有机液肥发酵生产
一、背景
水溶性肥料（WSF） 是一种可以完全溶解于水的多元复合肥料， 能够迅速溶解于水中， 更容易被作物吸收利用。 它不仅可以含有作物所需的氮、 磷、 钾等全部营养元素， 还可以含有腐植酸、 氨基酸、 海藻酸、 植物生长调节剂等。 水溶性肥料更容易实现水肥一体化， 省水省肥省工， 吸收利用率是普通化肥的 2~3 倍。
按照《2011 年农业部肥料登记目 录及通用名称范围变更》 相关标准规定， 水溶肥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。 广义上， 目前市场上符合登记要求的水溶肥大体涵盖以下六类： 大量元素水溶肥料、 中量元素水溶肥、 微量元素水溶肥、 含氨基酸水溶肥料、 含腐殖酸水溶肥料以及有机水溶肥料。
我国水溶性肥料的发展历程主要分为四个阶段， 2000 年以前以叶面肥为主； 2000-2012 年间以叶面肥、 单纯补充养分的灌溉肥料为主；2012-2017 年间以功能性肥料为主； 2017 至今以服务于规模化生产，灌溉+施肥+服务为主。
我国水溶性肥料起步于 20 世纪 80 年代中后期， 基本上与复混肥料同步， 从 20 世纪 90 年代开始我国灌溉施肥的理论及应用技术才日渐被重视。 到目 前为止水肥一体化灌溉施肥技术已经由过去局部试验、示范发展为大面积推广应用 ， 辐射范围扩大到西北、 东北和华南地区，水肥一体化从当年的“高端农业” 、 “形象工程” 开始向普及应用发展。 经过多年的引进、 消化、 吸收及创新， 水溶肥产品生产工艺从掺混仿制发展到按照配方精确计量， 向先进的工艺技术转变， 生产装备、技术工艺逐渐成熟。 一批质量优、 讲信誉、 服务好的行业龙头企业逐渐被种植者接受、 认可， 一些水溶肥行业优质品牌开始树立起来， 水溶肥行业进入加速成长期， 正在由小作坊生产， 向现代企业生产转变过程中。
随着水肥一体化技术的推广， 水溶肥施用作物的面积越来越大，水溶肥产业也在发展壮大。 目前中国水溶性肥料的产地主要集中在新疆、 山东、 四川等水肥一体化推广面积较大的省份， 尤其是滴灌节水面积最大的新疆地区； 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。 2017 年， 我国水溶肥产量已达 460 万吨。以喷滴灌为代表的微灌技术作为全球节水效果最好、 发展最快的节水灌溉技术之一， 近 20 年来在全世界范围内使用面积以平均每年 33%的速度增长。 美国是世界上水肥一体化面积最大的国家， 灌溉农业中60%的马铃薯、 25%的玉米、 33%的果树均采用水肥一体化， 用于水肥一体化的专用肥料占肥料总量的 38%以上。 以色列 90%以上耕地应用水肥一体化技术， 水溶肥占总肥料的比例超过 90%。 根据美国、 以色列等国家的经验和我国节水农业技术普及推广， 以及种植者对水溶肥认识程度的加深， 我国水溶肥用量占总施肥量的比率将不断提升。 专家分析，虽然目 前水溶肥只占国内化肥市场份额的 1. 6%-2. 5%， 但预计未来水溶肥市场份额将增至 10%左右， 这将给水溶肥带来巨大的市场空间。根据水利部、 国家发改委、 财政部、 农业部、 国土资源部联合印发的《“十三五” 新增 1 亿亩高效节水灌溉面积实施方案》 ， 到 2020年， 我国高效节水灌溉面积将达到 36885 万亩， 其中喷灌 9637 亩、 微灌 9969 万亩、 管灌 17279 万亩。如果按照全部高效节水灌溉面积使用水溶肥、 每亩用量 50kg、 每吨按发行人 2017 年水溶肥平均销售价格 3194. 31 元/吨估算， 2017 年全国市场容量为 487. 30 亿元， 2020 年全国市场容量将增长至 589. 11亿元。 综上， 我国水溶肥产业未来的市场容量将非常巨大。
肥料是农作物生长的必须品，是农业生产的必要条件，缺了肥料的农作物就好像人缺了营养一样，必定会影响生长，因此，肥料对农业而言是至关重要的。土壤是一个复杂的四维异质体， 其中包含有很多使植物养分失效的因子， 这些因子易使分子或离子形式的养分失效。 目前市面上大量使用的无机肥料（化肥） 的养分就是以分子或离子形式进入土壤， 因此无机肥料的效率低。而国内各有关机构多年来对各类化肥所作的试验证明，其肥效则介于 10%-50%之间。 我们以氮素为例，国内用量最大的尿素， 肥效较高，在30%-50%之间， 也就是说最高也只有 50%的氮养分能为农作物吸收，另外的 50%则被白白浪费了，还有生产设备投资和损耗、 原材料、 能源、 以及运输的浪费；而且大量使用化肥造成土壤板结、 盐化和污染地下水、 河水之严重后果， 以及对国家环境的破坏和对人民健康造成了隐患。目前，使用比较多的是化肥，然而，化肥的过度使用会带来土壤的板结，以及土质的劣化，其实是一种使土壤慢性中毒的行为。因此，应当提倡使用有机肥，有机肥的原料是含有氨基酸、腐植酸、纤维素以及含有氮的动物性或植物性的物质。这些物质通过不同的方法制备成有机肥料后，易于被植物所吸收，对土壤有一定的改良作用，当土壤中有机质的含量增加时，就会无形中改变了土壤的物理性状，为土壤中有益微生物的生长，以及土壤中有益酶的存活提供了适宜的环境，有利于各种生物化学反应的进程，可防止土壤肥力的衰退。而有机肥所用原料中的动植物蛋白、有机质、纤维素等等物质常常需要发酵分解后才能使用，这是因为它们发酵分解后才能成为氨基酸、腐植酸和游离氮而利于作物的吸收。
有机液体肥料可供有机农业施用，以增加作物养分來源。有机质肥料属于缓效性肥料，施用于土壤中需经矿化分解过程释放出作物所需养分，其分解速度除与有机质肥料本身性质有关外，尚受到土壤及气候环境、耕作制度等所影响。有机质肥料的即时供应能力，明显不如化学肥料，此时有机液肥的施用将是不错选择。有机液肥由于含有大量水分与有效养分，相对传统的化肥它能够在极短时间里被植物吸收，避免流失，增加土壤生物活性，又可降低堆肥施用量，且施用简单方便，可节省劳动力，近年来农民已广泛使用于作物栽培。当化学尿素等养分元素以离子形式与有机液肥小分子有机酸类物质结合后，在进入到土壤后，不易与土壤中使植物养分失效的因子结合，保证了养分进入土壤后对植物的有效性，肥料利用率高达 90%以上 ，使用效率高。因而，有机液体肥料可增加土壤肥力、协助作物吸收营养，能显著提高植物的各种抗逆性、 增加作物产量、 改善作物品质、提高经济效益等显著特点，同时又能改善土壤团粒结构， 提高土壤生物肥力，液肥含有许多有益微生物，喷施于叶面后，形成防护膜，可避免病虫害侵染，而微生物释放二氧化碳，可增进叶片光合作用，对作物生长有利。
因此有机液肥被使用于有机农业作为养分补充，对于有机液肥的制作有机液肥制造过程不同，可分为淋洗液肥、萃取液肥及发酵液肥。淋洗液肥是堆肥材料在堆肥过程中阶段性的淋洗取出液，由于其成分不稳定，利用性较差；萃取液肥则是腐熟的堆肥经水萃取后所得到者，如堆肥液、发酵工业废液，所含养分较稳定且病原菌少，利用性较高；发酵液肥是利用各种动物、植物的有机质材料，添加水，经发酵作用，混合调配制造而成。按照国家水肥一体化和节水灌溉发展要求，全国15亿亩耕地需要达到9亿亩，目前还不到10%，欧美发达国家已达到60%以上，所以前景巨大。有机水溶肥作为一种富含多种有机质的多功能环保型水溶肥，不仅能激活作物体内酶的活性，增强光合作用，保花保果，增产，提高作物品质，同时它是一种速效肥料，营养元素较全面，喷施在叶面上可避免土壤固定，不易流失，叶面吸收的营养可更快运输到作物最需要的部位，养分起效快，其吸收利用效率比传统复合肥料约高1倍，具有提高肥料利用率和节能环保的特点，而且使用方便，可喷施，也可与滴灌结合使用 。符合无害化农产品管理办法、绿色食品标准发展要求；符合国家提倡的有机替代化肥。