国内钾肥质量与标准化综述

国内钾肥质量与标准化综述

钾是植物生长必需的三大营养元素之一，它在植物体内的含量较高，一般占干物质量的1%～5%，占植物灰分质量的50%，是高等植物体内分布最多的一种营养元素。钾在植物体内可以促进酶的活化，促进蛋白质的合成，缺钾则蛋白质的合成受阻，导致植物体内低分子量的氨基酸积累；钾促进光合作用和光合产物的运输，提高光合效率和产品的品质，例如施用钾肥可以明显提高西瓜的含糖量及柑桔的糖酸比；施用钾肥可增强植物的抗逆性。例如增强植物抗旱及抗病虫害能力、增强作物的抗寒性和抗倒伏性。根据全国土壤普查资料，全国约有70%的耕地缺钾，其中45%的耕地严重缺钾。主要是由于我国人多地少，复种指数高，耕地负担重，作物每年都从土壤中带走大量的钾。受农民对钾肥的认识水平低。钾肥资源短缺等影响，钾肥的投入量远远落后于氮、磷的投入量，不能与之协调一致，致使土壤中速效钾含量逐年下降。作物缺钾已成为限制农业可持续发展的重要因素之一。因此，合理施用高质量的钾肥是确保农业可持续发展的重要技术手段。1 钾肥种类钾肥一般分为以下8类：1.1氯化钾（KCl）氯化钾是世界上产量最高、施用最多的一种钾肥。生产氯化钾的原料有光自石、钾石盐和苦卤等。我国青海省盐湖地区生产的光卤石（KCl•MgCl2•6H2O）主要用作制造氯化钾。市售进口氧化钾含K2O 60%,国产氯化钾的K2O含量略低，且规格不一。氯化钾执行国家标准GB 6549－1996。1.2硫酸钾（K2SO4）生产硫酸钾有两种方法：一是用氯化钾脱氧生产硫酸钾，主要工艺有曼海姆法、缔置法、复分解法；二是用明矾石[（K2SO4•Al2（SO4）3•4Al（OH）3]与氯化物（用食盐功苦卤均可）混合，在高温炉中煅烧，通入水蒸气分解而成。目前我国已在山西运城、江苏苏州、山东宫南以及云南、青海等地建起了用氯化钾脱氯生产硫酸钾的装置，该产品含K2O 45%～50%，氯含量<2.5%；在四川、云南等地都相继发现了明矾矿，但储量不大，都在小规模地生产硫酸钾，该产品含K2O 33%，含少量氯。农业用硫酸钾执行化工行业标准HG／T 3279－1990。1.3硝酸钾（KNO3）硝酸钾最初的工艺是以硝酸纳和氯化钾反应制得，由于该法成本较高，使硝酸钾仅在工业上得到应用。在以色列海法公司1969年研制成功氯化钾一硝酸直接法工艺后，硝酸钾的成本大大降低，才作为肥料使用。因为硝酸钾的价格较高，我国硝酸钾的农用开发较晚。目前我国最大的硝酸钾生产厂是山西文通钾盐集团有限公司，采用离子交换法以硝酸铵和氯化钾为原料生产硝酸钾。农用硝酸钾含N13.5%，含K2O 45%～46%，该产品基本上不含氯和铵态氮。目前我国尚无农业用硝酸钾国家标准和行业标准。1.4磷酸二氢钾（KH2PO4）磷酸二氢钾主要有两种生产方法：一是氢氧化钾（或者碳酸钾）与磷酸反应制得；二是氯化钾与磷酸铵的复分解法、离子交换法、萃取法等。用氯化钾与磷酸铵复分解法制得的磷酸二氢钾含少量的氯。磷酸二氢钾水溶性好，养分含量高且不合或合少量氯，增产效果显著，且对种子、幼苗根部没有灼烧的危险，但由于其价格较高，一般用作叶面喷施或浸种。农用磷酸二氢钾含K2O 32%，执行化工行业标准HG2321－1992。1.5 窑灰钾肥窑灰钾肥是水泥工业的副产品，由于各水泥厂生产水泥的原料、燃料、低烧操作和回收工艺流程不同，所生产的窑灰钾肥的K2O含量也有较大的差异，其K2O含量低的为5%，高的可达20%以上，主要成分是硫酸钾，约占总钾量的90%以上。窑灰钾肥执行建筑材料工业行业标准JC 216－80。1.6钾镁肥钾镁肥又称"卤渣"或"高温盐"、"分离盐"，是制盐工业的副产品。它是在浓缩苦卤的过程中利用补类溶解度的不同，分离出钾镁肥。因各盐场条件不同，钾镁肥品质不稳定，含量不一，但大部分都含有一定量的食盐，氯含量较高。市面上也有用硫酸钾与硫酸镁混合制成的复盐钾镁肥，例如施宝蜜（Su－Po－mag的谐音）。硫酸钾镁产自美国，含K2O、MgO、S分别是22%、11%、22%，复盐硫酸钾镁含有少量的氯。也有利用熔融转化法将不溶性钾矿制成含K2O8%～10%、MgO 10%的钾镁肥，该工艺生产的钾镁肥不含氯，该类产品都执行企业标准。1.7钾钙肥钾钙肥是利用钾长石、石灰石、石膏、无烟煤为原料分别粉碎，通过60-100目筛，按1：2：0.7：1的比例加水混合，煅烧粉碎而成，一般含K2O4.0%，CaO 4.2%，MgO 4.3%，产品中不含氯，但也有以芒硝或食盐替代石膏的。以食盐为原料的制品中含氯。该类产品执行企业标准。1.8生物钾肥生物钾肥有两类，一是作肥料用的栽培或野生的富钾植物体，可以选用的富钾植物有空心莲子草、青葙、向日葵和满江红等，这类生物钾肥很少制成商品肥料；二是含有一定数量的解钾细菌（胶质芽胞杆菌，Bacillus mucilaginosus）的微生物肥料，本身不含钾，施入土壤中解钾细菌大量繁殖，产生的有机酸分解或置换土壤矿物中的钾，从而为植物提供钾素营养。这是一种掠夺式的肥料，从可持续发展的角度讲，不提倡用这种肥料，原因是

造成土壤钾库的枯竭和易引入杂菌。2钾肥质量现状由于受钾资源短缺的影响，我国钾肥产量仅在100万吨左右。青海盐湖集团、山西运城及苏州硫酸钾厂、山西文通钾盐集团等企业生产的氯化钾、硫酸钾、硝酸钾质量稳定，产量也占我国钾肥市场的主导地位。但近几年随着钾肥市场需求的上升，钾肥市场上假冒现象比较严重，有些地方形成假冒钾肥专业生产区。根据对某地农资市场41家零售钾肥企业的调查，从种类上看，共销售26个品牌的钾肥，有20个属于用氯化钾冒充硫酸钾和硝酸钾，约占80%；从销售数量上看，这20个假冒钾肥的销售量占总销售量的55%。可见假冒钾肥已在零售市场上占主导地位，假冒钾肥的现象不容忽视。2.1钾肥市场上的假冒问题（1）用氯化钾冒充硫酸钾钾肥皆以K2O含量表示其有效养分含量，无论是氯化钾还是硫酸钾，其K2O含量的分析方法基本一致。因此，不法商贩及小钾肥厂便买来等K2O含量的氯化钾冒充硫酸钾，尤其冒充合K2O 33%的硫酸钾，因为硫酸钾标准中合格品（K2O 含量≥33%）没有规定氯的限量。如果按硫酸钾标准检验，产品照样符合标准要求。虽然注解中规定合格品仅限于用明矾石生产的硫酸钾（该工艺产品含少量氯），但市场抽查中并不知是何种工艺生产的。（2）用氯化钾冒充硝酸钾目前尚无农用硝酸钾国家标准和行业标准，氯化钾与硝酸钾中K2O含量的检验方法基本一致，因此，市场上有许多用氯化钾直接冒充硝酸钾的现象。还有一种情况就是用氯化钾与硝酸铵的混合物冒充硝酸钾。硝酸铵含N 34%，氯化钾合K2O60%，按1：3的比例混配即可得到含N 8.5%、含K2O 45%的肥料。硝酸铵与氯化钾的价格比硝酸钾低1／2还多，可见造假者暴利之大。（3）用氯化钾冒充磷酸二氢钾磷酸二氢钾标准中规定了K2O含量≥31.8%、KH2PO4含量≥92%，但没有农用级产品氯含量的限量要求。其测定K2O含量的方法与氯化钾一致，测定KH2PO4含量的方法是由P2O5含量推算出来的，而测定P2O5含量的方法与测定磷酸按中P2O5的方法一致，因此，用氯化钾冒充磷酸二氢钾的现象分两种情况：一是用氯化钾直接冒充磷酸二氢钾，二是用氯化钾与磷酸铵的混合物冒充磷酸二氢钾。一般进货单位只选主要养分作为验收的标准，如果选K2O含量作验收依据，则产品中含有一定量的氯化钾即可通过验收；如果选KH2PO4含量作为验收的依据，则产品中含有一定量的磷酸铵即可通过验收。第一种情况产品中含有大量的氯且不含磷，第二种情况产品中含有大量的氯和铵态氮，而真正的磷酸二氢钾不含铵态氮，含微量的氯。（4）稀释氯化钾中K2O的含量，改头换面买来高含量的氯化钾添加上硫酸镁、硫酸钙、碳酸氢钙、石粉、粘土等原料制成含K2O 20%的粉状或颗粒状肥料，美其名曰双效钾肥、药物钾肥、硫酸钾镁锌、磷酸二氢钾型叶面肥、新型钾镁王等，分析其产品皆含有大量的氯。以上4类假冒产品的基础原料都是氯化钾，全国到底有多少氯化钾被加工成假冒产品，无法统计。济宁市质检所自1990年至今共抽查和接受委托钾肥样品2076个，其中叫硫酸钾、硝酸钾、颗粒硫酸钾、药物钾肥、钾镁王、磷酸二氢钾型肥王等名称（名称中皆不含氯化钾）且氯含量>15%的样品有1425个，占70%，可见假冒钾肥现象已相当普遍。2.2原因分析造假者唯利是图，不惜以身试法是造成钾肥市场混乱、假冒钾肥占居零售市场主导地位的根本原因，理应严厉打击。但在钾肥标准化方面也存在许多漏洞，给造假者可乘之机。本文从标准化方面做以下分析。（1）硫酸钾标准中的合格品及磷酸二氢钾标准中农用级产品无氯限量规定在以上8类钾肥当中，K2O含量以氯化钾最高，但其价格比硫酸钾、磷酸二氢钾分别低1／3和2／3，这主要是由于有些不耐氯作物（像烟草、柑桔、葡萄等）使用含氯肥料易发生氯害，商硫酸钾、磷酸二氢钾不但含有钾，而且还含有作物所需的中量元素硫和大量元素磷。由于价格悬殊很大，而且单纯从K2O的分析方法上无法区分是氯化钾还是硫酸钾、磷酸二氧钾，再加上含K2O 33%的硫酸钾及农用级磷酸二氢钾又无氯的限量规定，因此，就出现用氯化钾冒充硫酸钾、磷酸二氢钾而按标准检验其K2O含量却符合标准要求的现象。（2）硝酸钾企业标准检验方法及技术指标不合理硝酸钾目前皆执行企业标准，有些企业制定标准时借用了工业硝酸钾（GB 1918－1986）标准中KNO3含量的检验方法，即测出K2O含量之后推算出KNO3含量。由于硝酸钾是一种纯的化合物，其N与K2O的比例关系是固定的，因此，用GB1918－1986中的方法检验纯硝酸钾是可行的，但检验假冒硝酸钾却万万不可。按GB 1918－1986中的检验方法，含K2O 45%的氯化钾（不含氮）也可以推算出合KNO3 98%、工业硝酸钾标准中合格品规定了氯含量（以NaCl计）≤0.20%，而有些农用硝酸钾企业标准中没有规定氯的限量要求或限量大宽（有些农用硝酸钾企标规定氯含量≤5%。（3）药物钾肥、双效钾肥、多元素硫酸钾、硫酸钾镁锌、颗粒硫酸钾等一些钾肥企业标准水平低、乱、差，主要表现在以下几方面。①企业标准的产品名称混乱，多冠以硫酸钾、硝酸钾、