馮尚善,崔榮政,王 臣
(中國磷復(fù)肥工業(yè)協(xié)會(huì),北京 100013)
2019年5月,中國磷復(fù)肥工業(yè)協(xié)會(huì)新型肥料分會(huì)根據(jù)我國新型肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,組織部分會(huì)員單位啟動(dòng)了《新型肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展藍(lán)皮書(2019)》編制工作。在編制過程中,新型肥料分會(huì)對(duì)行業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行深入調(diào)研,梳理了新型肥料的定義及分類,厘清市場(chǎng)上常見的各類新型肥料的生產(chǎn)現(xiàn)狀,系統(tǒng)研究了產(chǎn)業(yè)存在的問題及發(fā)展方向,為新型肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出建議,促進(jìn)新型肥料產(chǎn)業(yè)健康快速發(fā)展。
我國作為擁有14 億人口的農(nóng)業(yè)大國,肥料對(duì)種植業(yè)起著不可替代的作用,化肥對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率持續(xù)高達(dá)40%。但是,我國化肥實(shí)際利用率仍偏低(據(jù)原農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計(jì),2017 年我國水稻、玉米、小麥三大糧食作物化肥利用率為37.8%[1]),在導(dǎo)致資源浪費(fèi)的同時(shí),也給耕地和環(huán)境帶來了一系列問題。同時(shí),近年來我國農(nóng)業(yè)施肥方式和施肥技術(shù)發(fā)生了巨大的變化,對(duì)肥料產(chǎn)品提出了更高、更多樣化的需求。伴隨著這些問題,新型肥料產(chǎn)業(yè)應(yīng)運(yùn)而生。新型肥料有利于提高肥料利用率、促進(jìn)作物生長(zhǎng)并提高產(chǎn)量,對(duì)保護(hù)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境安全、改良土壤、提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全具有重要作用。
近10 年來,隨著我國化肥工業(yè)技術(shù)進(jìn)步,新型肥料產(chǎn)業(yè)迅速崛起,我國成為世界上新型肥料施用量最高的國家,約占世界消費(fèi)總量的40%[2]。
原農(nóng)業(yè)部2015 年印發(fā)的《到2020 年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》提出,通過調(diào)整化肥使用結(jié)構(gòu),大力推廣高效環(huán)保的新型肥料,倒逼企業(yè)進(jìn)行改革,朝著高效施肥方向轉(zhuǎn)化,使化肥利用率達(dá)到40%以上。這對(duì)新型肥料行業(yè)的發(fā)展是一次重大機(jī)遇。此外,2015 年工業(yè)和信息化部印發(fā)的《關(guān)于推進(jìn)化肥行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導(dǎo)意見》中指出要大力發(fā)展新型肥料,力爭(zhēng)到2020 年我國新型肥料使用量占化肥總使用量的比重從不到10%提升到30%,未來新型肥料使用量占比將繼續(xù)逐步提升。
新型肥料,是相對(duì)于傳統(tǒng)肥料而言,采用了新配方或新技術(shù)制備的,能夠顯著提高或增加肥效的肥料新品種。
根據(jù)市場(chǎng)上常見的產(chǎn)品形式,新型肥料可以分為以下幾種:緩控釋肥料(主要包括包膜(裹)緩控釋肥料、穩(wěn)定性肥料、脲醛類緩釋肥料等)、水溶性肥料、增效肥料(主要包括腐植酸類肥料、海藻酸類肥料、氨基酸類肥料和其他添加增效劑的肥料)、中微量元素肥料以及其他新型肥料(主要包括微生物有機(jī)肥、復(fù)合微生物肥料、具有土壤調(diào)理功能類肥料、功能性肥料等)。根據(jù)新型肥料的內(nèi)在特性可以將其分為功能型、營養(yǎng)型和時(shí)效型3 類。功能型肥料,將作物營養(yǎng)成分與其他限制作物高產(chǎn)的因素結(jié)合,可促進(jìn)作物對(duì)營養(yǎng)成分的吸收,提高肥料利用率,改良土壤結(jié)構(gòu),提高單位肥料對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)的效率等;營養(yǎng)型肥料,通過添加中微量元素,無機(jī)養(yǎng)分與有機(jī)養(yǎng)分、微生物結(jié)合,有利于作物營養(yǎng)平衡,在去病害和增產(chǎn)的同時(shí)提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量;時(shí)效型肥料,無論是速效肥還是緩控釋肥料,都是為了體現(xiàn)作用效果的同時(shí)減少施肥量和施肥工作量。
2000 年以來,我國新型肥料產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,2015 年以后市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率均在20%以上,其中生產(chǎn)廠家每年增加200家左右,新型肥料產(chǎn)量持續(xù)走高。根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部數(shù)據(jù),截至2019年5月20日,新型肥料企業(yè)共登記產(chǎn)品17 290種,登記企業(yè)達(dá)6 822家。
1) 緩控釋肥料 我國緩控釋肥料研究晚于美國、日本等其他國家,但發(fā)展速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于其他國家[3]。自2006年以來,我國包膜(裹)緩控釋肥產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,產(chǎn)能迅猛增長(zhǎng)。2015 年我國包膜(裹)緩控釋肥產(chǎn)能為620 萬t,2018 年增長(zhǎng)到740萬t。2018年我國穩(wěn)定性肥料產(chǎn)能達(dá)到600萬t,產(chǎn)量在150 萬t 左右,已達(dá)世界穩(wěn)定性肥料總產(chǎn)量的1/3。2018 年我國脲醛類肥料產(chǎn)能約為120 萬t,其中脲甲醛復(fù)合肥綜合產(chǎn)能約70萬t。
2) 水溶性肥料 1990 年我國水溶性肥料登記產(chǎn)品僅有3 種,2002 年激增至359 種,2010 年4月,達(dá)3 318種;截至2018年5月,我國水溶性肥料產(chǎn)品登記數(shù)量達(dá)到11 194個(gè),產(chǎn)能達(dá)到820萬t。
3) 增效肥料 2015 年腐植酸復(fù)合肥料折純產(chǎn)量85 萬t,2018 年折純產(chǎn)量達(dá)到150 萬t 左右。2019 年,腐植酸有機(jī)肥/生物有機(jī)肥生產(chǎn)廠家近500家,綜合產(chǎn)能約500萬t;海藻肥生產(chǎn)企業(yè)在300家以上,全國農(nóng)資市場(chǎng)上標(biāo)稱“海藻肥”在售的產(chǎn)品約有500個(gè),總產(chǎn)量60萬~70萬t/a,年產(chǎn)值50億~60億元;氨基酸類肥料目前市場(chǎng)上主要有氨基酸增效肥料和聚氨基酸增效肥料,僅添加的聚天門冬氨酸年需求量就達(dá)到6萬t左右。
4) 中微量元素肥料 產(chǎn)品類型以微量元素水溶肥為主,占中微量元素肥料產(chǎn)品總量的90%左右。其中98%是復(fù)合型,以Zn、Mn、B 等組合為主。全國中微量元素肥料涉及的作物已經(jīng)達(dá)到59種之多,基本覆蓋了我國主要作物種類。在農(nóng)用階段,除了傳統(tǒng)的中微量元素肥料外,當(dāng)前將中微量元素添加到復(fù)合肥料中形成新型中微量元素類肥料的應(yīng)用也越來越多,市場(chǎng)潛力巨大。
新型肥料在提高肥料利用率、改良土壤、改善作物品質(zhì)等方面發(fā)揮了巨大的作用,但是依然存在以下問題。
(1)受價(jià)格、農(nóng)民認(rèn)知度等因素制約,新型肥料在肥料使用總量中的比例仍然不高。盡管我國新型肥料生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出適用于各種經(jīng)濟(jì)作物、大田作物以及苗木花卉的產(chǎn)品,但是受技術(shù)要求高、生產(chǎn)工藝復(fù)雜等因素影響,新型肥料產(chǎn)品價(jià)格普遍高于傳統(tǒng)肥料,成為新型肥料消費(fèi)量增長(zhǎng)緩慢的制約因素之一。此外,我國農(nóng)民受傳統(tǒng)施肥觀念及小農(nóng)經(jīng)營模式現(xiàn)狀的影響,對(duì)新技術(shù)、新產(chǎn)品的接受程度低,也是制約新型肥料發(fā)展的重要因素。
(2)新型肥料的作用機(jī)制研究有待深入。受肥料產(chǎn)業(yè)傳統(tǒng)思維的影響,我國大多數(shù)新型肥料科研機(jī)構(gòu)注重學(xué)術(shù)研究,對(duì)產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用創(chuàng)新不夠重視,研究目標(biāo)、方向難以滿足市場(chǎng)需求,對(duì)新型肥料在作物吸收和營養(yǎng)需求等方面的機(jī)制研究有待進(jìn)一步深入。
(3)以滿足不同作物、不同土壤類型等需求為導(dǎo)向的肥料生產(chǎn)和供應(yīng)體系還需完善。研究和調(diào)查發(fā)現(xiàn),市場(chǎng)上已有的復(fù)合(混)肥配方總數(shù)已從2010 年的32 000 個(gè)減少到8 000 個(gè)左右,不能滿足現(xiàn)代農(nóng)作物種類和區(qū)域土壤差異的需求,且大部分復(fù)合(混)肥配方增產(chǎn)效果不顯著,浪費(fèi)養(yǎng)分的同時(shí)增加了農(nóng)戶的支出。
(4)匹配現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式的新型肥料產(chǎn)品和施肥技術(shù)需同步發(fā)展。隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)進(jìn)步,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式也產(chǎn)生了較大變化,施肥方式和施肥技術(shù)越來越多樣化,如:減輕勞動(dòng)力的機(jī)械施肥、種肥同播等施肥方式,基于飛防用肥的超低容量(ULV)噴霧施肥方式和技術(shù),用于滴灌、噴灌等水肥一體化的施肥方式和技術(shù)等。各種各樣的施肥方式和施肥技術(shù)要求肥料產(chǎn)品的顆粒強(qiáng)度、溶解性、粒徑等方面與之相匹配,但目前與此相關(guān)的產(chǎn)品還滯后于新型農(nóng)業(yè)施肥方式和施肥技術(shù)。
(5)圍繞作物營養(yǎng)的土壤養(yǎng)分變化狀況、肥料產(chǎn)品特性等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)不完善。目前,國內(nèi)對(duì)于土壤養(yǎng)分變化狀況、肥料產(chǎn)品特性等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源沒能實(shí)現(xiàn)公開和共享。肥料生產(chǎn)企業(yè)和相關(guān)科研機(jī)構(gòu),對(duì)于各個(gè)區(qū)域需要的基礎(chǔ)肥料種類、每個(gè)區(qū)域內(nèi)科學(xué)的配肥方案以及作物整個(gè)生育期全程管理服務(wù)套餐等,還需要系統(tǒng)化的研究。
(6)新型肥料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系不夠完善。面對(duì)市場(chǎng)上不斷推出的新產(chǎn)品,由于產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)體系存在滯后性,導(dǎo)致有的新產(chǎn)品無標(biāo)準(zhǔn)可依。
新型肥料是在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、生態(tài)農(nóng)業(yè)、可持續(xù)農(nóng)業(yè)的大環(huán)境下孕育和發(fā)展形成的,隨著人口增長(zhǎng)和人們生活水平提高,人類對(duì)糧食和農(nóng)產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量需求增加,只有加快新型肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展,才能保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)沿著綠色、高效、優(yōu)質(zhì)、低耗和高產(chǎn)的方向發(fā)展。
新型肥料的發(fā)展趨勢(shì)與農(nóng)業(yè)發(fā)展密切相關(guān),專用化、功能化、復(fù)合化、高效化、綠色環(huán)保是其發(fā)展的主要方向。我國農(nóng)業(yè)的集約化、專業(yè)化發(fā)展,需要相應(yīng)的新型肥料與之匹配,如一次性施肥技術(shù)、種肥同播、水(藥)肥一體化等,滿足省時(shí)、省工及提高利用率的要求;同時(shí)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求新型肥料應(yīng)具有多種功效,以滿足作物生長(zhǎng)的需求,目前有機(jī)-無機(jī)復(fù)合肥,生物有機(jī)肥以及具有抗病、生根、保水、降鹽調(diào)酸等功能的新型肥料在市場(chǎng)上日趨增多。
在新型肥料生產(chǎn)技術(shù)裝備方面,以提高生產(chǎn)效率、降低能耗等為重點(diǎn),對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)化技術(shù)工藝優(yōu)化提升,并研發(fā)智能化自動(dòng)控制系統(tǒng)及生產(chǎn)設(shè)備控制單元、設(shè)備密封技術(shù)等,開發(fā)連續(xù)化自動(dòng)控制工藝和設(shè)備,建立連續(xù)化、自動(dòng)化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)體系。
隨著國家對(duì)“減肥增效、綠色發(fā)展”的政策導(dǎo)向,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)將對(duì)肥料的質(zhì)量、形態(tài)、養(yǎng)分含量、成分、健康安全、生態(tài)環(huán)保、科學(xué)施用等方面提出更高的要求,緩控釋肥料、水溶性肥料、增效肥料等新型肥料將有更大的發(fā)展空間。