中國化肥發(fā)展之路

陳明良(上海化工研究院)

中國化肥發(fā)展之路

陳明良(上?；ぱ芯吭?

化肥發(fā)展現(xiàn)狀

化肥是國家重要的戰(zhàn)略物資，是關(guān)乎糧食安全、生態(tài)安全與資源可持續(xù)利用等國計民生產(chǎn)業(yè)。經(jīng)過近30年的快速發(fā)展，我國已成為世界化肥生產(chǎn)(占28%)和消費大國(27%)，尤其是氮肥和磷肥，生產(chǎn)和施用均為世界第一。但我國人多地少水缺，化肥需求是剛性的。我國化肥生產(chǎn)已基本滿足農(nóng)業(yè)需要，同時還出口國際市場?；市袠I(yè)的供應量增速大于需求量增速，基礎肥料氮肥和磷肥過剩嚴重，鉀肥因資源不足仍需進口。

中國化肥產(chǎn)業(yè)存在的問題主要是新增產(chǎn)能持續(xù)增加，落后產(chǎn)能退出遲緩，致使目前氮肥、磷肥產(chǎn)能利用率僅約70%、72%；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與農(nóng)業(yè)需求不符，基礎肥料品種齊全，高效專用肥料發(fā)展滯后，不能滿足平衡施肥、測土配方施肥、機械化施肥、水肥一體化施肥等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求；產(chǎn)品利用率低，氮肥利用率35%低于發(fā)達國家；農(nóng)化服務不到位，未建立專業(yè)的農(nóng)化服務體系，不能完全適應現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主體的變化。

相關(guān)政策變動對行業(yè)影響較大，尤其是增值稅由免征調(diào)整為征收13%，不利于肥料進口，國內(nèi)肥料企業(yè)應該抓住機會；優(yōu)惠政策逐步減少，會使成本增加，市場化程度提高，競爭更加充分，落后產(chǎn)能被迫退出，產(chǎn)業(yè)升級及技術(shù)進步。出口政策趨于寬松會提高企業(yè)的國際競爭力，促進行業(yè)發(fā)展。行業(yè)監(jiān)管走向簡化，將會降低行政成本，提高生產(chǎn)效率，促進新產(chǎn)品研發(fā)應用。 “化肥使用量零增長行動方案”將推動新型肥料和測土配方施肥的發(fā)展。

復混肥發(fā)展現(xiàn)狀。依賴于資源的基礎肥料向資源產(chǎn)地集中，二次加工復混肥生產(chǎn)向市場需求地轉(zhuǎn)移。有許可證的二次加工復混肥生產(chǎn)企業(yè)3400度家，產(chǎn)能約2億噸，年產(chǎn)量5500～6000萬噸，由于施肥季節(jié)性，產(chǎn)能算不上過剩。我國幾乎包含所有的復混肥生產(chǎn)工藝，并且一些工藝是中國特有。經(jīng)濟作物種植和水溶肥推廣推動硝基復合肥發(fā)展，這幾年硝基復合肥成為行業(yè)發(fā)展熱點。隨著測土配方施肥推廣實施，訂單生產(chǎn)，企業(yè)配方多樣化，大的企業(yè)可以生產(chǎn)幾十個配方的復混肥料。大企業(yè)規(guī)模越來越大，集中度在提高，產(chǎn)品質(zhì)量也得到保證，但還有每年生產(chǎn)1～2千噸的作坊式小廠存在。

新型肥料種類多、近年產(chǎn)能產(chǎn)量增速較快，發(fā)展?jié)摿艽蟆?/p>

復混肥生產(chǎn)過程存在問題

生產(chǎn)車間環(huán)境粉塵大；工人的勞動條件差、勞動強度大；產(chǎn)品中規(guī)定的養(yǎng)份及數(shù)量不合格；產(chǎn)品的含水量偏高；抗壓強度不高；產(chǎn)品結(jié)塊嚴重。

由于環(huán)境中存在易吸潮粉塵，電子元器件易損壞，導致計量稱不準，影響產(chǎn)品中規(guī)定養(yǎng)份。如何精確計量是每一個復混肥企業(yè)都存在的技術(shù)難題。

隨著國家加強節(jié)能減排和大氣污染防治，復混肥生產(chǎn)所必配部分裝置如鍋爐、燃燒爐提出更高要求，對行業(yè)很不利。

化肥發(fā)展趨勢

隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展，優(yōu)質(zhì)土壤在不斷被減少，而所補充的土地相對貧瘠，要保證糧食和農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量必然需加大化肥的投入。

隨著化肥施用量的增加，肥料利用率低，資源瓶頸、環(huán)境壓力等問題日益突出。

我國化肥消費的高速增長期已基本結(jié)束，將進入結(jié)構(gòu)調(diào)整時代，總量保持穩(wěn)定并且可能會出現(xiàn)降低趨勢，尤其是磷肥施用量會減少。

行業(yè)市場競爭日益由單一企業(yè)間競爭向產(chǎn)業(yè)鏈之間競爭轉(zhuǎn)化，未來企業(yè)間、上下游間的聯(lián)合和重組將不斷發(fā)生。

化肥生產(chǎn)更向規(guī)?；?、集團化方向發(fā)展，市場布局更趨合理且日益向市場前沿集中。領先的農(nóng)化服務網(wǎng)絡將成為復混肥企業(yè)構(gòu)建自身優(yōu)勢和競爭力的重要一環(huán)，也決定其未來市場影響力的高下。

基礎肥料合成氨、尿素、磷酸一銨、磷酸二銨(包括氯化鉀、硫酸鉀)產(chǎn)能要控制，常規(guī)復混肥發(fā)展會受到限制；化肥產(chǎn)品將向著品種多樣化、專用化方向發(fā)展，高效、低耗、節(jié)水、環(huán)境友好成為基本要求。各種高效新型肥料如緩釋肥料、水溶性肥料、液體肥料、葉面肥、生物肥料、土壤調(diào)理劑等重點推廣示范；突出有機肥資源利用；推廣測土配方施肥，集成高效施肥技術(shù)，以提高化肥利用率，達到減量增效目標。

我國已有30%土地得到流轉(zhuǎn)，還有幾十萬個種植大戶，土地流轉(zhuǎn)的加快、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織形式的改變對化肥現(xiàn)有的生產(chǎn)和分銷模式帶來挑戰(zhàn)；大客戶定制和包含了其他農(nóng)用品的專業(yè)服務會是一個趨勢。肥料生產(chǎn)商依據(jù)土壤類型以及作物的營養(yǎng)特點來制定肥料配方，會更重視農(nóng)化服務，小企業(yè)會越來越困難，大企業(yè)會占優(yōu)勢，復合肥生產(chǎn)集中度會增加。

隨著我國農(nóng)村強勞動力日潛減少，我國種植業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，土地集約化的進度加快，也會帶來化肥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和化肥銷售方式的調(diào)整。集約化農(nóng)業(yè)精準地調(diào)整土地和作物管理措施，方便實行機械化種植和施肥，液體肥料和摻混肥料會迎來機會。

化肥品種向高效化、 差異化、功能化等 多樣化方向發(fā)展

測土配方施肥是趨勢。配方站要靠近終端種植戶，按需配肥，隨用隨配。測土目的不僅是“配”，還要關(guān)注如何施。

品種多樣化。作物和土壤缺啥補啥，不能一個配方打天下。

營養(yǎng)全面化。氮、磷、鉀是作物不可或缺的大量營養(yǎng)元素，但鈣、鎂、硫、鐵、鋅、硼、銅、鉬、硼等中微量元素作用也不可小視，有機無機結(jié)合也應考慮，營養(yǎng)均衡全面對作用優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)非常重要。

產(chǎn)品功能化。部分肥料產(chǎn)品要具有抗病蟲害、抗旱，抗凍，抗倒伏，抗重茬，調(diào)理土壤酸堿度等作用，尋找產(chǎn)品差異化。

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更合理。目的是要提高要肥料產(chǎn)品利用效率，符合作物優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目標、對環(huán)境友好。

我國在化肥利用率上同國外差距較大，但對其原因也要客觀分析：

差距首先來自土壤肥力的差異。我國耕地多以中低產(chǎn)田為主，占70%左右。盡管這些年國家加強農(nóng)田基礎設施建設，但因工業(yè)化、城鎮(zhèn)化發(fā)展，占補平衡補充耕地質(zhì)量較差，一般相差2—3個等級。目前，我國基礎地力貢獻率為50%左右，比發(fā)達國家低20～30個百分點。

其次是種植制度的差異。我國土地等資源利用強度大，南方一些地方是一年多熟，黃淮海地區(qū)是一年兩熟，僅長城以北是一年一熟。而歐洲、美洲等國家多為一年一熟，土壤肥力保持較好。

三是作物產(chǎn)量水平的差異。我國人多地少的國情，選擇了增加投入來提高單產(chǎn)水平。以水稻為例，我國水稻畝產(chǎn)比印度高近1倍，施肥水平高67%；畝產(chǎn)比日本高25%，施肥水平則高30%。

四是耕作和施肥方式的差異。歐美等國家通過實施深耕深松和秸稈還田，一般耕層在35厘米以上，而我國多數(shù)地方的耕層只有15—20厘米，保水保肥能力差。歐美國家糧食作物以化肥機械深施為主，水果和蔬菜多以水肥一體化為主，而我國一些地方還是表施、撒施或者“一炮轟”。

用有機肥替代化肥費工費時。投入量太大，一畝地比用化肥多好幾倍。有機肥要兩三年才能看出效果。

當前我國化肥用量較大的作物主要集中在蔬菜和水果上，這也是化肥減量的“主戰(zhàn)場”之一。此外，化肥施用上還存在結(jié)構(gòu)不合理、有機肥資源利用率低、施肥方式落后等難題。有機肥實際利用不足40%，機械施肥僅占主要農(nóng)作物面積的30%左右。

我國是肥料使用大國，單位面積肥料施用量也多于大部分國家，尤其是氮肥的施用量。

一、肥料施用量多的原因：

1、土壤肥力：我國大部分耕地開墾年代較久，土壤利用強度又高，肥力較低。旱地土壤有機質(zhì)只有1.0%～1.5%,土壤全氮僅為0.07%～0.10%。而美國和俄羅斯等國土壤有機質(zhì)一般3.0%～5%,土壤全氮為0.2%～0.40%。我國土壤肥力不高，要獲得高產(chǎn)只能提高施肥量。

2、種植結(jié)構(gòu)：隨著農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，經(jīng)濟作物種植面積增加較多，經(jīng)濟作物施肥量要比糧食作物施肥量高，通常是糧食作物的1.5～2.0倍，糖料是1.5倍、茶園1.6倍、果園1.8倍、蔬菜為2.6倍。我國化肥施用量中已超過45%為經(jīng)濟作物用肥。我國人均蔬菜份額達到了250千克/人年，大大高于世界平均水平120公斤/人年的水平，在水果和蔬菜施用肥量占到了34%。

二、肥料利用率低的原因：

肥料的利用率與肥料結(jié)構(gòu)、施肥方式、土地類別相關(guān)。

植物對氮素的吸收效率與土壤、作物、溫度、水環(huán)境和施肥方法有關(guān)，作物當季吸收利用一般為30%～50%，氮素損失可達20%～60%，土壤中殘留約25%～35%。氮肥損失量和損失途徑與土壤性質(zhì)、耕作載培制度、氣候環(huán)境條件密切相關(guān)，也受到農(nóng)業(yè)措施的影響。

1、土壤肥力：肥料利用率直接與土地中的有機質(zhì)相關(guān)。有機質(zhì)高，土地肥力強，可增加土地養(yǎng)分庫容和保肥性能及作物對養(yǎng)分的利用，殘留于土壤中約25%～35%氮素養(yǎng)分就可以保留于土壤中給下季作物使用，減少磷素的固定。我國土壤有機質(zhì)東部在1.5%左右，西部1.5%以下。

2、過量施用：我國人多地少，種植指數(shù)高，為了在地力不足的土壤上得到高產(chǎn)，必然增加化肥施用量，肥料利用率直接與施用量有關(guān)，用量越多，利用率越低。

3、施用方法：氮肥深施及分次施肥可提高利用率，尿素和碳銨深施可提高利用率7.2%～12.8%。采用施肥時間和施N量與作物對N肥的需求相吻合可提高N肥利用率34%～40%，降低習慣施肥量38.7%～41.3%，產(chǎn)量提高2.5%～3.5%。

我國現(xiàn)在農(nóng)村勞動力不足，勞動力成本較高，又沒有達到可農(nóng)業(yè)機械化程度，在許多地方采用“一炮轟”，表面撒施等肥料施用方法，難于實施發(fā)達國家已得到驗證的測土施肥--保證了土壤養(yǎng)分間的平衡，減少了因過量施肥而造成的浪費和對環(huán)境的污染。(這也是緩控釋肥料能在我國大田作物上得到推廣的原因)

4、肥料結(jié)構(gòu)：美國的化肥利用率比中國高出20%。除了美國土壤肥力高，且播種系數(shù)低(美國低于1，我國在1.5以上)，施用合適量化肥即可達到高產(chǎn)，所以化肥利用率高，還與還與美國肥料品種結(jié)構(gòu)有關(guān)，實施測土施肥，大量使用液體肥料，大部分氮素按作物需要以液體形式低成本管道施用，并且重視硝氮和銨氮配合施用，利用率就高。

土壤肥力是影響肥料施用量和利用率的關(guān)鍵因素，秸稈還田既可以減少農(nóng)業(yè)廢棄物，還可以提高土壤的有機質(zhì)，但一直存在還田難的問題，雖然科技工作者做了很多努力，但至今一直沒有合適的可施行方法。

施用有機肥和綠肥也是增加土壤肥力的方法，應重視有機肥的開發(fā)，尤其是有機無機復混肥。有機無機復混肥兼有無機肥的快速和有機肥平衡持久的優(yōu)點，可以減緩氮肥的釋放速度，提高肥料無機養(yǎng)分利用率，改良土壤；適當?shù)谋壤墒褂袡C無機復混肥具有適宜的供肥強度，又能維持較長時間,克服無機供肥大起大落和農(nóng)家肥供肥強度不足、肥效慢的特點；通過調(diào)節(jié)有機無機比例，使供肥過程與作物生長的各階段的需要相適應；根據(jù)不同的農(nóng)作物、土壤及氣候條件施用相應的有機無機復混肥，可提高農(nóng)作物的產(chǎn)量，改善作物的品質(zhì)，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，保護土壤的生態(tài)平衡。但有機肥原料來源太廣，部分原料會帶來的二次污染，應該對有機肥原料作出規(guī)定。

隨著氮磷鉀化肥的大量使用，單位面積土壤作物產(chǎn)量的提升，隨作物帶走的土壤中微量元素養(yǎng)分沒有得到補給，使缺乏中微量元素的土壤越來越廣泛，成了木桶短板。但大部分中微量元素價格較高，使用于土壤后容易固定，降低高價值的微量元素的使用效率。并且作物需要量少，很容易造成過量中毒，因此要重視中微量元素肥料種類和使用方法，采用高效螯合方法可以提高微量元素的利用率。根際養(yǎng)分增效劑、高肥效生長調(diào)節(jié)劑都是提高植物吸收養(yǎng)分的添加劑，有較大的研究價值。

對北方缺水地區(qū)水肥一體化是提高水和肥料的利用率的一個有效方法，但現(xiàn)在國內(nèi)水溶性肥料對原料的要求過高，造成水溶性肥料成了高價肥的代名詞。按照植物營養(yǎng)理論，多數(shù)作物的幼苗期，對磷比較敏感，是磷素營養(yǎng)的臨界期，生長后期作物主要通過體內(nèi)磷的再分配和再利用來滿足后期各器官的需要，因此，多數(shù)作物只要在前期能充分滿足其磷素營養(yǎng)的需要。多數(shù)作物的鉀素營養(yǎng)臨界期也都在作物生育的早期，作物吸鉀在中、前期猛烈，后期顯著減少，甚至在成熟期部分鉀從根部溢出。因此一般磷鉀以大部分基肥形式施用。假如磷和鉀也全部以水溶肥形式加入，由于磷、鉀移動性差，可能無法被植物根際吸收，造成植物后期缺磷缺鉀。從作物養(yǎng)分吸收規(guī)律來看，水肥一體化更適合于氮肥和微量元素的追施。磷和鉀以基肥方式施用更合理。這樣也可以解決北方地區(qū)由于水中鈣鎂較高造成的磷素沉淀問題。

我國的緩/控釋肥料研究雖然起步較晚，但研究特色明顯，樹脂包衣、營養(yǎng)材料包裹、基質(zhì)復合、膠結(jié)控釋、酶抑制、緩控釋摻混肥料、控失肥、肽肥等產(chǎn)品和工藝百花齊放。特別是近幾年，國家和地方政府非常重視緩/控釋新型肥料的研究與產(chǎn)業(yè)化，國內(nèi)緩控釋肥料是肥料領域的研究熱點和重點?；诘租涴B(yǎng)分的特性，緩控釋肥料的總體方向應該是“控氮釋放、促磷增效、防鉀淋失”，核心是控氮，尤其是尿素的緩控釋。

目前我國緩控釋肥料的發(fā)展以面向大田作物為重點。大田使用緩釋肥的目的是為了適應肥料“一炮轟”施用，提高肥料利用率。大田作物生產(chǎn)期短，從性價比考慮，并不需要肥料的養(yǎng)分釋放速率與作物養(yǎng)分吸收相同步，因此以樹脂包裹緩控釋肥不應當是我們的發(fā)展重點。并且美國和歐盟均嚴禁樹脂包裹尿素在耕地上使用，因為樹脂在土壤中降解周期為30～50年，長期施用將破壞土地結(jié)構(gòu)。我國緩控釋肥料的目標應當是：以可再生、可循環(huán)、對環(huán)境友好的物質(zhì)為主要材料，開發(fā)價格低廉、無毒害、生產(chǎn)和使用環(huán)境友好的緩控釋肥料制造技術(shù)。將肥料養(yǎng)分與可降低其溶解性的物質(zhì)混合制成養(yǎng)分緩慢釋放的緩控釋肥料應當是我國發(fā)展的重點。穩(wěn)定性緩釋肥生產(chǎn)成本低、工藝簡單，但應加強田間應用試驗，尤其要重視對土壤環(huán)境的影響評價。

現(xiàn)在許多產(chǎn)品價格較高，性價比低。如果土地集約化程度更高，推廣機械化施肥，解決氮肥追施問題，緩釋肥市場會萎縮。

農(nóng)村勞動力不足的趨勢會越來越嚴重，土地集約化的進度會加快，集約化農(nóng)業(yè)精細準確地調(diào)整土地和作物管理措施，方便地實行機械化種植和施肥，與機械化配套施用的肥料研究缺乏，是應該加以重視。

從當前生產(chǎn)實踐來看，肥料工作的重點還是應該放在提高科學施肥水平上，完善施肥技術(shù)、推廣平衡施肥理念上，常規(guī)肥料在今后相當長的時間內(nèi)仍將是肥料應用的主流。