石河子地区大量元素水溶肥产品质量调查*

2016-06-13尹子旭吕小凡卫国华曹豪杰路梦浩危常州石河子大学农学院新疆石河子832000

新疆农垦科技 2016年5期

尹子旭，吕小凡，马　玲，卫国华，曹豪杰，路梦浩，危常州（石河子大学农学院，新疆　石河子　832000）

石河子地区大量元素水溶肥产品质量调查*

尹子旭，吕小凡，马玲，卫国华，曹豪杰，路梦浩，危常州*
（石河子大学农学院，新疆石河子832000）

摘要：在新疆石河子地区采集14种不同品牌、不同养分配比的大量元素水溶肥，以农业部大量元素水溶性肥料行业新标准为基准判断肥料的品质。结果显示，采集的14种肥料产品的包装标识、肥料养分含量、pH值、含水量、氯元素都未完全达标。其中：肥料实际养分含量与标称差异大，部分不符合质量标准要求；含水量不符合国家标准；氯元素含量严重超标；溶解性较差。石河子地区水溶性肥料市场产品质量差异大，亟需加强监管。

关键词：水溶性肥料；养分含量；包装标识；pH值；溶解性；含水量；氯元素

新疆是典型的绿洲经济灌溉农业区，大力推广和普及节水灌溉技术，是新疆实现水资源可持续利用的关键措施之一［1］。伴随着滴灌技术的快速发展，水溶性肥料滴灌专用肥产品迅速兴起。水溶性肥料是指经水溶解或稀释，用于灌溉施肥、叶面施肥、无土栽培、浸种蘸根等用途的液体或固体肥料［2］。水溶肥一般借助滴灌系统，将灌水和施肥相结合，提高肥料利用率，同时节省了肥料、劳力，并使灌溉均匀，实现了水肥一体化的目标。但是由于水溶性肥是新兴的肥料产品，主要生产者为中小私营企业，其产品质量不稳定，主要问题有产品包装标识中夸大效果、不标明产品生产许可编号、肥料水溶性差、溶解速度慢、堵塞滴头、养分实际含量与标识不符等问题，严重损害农民利益。施用水溶性肥料是滴灌地区的共识，但是也面临着产品同质化、竞争激烈的局面。而水溶肥产品质量良莠不齐，有的打着进口旗号却是国产产品，肥料含量不足或者超标的肥料比比皆是。本研究对石河子地区水溶性肥料的质量进行系统的分析，希望对市场上水溶性肥料的质量进行较为全面的比较。

1　材料与方法

1.1配方选择

本研究采集了石河子地区农户广泛使用的14种不同品牌或不同养分配比的大量元素水溶肥样品。产品均购自肥料零售商或由厂家提供。

1.2测试项目及方法

（1）总氮：参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 1977 - 2010［3］，即“水溶肥料总氮、磷、钾含量”的测定中总氮含量测定的“蒸馏后滴定法”。（2）磷：参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 1977 -2010［3］，即“水溶肥料总氮、磷、钾含量”的测定中磷含量测定的“磷钼酸喹啉重量法”。（3）钾：参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 1977 - 2010［3］，即“水溶肥料总氮、磷、钾含量”的测定中钾含量测定的“四苯硼酸钾重量法”。（4）钙和镁：参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 1117 - 2010［4］，即“水溶肥料钙、镁、硫、氯含量”的测定中钙和镁含量测定的“原子吸收分光光度法”。（5）氯：参照中华人民共和国农业行业标准［［4］，即“水溶肥料钙、镁、硫、氯含量”的测定中氯含量测定的“自动电位滴定法”。（6）铜、铁、锰和锌：参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 1974 - 2010［5］，即“水溶肥料铜、铁、锰、锌、硼、钼含量”的测定中铜、铁、锰、锌含量测定的“原子吸收分光光度法”。（7）硼：参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 1974 - 2010［5］，即“水溶肥料铜、铁、锰、锌、硼、钼含量”的测定中硼含量测定的“甲亚胺-H酸分光光度法”。（8）钼：参照中华人民共和国农业行业标准［［5］，即“水溶肥料铜、铁、锰、锌、硼、钼含量”的测定中钼含量测定的“硫氰酸钠分光光度法”。（9）pH值：参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 1973 - 2010［6］，即“水溶肥料水中不溶物含量和pH值的测定”中肥料pH值的测定。（10）水中不溶物含量参照中华人民共和国农业行业标准NY/T 1973 - 2010［6］，即“水溶肥料水中不溶物含量和pH值的测定”中水中不溶物含量的测定。（11）游离水含量：参照中华人民共和国国家标准GB/T 8577 -2010［7］，即“复混肥料中游离水含量的测定——卡尔费休法”。（12）溶解速率：在15℃、20℃、25℃3种温度条件下，分别称取14个肥料产品1.000 g在250 mL水中反复震荡记录其充分溶解时间。

1.3肥料样品特性参数

14个产品中涉及8个肥料生产厂家，标称氮含量在6%～30%，五氧化二磷含量在10%～30%，氧化钾含量在5%～42%，有一定的代表性（表1）。

表1　各水溶性肥料产品的基本信息

表2　各水溶肥产品包装标识不规范情况

2　结果分析与讨论

2.1肥料包装标识规范情况

肥料标识是用于识别肥料产品及其质量、数量、特征和使用方法所做的各种表示的统称［8］。肥料标识是农民购买化肥的首要借鉴指标，也是评价肥料产品质量的重要参考。依据国家标准《肥料标识内容和要求》［8］中相关要求，结合一些常见问题评价抽检的14个产品见表2。可见14个产品标识全部存在问题。除表2中所列出的问题，肥料市场上还有一些常见的肥料包装标识问题，如：只标单养分，不标总养分，单养分含量正负误差超出标准范围；产品名称与执行标准不一致；夸大产品作用，使用“全营养”“特效”等不实或夸大词语［9］；乱用生产许可证编号，包括：（1）使用不属于发证范围产品却标注生产许可证号；（2）套用其他企业许可证号；（3）实际标注的产品名称与申领许可证产品名称不一致；（4）是使用错误的格式书写许可证编号［10］）。另外，农民对肥料标识了解不够，被包装标识迷惑买到假冒或伪劣化肥。因此，农民若想买到合适的肥料，要事先了解肥料包装标识的一些知识，根据农田生产的需要对养分、种类、含量等进行选择，选择正规渠道购买正规厂家的品牌或自己使用过并有良好效益的品牌。

2.2肥料的物理性质

2.2.1肥料溶解性

溶解度是滴灌条件下肥料应用的关键指标，但是不少肥料并不能满足其产品要求。部分肥料虽然能满足国家农业部大量元素水溶性肥料行业新标准中对水中不溶物含量小于等于5%的规定［1］，但有人认为在实践中，由于灌溉水中的碱性较强、阳离子含量较高，肥料在溶解中还可能形成沉淀，堵塞滴头从而造成严重后果［11］，可见此标准并不完全适合滴灌系统，相比较而言水溶性肥料化工行业标准HG/T 4365-2012［12］中对于水不溶物含量小于等于0.5%的规定更为严格。

表3中各产品间溶解速率差异较大，例如溶解性较好的产品编号11、13、9、7、8，溶解性较差的产品编号有3、12、14、5。20℃下，水溶肥料溶解速率在19～331s之间；分析肥料水不溶物含量，对照农业部大量元素水溶性肥料行业新标准，14个肥料产品均合格。而对照中华人民共和国水溶性肥料化工行业标准HG/T 4365 - 2012［12］，水不溶物质量分数小于等于0.5%的只有产品编号为2、8、9、12的4个产品，水不溶物含量最高的编号为14的产品达到1.3%，产品不合格率达71%。

表3　不同水溶肥产品的溶解速率和水不溶物含量

2.2.2肥料的含水量

肥料的含水量是影响肥料结块的重要因素。含水量大的肥料可能会再结晶并产生晶桥，经过长时间晶体又相互结合形成大的块状即结块。肥料结块对肥料储存、使用、运输加工等带来不便，而结块造成使用前进行破碎处理等不便［13］。农业部大量元素水溶性肥料行业新标准对水分含量值规定为小于等于3.0%［1］，经试验测定，14个产品中只有7号产品的含水量不达标，为3.46%，1、2、3、5号肥料产品含水量在2.0%～3.0%，4、6、8、9、10号产品在1.0%～2.0%，11、12、13、14号产品小于1.0%。此外，张伟［14］进行复合肥料结块性试验证实，影响结块的原因是由自身因素和外部条件组成的，自身因素主要是肥料的含水量、吸湿速度和肥料粒度；外部因素包括空气湿度、储存温度、压力和储存时间等。因此要减少结块现象，除肥料本身性质还应避免外部不良因素如存储区域的温度、湿度等。

2.3肥料养分含量

2.3.1大量元素

农业部大量元素水溶性肥料行业新标准中对大量元素规定“各单一大量元素测定值与标明值负偏差的绝对值应不大于1.5%［1］”。由表4可知，氮元素的养分不合格项测定值与标明值之差最大，为2.2%，磷为1.7%，钾为0.8%。总体上大量元素水溶肥养分不合格测定值与标明值负偏差范围为0.8% ～2.2%。

表4　水溶肥产品养分不合格项测定值与标明值间的差值［15］

2.3.2中、微量元素

农业部大量元素水溶性肥料行业新标准中对大量元素水溶肥产品类型分为了“中量元素型”和“微量元素型”［1］，前者规定产品中“中量元素含量中量应大于等于1.0%。中量元素含量指钙镁元素含量之和。产品应至少包含1种中量元素。含量不低于0.1%的单一中量元素均应计入中量元素含量中。”［1］后者规定“微量元素含量应大于等于0.2%。微量元素指铜、铁、锰、锌、硼、钼，产品至少包含一种微量元素，含量不低于0.05%的单一微量元素应计入微量元素含量中”［1］。14个收集的产品中除8号明确标明“微量元素型”（见表1），其他产品经试验测定分为以下几类（结合表1和表5）：（1）编号1、2、3、4、5的肥料产品与肥料标识上的微量元素含量符合。（2）编号为14的肥料产品标识所含微量元素为Zn和B，而实际却含Zn和Mn。8号产品包装标识中标明含Zn、Mn、B 3种微量元素，而实际只含Zn和Mn 2种微量元素。（3）编号为7、9、10、11、13的肥料产品不含微量元素，但包含中量元素，为“中量元素型”。（4）编号为6、12的肥料产品均含微量、中量元素，据农业部行业标准对大量元素水溶肥的规定“中量元素含量和微量元素含量均符合要求时，产品类型归为微量元素型”，因此6、12号产品也为“微量元素型”。

表5　各水溶肥产品中量和微量元素及单一元素含量　%

2.3.3氯离子含量

氯离子是植物生长发育所必需的的营养元素之一，但植物对氯的需求量小，而大多数植物均可从雨水或灌溉水中获得所需要的氯，所以作物缺氯症状很难出现［16］。新疆是干旱地区，土壤盐碱含量高，因此施用含氯肥料可能恶化土壤性质并危害作物生长。

农业部大量元素水溶性肥料行业新标准中规定：如产品氯离子含量大于3.0%，并在包装容器上标明“含氯”，可不检验该项目；包装容器未标明“含氯”时，必须检验氯离子含量［1］。本试验中14个肥料产品中只有编号为1、2、13的肥料包装上均标明“含氯”（见表1），未标明“含氯”的产品经试验测定：3号含氯0.5%，11号含氯2.9%，5、7、9、10号含氯量均在6.0%～10.0%，其它产品含氯量均大于20.0%，8号产品氯离子含量甚至超过30.0%。新疆土壤盐碱偏高，土壤盐分中氯盐比重较大，若再施用含氯离子较高的肥料，土壤盐渍化就会加重。菜田施用含氯肥料，铵、钾等营养被土壤吸附或作物吸收后，氯离子残留在土壤中浓度到达一定量后会对根系产生毒害，并对作物产生不同程度的危害［16］。因此新疆维吾尔自治区农业厅宣布自2002年1月1日起，全区将禁用氯离子含量超过1%的各类配方肥料，照此标准本试验中除标明“含氯”肥料外只有肥料编号3符合标准，肥料含氯量不达标率达到90.9%。

3　肥料的酸碱性

农业部大量元素水溶性肥料行业新标准对pH值规定为3.0～9.0［1］，但从实际施用情况来看，灌溉用肥料溶液的pH值为5.0～7.0比较合适。经试验测定，14个肥料产品中只有编号为7的肥料的pH值过低不符合农业部行业标准，大多数肥料产品的pH值在4.0～5.0之间。肥料的酸碱性随着肥料的施入影响土壤的酸碱度，土壤的酸碱度直接对土壤中养分的溶解、沉淀和微生物的活动有影响，又对土壤养分的有效性有间接影响。而肥料酸碱性决定于所选原料及用量，例如：水溶肥原料中尿素、无水硫酸镁、硝酸钾、速乐硼、红牛硫酸钾等呈弱碱性，磷酸一铵和速溶硫酸钾酸性较强［11］。购买肥料时要了解其酸碱性，合理施用才能提高肥效。例如新疆的石灰性土壤宜选用过磷酸钙、氯化铵、硫酸铵等酸性肥料，能提高土壤酸性，使磷不易与钙结合生成难溶的磷酸钙盐类而降低磷的有效性，还可提高微量元素的有效性［17］。此外，肥料过酸或过碱还会腐蚀包装袋，腐蚀滴灌管道系统，人接触后也会对皮肤有伤害。