腐植酸肥料就是綠色低碳肥料

袁 亮 趙秉強(qiáng)

中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所 北京 100081

糧食安全離不開(kāi)化肥，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)離不開(kāi)化肥，農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展需要綠色高效肥料。縱觀世界化肥發(fā)展過(guò)程，基本可劃分為無(wú)效養(yǎng)分有效化和有效養(yǎng)分高效化兩個(gè)階段。過(guò)去的170 多年間，無(wú)效養(yǎng)分有效化產(chǎn)品創(chuàng)新建立了完善的理論體系（礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)理論）、完備的產(chǎn)業(yè)體系（合成氨、硝酸、磷酸等）和齊全的產(chǎn)品體系（尿素、磷銨、復(fù)合肥、水溶肥等）。有效養(yǎng)分高效化產(chǎn)品創(chuàng)新經(jīng)歷了50 多年的發(fā)展，理論體系逐步建立（調(diào)控根系吸收、優(yōu)化養(yǎng)分供應(yīng)、調(diào)控?fù)p失移動(dòng)等）、產(chǎn)業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展（緩/控釋技術(shù)、硝化/脲酶抑制技術(shù)、大宗化肥增值技術(shù)等）、產(chǎn)品體系逐漸形成（緩釋肥料、穩(wěn)定性肥料、以腐植酸肥料為代表的增值肥料等）[1]。

從化肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程看，經(jīng)歷了以骨粉、草木灰為代表的初始化肥階段（化肥產(chǎn)業(yè)1.0），以碳銨、過(guò)磷酸鈣為代表的低濃度化肥階段（化肥產(chǎn)業(yè)2.0），以尿素、磷銨、復(fù)合肥為代表的高濃度化肥階段（化肥產(chǎn)業(yè)3.0）。未來(lái)的化肥產(chǎn)業(yè)4.0將圍繞“綠色原料-綠色制造-綠色產(chǎn)品-綠色流通-綠色施用”構(gòu)建我國(guó)綠色肥料體系，將是綠色高效化肥階段[2]。未來(lái)，綠色高效化肥產(chǎn)品創(chuàng)新具有多目標(biāo)性，如高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、培肥保護(hù)土壤、保護(hù)環(huán)境、增強(qiáng)抗逆等特殊功能，腐植酸已成為促進(jìn)肥料、作物、土壤、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要材料，將成為推動(dòng)我國(guó)化肥產(chǎn)業(yè)4.0 發(fā)展的重要角色。腐植酸尿素、腐植酸磷銨、腐植酸復(fù)合肥發(fā)明專利獲得4 項(xiàng)中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)，占2016—2019 年全國(guó)肥料專利獎(jiǎng)的50%，可見(jiàn)，腐植酸在我國(guó)肥料科技創(chuàng)新中發(fā)揮了重要作用。

1 腐植酸肥料的化肥減施和增產(chǎn)效果突出

為研究腐植酸肥料的增產(chǎn)潛力和化肥減施潛力，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所新型肥料創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)選擇華北低肥力潮土（有機(jī)質(zhì)0.64%，全氮0.49 g/kg，有效磷5.7 mg/kg）在冬小麥-夏玉米上開(kāi)展了系統(tǒng)土柱試驗(yàn)研究，回答了（1）等養(yǎng)分投入下，腐植酸肥料的增產(chǎn)潛力到底多大？（2）在保障作物不減產(chǎn)的前提下，腐植酸肥料增效減肥潛力到底有多大？這2 個(gè)科學(xué)問(wèn)題。

結(jié)果表明，腐植酸增值尿素在冬小麥和夏玉米上的增產(chǎn)潛力分別為16.8%和17.3%，化肥減施潛力均達(dá)到20%，特別是在冬小麥上可超過(guò)20%。腐植酸增值磷銨在冬小麥和夏玉米上的增產(chǎn)潛力達(dá)14%，化肥減施潛力均達(dá)到20%?？梢?jiàn)，腐植酸肥料的化肥減施潛力至少20%，增產(chǎn)潛力超過(guò)10%（見(jiàn)表1 ～表4）[3～6]。在中等及高肥力土壤上，腐植酸肥料的化肥減施潛力應(yīng)當(dāng)更大。

表1 腐植酸尿素等氮量投入下的增產(chǎn)潛力Tab.1 Yield increasing potentiality of humic acid urea under equal nitrogen input

表2 腐植酸尿素等肥料量投入下的氮肥減施潛力Tab.2 Nitrogen reduction potentiality of humic acid urea under the same fertilizer amount

表3 腐植酸磷銨等磷量投入下的增產(chǎn)潛力Tab.3 Yield increasing potentiality of humic acid ammonium phosphate under equal phosphorus input

表4 腐植酸磷銨等肥料量投入下的磷肥減施潛力Tab.4 Phosphorus reduction potentiality of humic acid ammonium phosphate under the same fertilizer amount

未來(lái)3 ～5 年，在中國(guó)腐植酸工業(yè)協(xié)會(huì)的組織下，聯(lián)合國(guó)內(nèi)科研單位和腐植酸肥料企業(yè)，可在全國(guó)不同區(qū)域、不同作物、不同類型土壤上開(kāi)展系統(tǒng)試驗(yàn)研究，進(jìn)一步明確腐植酸肥料應(yīng)用效果和減肥潛力，指導(dǎo)腐植酸肥料在全國(guó)科學(xué)施用，讓腐植酸為我國(guó)化肥減施增效、農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。

2 腐植酸增值肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，推動(dòng)尿素、磷銨、 復(fù)合肥大宗化肥產(chǎn)品綠色轉(zhuǎn)型升級(jí)

腐植酸增值肥料新產(chǎn)品已在中海石油化學(xué)股份有限公司、山東農(nóng)大肥業(yè)科技有限公司、云天化集團(tuán)有限責(zé)任公司、瑞星集團(tuán)股份有限公司、昊華駿化集團(tuán)有限公司、中化化肥控股有限公司等30多家大型企業(yè)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)能達(dá)2000 萬(wàn)噸/年，推廣腐植酸肥料產(chǎn)品1000 萬(wàn)噸，累計(jì)應(yīng)用3 億多畝，增產(chǎn)糧食80 億公斤，增加效益120 多億元。目前已發(fā)布實(shí)施《含腐植酸尿素》（HG/T 5045-2016）、《含腐植酸磷酸一銨、磷酸二銨》（HG/T 5514-2019）、《腐植酸復(fù)合肥料》（HG/T 5046-2016）系列化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)腐植酸肥料行業(yè)健康發(fā)展。

3 腐植酸肥料就是綠色低碳肥料

按腐植酸肥料的化肥減施潛力20%計(jì)算，保守估計(jì)，未來(lái)年產(chǎn)500 萬(wàn)噸腐植酸尿素：減少125 萬(wàn)噸尿素施用，節(jié)約125 ～180 萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少CO2排放340 萬(wàn)噸，減少NH3排放19 萬(wàn)噸；年產(chǎn)500萬(wàn)噸腐植酸磷銨：減少125萬(wàn)噸磷銨施用，節(jié)約30 萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤、210 萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)磷礦和60 萬(wàn)噸硫磺，減少CO2排放80 萬(wàn)噸；年產(chǎn)1000 萬(wàn)噸腐植酸復(fù)合肥：減少250 萬(wàn)噸復(fù)合肥施用，節(jié)約5 萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少CO2排放15 萬(wàn)噸。腐植酸肥料減少碳排放、保護(hù)環(huán)境作用顯著。

至2019 年底，全球27 個(gè)國(guó)家和地區(qū)20 個(gè)碳交易體系投入運(yùn)行，覆蓋了全球溫室氣體排放總量的8%左右。2013 年以來(lái)，我國(guó)七個(gè)試點(diǎn)碳市場(chǎng)（湖北、重慶、深圳、上海、北京、廣東、天津）先后啟動(dòng)，截至2019 年12 月，試點(diǎn)碳市場(chǎng)累計(jì)完成線上配額交易量1.8 億噸，交易額達(dá)41.3 億元。預(yù)計(jì)在“十四五”期間，全國(guó)碳市場(chǎng)配額將達(dá)30 多億噸，占我國(guó)CO2排放總量30%左右[7]。按目前碳排放平均價(jià)格23 元/噸計(jì)算，每年推廣500 萬(wàn)噸腐植酸尿素、500 萬(wàn)噸腐植酸磷銨、1000 萬(wàn)噸腐植酸復(fù)合肥將減少CO2排放435 萬(wàn)噸，腐植酸肥料碳排放交易潛力達(dá)1 億元人民幣。

未來(lái)5 ～10 年，我國(guó)農(nóng)用常規(guī)尿素、磷銨、復(fù)合肥、水溶肥將全面轉(zhuǎn)型升級(jí)為有效養(yǎng)分高效化的綠色高效產(chǎn)品！希望腐植酸增值肥料在我國(guó)形成新常態(tài)、新業(yè)態(tài)，為化肥減施增效、綠色增產(chǎn)作出重要貢獻(xiàn)。

本文選編自“第四屆全國(guó)土肥和諧大會(huì)”專題報(bào)告。