水肥技術(shù)成為節(jié)水農(nóng)業(yè)落地點(diǎn)
——含氮水溶性肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

□ 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院　陳清　周爽

水肥技術(shù)成為節(jié)水農(nóng)業(yè)落地點(diǎn)
——含氮水溶性肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)

□ 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院陳清周爽

隨著我國(guó)土地流轉(zhuǎn)與規(guī)模化經(jīng)營(yíng)的推進(jìn)以及水肥一體化技術(shù)的大力推廣，最近幾年我國(guó)水溶性肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快；伴隨著以氮肥為主要基礎(chǔ)原料肥的產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩與產(chǎn)值利潤(rùn)連年下降，很多氮肥企業(yè)也在尋找產(chǎn)品轉(zhuǎn)型的可能性，市場(chǎng)上也開(kāi)始流行以尿素硝銨溶液（UAN）等“新產(chǎn)品”。規(guī)?；r(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)水溶性肥料市場(chǎng)提出了低成本要求，因此催生了使含氮水溶性肥料產(chǎn)業(yè)的異軍突起。尋找利潤(rùn)與價(jià)值更高的突破點(diǎn)，而含氮水溶性肥料作為水肥一體化技術(shù)發(fā)展的需求之一，成為廠商轉(zhuǎn)型的新焦點(diǎn)。含氮水溶性肥料產(chǎn)業(yè)面臨諸多的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，對(duì)氮肥工業(yè)行業(yè)存在潛在的推動(dòng)作用；在產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)日益嚴(yán)峻的今天，如何拓展產(chǎn)業(yè)鏈，考慮區(qū)域優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)、成本競(jìng)爭(zhēng)、品牌競(jìng)爭(zhēng)、技術(shù)資源與職業(yè)經(jīng)理人的競(jìng)爭(zhēng)等，實(shí)現(xiàn)肥料產(chǎn)品的技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)，將成為氮肥企業(yè)和水溶性肥料企業(yè)發(fā)展的必然選擇。

?根據(jù)環(huán)境選擇不同含氮水溶性肥料

含氮水溶性肥料的種類(lèi)多種多樣，根據(jù)其所提供的氮素形態(tài)主要有硝態(tài)氮、銨態(tài)氮、酰胺態(tài)與有機(jī)態(tài)氮。含氮水溶性肥料包括基礎(chǔ)水溶性原料肥與水溶性復(fù)混肥兩大類(lèi)，其中基礎(chǔ)水溶性原料肥主要指脲基類(lèi)（如尿素與尿素硝銨溶液）、銨基類(lèi)（如液氨、氨水與聚磷酸銨等）、硝基類(lèi)（如硝酸鉀與硝酸銨鈣等）和有機(jī)氮類(lèi)肥料（如氨基酸等）；水溶性復(fù)混肥主要指符合農(nóng)業(yè)部登記標(biāo)準(zhǔn)的大量元素水溶性肥料、氨基酸水溶性肥料以及硝基肥等。

作物所能吸收的氮素形態(tài)90%-95%以上為硝態(tài)氮和銨態(tài)氮，只有小部分為有機(jī)態(tài)氮。我國(guó)氮肥產(chǎn)品絕大多數(shù)是銨態(tài)氮和酰胺態(tài)氮。在旱地土壤中銨態(tài)氮和酰胺態(tài)氮施入土壤后，可以經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，合理施用含氮水溶性肥料，對(duì)改善作物根區(qū)土壤環(huán)境、平衡作物營(yíng)養(yǎng)需求以及抗病提質(zhì)等均有重要作用。硝態(tài)氮吸收過(guò)程中質(zhì)子泵水解ATP后使H+與NO3-結(jié)合，減少根際土壤酸化，而銨態(tài)氮吸收過(guò)程伴隨H+向根細(xì)胞質(zhì)膜外釋放，加劇根際酸化。

硝態(tài)氮肥的農(nóng)學(xué)特征使得硝基肥在市場(chǎng)上有其優(yōu)越性之處。在不同溫度或pH條件下，銨態(tài)氮素在土壤中的轉(zhuǎn)化速率不同，一般施入到土壤中的酰胺態(tài)氮與銨態(tài)氮肥在3-14天內(nèi)即可轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。在南方酸性土壤pH小于5時(shí)，銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮的速率明顯受到抑制，而在北方低溫反季節(jié)條件下，低溫會(huì)抑制酰胺態(tài)氮與銨態(tài)氮的轉(zhuǎn)化，影響作物對(duì)追施氮素的吸收利用；此外，過(guò)量的銨態(tài)氮累積與土壤中的鈣、鎂等營(yíng)養(yǎng)元素容易發(fā)生拮抗作用，抑制作物對(duì)鈣鎂的吸收，進(jìn)而導(dǎo)致缺素癥。因此，在南方酸性土壤與北方低溫反季節(jié)的溫室大棚中，適量供應(yīng)硝態(tài)氮肥的效果較好。

?水肥一體化技術(shù)促進(jìn)作物吸收養(yǎng)分

硝態(tài)氮在土壤中雖移動(dòng)速率快，可通過(guò)質(zhì)流途徑迅速滿(mǎn)足氮素供應(yīng)，但由于土壤顆粒帶負(fù)電荷，不能像吸附帶正電荷的銨根離子一樣有效吸持硝酸根離子，因此，過(guò)量灌溉會(huì)導(dǎo)致硝酸根離子的淋洗損失，使養(yǎng)分被淋洗到土壤根系分布區(qū)以下的土層，無(wú)法被作物吸收利用。因此，可通過(guò)水肥一體化技術(shù)，少量多次為根區(qū)定點(diǎn)施肥，進(jìn)而保持良好的土壤理化性狀，促進(jìn)作物對(duì)養(yǎng)分的吸收。

硝態(tài)氮因能避免氨揮發(fā)損失，適用于堿性土壤。此外，硝態(tài)氮由于可以不需要較長(zhǎng)時(shí)間的土壤氮素轉(zhuǎn)化過(guò)程，比較適合氣溫較低的反季節(jié)喜硝作物的生長(zhǎng)，特別是適合在pH較高的石灰性土壤上生長(zhǎng)的喜鈣植物（如玉米和蔬菜）；南方多雨地區(qū)施用硝態(tài)氮要注意與水肥一體化技術(shù)結(jié)合。銨態(tài)氮施入土壤后可以通過(guò)土壤顆粒的吸附，減少養(yǎng)分的移動(dòng)，提高氮素利用，且銨態(tài)氮在土壤中可以通過(guò)硝化作用轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，同樣適用于上述硝態(tài)氮適合的區(qū)域和作物；但一次過(guò)量施用銨態(tài)氮易造成“銨毒”，抑制根系發(fā)育和作物生長(zhǎng)，影響品質(zhì)；水生作物或者適應(yīng)酸性土壤生長(zhǎng)的作物嗜好銨態(tài)氮，如水稻和茶樹(shù)等，甘蔗等喜銨態(tài)氮和有機(jī)氮。

因此，作為含氮水溶性肥料的基礎(chǔ)原料肥料，考慮氮素供應(yīng)形態(tài)的確對(duì)作物高效利用養(yǎng)分和提質(zhì)增效具有重要的作用。當(dāng)前美國(guó)市場(chǎng)上普遍施用的尿素硝銨溶液就是同時(shí)含有銨態(tài)、硝態(tài)和酰胺態(tài)氮素的含氮水溶性肥料，通過(guò)不同氮素形態(tài)相結(jié)合的水溶性肥料產(chǎn)品的研發(fā)，在含氮水溶性肥料發(fā)展快速發(fā)展的今天尤為重要。

?技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)是含氮水溶肥占領(lǐng)市場(chǎng)的關(guān)鍵

隨著新型肥料產(chǎn)業(yè)的崛起，我國(guó)新型肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)了新的趨勢(shì)。首先，產(chǎn)業(yè)集中度提高、產(chǎn)業(yè)面拓寬，突出循環(huán)經(jīng)濟(jì)、資源綜合利用、節(jié)能降耗與環(huán)境友好；其次，原料結(jié)構(gòu)更為合理，并出現(xiàn)基礎(chǔ)肥料向資源產(chǎn)地集中、二次加工產(chǎn)品向市場(chǎng)需求地轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。此外，化肥品種逐漸向高效化、差異化、功能化等多樣化方向發(fā)展；新型肥料產(chǎn)品的迅速發(fā)展，迫切需要區(qū)域化作物技術(shù)服務(wù)加強(qiáng)。

回顧過(guò)去，我國(guó)化肥行業(yè)經(jīng)歷了“以產(chǎn)定銷(xiāo)”和“以銷(xiāo)定產(chǎn)”時(shí)代，步入“以需定產(chǎn)”的全新時(shí)期，合作社、規(guī)模化農(nóng)場(chǎng)帶來(lái)的直銷(xiāo)效應(yīng)，對(duì)技術(shù)服務(wù)提出更高的要求，通過(guò)提供“通用的農(nóng)資產(chǎn)品與個(gè)性化的農(nóng)化服務(wù)”，如何降低生產(chǎn)成本、突出通用性、增加生產(chǎn)成本便利性，加快營(yíng)銷(xiāo)模式的變革，通過(guò)技術(shù)服務(wù)營(yíng)銷(xiāo)占領(lǐng)市場(chǎng)份額定將是未來(lái)農(nóng)資市場(chǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)新模式歸根結(jié)底是提供作物完全解決方案，以整合渠道與市場(chǎng)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，其包含土、肥、水、植保與栽培等各方面技術(shù)。因此，在未來(lái)農(nóng)資市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)必須要根據(jù)作物的生產(chǎn)中存在的問(wèn)題，結(jié)合其區(qū)域性氣候與栽培特性，提出適宜的配方設(shè)計(jì)和配套的技術(shù)模式，以從生產(chǎn)管理各方面來(lái)解決作物生產(chǎn)問(wèn)題，提供作物生產(chǎn)全套解決方案。

未來(lái)肥料業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)實(shí)質(zhì)是產(chǎn)品、渠道、技術(shù)與服務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)，主要體現(xiàn)在區(qū)域與成本競(jìng)爭(zhēng)、產(chǎn)品與企業(yè)品牌競(jìng)爭(zhēng)以及技術(shù)資源與職業(yè)經(jīng)理人的競(jìng)爭(zhēng)等。未來(lái)的市場(chǎng)很大程度上面臨著區(qū)域優(yōu)勢(shì)競(jìng)爭(zhēng)，就近區(qū)域可以降低運(yùn)輸成本，了解區(qū)域特點(diǎn)，以更好地解決區(qū)域作物問(wèn)題。成本競(jìng)爭(zhēng)則占據(jù)原料便宜、配方設(shè)計(jì)合理、經(jīng)濟(jì)性和有針對(duì)性等方面的優(yōu)勢(shì)。產(chǎn)品及企業(yè)的品牌競(jìng)爭(zhēng)，無(wú)疑可以解決作物生產(chǎn)問(wèn)題的技術(shù)集成方案。而資金與銷(xiāo)售模式競(jìng)爭(zhēng)將迫使企業(yè)通過(guò)多種渠道獲得更大資金鏈，以拓展上下游資源。此外，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)問(wèn)題、真正解決問(wèn)題是當(dāng)今亟待解決的“瓶頸”，多學(xué)科融合的具有經(jīng)驗(yàn)的職業(yè)經(jīng)理人是未來(lái)最佳人選，這些職業(yè)經(jīng)理人具備了全面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，同時(shí)也是連接區(qū)域客戶(hù)與專(zhuān)家情感性需求的紐帶。因此，未來(lái)肥料界最本質(zhì)的競(jìng)爭(zhēng)，必然是技術(shù)人才資源的競(jìng)爭(zhēng)。

含氮水溶性肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與問(wèn)題

在過(guò)去的5年時(shí)間里，我國(guó)水溶性肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。迄今為止生產(chǎn)企業(yè)已達(dá)2440家，登記的水溶性肥料產(chǎn)品種類(lèi)5742個(gè)，2014年產(chǎn)能693萬(wàn)噸，實(shí)際產(chǎn)量達(dá)到279萬(wàn)噸，但我國(guó)含氮水溶性肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的問(wèn)題也比較突出。

1.氮肥結(jié)構(gòu)不合理，硝基肥在未來(lái)3年會(huì)有較大發(fā)展

我國(guó)氮肥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理。據(jù)中國(guó)氮肥協(xié)會(huì)和IFA數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)硝態(tài)氮肥和液態(tài)氮肥的比重分別僅占0.3%和0%，而德國(guó)達(dá)到27.7%和12.0%，美國(guó)則達(dá)到8.5%和55.9%。

硝基復(fù)合肥是以硝銨為氮源，添加磷、鉀等原料，對(duì)肥料進(jìn)行二次加工生產(chǎn)出的的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于40%的高濃度復(fù)合肥料 。硝基復(fù)合肥在我國(guó)最初從煙草等經(jīng)濟(jì)作物開(kāi)始施用，現(xiàn)在在蔬菜、果樹(shù)、玉米、小麥等作物上的大量使用已經(jīng)逐漸得到推廣。總體來(lái)看，未來(lái)三年我國(guó)硝態(tài)氮肥市場(chǎng)容量有800萬(wàn)-1000萬(wàn)噸。然而，據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在建和擬上馬的硝基復(fù)合肥生產(chǎn)裝置的合計(jì)產(chǎn)能1500萬(wàn)噸以上，大多數(shù)裝置將在2013-2015年建成投產(chǎn)。2015年我國(guó)的硝基復(fù)合肥的產(chǎn)能和產(chǎn)量將分別突破2000萬(wàn)噸和1500萬(wàn)噸。

節(jié)水灌溉技術(shù)的普及，也刺激了硝態(tài)氮肥的市場(chǎng)需求。作為灌溉施肥過(guò)程中必不可少的重要原料產(chǎn)品，硝基肥正為越來(lái)越多的企業(yè)、經(jīng)銷(xiāo)商和農(nóng)戶(hù)所認(rèn)識(shí)，硝態(tài)氮與銨態(tài)氮、酰胺態(tài)氮合理搭配使用還有提高作物產(chǎn)量、改善作物品質(zhì)的作用。

2.規(guī)?；耘嗪退室惑w化催生尿素硝銨溶液產(chǎn)品的發(fā)展

尿素硝銨溶液（UAN）是美國(guó)液體氮肥中的主要品種，近年來(lái)隨著我國(guó)液體肥料的施用和發(fā)展，尿素硝銨溶液也逐步被業(yè)界所關(guān)注。尿素硝銨溶液由尿素、硝銨和水配制而成。市場(chǎng)上常見(jiàn)的溶液含氮量為28%、30%和32%。其中硝態(tài)氮含量一般在6.5%-7.5%，銨態(tài)氮含量一般在6.5%-7.5%，酰胺態(tài)氮含量一般在14%-17%，尿素硝銨溶液將三種氮源集中于一種產(chǎn)品，可以發(fā)揮各種氮源的優(yōu)勢(shì)。硝態(tài)氮可以提供即時(shí)的氮源，供作物快速吸收。銨態(tài)氮一部分被即時(shí)吸收，一部分被土壤膠體吸附，從而延長(zhǎng)肥效。尿素水解需要時(shí)間，尤其在低溫下通常起到長(zhǎng)效氮肥的作用。為減少氮的淋溶損失，有些尿素硝銨溶液中通常會(huì)加入硝化抑制劑和脲酶抑制劑。

從當(dāng)前的市場(chǎng)上UAN的售價(jià)和液體水溶性肥料的普及，UAN更多被作為液體水溶性肥料原料或者為規(guī)?；耘嘞滤室惑w化技術(shù)施用，而很多氮肥企業(yè)和化工企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始部分轉(zhuǎn)產(chǎn)生產(chǎn)UAN，預(yù)計(jì)UAN在未來(lái)有一定的發(fā)展。

3.水溶性硝基肥和UAN壓縮了大量元素水溶性肥料產(chǎn)品的市場(chǎng)

大量元素水溶性肥料的生產(chǎn)工藝同質(zhì)化、企業(yè)規(guī)模小、生產(chǎn)技術(shù)落后導(dǎo)致的產(chǎn)品問(wèn)題層出不窮。物理混配型固體水溶性肥料的生產(chǎn)工藝普遍，是目前國(guó)內(nèi)外固體水溶肥料生產(chǎn)的主流方式。此類(lèi)產(chǎn)品含氮磷鉀養(yǎng)分高，不是單一物質(zhì)，有很多產(chǎn)品同時(shí)還含有中微量元素、維生素、海藻酸等類(lèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。物理混配型高氮固體水溶性肥料存在成本高、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、混配不勻、外觀性狀差、產(chǎn)品吸濕結(jié)塊等問(wèn)題。目前市場(chǎng)上的化學(xué)合成型固體水溶性肥料生產(chǎn)工藝可以明顯改善固體水溶性肥料的外觀性狀，得到市場(chǎng)的認(rèn)可。

規(guī)?；r(nóng)業(yè)生產(chǎn)對(duì)低成本農(nóng)資產(chǎn)品的要求，使種植戶(hù)開(kāi)始理性對(duì)待大量元素水溶性肥料。由于種植大戶(hù)的農(nóng)資產(chǎn)品用量很大，所以對(duì)價(jià)格也十分敏感，成本低的水溶性基礎(chǔ)原料肥市場(chǎng)將進(jìn)一步擴(kuò)大，以供氮素為主的尿素、UAN、硝酸銨鈣以及硝基肥產(chǎn)品或?qū)⒊蔀槭袌?chǎng)熱點(diǎn)。從市場(chǎng)角度預(yù)測(cè)，大量元素水溶性肥料市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，復(fù)合肥行業(yè)逐步向水溶性肥料跨越，高塔全水溶硝基復(fù)合肥、硝酸銨鈣、尿素硝銨溶液、氨水等開(kāi)始沖擊大量元素水溶性肥料的市場(chǎng)。

4.含有機(jī)氮水溶肥一直是功能肥料的亮點(diǎn)

氨基酸類(lèi)原料產(chǎn)品是氨基酸水溶性肥料的主要原料成分。氨基酸能螯合微量元素，當(dāng)與微量元素一起施用時(shí)，微量元素在植物體內(nèi)的吸收和運(yùn)輸更容易，這種效應(yīng)是由于螯合作用和分子膜滲透的影響。甘氨酸和谷氨酸能提高植物中的葉綠素濃度，促進(jìn)光合作用；L-谷氨酸作為“保衛(wèi)細(xì)胞”細(xì)胞脂滲透劑，有利于氣孔的開(kāi)啟；L-甘氨酸和L-谷氨酸被認(rèn)為是非常有效的螯合劑。此外，利用無(wú)害化廢料研發(fā)氨基酸水溶性肥料產(chǎn)品，不僅可以實(shí)現(xiàn)廢棄物的循環(huán)利用，而且可以提高其附加值，達(dá)到增值的目的。因此，在水溶性肥料產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的今天，具有巨大潛力。