水利部发布的2018年度《中国水资源公报》 显示，2018年全国水资源总量27462.5亿m³，全国用水总量6015.5亿m³，其中农业用水占用水总量的61.4%。人口的日益增长，增加了对粮食的需求，农业用水量也将进一步增加，这对水资源人均占有量不足世界平均水平1/4的中国来说是一项巨大的挑战。推广水肥一体化技术，可以在适宜的时间供应给作物所必需的水分和养分，实现水分供应与养分供应的高效耦合，是实现农业节水节肥的重要措施，也是推动农业高质量发展的必要举措。水溶肥料作为水肥一体化技术中的主角，全面了解其在化肥减量增效中的作用和产业发展现状，对更好地促进水肥一体化的发展具有重要意义。目前，我国登记的水溶肥料产品主要类型为含腐植酸水溶肥料、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、有机水溶肥料、尿素硝铵溶液和农业用硝酸铵钙。本文通过文献调研和信息检索（肥料登记http：//sjcx.fldj.agri.cn/moazzys/feiliao.aspx、有效专利信息http：//pss-system.cnipa.gov.cn/sipopublicsearch/portal），阐明了水溶肥料在化肥减量增效中发挥的重要作用及推广应用情况，分析了2019年3月农业农村部发布的有效水溶肥料产品登记信息及国家知识产权局水溶肥料专利公开信息，初步了解了水溶肥料产品品种、生产区域分布、研发创新等情况，并对行业管理和产业发展提出了有针对性的政策建议。

1 水溶肥料产品助力化肥减量增效

大量研究表明，与传统灌溉施肥相比，水肥同施的水溶肥肥料利用率可提高30%～50%，对减少化肥投入、降低地下水硝酸盐污染的风险有重要意义。陈东义等^[1]研究了以聚谷氨酸为原料的有机水溶肥对玉米化肥减施的影响，在常规化肥施用水平下，玉米可增产11.9%；在70%常规化肥施量条件下，玉米仍可增产5.3%。在较常规施肥减少34.5%总养分含量的情况下，施用氨基酸水溶肥，不结球白菜可增产12.97%～15.79%，品质也得到了较大幅度地提高^[2]。特日格乐等^[3]研究表明，番茄膜下滴灌新型有机水溶肥料（液体）可在总施肥量（实物量）减少6.98%的情况下，增产11.37%。在草莓上的研究表明，等氮投入，氮养分产出投入率提高20.2个百分点，磷养分产出投入率提高13.5个百分点。其原因主要是水溶肥养分投入比例适当，肥效稳定而持久，采用滴灌法适时施肥，保证草莓全生育期对各营养元素的需求，特别是提高了产果后期的养分水平^[4]。在陕西关中地区的葡萄上，连续两年示范推广水肥一体化全程施用水溶肥技术，施用氨基酸水溶肥、腐植酸水溶肥与大量元素（高氮磷型）水溶肥，水溶肥施用量占总施肥量的30%～40%，化肥总用量较常规施肥减少了35%以上^[5]。

水溶性肥料在化肥减量增效中发挥的作用推动了国家对水肥一体化技术支持政策的出台。自2011年起，国家逐步加强了对水肥一体化的政策支持。2011年中央一号文件首次提出“大力发展节水灌溉，推广渠道防渗、管道输水、喷灌滴灌等技术，扩大节水、抗旱设备补贴范围。”党的十八大对节水农业和水肥一体化提出了新的要求。2013年农业部办公厅印发《水肥一体化技术指导意见》（农办农〔2013〕6号），指出要加速实现灌溉现代化和施肥现代化，提出了到2015年我国水肥一体化面积新增333hm² 以上，总面积达533hm² 以上，实现节水50%以上，节肥30%以上的目标。2015年农业部制定《到2020年化肥使用量零增长行动方案》，提出了到2020年我国水肥一体化推广面积达1000万hm² 的行动目标。2016年农业部办公厅印发《推进水肥一体化实施方案（2016～2020年）》，进一步明确了到2020年水肥一体化推广目标、基本原则、区域重点技术模式、重点工作和保障措施。全国农业技术推广服务中心统计数据显示，截至2019年底全国水肥一体化推广面积已达933万hm²。水肥一体化的发展促进了水肥施用技术的有效结合，同时带来了水溶肥料市场的繁荣，施肥管道喷头的精密性及高中端经济作物不同的需肥特性也促进水溶肥料产品的性能升级。

2 水溶肥料产品登记现状

截至2019年3月，全国水溶肥料产品共登记11422件，共有3974家企业获得水溶肥料产品登记证。全国已登记含腐植酸水溶肥料产品2677件，占登记水溶肥料产品的23.44%，其中国内产品登记2615件，国外产品登记62件；含氨基酸水溶肥料产品2370件，占登记水溶肥料产品的20.75%，其中国内产品登记2267件，国外产品登记103件； 大量元素水溶肥料产品2689件，占登记水溶肥料产品的23.54%，其中国内产品登记2552件，国外产品登记137件；中量元素水溶肥料产品1086件，占登记水溶肥料产品的9.50%，其中国内产品登记978件，国外产品登记108件；微量元素水溶肥料产品2226件，占登记水溶肥料产品的19.49%，其中国内产品登记2116件，国外产品登记110件； 有机水溶肥料产品317件，占登记水溶肥料产品的2.78%，其中国内产品登记217件，国外产品登记100件；尿素硝铵溶液产品21件，占登记水溶肥料产品的0.18%，其中国内产品登记19件，国外产品登记2件；农业用硝酸铵钙产品36件，占登记水溶肥料产品的0.32%，其中国内产品登记34件，国外产品登记2件。

2.1 水溶肥料剂型

从剂型看，登记水溶肥料产品的剂型为颗粒剂、粉剂、水剂，以粉剂、水剂为主。固体型水溶肥（颗粒、粉剂）生产、包装、储运成本低；水剂水溶肥料水溶性好，施用方便，与农药等混配性好，但包装、储运成本高。总体上看，已登记水溶肥料固体型产品与液体型产品数量相当。其中固体型5515个，包括颗粒剂产品112个，占登记水溶肥料的0.98%；粉剂产品5403个，占登记水溶肥料的47.50%；水剂产品5861个，占登记水溶肥料的51.53%。

2.2 水溶肥料区域分布

目前中国水溶肥料的产地主要集中在山东、河南等老牌肥料主产省份；销地主要集中在新疆、甘肃、内蒙等西北干旱区和东北、西南、华南等地。从生产区域布局来看，水溶肥料产品的生产有着鲜明的地域差异，其中山东省水溶肥料产品登记数量最多，其次是河南省。据统计，目前山东省水溶肥料登记产品数量占全国水溶肥料登记产品的23.8%，河南省登记产品数量占全国水溶肥料登记产品的25.5%。华北（北京、天津、山西、河北）登记产品数量占全国的13.0%；东北（内蒙古、辽宁、吉林、黑龙江）登记产品数量占全国的6.7%；华东（上海、江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东）登记产品数量占全国的31.6%；华中（河南、湖北、湖南）登记产品数量占全国的25.5%；华南（广东、广西、海南）登记产品数量占全国的6.4%；西南（重庆、四川、贵州、云南、西藏）登记产品数量占全国的4.9%；西北（陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆）登记产品数量占全国的11.4%；香港、台湾登记产品数量占全国的0.5%（澳门无登记肥料产品）（图1）。从生产规模来看，据中国化工信息中心统计，国内大型水溶肥料生产企业为心连心、瓮福集团、烟台众德、山东农大肥业、金正大、云图控股、芭田等。

2.3 水溶肥料进口

目前有25个国家向我国出口水溶肥料产品（表1），其中出口产品种类最多的国家为美国、韩国、意大利和西班牙。美国共有26家企业向我国出口水溶肥料产品，其中登记产品数量前三名的企业分别为：布兰特股份有限公司（Brandt Consolidated，Inc.）、美国普乐康公司（PRO·SOL）、美国世多乐集团公司（Stoller Enterprises，Inc.）。韩国共有27家企业向我国出口水溶肥料，其中登记产品数量前三名的企业分别为：韩国韩源道中央研究所（Hanwondo Central laboratory Co.）、韩国多美农业株式会社（Bio Koteun Corporation）、韩国五松株式会社（Osong Bio Co.）。意大利共有14家企业向我国出口水溶肥料，其中登记产品数量前三名的企业分别为：意大利瓦拉格罗股份公司（Valagro S.p.A.）、意大利启腾有限公司（Italpollina S.p.A）、意大利比奥齐姆公司（Biolchim S.p.A.）。西班牙共有23家企业向我国出口水溶肥料，其中登记产品数量前三名的企业分别为：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.）。

2.4 水溶肥料适用作物

相较于小麦、玉米、水稻三大粮食作物，水溶肥料在水果、蔬菜等经济作物上的应用更为广泛（图2）。其中，含腐植酸水溶肥料产品适用于经济作物的有2431个，占78%；含氨基酸水溶肥料产品适用于经济作物的有2326个，占75.7%； 大量元素水溶肥料产品适用于经济作物的有2807个，占77.3%；中量元素水溶肥料产品适用于经济作物的有1153个，占93.8%；微量元素水溶肥料产品适用于经济作物的有2128个，占78.0%；有机水溶肥料产品适用于经济作物的有317个，占81.9%；尿素硝铵溶液登记信息中不涉及适用作物； 农业用硝酸铵钙产品适用于经济作物的有35个，占97%。周鹂等^[6] 研究了2009年1月～2012年9月的大量元素水溶肥料登记产品的适宜作物，登记信息显示，小麦、玉米、水稻的出现频率为117次，各类蔬菜、水果等经济作物的出现频率为635次。张丹等^[7]研究了2011年5月中微量元素水溶肥料登记信息，发现中量元素水溶肥料适宜作物以苹果和番茄居多，微量元素水溶肥料适宜作物以棉花和水稻居多。这表明近年来水溶肥料应用对象主要为经济作物，在三大粮食作物上应用较少的局面没有发生根本性改变。这主要是由于经济作物经济附加值高，水肥一体化设施应用较粮食作物更加广泛，水溶肥料应用便利；另外，经济作物中微量元素缺乏带来的经济损失远甚于粮食作物，也是导致经济作物种植者更加重视中微量元素水溶肥料施用的原因。

3 水溶肥料研发

知识产权的申请情况可以在一定程度上反映水溶肥料产品的技术创新情况。经查询国家知识产权局专利检索及分析平台获得专利权的水溶肥料相关记录，截至2019年3月，已获得专利权的水溶肥料制备方法有954个。其中涉及含腐植酸水溶肥料的制备方法及工艺的专利有41个，含氨基酸水溶肥料的制备方法及工艺的专利有129个，大量元素水溶肥料的制备方法及工艺的专利有114个，中量元素水溶肥料的制备方法及工艺的专利有33个，微量元素水溶肥料的制备方法及工艺的专利有85个，有机水溶肥料的制备方法及工艺的专利有119个。数据分析显示，从2012年起，水溶肥料专利数量呈线性增长，2017年水溶肥专利数为2012年的7倍，2018年水溶肥专利数与2017年基本持平，增速放缓。

4 总结与展望

氨基酸水溶肥料和有机水溶肥料产品增长势头明显。大量元素水溶肥料与含腐植酸水溶肥料产品登记数量最多，生产技术成熟、生产成本偏低、应用面广是企业生产这两种肥料积极性高的主要原因。含氨基酸水溶肥料获得的专利数量最多，反映了近年来由于原料来源广泛、应用效果得到认可，企业对氨基酸水溶肥料的研发力度逐渐增强。有机水溶肥料的专利数量仅次于含氨基酸水溶肥料，这与近年来各级政府对有机肥施用的重视有关。但目前有机水溶肥料标准尚未出台，此类产品登记的依据依然是各生产企业所制定的企业标准，这将导致监管缺少统一标准，产品良莠不齐，因此顺应有机水溶肥料发展态势，加紧制定有机水溶肥料行业标准迫在眉睫。

水溶肥料生产布局与市场需求不能完全匹配。目前水溶肥料登记产品数量最多的山东省、河南省位于水资源较为丰富的东部地区，而水溶肥料由于其节水施肥的巨大作用，在西北、华北推广潜力更大。据行业部门统计，新疆水肥一体化推广面积已达333万hm²，约占全国水肥一体化推广面积的一半。与旺盛的需求相对应的是，陕西、甘肃、青海、宁夏、新疆等水溶肥料需求大省其水溶肥料产品数量仅占总数的11.42%，生产能力强的水溶肥料大多分布于山东、河南等中东部省份，生产布局与市场需求的差异导致肥料运输成本增加，进一步拉高了水溶肥料的售价。在水肥一体化设施层面，由于设备前期投入大，水肥一体化技术覆盖率与地方政府的财政支持即地方经济发展水平密切相关，因此各级财政应强化政策引领，加强对西部地区水肥一体化推广的补贴力度，鼓励水溶肥料企业在西部干旱地区落地生根，以降低干旱缺水地区的农业水资源投入。

水溶肥料市场管理需进一步加强。水溶肥料在经济作物上应用广泛，市场价格居高不下，但产品良莠不齐、鱼目混珠的现象依然存在。自2017年起，农业农村部将大量元素水溶肥料作为肥料质量监督抽查的主要对象之一，2019年上半年的抽查结果表明，大量元素水溶肥料产品质量问题依然突出，在抽查96个产品中，不合格率为20.8%，较2018年25%的不合格率略有好转，但整体不合格率依然较高，不合格的主要原因是微量元素含量与标识值不符、砷含量超标等问题。为更好地规范水溶肥料市场，农业农村部门应联合工商部门进一步加强对水溶肥料的监督、抽查、曝光、处罚力度，维护健康的市场秩序。另一方面，闫湘等^[8]2016年对申请登记产品中重金属超标的245个水溶肥料样品进行了跟踪调查，结果表明水溶肥料中的重金属主要来自于生产原料，一半以上来自磷肥和微量元素肥料，其余来自氨基酸、腐植酸等原料。我国现行水溶肥料原料标准中对As、Pb、Cd、Cr、 Hg安全限量无限制或限制范围较宽泛，缺乏针对性，部分水溶肥料生产企业不能严格控制生产原料质量，增加了水溶肥料产品重金属含量超标的概率。因此，在要求企业严把原料质量关的同时，行业管理部门应尽快完善符合我国实际情况的水溶肥料原料标准体系，从原料起控制肥料中的重金属含量。

参考文献