磷酸二氢钾(以下简称MKP)用途广泛,工业上用作缓冲剂、培养剂,食品上用作食品添加剂。农业上作为肥料使用,养分含量高,以五氧化二磷和氧化钾来计算,MKP的养分含量达到86%,其中五氧化二磷为52%,氧化钾为34%,名副其实的高养分肥料,而且MKP水溶液中的离子态H2PO4-、HPO42-、PO43-和K+都能够被植物完全吸收,吸收利用率远超传统固体肥料。
MKP主要有6种生产方法,分别为中和法、萃取法、复分解法、离子交换法、直接法以及结晶法。中和法是热法磷酸和氢氧化钾利用酸碱中和原理生成MKP。工艺简单,操作方便,纯度高,不含氯。但成本高,影响在农业的推广利用,适用于医药食品等行业使用。萃取法是使用有机溶剂进行萃取分离。在合适的有机溶剂存在下,通过氯化钾和磷酸反应,生成的盐酸几乎被萃取到有机溶剂中,待分相、分离后,磷酸二氢钾从水相中结晶出来,经洗涤、干燥即得产品磷酸二氢钾。但萃取法所得到的MKP含有氯化铵,而氯化铵在土壤中会生产水溶性氯化物,影响植物发芽和幼苗生长。同时不能用于烟草、甘蔗、甜菜、茶树、马铃薯、葡萄、西瓜等,容易加重土壤盐害,因此一般萃取法所获取的磷酸二氢钾不建议用于农业。复分解法工艺和操作简单,成本低,缺点是MKP含量低,较适用于农业。
对于MKP产品,目前执行两个标准,分别为工业级(HG/T 4511-2013)和肥料级(HG/T 2321-2016)。从下图中可以看出,工业级标准指标优于农业级,因此农户普遍认可工业级MKP。
项目 | 工业 | 农业 | ||
一等品 | 合格品 | 一等品 | 合格品 | |
磷酸二氢钾(以KH2PO4计) w/w,% | ≥98.0 | ≥97.0 | ≥96.0 | ≥92.0 |
水分 ≤ | 2.5 | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
pH值 | 4.3~4.7 | 4.3~4.7 | ||
水不溶物含量 ≤ | 0.2 | 0.5 | ||
氯化物(Cl)含量 ≤ | 0.20 | |||
铁(Fe)含量 ≤ | 0.03 | |||
砷(As)含量 ≤ | 0.05 | |||
贵金属(以Pb计)含量 ≤ | 0.05 | |||
氧化钾(以K2O干基计) ≥ | 33.9 | 33.5 | 33.2 | 31.8 |
据统计,2015产能约100万吨,产量约65万吨,出口11万吨。国内用于农业消费约26万吨,主要采用叶面喷施。主要生产企业有宜昌欣龙,四川蓝剑,湖北祥云等。
作为叶面肥的首选,MKP中的磷和钾两种元素分别承担着不同的角色。磷可以促生根、促花芽分化,为果实膨大提供能量;钾在生长后期可以减缓衰老,提高光合作用,促进氮的吸收,使作物早熟,增加果实的糖分和水分,增强抗病和抗旱能力。MKP不仅养分含量高,而且适合在多种作物上使用,例如粮食作物(玉米、大豆、小麦、水稻等)以及瓜果蔬菜(西瓜、葡萄等)等。
MKP的使用方法也是多种多样,除了常见的叶面喷施以外,还可以灌根、浸种、拌种,也可以作为基肥和追肥使用。
叶面喷施的浓度为0.5%~1%,喷施2~3次,间隔5~7天。高浓度使用MKP的时候,一定要避开高温时间,宜选在上午10点前,下午4点后喷施。一般高温的季节不建议高浓度使用。喷施应选择在作物对磷、钾吸收的临界期或高峰期,效果最佳,比如果树在花芽分化期和幼果至着色期,才能取得较好的效果,使花蕾肥大、果实膨大、着色均匀、减少病虫害。
MKP可与酸性、中性农药混合施用,增加药效。不能与碱性物质混用,可与敌百虫、辛硫磷和拟除虫菊酯类农药混合喷施。此外还可与一些生长激素混施,如萘乙酸和矮壮素。但是对于波尔多液、氢氧化铜、氢氧化钾等本身是碱性的产品则不宜和MKP混合使用。MKP的pH在6.6左右,属于偏微酸性,和碱性的肥料和农药混用会发生化学反应,出现絮结、沉淀、变色、发热、产生气泡等不正常现象,这个时候都会导致MKP功能的失效。含碳酸根的产品不宜和MKP混用。因为碳酸根和MKP的氢离子反应生CO2气体。比如碳酸钾、碳酸氢钠等。和磷酸根发生反应的产品不宜和MKP混用。因为该种产品会和磷酸根离子发生反应生成絮结、沉淀,比如钙、镁、锌类产品。农药中的代森锰锌、杀毒矾、甲霜灵锰锌也不可与MKP混合使用。
还可和一些氮素化肥、微肥等合理混施,可节省劳力,增加肥效。在作物生长较差,缺氮、磷、钾的田块实行混施,一般要求尿素液的适宜浓度为1%~2%。在缺硼以及对硼肥显效的作物,用MKP与硼肥混施增产效果显着,硼肥浓度为0.05%~0.1%。喷施时以叶背喷施为主,尤其是果实附近的叶片,以喷施均匀为准。