研究表明，與傳統(tǒng)灌溉施肥相比，水肥同施的水溶肥肥料利用率可提高30%～50%，對(duì)減少化肥投入、降低地下水硝酸鹽污染的風(fēng)險(xiǎn)有重要意義。陳東義等［1］研究了以聚谷氨酸為原料的有機(jī)水溶肥對(duì)玉米化肥減施的影響，在常規(guī)化肥施用水平下，玉米可增產(chǎn)11.9%；在70%常規(guī)化肥施量條件下，玉米仍可增產(chǎn)5.3%。在較常規(guī)施肥減少34.5%總養(yǎng)分含量的情況下，施用氨基酸水溶肥，不結(jié)球白菜可增產(chǎn)12.97%～15.79%，品質(zhì)也得到了較大幅度地提高［2］。特日格樂等［3］研究表明，番茄膜下滴灌新型有機(jī)水溶肥料（液體）可在總施肥量（實(shí)物量）減少6.98%的情況下，增產(chǎn)11.37%。在草莓上的研究表明，等氮投入，氮養(yǎng)分產(chǎn)出投入率提高20.2個(gè)百分點(diǎn)，磷養(yǎng)分產(chǎn)出投入率提高13.5個(gè)百分點(diǎn)。其原因主要是水溶肥養(yǎng)分投入比例適當(dāng)，肥效穩(wěn)定而持久，采用滴灌法適時(shí)施肥，保證草莓全生育期對(duì)各營養(yǎng)元素的需求，特別是提高了產(chǎn)果后期的養(yǎng)分水平［4］。在陜西關(guān)中地區(qū)的葡萄上，連續(xù)兩年示范推廣水肥一體化全程施用水溶肥技術(shù)，施用氨基酸水溶肥、腐植酸水溶肥與大量元素（高氮磷型）水溶肥，水溶肥施用量占總施肥量的30%～40%，化肥總用量較常規(guī)施肥減少了35%以上［5］。

水溶性肥料在化肥減量增效中發(fā)揮的作用推動(dòng)了國家對(duì)水肥一體化技術(shù)支持政策的出臺(tái)。自2011年起，國家逐步加強(qiáng)了對(duì)水肥一體化的政策支持。2011年中央一號(hào)文件首次提出“大力發(fā)展節(jié)水灌溉，推廣渠道防滲、管道輸水、噴灌滴灌等技術(shù)，擴(kuò)大節(jié)水、抗旱設(shè)備補(bǔ)貼范圍。”黨的十八大對(duì)節(jié)水農(nóng)業(yè)和水肥一體化提出了新的要求。2013年農(nóng)業(yè)部辦公廳印發(fā)《水肥一體化技術(shù)指導(dǎo)意見》（農(nóng)辦農(nóng)〔2013〕6號(hào)），指出要加速實(shí)現(xiàn)灌溉現(xiàn)代化和施肥現(xiàn)代化，提出了到2015年我國水肥一體化面積新增333 hm2以上，總面積達(dá)533 hm2以上，實(shí)現(xiàn)節(jié)水50%以上，節(jié)肥30%以上的目標(biāo)。2015年農(nóng)業(yè)部制定《到2020年化肥使用量零增長行動(dòng)方案》，提出了到2020年我國水肥一體化推廣面積達(dá)1000萬hm2的行動(dòng)目標(biāo)。2016年農(nóng)業(yè)部辦公廳印發(fā)《推進(jìn)水肥一體化實(shí)施方案（2016～2020年）》，進(jìn)一步明確了到2020年水肥一體化推廣目標(biāo)、基本原則、區(qū)域重點(diǎn)技術(shù)模式、重點(diǎn)工作和保障措施。全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2019年底全國水肥一體化推廣面積已達(dá)933萬hm2。水肥一體化的發(fā)展促進(jìn)了水肥施用技術(shù)的有效結(jié)合，同時(shí)帶來了水溶肥料市場的繁榮，施肥管道噴頭的精密性及高中端經(jīng)濟(jì)作物不同的需肥特性也促進(jìn)水溶肥料產(chǎn)品的性能升級(jí)。

2 水溶肥料產(chǎn)品登記現(xiàn)狀

截至2019年3月，全國水溶肥料產(chǎn)品共登記11422件，共有3974家企業(yè)獲得水溶肥料產(chǎn)品登記證。全國已登記含腐植酸水溶肥料產(chǎn)品2677件，占登記水溶肥料產(chǎn)品的23.44%，其中國內(nèi)產(chǎn)品登記2615件，國外產(chǎn)品登記62件；含氨基酸水溶肥料產(chǎn)品2370件，占登記水溶肥料產(chǎn)品的20.75%，其中國內(nèi)產(chǎn)品登記2267件，國外產(chǎn)品登記103件；大量元素水溶肥料產(chǎn)品2689件，占登記水溶肥料產(chǎn)品的23.54%，其中國內(nèi)產(chǎn)品登記2552件，國外產(chǎn)品登記137件；中量元素水溶肥料產(chǎn)品1086件，占登記水溶肥料產(chǎn)品的9.50%，其中國內(nèi)產(chǎn)品登記978件，國外產(chǎn)品登記108件；微量元素水溶肥料產(chǎn)品2226件，占登記水溶肥料產(chǎn)品的19.49%，其中國內(nèi)產(chǎn)品登記2116件，國外產(chǎn)品登記110件；有機(jī)水溶肥料產(chǎn)品317件，占登記水溶肥料產(chǎn)品的2.78%，其中國內(nèi)產(chǎn)品登記217件，國外產(chǎn)品登記100件；尿素硝銨溶液產(chǎn)品21件，占登記水溶肥料產(chǎn)品的0.18%，其中國內(nèi)產(chǎn)品登記19件，國外產(chǎn)品登記2件；農(nóng)業(yè)用硝酸銨鈣產(chǎn)品36件，占登記水溶肥料產(chǎn)品的0.32%，其中國內(nèi)產(chǎn)品登記34件，國外產(chǎn)品登記2件。

2.1 水溶肥料劑型

從劑型看，登記水溶肥料產(chǎn)品的劑型為顆粒劑、粉劑、水劑，以粉劑、水劑為主。固體型水溶肥（顆粒、粉劑）生產(chǎn)、包裝、儲(chǔ)運(yùn)成本低；水劑水溶肥料水溶性好，施用方便，與農(nóng)藥等混配性好，但包裝、儲(chǔ)運(yùn)成本高?？傮w上看，已登記水溶肥料固體型產(chǎn)品與液體型產(chǎn)品數(shù)量相當(dāng)。其中固體型5515個(gè)，包括顆粒劑產(chǎn)品112個(gè)，占登記水溶肥料的0.98%；粉劑產(chǎn)品5403個(gè)，占登記水溶肥料的47.50%；水劑產(chǎn)品5861個(gè)，占登記水溶肥料的51.53%。

2.2 水溶肥料區(qū)域分布

目前中國水溶肥料的產(chǎn)地主要集中在山東、河南等老牌肥料主產(chǎn)省份；銷地主要集中在新疆、甘肅、內(nèi)蒙等西北干旱區(qū)和東北、西南、華南等地。從生產(chǎn)區(qū)域布局來看，水溶肥料產(chǎn)品的生產(chǎn)有著鮮明的地域差異，其中山東省水溶肥料產(chǎn)品登記數(shù)量最多，其次是河南省。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前山東省水溶肥料登記產(chǎn)品數(shù)量占全國水溶肥料登記產(chǎn)品的23.8%，河南省登記產(chǎn)品數(shù)量占全國水溶肥料登記產(chǎn)品的25.5%。華北（北京、天津、山西、河北）登記產(chǎn)品數(shù)量占全國的13.0%；東北（內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、黑龍江）登記產(chǎn)品數(shù)量占全國的6.7%；華東（上海、江蘇、浙江、安徽、福建、江西、山東）登記產(chǎn)品數(shù)量占全國的31.6%；華中（河南、湖北、湖南）登記產(chǎn)品數(shù)量占全國的25.5%；華南（廣東、廣西、海南）登記產(chǎn)品數(shù)量占全國的6.4%；西南（重慶、四川、貴州、云南、西藏）登記產(chǎn)品數(shù)量占全國的4.9%；西北（陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆）登記產(chǎn)品數(shù)量占全國的11.4%；香港、臺(tái)灣登記產(chǎn)品數(shù)量占全國的0.5%（澳門無登記肥料產(chǎn)品）（圖1）。從生產(chǎn)規(guī)模來看，據(jù)中國化工信息中心統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)大型水溶肥料生產(chǎn)企業(yè)為心連心、甕福集團(tuán)、煙臺(tái)眾德、山東農(nóng)大肥業(yè)、金正大、云圖控股、芭田等。

圖1 已登記水溶肥料產(chǎn)品地域分布

2.3 水溶肥料進(jìn)口

目前有25個(gè)國家向我國出口水溶肥料產(chǎn)品（表1），其中出口產(chǎn)品種類最多的國家為美國、韓國、意大利和西班牙。美國共有26家企業(yè)向我國出口水溶肥料產(chǎn)品，其中登記產(chǎn)品數(shù)量前三名的企業(yè)分別為：布蘭特股份有限公司（Brandt Consolidated，Inc.）、美國普樂康公司（PRO·SOL）、美國世多樂集團(tuán)公司（Stoller Enterprises，Inc.）。韓國共有27家企業(yè)向我國出口水溶肥料，其中登記產(chǎn)品數(shù)量前三名的企業(yè)分別為：韓國韓源道中央研究所（Hanwondo Central laboratory Co.）、韓國多美農(nóng)業(yè)株式會(huì)社（Bio Koteun Corporation）、韓國五松株式會(huì)社（Osong Bio Co.）。意大利共有14家企業(yè)向我國出口水溶肥料，其中登記產(chǎn)品數(shù)量前三名的企業(yè)分別為：意大利瓦拉格羅股份公司（Valagro S.p.A.）、意大利啟騰有限公司（Italpollina S.p.A）、意大利比奧齊姆公司（Biolchim S.p.A.）。西班牙共有23家企業(yè)向我國出口水溶肥料，其中登記產(chǎn)品數(shù)量前三名的企業(yè)分別為：西班牙萃科公司（Trade Corporation International，S.A.）、西班牙艾普公司（Axebbiotech，S.L.）、西班牙艾德拉股份有限公司（Adler Agro S.L.）。

表1 已登記水溶肥料產(chǎn)品進(jìn)口情況 （個(gè)）

2.4 水溶肥料適用作物

相較于小麥、玉米、水稻三大糧食作物，水溶肥料在水果、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物上的應(yīng)用更為廣泛（圖2）。其中，含腐植酸水溶肥料產(chǎn)品適用于經(jīng)濟(jì)作物的有2431個(gè)，占78%；含氨基酸水溶肥料產(chǎn)品適用于經(jīng)濟(jì)作物的有2326個(gè)，占75.7%；大量元素水溶肥料產(chǎn)品適用于經(jīng)濟(jì)作物的有2807個(gè)，占77.3%；中量元素水溶肥料產(chǎn)品適用于經(jīng)濟(jì)作物的有1153個(gè)，占93.8%；微量元素水溶肥料產(chǎn)品適用于經(jīng)濟(jì)作物的有2128個(gè)，占78.0%；有機(jī)水溶肥料產(chǎn)品適用于經(jīng)濟(jì)作物的有317個(gè)，占81.9%；尿素硝銨溶液登記信息中不涉及適用作物；農(nóng)業(yè)用硝酸銨鈣產(chǎn)品適用于經(jīng)濟(jì)作物的有35個(gè)，占97%。周鸝等［6］研究了2009年1月～2012年9月的大量元素水溶肥料登記產(chǎn)品的適宜作物，登記信息顯示，小麥、玉米、水稻的出現(xiàn)頻率為117次，各類蔬菜、水果等經(jīng)濟(jì)作物的出現(xiàn)頻率為635次。張丹等［7］研究了2011年5月中微量元素水溶肥料登記信息，發(fā)現(xiàn)中量元素水溶肥料適宜作物以蘋果和番茄居多，微量元素水溶肥料適宜作物以棉花和水稻居多。這表明近年來水溶肥料應(yīng)用對(duì)象主要為經(jīng)濟(jì)作物，在三大糧食作物上應(yīng)用較少的局面沒有發(fā)生根本性改變。這主要是由于經(jīng)濟(jì)作物經(jīng)濟(jì)附加值高，水肥一體化設(shè)施應(yīng)用較糧食作物更加廣泛，水溶肥料應(yīng)用便利；另外，經(jīng)濟(jì)作物中微量元素缺乏帶來的經(jīng)濟(jì)損失遠(yuǎn)甚于糧食作物，也是導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)作物種植者更加重視中微量元素水溶肥料施用的原因。

圖2 已登記水溶肥料產(chǎn)品適用作物

3 水溶肥料研發(fā)

知識(shí)產(chǎn)權(quán)的申請(qǐng)情況可以在一定程度上反映水溶肥料產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新情況。經(jīng)查詢國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利檢索及分析平臺(tái)獲得專利權(quán)的水溶肥料相關(guān)記錄，截至2019年3月，已獲得專利權(quán)的水溶肥料制備方法有954個(gè)。其中涉及含腐植酸水溶肥料的制備方法及工藝的專利有41個(gè)，含氨基酸水溶肥料的制備方法及工藝的專利有129個(gè)，大量元素水溶肥料的制備方法及工藝的專利有114個(gè)，中量元素水溶肥料的制備方法及工藝的專利有33個(gè)，微量元素水溶肥料的制備方法及工藝的專利有85個(gè)，有機(jī)水溶肥料的制備方法及工藝的專利有119個(gè)。數(shù)據(jù)分析顯示，從2012年起，水溶肥料專利數(shù)量呈線性增長，2017年水溶肥專利數(shù)為2012年的7倍，2018年水溶肥專利數(shù)與2017年基本持平，增速放緩。

4 總結(jié)與展望

氨基酸水溶肥料和有機(jī)水溶肥料產(chǎn)品增長勢頭明顯。大量元素水溶肥料與含腐植酸水溶肥料產(chǎn)品登記數(shù)量最多，生產(chǎn)技術(shù)成熟、生產(chǎn)成本偏低、應(yīng)用面廣是企業(yè)生產(chǎn)這兩種肥料積極性高的主要原因。含氨基酸水溶肥料獲得的專利數(shù)量最多，反映了近年來由于原料來源廣泛、應(yīng)用效果得到認(rèn)可，企業(yè)對(duì)氨基酸水溶肥料的研發(fā)力度逐漸增強(qiáng)。有機(jī)水溶肥料的專利數(shù)量僅次于含氨基酸水溶肥料，這與近年來各級(jí)政府對(duì)有機(jī)肥施用的重視有關(guān)。但目前有機(jī)水溶肥料標(biāo)準(zhǔn)尚未出臺(tái)，此類產(chǎn)品登記的依據(jù)依然是各生產(chǎn)企業(yè)所制定的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這將導(dǎo)致監(jiān)管缺少統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品良莠不齊，因此順應(yīng)有機(jī)水溶肥料發(fā)展態(tài)勢，加緊制定有機(jī)水溶肥料行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫。

水溶肥料生產(chǎn)布局與市場需求不能完全匹配。目前水溶肥料登記產(chǎn)品數(shù)量最多的山東省、河南省位于水資源較為豐富的東部地區(qū)，而水溶肥料由于其節(jié)水施肥的巨大作用，在西北、華北推廣潛力更大。據(jù)行業(yè)部門統(tǒng)計(jì)，新疆水肥一體化推廣面積已達(dá)333萬hm2，約占全國水肥一體化推廣面積的一半。與旺盛的需求相對(duì)應(yīng)的是，陜西、甘肅、青海、寧夏、新疆等水溶肥料需求大省其水溶肥料產(chǎn)品數(shù)量僅占總數(shù)的11.42%，生產(chǎn)能力強(qiáng)的水溶肥料大多分布于山東、河南等中東部省份，生產(chǎn)布局與市場需求的差異導(dǎo)致肥料運(yùn)輸成本增加，進(jìn)一步拉高了水溶肥料的售價(jià)。在水肥一體化設(shè)施層面，由于設(shè)備前期投入大，水肥一體化技術(shù)覆蓋率與地方政府的財(cái)政支持即地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平密切相關(guān)，因此各級(jí)財(cái)政應(yīng)強(qiáng)化政策引領(lǐng)，加強(qiáng)對(duì)西部地區(qū)水肥一體化推廣的補(bǔ)貼力度，鼓勵(lì)水溶肥料企業(yè)在西部干旱地區(qū)落地生根，以降低干旱缺水地區(qū)的農(nóng)業(yè)水資源投入。

水溶肥料市場管理需進(jìn)一步加強(qiáng)。水溶肥料在經(jīng)濟(jì)作物上應(yīng)用廣泛，市場價(jià)格居高不下，但產(chǎn)品良莠不齊、魚目混珠的現(xiàn)象依然存在。自2017年起，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部將大量元素水溶肥料作為肥料質(zhì)量監(jiān)督抽查的主要對(duì)象之一，2019年上半年的抽查結(jié)果表明，大量元素水溶肥料產(chǎn)品質(zhì)量問題依然突出，在抽查96個(gè)產(chǎn)品中，不合格率為20.8%，較2018年25%的不合格率略有好轉(zhuǎn)，但整體不合格

率依然較高，不合格的主要原因是微量元素含量與標(biāo)識(shí)值不符、砷含量超標(biāo)等問題。為更好地規(guī)范水溶肥料市場，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部門應(yīng)聯(lián)合工商部門進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)水溶肥料的監(jiān)督、抽查、曝光、處罰力度，維護(hù)健康的市場秩序。另一方面，閆湘等［8］2016年對(duì)申請(qǐng)登記產(chǎn)品中重金屬超標(biāo)的245個(gè)水溶肥料樣品進(jìn)行了跟蹤調(diào)查，結(jié)果表明水溶肥料中的重金屬主要來自于生產(chǎn)原料，一半以上來自磷肥和微量元素肥料，其余來自氨基酸、腐植酸等原料。我國現(xiàn)行水溶肥料原料標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)As、Pb、Cd、Cr、Hg安全限量無限制或限制范圍較寬泛，缺乏針對(duì)性，部分水溶肥料生產(chǎn)企業(yè)不能嚴(yán)格控制生產(chǎn)原料質(zhì)量，增加了水溶肥料產(chǎn)品重金屬含量超標(biāo)的概率。因此，在要求企業(yè)嚴(yán)把原料質(zhì)量關(guān)的同時(shí)，行業(yè)管理部門應(yīng)盡快完善符合我國實(shí)際情況的水溶肥料原料標(biāo)準(zhǔn)體系，從原料起控制肥料中的重金屬含量。