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1.項目背景

自2011年開(kai)始(shi)，上(shang)海寶鋼新型建材科技有限(xian)公司在(zai)多(duo)年冶(ye)(ye)金渣資源化研(yan)究利(li)用基礎(chu)上(shang)，開(kai)始(shi)探索冶(ye)(ye)金渣在(zai)農業中(zhong)的(de)應(ying)用方向(xiang)，先(xian)后與國際竹藤網絡(luo)中(zhong)心、湖南(nan)雜交水(shui)稻研(yan)究所(suo)、江蘇農科院(yuan)、上(shang)海農科院(yuan)等多(duo)家科研(yan)院(yuan)所(suo)合作，開(kai)發出粉狀硅肥、顆粒(li)硅肥、含硅復混肥等多(duo)種土(tu)(tu)壤調理劑(ji)及(ji)肥料產(chan)品，并在(zai)多(duo)種作物(wu)(wu)上(shang)進行試(shi)驗(yan)，研(yan)究硅肥對作物(wu)(wu)生(sheng)長和土(tu)(tu)壤環(huan)境的(de)影響(xiang)，積累了豐(feng)富的(de)數據，為冶(ye)(ye)金渣在(zai)農業中(zhong)的(de)應(ying)用打(da)下了堅實基礎(chu)。

2.項目情況

以冶金渣(zha)加工的(de)硅(gui)肥(fei)與傳統大元素(su)化肥(fei)相結合，開發的(de)含(han)硅(gui)復混肥(fei)同(tong)時滿足了提供(gong)營養和土壤(rang)改(gai)良的(de)目(mu)的(de)，且(qie)不會給(gei)用戶(hu)帶(dai)來(lai)額外人工成(cheng)本(ben)。本(ben)項目(mu)的(de)設計主要基于以下(xia)幾方面考(kao)慮：

（1）以安(an)全(quan)性(xing)(xing)高、有(you)效性(xing)(xing)高的(de)冶金渣為原料， 經過烘干、粉磨和造粒等工藝加工而(er)成的(de)硅肥產品，具有(you)以下(xia)功(gong)能：提(ti)供植(zhi)物生長所需(xu)的(de)多種中(zhong)微量元素，調節土壤(rang)酸堿度、降低(di)鹽漬化危害、降低(di)土壤(rang)中(zhong)重金屬活性(xing)(xing)等。

（2）傳統硅(gui)肥產品存在(zai)一些問題，如粉狀硅(gui)肥吸收(shou)利用率高，但容易造(zao)成揚(yang)塵污(wu)染(ran)；以硅(gui)酸(suan)鈉(na)溶液為粘(zhan)結劑造(zao)粒(li)的(de)硅(gui)肥顆粒(li)強度高，但施入土(tu)壤中(zhong)后難分散，從(cong)而影響了植(zhi)物的(de)吸收(shou)利用。

（3）普通復混肥(fei)一般由氮(dan)磷鉀肥(fei)混合而成，尿素是常用的一種氮(dan)肥(fei)，但吸收利用率低（僅(jin)30%左右），未吸收的部(bu)分會造成大(da)氣(qi)、土壤和水污(wu)染(ran)。包(bao)膜(mo)法可以(yi)提高吸收利用率，但常見的硫磺(huang)或(huo)樹脂(zhi)包(bao)衣(yi)材料，存在價格(ge)高、降(jiang)解難和影(ying)響土壤質量等問題(ti)，亟待(dai)尋找環境友(you)好型的包(bao)膜(mo)材料。

（4）以冶(ye)金(jin)渣加工的(de)粉狀(zhuang)硅(gui)肥對尿素進(jin)行包(bao)膜(mo)，再與磷鉀肥混合成(cheng)含(han)硅(gui)復(fu)混肥，可以提供農作物生長所需的(de)氮磷鉀和多種中(zhong)微量元素，尿素釋(shi)放后(hou)形成(cheng)的(de)硅(gui)肥空殼較易(yi)分散于(yu)土壤(rang)中(zhong)，不影響植物吸(xi)收利用，另外(wai)含(han)硅(gui)復(fu)混肥還可以緩(huan)慢(man)改良土壤(rang)，是一(yi)種環境友好型肥料。

圖(tu)1 硅包(bao)尿(niao)素及含硅復混肥

3.技術特點

本項目(mu)是對多年的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)成果的(de)(de)(de)總結，在項目(mu)過(guo)程中，經過(guo)長期(qi)的(de)(de)(de)跟蹤檢(jian)測，從大量(liang)(liang)的(de)(de)(de)鋼(gang)鐵工業副(fu)產物中找到安全性高、有效成分含量(liang)(liang)高的(de)(de)(de)原(yuan)料；長期(qi)對不(bu)同(tong)地點不(bu)同(tong)作(zuo)物的(de)(de)(de)試驗，確(que)定了(le)產品(pin)的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)方法(fa)和使用(yong)(yong)效果；經過(guo)用(yong)(yong)戶的(de)(de)(de)實際使用(yong)(yong)驗證(zheng)，進一步確(que)定了(le)產品(pin)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)效果。本項目(mu)的(de)(de)(de)產品(pin)具有以(yi)下特點：

（1）成(cheng)(cheng)本低。市場上目前的硅肥產品(pin)，一般以富硅礦石為原料(liao)(liao)，經過煅(duan)(duan)燒、粉磨、造粒(li)加(jia)工而成(cheng)(cheng)，原料(liao)(liao)成(cheng)(cheng)本高(gao)，能耗(hao)高(gao)，售價高(gao)，而以精選(xuan)的冶金渣為原料(liao)(liao)，可以省去煅(duan)(duan)燒環節，節省大量能耗(hao)和生產成(cheng)(cheng)本，價格更易為用戶接受。

（2）安全(quan)性。原料(liao)經過(guo)長(chang)期跟蹤(zong)檢測，重(zhong)金屬含量遠低于(yu)國標(biao)限值，產品安全(quan)性有(you)保障。

（3）使用方(fang)便。產品設計(ji)考(kao)慮(lv)到用戶用肥(fei)(fei)習慣，將硅肥(fei)(fei)與普通氮磷鉀肥(fei)(fei)進行結合，含硅復混肥(fei)(fei)與普通復混肥(fei)(fei)使用方(fang)法(fa)一致，不會(hui)帶來額外(wai)用工成(cheng)本。

（4）環保性(xing)。一般包(bao)膜(mo)型肥料存在包(bao)膜(mo)材料難(nan)以降解問題，以硅肥為(wei)包(bao)膜(mo)材料，可(ke)以與(yu)土壤融為(wei)一體(ti)，不會產生難(nan)降解問題。

（5）營(ying)養均衡。在為植(zhi)物提供生長所需的氮磷鉀元素(su)同時，還(huan)能提供硅鈣鎂(mei)等多(duo)種中微量元素(su)，持(chi)續補充土壤因不合理(li)耕作而缺(que)失的中微量元素(su)。

（6）土(tu)壤調理功能。本(ben)產品(pin)具有調節土(tu)壤pH值，鈍化重金屬等一(yi)般化肥產品(pin)不具有的土(tu)壤調理功能，可以(yi)長(chang)期的改(gai)善土(tu)壤環境。

4.推廣應用情況

經過前期推廣，本項目以原(yuan)料輸出和技術(shu)指導的方(fang)式，在吉林、山東(dong)、江蘇(su)、安徽、湖南、湖北(bei)、廣東(dong)等(deng)地的多家肥(fei)料加工企業實(shi)現了含硅肥(fei)料產品的生產及市場推廣，用(yong)戶反映使(shi)用(yong)效(xiao)(xiao)果(guo)良好，使(shi)用(yong)后(hou)農作物（如水(shui)稻、小(xiao)麥(mai)、棉花、蘋果(guo)等(deng)）的產量及品質均有所提(ti)高(gao)，酸性(xing)土(tu)壤和鹽漬化土(tu)壤改良、土(tu)壤重金屬鈍化也取得了不俗的效(xiao)(xiao)果(guo)。

應(ying)用案例1：水稻種植(zhi)中使用含硅肥(fei)料(liao)產(chan)(chan)品，抗倒伏性能顯(xian)著提升（圖2，左(zuo)為未(wei)使用，右為施含硅肥(fei)料(liao)產(chan)(chan)品），產(chan)(chan)量(liang)（圖3，自左(zuo)向右，分別為未(wei)施肥(fei)、施普通復(fu)混(hun)肥(fei)、施含硅復(fu)混(hun)肥(fei)）和(he)稻米(mi)品質(zhi)(zhi)提高明顯(xian)。水稻產(chan)(chan)量(liang)及(ji)稻米(mi)品質(zhi)(zhi)檢測數據見表1、2。

圖2 硅肥提高水稻抗倒伏性

圖3 硅肥提高水稻(dao)產量

表1 不同施(shi)肥處理(li)下水稻產量(liang)

表(biao)2 不同(tong)施(shi)肥處(chu)理(li)下(xia)稻(dao)谷品質指標

從表1可以看出，施含(han)硅復混肥(fei)比(bi)施普通肥(fei)每畝可以增產約10%，從表2可以看出，使用含(han)硅復混肥(fei)后，稻(dao)米的(de)蛋白質含(han)量和氨基酸含(han)量比(bi)普通肥(fei)有明顯提(ti)高，稻(dao)米品質提(ti)高明顯。

應用案例2：重金(jin)屬(shu)污染(ran)酸(suan)性土(tu)壤中小(xiao)青(qing)菜種植(zhi)試驗(yan)（圖4，自左向右根(gen)據土(tu)壤重量添加含(han)硅肥(fei)料(liao)），使用含(han)硅肥(fei)料(liao)后，小(xiao)青(qing)菜的(de)長勢(shi)明顯好轉。小(xiao)青(qing)菜的(de)產(chan)量及(ji)重金(jin)屬(shu)含(han)量檢測數據見表(biao)3和表(biao)4。

圖4 硅肥降低重金屬含量

表3 不同施肥處理下青菜植株(zhu)鮮(xian)重

表(biao)4 不同(tong)施(shi)肥處理下青菜(cai)重(zhong)金(jin)屬的含量

從表3可(ke)(ke)(ke)以看(kan)出(chu)，施(shi)用含(han)硅肥(fei)料可(ke)(ke)(ke)有(you)效(xiao)提高青菜產(chan)量(liang)(liang)，且隨著(zhu)施(shi)肥(fei)量(liang)(liang)增大，產(chan)量(liang)(liang)也相對提高。從表4可(ke)(ke)(ke)以看(kan)出(chu)，施(shi)用硅肥(fei)可(ke)(ke)(ke)以降(jiang)低重金(jin)屬污(wu)染土壤栽(zai)培青菜的主要(yao)重金(jin)屬的含(han)量(liang)(liang)，且隨著(zhu)施(shi)肥(fei)量(liang)(liang)增大，重金(jin)屬含(han)量(liang)(liang)降(jiang)低更(geng)多。

應用(yong)案例(li)3：鹽堿地小麥(mai)種植中施用(yong)含硅肥料產(chan)品，小麥(mai)長勢顯(xian)著好于未(wei)施用(yong)的（圖(tu)5，圖(tu)中左為(wei)使(shi)用(yong)含硅肥料產(chan)品，右為(wei)未(wei)使(shi)用(yong)）。

圖5 硅肥在(zai)鹽堿(jian)地小(xiao)麥上的應用

5.前進展望

多年(nian)來(lai)，掠奪(duo)式(shi)的(de)農(nong)(nong)業生產過程中使用(yong)了(le)大量(liang)的(de)化(hua)(hua)肥(fei)和(he)(he)農(nong)(nong)藥，土(tu)(tu)壤(rang)(rang)質量(liang)不(bu)斷下降，酸化(hua)(hua)板結、鹽(yan)漬化(hua)(hua)、重金屬污染等多種土(tu)(tu)壤(rang)(rang)問題爆(bao)發，土(tu)(tu)壤(rang)(rang)的(de)治理(li)已(yi)到了(le)刻不(bu)容緩的(de)地步。《到2020年(nian)化(hua)(hua)肥(fei)使用(yong)量(liang)零增長行動(dong)方案》等政(zheng)(zheng)策(ce)的(de)出(chu)臺和(he)(he)落實，表明我國政(zheng)(zheng)府已(yi)經開(kai)始(shi)行動(dong)，正在積極推動(dong)農(nong)(nong)業土(tu)(tu)壤(rang)(rang)質量(liang)提(ti)升(sheng)(sheng)工程，與此同時，普通百(bai)姓(xing)對于土(tu)(tu)壤(rang)(rang)質量(liang)提(ti)升(sheng)(sheng)必要性的(de)認識不(bu)斷提(ti)升(sheng)(sheng)，具有提(ti)供植物營養(yang)和(he)(he)改良(liang)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)質量(liang)功效的(de)硅肥(fei)類產品(pin)，必將在在農(nong)(nong)業生產和(he)(he)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)改良(liang)中獲(huo)得越(yue)來(lai)越(yue)多的(de)關注，并發揮越(yue)來(lai)越(yue)重要的(de)作用(yong)。專家預言，如(ru)果按照日(ri)本的(de)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)質量(liang)標(biao)準，我國硅肥(fei)產品(pin)年(nian)需(xu)求量(liang)應當在3500萬噸以上(shang)。

以(yi)安全性(xing)高、有(you)效性(xing)高的(de)(de)鋼(gang)(gang)鐵(tie)工(gong)業(ye)副(fu)產物為原料(liao)加工(gong)的(de)(de)硅肥產品(pin)，用于農業(ye)生產和(he)土壤(rang)改(gai)良，實現了資源再生利(li)用，降低能耗和(he)污(wu)染，如能得(de)到大范圍推廣應用，既(ji)能為鋼(gang)(gang)鐵(tie)工(gong)業(ye)副(fu)產物減量化和(he)資源化利(li)用找到新途徑(jing)，也能突破(po)工(gong)農業(ye)間和(he)行業(ye)-社會(hui)(hui)間的(de)(de)工(gong)業(ye)生態鏈接，大規模(mo)的(de)(de)提升土壤(rang)質量，具有(you)良好的(de)(de)社會(hui)(hui)效益(yi)和(he)經濟效益(yi)。

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