在氮、磷、钾三大肥中，钾肥是中国资源量最缺、对外依存度最高的产品。其实，钾在地壳中的资源量并不少，含量丰度达2.47%，远比磷（0.11%）、氮（0.03%）要多，但为什么钾肥却显得这么短缺呢？这是因为目前国内能被用作生产钾肥的可溶性钾资源——氯化钾、硫酸钾的探明储量很少，大部分钾资源是以不溶性的钾长石形式存在于自然界的。据统计，在中国，已探明的不溶性钾资源量是可溶性钾资源量的10倍多。
目前，在国际钾肥巨头垄断日益加剧、钾肥价格不断趋高的形势下，国内钾肥企业加大了不溶性钾资源的开发利用。记者最近在采访中了解到，一种名为钾钙硅肥的新型钾肥，在利用不溶性钾资源方面取得了突破。
技术基本过关
长期以来，富含丰富钾资源的钾长石没有被用于钾肥生产，主要是由其特殊性质所致。钾长石的化学性质极其稳定，在常温下，连王水都不能将其分解，唯一只有氢氟酸能将其分解，但氢氟酸会与钾长石所含的硅生成四氟化硅，产生难以治理的环境污染。因此，虽然国内钾长石资源丰富，但一直无法用来生产钾肥。
最近，在国内科研院所的努力下，利用钾长石生产钾肥的技术取得了重大突破。2011年9月27日，中国无机盐工业协会钾盐（肥）分会和广东省科技厅、教育厅组织专家，对华南理工大学、中山大学和广州市环境保护技术设备公司共同研发的“利用钾长石和脱硫石膏生产钾钙硅肥技术”进行了成果鉴定。该技术实现了两大突破，一是通过自主研发的低温助剂，在国内外首次实现了分解钾长石，反应时间从以前所需的2～5小时缩短到0.5小时，生产能耗和成本较低；二是可利用电厂的烟气脱硫石膏和化工的磷石膏、电石渣、纯碱白泥渣等目前国内几大难以利用的工业固体废弃物，与钾长石反应生产出一种适用于酸性土壤的钾钙硅肥，具有工业固体废弃物资源化利用与新型钾肥的双重效益。整个生产过程符合环保理念，没有固体和液体废弃物排放。通过对水稻、甘蔗、木薯和甜玉米等农作物的大田试验，该肥料可以增加作物产量、改善产品品质、调节土壤酸碱度。该技术已获得国家发明专利2项。专家一致认为，该技术属于国内外首创，达到了国际先进水平，建议进一步加快产业化进程，并在酸性土壤地区推广应用。
记者在该技术中试基地采访了解到，这种钾钙硅肥与目前市场上常见的氯化钾、硫酸钾等钾肥有3点不同。一是生产所需的原料不同。氯化钾、硫酸钾是用溶于水的钾盐为原料生产，原料资源紧缺。钾钙硅肥则是利用不溶于水的钾长石为原料加工，资源丰富。二是生产工艺流程不同。氯化钾、硫酸钾是将可溶性钾盐通过直接浓缩、提纯工艺生产。钾钙硅肥是将不溶性的含钾石头在一定温度下通过分解助剂，把不能被植物吸收的不溶性钾元素转化为植物可吸收的有效营养形态。三是肥效作用不一样。常用的氯化钾、硫酸钾能很快溶于水，速效固然速效，但也容易随着水的流动而流失。因此，现有的钾肥在使用中利用率低，也就是30％左右。而钾钙硅肥溶于水的过程比较慢，能随作物生长发育的需要而释放，作物吸收利用率高，具有缓释肥的作用，能均匀持久地向作物供应营养，因此流失少。
由于钾钙硅肥是将矿石整体转化和利用工业固体废弃物来生产钾肥的，有专家对原料是否带来重金属等有害成分表示了担忧。该研发项目负责人、华南理工大学教授石林表示，研发中已特别注意到避免有害成分的进入，产品各项有害成分指标均符合有关国家标准。因此，该生产技术要求必须有较高的有害成分分析投入。
效果优于钾肥
石林教授告诉记者，一开始，他们是打算研发出一种将钾长石中的钾元素提取出来生产高浓度钾肥的工艺。但他们通过研究发现，钾长石不仅含有钾营养元素，还含有大量的硅、钙、镁、铁、锰、锌等作物所需的其他营养元素，单单提出钾元素而将其他成分抛弃，不仅造成资源的极大浪费，技术的经济性也大打折扣。因此，他们改变思路，转而研发一种多营养元素的肥料。通过添加脱硫石膏、磷石膏等工业固废，既解决了研发的技术问题，又使该肥料产品增加了硫营养成分，从而将富钾岩石转化为了一种新型的钾钙硅多元素肥料产品。
从农产品的品质看，硫、硅、钙、镁、铁、锰、锌等元素被称作品质元素，它们的短缺会引发作物营养失调，不仅导致植物易发生病变，阻碍增产，而且农产品的品质也会下降，影响农产品的质量和产量。例如硫元素，就是植物合成蛋白质需要的核心元素，土地缺硫将导致所谓的“瓜不甜、果不香”问题。农业部全国农技推广中心土肥处处长李荣告诉记者，最近农业部进行了一项土地缺硫情况的调查，发现我国有38%面积的土地缺硫。原来国内的磷肥品种主要为过磷酸钙，其中含有大量的硫元素，所以那时国内土地不缺硫。但后来主要施用磷酸二铵以后，土地缺硫情况就出现了。土地缺硫情况在国外也是一样，目前美、英等国均对土地进行大面积补硫。钾钙硅肥正是能补充多种中微量营养元素、提高土地综合肥力的一种绿色肥料产品。
石林说，与常用的氯化钾、硫酸钾相比，钾钙硅肥虽然钾含量较低，但由于多种中微量营养元素综合作用，养分均衡，改善了土壤质量，增强了作物对养分的吸收能力，所以实际效果优于常用的钾肥。日本的大米好吃，就是因为日本农民愿意施硅肥。通过对我国南方酸性土壤的水稻、木薯、甘蔗大田试验表明，每亩施用50～75千克该钾钙硅肥作为底肥，作物的增产率可达11.12%～23.3%，平均为15.54%。而且通过施用该肥，木薯的淀粉含量、甘蔗的含糖量都有不同程度的提高。该肥料主要由石头转化而成，土壤本身也是由石头风化形成的，石土同源，亲和力好。因此钾钙硅肥还是一种很好的土壤改良剂，能疏松土壤，用得越多，土地越疏松透气，有利于作物根系生长。
市场还需打开
记者通过采访了解到，目前这种多元素新型肥料在走向市场过程中还有诸多问题，最明显的就是市场推广问题。
石林说，他们在为这种肥料办肥料登记时就遇到了麻烦。这种肥料虽然硫、硅、钙、钾多元素有效养分在70%以上，但光算硫酸钾的含量只有10%～12%，按目前农业部门只认氮、磷、钾3种养分，其他营养成分一概不认的政策，产品价值就大打折扣。
有人建议石林按土壤调理剂产品来登记，但研制方不愿意。为何？因为石灰也是土壤调理剂，可调理酸性土壤，南方的农民一听是土壤调理剂就可能以为是石灰，而且这种肥料外观与石灰还有点相似。石灰每吨才卖300元左右，他们的产品每吨要卖千元以上，他们怎能与石灰竞争？
尽管市场打开比较困难，对于不溶性钾肥的发展前景，业内专家还是表示了乐观的看法。中国无机盐工业协会钾盐（肥）分会常务副秘书长亓昭英说，该技术把不能被植物吸收的不溶性钾元素转化为植物可吸收的有效营养形态，使之成为一种多元素微孔矿物肥料，符合当今新肥料领域的发展趋势。这对于破解我国缺钾瓶颈，提高钾肥自主保障能力，发展高产、健康、可持续的现代农业具有重要意义。协会已把不溶性钾资源的开发定为行业“十二五”发展目标之一，未来行业将大力开发钾长石等不溶性钾矿制含钾多元素肥料的产业化技术和装备，建设5～10条10万吨级产业化示范工程，建设5～8处10万亩规模的试验示范基地。当务之急，是要帮助企业争取国家有关扶持政策，制订系列含钾多元素肥料的行业标准，争取农业部门对这种新型肥料的认可。
9月28日，专家在广州考察钾钙硅肥研发基地。（刘方斌 摄）
2010年世界钾盐产量
单位：万吨
国家 产量
加拿大 950
俄罗斯 680
中国 334.1
白俄罗斯 500
以色列 210
德国 300
美国 90
来源：中国无机盐工业协会
国家 产量
智利 70
约旦 120
西班牙 40
英国 40
巴西 40
乌克兰 1.2
合计 3375.3
