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1.項目背景

自(zi)2011年開(kai)始，上海寶鋼新型(xing)建材(cai)科技有限公司在多年冶金渣資源(yuan)化研(yan)究(jiu)利用基礎上，開(kai)始探索(suo)冶金渣在農(nong)業(ye)中的應(ying)用方向，先后與國際竹(zhu)藤網絡中心、湖南雜交(jiao)水(shui)稻(dao)研(yan)究(jiu)所、江(jiang)蘇農(nong)科院(yuan)、上海農(nong)科院(yuan)等多家科研(yan)院(yuan)所合(he)作(zuo)，開(kai)發(fa)出粉狀硅(gui)(gui)肥(fei)、顆粒硅(gui)(gui)肥(fei)、含硅(gui)(gui)復混肥(fei)等多種(zhong)土壤調理(li)劑(ji)及肥(fei)料產(chan)品(pin)，并在多種(zhong)作(zuo)物上進行(xing)試驗，研(yan)究(jiu)硅(gui)(gui)肥(fei)對作(zuo)物生長和土壤環(huan)境的影響，積累(lei)了豐富的數據，為(wei)冶金渣在農(nong)業(ye)中的應(ying)用打下了堅實基礎。

2.項目情況

以冶金渣加工的硅肥與傳統(tong)大(da)元素化肥相結合(he)，開發(fa)的含(han)硅復混肥同時滿足了提供營(ying)養和土壤改(gai)良(liang)的目的，且不會給用戶帶(dai)來額外人工成本(ben)。本(ben)項(xiang)目的設計主要基于以下幾方面考(kao)慮：

（1）以安(an)全性(xing)(xing)高(gao)、有(you)效性(xing)(xing)高(gao)的冶金(jin)(jin)渣為原(yuan)料， 經過烘干、粉磨和造(zao)粒等(deng)工藝(yi)加工而成的硅(gui)肥產品，具有(you)以下功能：提(ti)供植物生長所(suo)需的多種中微量元素，調節(jie)土壤酸堿度、降低鹽漬化(hua)危害、降低土壤中重(zhong)金(jin)(jin)屬活性(xing)(xing)等(deng)。

（2）傳統硅(gui)肥(fei)(fei)產(chan)品(pin)存在(zai)一些問題，如粉狀硅(gui)肥(fei)(fei)吸收利用率高，但容易造成揚(yang)塵(chen)污染；以(yi)硅(gui)酸鈉(na)溶液為粘結(jie)劑(ji)造粒的硅(gui)肥(fei)(fei)顆粒強度(du)高，但施入土壤中后難分散，從而影響了植物的吸收利用。

（3）普通復混肥一(yi)(yi)般(ban)由氮磷鉀(jia)肥混合(he)而成(cheng)，尿素是常(chang)用(yong)的一(yi)(yi)種氮肥，但吸收(shou)(shou)利(li)用(yong)率(lv)低（僅30%左右），未(wei)吸收(shou)(shou)的部分會造成(cheng)大氣、土(tu)壤和水污(wu)染。包膜(mo)法可以提高(gao)吸收(shou)(shou)利(li)用(yong)率(lv)，但常(chang)見的硫磺(huang)或樹脂包衣材料，存在價(jia)格高(gao)、降解難(nan)和影(ying)響土(tu)壤質量等問題，亟待尋找(zhao)環(huan)境友(you)好型(xing)的包膜(mo)材料。

（4）以冶金渣加工的(de)粉狀硅(gui)肥(fei)對尿(niao)素(su)進行包膜，再與磷鉀肥(fei)混(hun)合成含(han)硅(gui)復混(hun)肥(fei)，可(ke)(ke)以提(ti)供農作物(wu)生長所需的(de)氮磷鉀和多種中微量(liang)元素(su)，尿(niao)素(su)釋放后形成的(de)硅(gui)肥(fei)空殼(ke)較易分(fen)散于土(tu)壤中，不(bu)影響植物(wu)吸(xi)收利用，另(ling)外含(han)硅(gui)復混(hun)肥(fei)還可(ke)(ke)以緩慢改良土(tu)壤，是一種環境(jing)友好型肥(fei)料。

圖(tu)1 硅包尿(niao)素及含硅復混肥(fei)

3.技術特點

本項目是對多年的(de)研究成(cheng)(cheng)果的(de)總結，在項目過(guo)程中，經過(guo)長(chang)期的(de)跟蹤檢測(ce)，從(cong)大(da)量(liang)的(de)鋼鐵工業副產物(wu)中找(zhao)到(dao)安(an)全性高、有效(xiao)成(cheng)(cheng)分含量(liang)高的(de)原料；長(chang)期對不同地點不同作物(wu)的(de)試驗，確定了(le)產品(pin)的(de)使(shi)用(yong)方法和使(shi)用(yong)效(xiao)果；經過(guo)用(yong)戶(hu)的(de)實際使(shi)用(yong)驗證，進一(yi)步(bu)確定了(le)產品(pin)的(de)應用(yong)效(xiao)果。本項目的(de)產品(pin)具有以下(xia)特點：

（1）成本低。市場上目前(qian)的(de)硅肥產品，一(yi)般以富(fu)硅礦石為原(yuan)(yuan)料(liao)，經過煅燒、粉磨(mo)、造粒加(jia)工而(er)成，原(yuan)(yuan)料(liao)成本高，能(neng)耗(hao)(hao)高，售價高，而(er)以精選的(de)冶金(jin)渣為原(yuan)(yuan)料(liao)，可(ke)以省(sheng)去煅燒環節(jie)，節(jie)省(sheng)大量能(neng)耗(hao)(hao)和生產成本，價格更易為用戶接受。

（2）安(an)全性。原料經過長期跟蹤檢(jian)測，重(zhong)金屬含量(liang)遠低于國標限值，產品安(an)全性有保障。

（3）使用(yong)(yong)方便。產品設(she)計考慮到用(yong)(yong)戶用(yong)(yong)肥(fei)(fei)習慣，將(jiang)硅肥(fei)(fei)與普(pu)(pu)通氮磷鉀肥(fei)(fei)進行結合，含硅復混(hun)肥(fei)(fei)與普(pu)(pu)通復混(hun)肥(fei)(fei)使用(yong)(yong)方法一致(zhi)，不會(hui)帶來(lai)額(e)外用(yong)(yong)工成本。

（4）環(huan)保性。一般包(bao)膜(mo)型肥(fei)(fei)料存在包(bao)膜(mo)材(cai)(cai)料難以降解問(wen)題(ti)，以硅肥(fei)(fei)為包(bao)膜(mo)材(cai)(cai)料，可(ke)以與土(tu)壤(rang)融為一體，不會產(chan)生難降解問(wen)題(ti)。

（5）營(ying)養均衡。在為植物提(ti)供生長所需的氮磷鉀(jia)元(yuan)(yuan)素同時，還(huan)能提(ti)供硅鈣鎂(mei)等多種中(zhong)微量元(yuan)(yuan)素，持續補(bu)充土壤因(yin)不(bu)合理(li)耕作而缺失的中(zhong)微量元(yuan)(yuan)素。

（6）土(tu)壤(rang)(rang)調(diao)理功能。本(ben)產品具有(you)調(diao)節土(tu)壤(rang)(rang)pH值(zhi)，鈍化重金(jin)屬等一般化肥產品不具有(you)的土(tu)壤(rang)(rang)調(diao)理功能，可(ke)以長(chang)期的改善土(tu)壤(rang)(rang)環境。

4.推廣應用情況

經過前期(qi)推(tui)廣(guang)(guang)，本項目(mu)以原料(liao)輸出(chu)和(he)技術指導的(de)(de)方式(shi)，在吉林、山東、江蘇(su)、安徽、湖(hu)南、湖(hu)北、廣(guang)(guang)東等(deng)地的(de)(de)多家肥料(liao)加工企業(ye)實現了(le)含硅肥料(liao)產(chan)品(pin)的(de)(de)生產(chan)及市場推(tui)廣(guang)(guang)，用(yong)(yong)戶反映使(shi)(shi)用(yong)(yong)效果良好，使(shi)(shi)用(yong)(yong)后農作(zuo)物（如水稻、小麥、棉花(hua)、蘋果等(deng)）的(de)(de)產(chan)量及品(pin)質均有所提高(gao)，酸性土(tu)壤和(he)鹽漬化(hua)土(tu)壤改良、土(tu)壤重金(jin)屬鈍化(hua)也取得了(le)不(bu)俗的(de)(de)效果。

應(ying)用案例(li)1：水稻(dao)種植中(zhong)使(shi)用含(han)(han)硅(gui)肥(fei)料產(chan)(chan)品(pin)，抗倒(dao)伏性能顯著提(ti)升(sheng)（圖2，左為(wei)未(wei)使(shi)用，右(you)為(wei)施含(han)(han)硅(gui)肥(fei)料產(chan)(chan)品(pin)），產(chan)(chan)量（圖3，自左向右(you)，分別(bie)為(wei)未(wei)施肥(fei)、施普通復(fu)(fu)混肥(fei)、施含(han)(han)硅(gui)復(fu)(fu)混肥(fei)）和(he)稻(dao)米品(pin)質(zhi)提(ti)高明(ming)顯。水稻(dao)產(chan)(chan)量及稻(dao)米品(pin)質(zhi)檢測數據見表1、2。

圖2 硅(gui)肥提高(gao)水稻抗倒伏性

圖(tu)3 硅肥提高水(shui)稻產量

表1 不同施肥(fei)處(chu)理下水稻產量

表2 不同(tong)施(shi)肥處(chu)理下稻(dao)谷品質指標

從表(biao)1可(ke)(ke)以看(kan)出，施(shi)(shi)含硅(gui)復混肥(fei)(fei)比施(shi)(shi)普(pu)通肥(fei)(fei)每(mei)畝可(ke)(ke)以增(zeng)產約10%，從表(biao)2可(ke)(ke)以看(kan)出，使用含硅(gui)復混肥(fei)(fei)后，稻(dao)米(mi)(mi)的(de)蛋白質含量和氨基酸含量比普(pu)通肥(fei)(fei)有明顯提(ti)高(gao)，稻(dao)米(mi)(mi)品(pin)質提(ti)高(gao)明顯。

應用(yong)案(an)例2：重金(jin)(jin)屬污染酸性土壤(rang)(rang)中(zhong)小青(qing)(qing)菜(cai)種植試驗（圖4，自左向右根據土壤(rang)(rang)重量(liang)添加含硅肥料(liao)），使用(yong)含硅肥料(liao)后，小青(qing)(qing)菜(cai)的長(chang)勢明顯好轉。小青(qing)(qing)菜(cai)的產(chan)量(liang)及重金(jin)(jin)屬含量(liang)檢測數據見表3和(he)表4。

圖(tu)4 硅肥降(jiang)低(di)重金屬含量

表3 不同(tong)施肥處理下青菜(cai)植(zhi)株鮮重

表4 不同施肥(fei)處理下(xia)青菜重金屬的(de)含(han)量

從(cong)表3可以看出，施用含硅(gui)肥(fei)料可有(you)效提高青菜產量(liang)，且(qie)隨(sui)著(zhu)施肥(fei)量(liang)增大，產量(liang)也(ye)相對提高。從(cong)表4可以看出，施用硅(gui)肥(fei)可以降(jiang)低(di)重(zhong)金屬污染(ran)土壤(rang)栽培青菜的(de)主(zhu)要(yao)重(zhong)金屬的(de)含量(liang)，且(qie)隨(sui)著(zhu)施肥(fei)量(liang)增大，重(zhong)金屬含量(liang)降(jiang)低(di)更多。

應用案(an)例3：鹽堿(jian)地小(xiao)麥(mai)種(zhong)植中(zhong)施用含(han)硅(gui)肥料產品，小(xiao)麥(mai)長勢顯著好于未(wei)施用的（圖5，圖中(zhong)左為使用含(han)硅(gui)肥料產品，右(you)為未(wei)使用）。

圖(tu)5 硅肥在鹽堿地(di)小(xiao)麥(mai)上的應用

5.前進展望

多年來，掠奪(duo)式的(de)(de)農業(ye)(ye)生產過程中(zhong)使用了大量(liang)的(de)(de)化肥和農藥，土(tu)壤(rang)質量(liang)不斷下降(jiang)，酸化板結、鹽漬(zi)化、重金(jin)屬(shu)污染等多種土(tu)壤(rang)問題爆發，土(tu)壤(rang)的(de)(de)治理已(yi)到(dao)了刻不容緩的(de)(de)地步(bu)。《到(dao)2020年化肥使用量(liang)零增長行動方案》等政策(ce)的(de)(de)出臺和落實(shi)，表明(ming)我(wo)國(guo)政府已(yi)經開始行動，正(zheng)在積極推動農業(ye)(ye)土(tu)壤(rang)質量(liang)提升(sheng)工(gong)程，與此同(tong)時，普通百(bai)姓對(dui)于土(tu)壤(rang)質量(liang)提升(sheng)必(bi)(bi)要性的(de)(de)認識(shi)不斷提升(sheng)，具有(you)提供植物營(ying)養和改良(liang)土(tu)壤(rang)質量(liang)功(gong)效(xiao)的(de)(de)硅(gui)肥類產品，必(bi)(bi)將在在農業(ye)(ye)生產和土(tu)壤(rang)改良(liang)中(zhong)獲得越來越多的(de)(de)關(guan)注，并發揮越來越重要的(de)(de)作用。專家預言，如果(guo)按照日本的(de)(de)土(tu)壤(rang)質量(liang)標準(zhun)，我(wo)國(guo)硅(gui)肥產品年需(xu)求量(liang)應當(dang)在3500萬噸以(yi)上。

以安全性(xing)高、有(you)效性(xing)高的鋼鐵工(gong)業副產(chan)物為原料(liao)加工(gong)的硅肥產(chan)品(pin)，用(yong)于農業生產(chan)和(he)(he)土(tu)壤(rang)改(gai)良，實現了資源再生利用(yong)，降低(di)能耗和(he)(he)污(wu)染(ran)，如能得到大范圍(wei)推廣應用(yong)，既能為鋼鐵工(gong)業副產(chan)物減(jian)量化(hua)和(he)(he)資源化(hua)利用(yong)找到新途徑(jing)，也能突(tu)破工(gong)農業間(jian)和(he)(he)行業-社會間(jian)的工(gong)業生態鏈接，大規模的提升土(tu)壤(rang)質(zhi)量，具有(you)良好的社會效益和(he)(he)經(jing)濟效益。

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