基于農業供給側改革的新型肥料需求分析

鄭建國 劉永秀 曹瑩瑩 于南樹

摘要 針對當前農業現代化發展和化肥零增長需求，圍繞社會主義新時期農業供給側改革下的肥料篇展開討論，綜述了農業供給側改革、減肥增效、新型肥料之間的相互聯系，通過這種相互聯系找到改革的源頭所在。這項改革既提出了對新型肥料的需求，其中包括緩控釋肥、藥肥一體化、水肥一體化、作物專用肥、有機肥及依土施肥，也促進了企業研發能力的提高以保證在競爭激烈的新形勢下不被淘汰。

關鍵詞 供給側改革；新型肥料；減肥增效；需求；發展趨勢

中圖分類號 S14 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739（2018）13-0188-03

Research on New Fertilizer Demand Based on Agricultural Supply Side Reform

ZHENG Jian-guo 1 LIU Yong-xiu 1，2，3 CAO Ying-ying 1 YU Nan-shu 1，2，3 *

（1 Kingenta Ecological Engineering Group Co. Ltd.，Linyi Shandong 276700； 2 Key Laboratory of Plant Nutrition and New Fertilizer R&D;，Ministry of Agriculture，P. R. China； 3 National Engineering Technology Research Center For SCRF）

Abstract In view of the current development of modern agriculture and fertilizer zero growth demand，this paper discussed the fertilizer using conditions under the reform of agricultural supply side reform in the new period of socialism，summarized the relationship among agricultural supply side reform，reducing fertilization and increasing efficiency and new fertilizers.Through this kind of connection，the source of the problem of reform was found.The reform not only raised the demand for new fertilizers，including slow release fertilizer，pesticide and fertilizer integration，water and fertilizer integration，crop specific fertilizer，organic fertilizer and soil based fertilization，but also promoted the research and development ability of enterprises，so as to ensure that they will not be eliminated in the fierce competition.

Key words supply side reform；new fertilizer；reducing fertilization and increasing efficiency；demand；development trend

2015年11月習近平總書記在中央財經領導小組第十一次會議上首次提出供給側改革的概念，其根本目的是提高社會生產力水平，從生產領域加強優質供給，減少無效供給，提高供給結構適應性和靈活性，提高全要素生產率，使供給體系更好地適應需求結構變化[1]。國家規定“中國要保住18億畝耕地這條紅線”，這些土地生產了世界16%的糧食，卻使用了世界31%的化肥，單位面積土地用量為世界平均用量的4倍，吸收率卻僅僅只有33%，大量肥料隨著雨水與灌溉水入地下，破壞土壤的營養平衡[2]。調理土壤、提供更優質的化肥、培育新一代農業從業者是改變這一現狀的關鍵與源頭所在[3]。因為國家對農業的支持，我國糧食生產出現了罕見的“十二連增”，再加上進口政策調整與歷史庫存，糧食的價格比較低迷并有繼續下跌的趨勢，加快農業供給側改革的結構調整迫在眉睫[4]。

1 農業供給側改革對肥料的要求

肥料供給側改革的討論與研討正在中國拉開序幕，將促進中國的農業供給側改革和中國現代化農業的高速發展[5]。產業政策、科技創新、農化服務、聯合協作、國際化將是未來企業發展的主題要素。中國農業的持續發展促進了我國穩定的社會發展體系，這主要歸功于政府政策的支持[6]，同時化肥也起到了重要的作用。

農業供給側改革下的肥料供給側改革對肥料企業的影響十分巨大，在有著中國肥料“第一縣”之稱的山東臨沭有逾100家肥料生產企業，近年來只剩下約40家，產能過剩是主要原因[7]。只有淘汰落后產能，加快培育新的戰略性增長點，大力發展高效新產品，加快創新農業服務模式才能在肥料行業生存發展[8]。這對企業來說既是一個挑戰，也是一個脫穎而出的好機會。肥料施用量國家統計數據見圖1[9]。針對肥料的供給側改革主要須把握好2個方向：一是提高肥料的效率與利用率，改良土壤與農產品品質；二是減少肥料用量，減肥增效有利于降低農產品的投入產出比，也有利于改善土壤與農產品品質[10]。

2 肥料使用過程中面臨的問題

2.1 對土壤的破壞問題

2.1.1 土壤酸化。長期使用單一化學肥料會加速土壤酸化，因為平常施用的肥料大多為酸性肥料，如硝酸銨、氯化銨、硫酸銨、尿素等，養分被作物吸收后留下大量的氫離子，導致土壤酸化[11]。大部分未經吸收的養分如NH4+會逐漸消化，產生大量氫離子，反應方程式為：2NH4++4O2→2NO3-+2H2O+4H+。土壤酸化后，一方面會抑制作物對養分的吸收，另一方面會酸解釋放土壤中的有毒物質，特別是重金屬[12]。

2.1.2 重金屬污染。農業生產過程中化肥的不合理使用和施用低品質的化肥，特別是施用磷肥和一些不合格的土壤調理劑是土壤重金屬污染的重要來源[13]。磷肥的源頭是磷礦，如果磷礦的品質較低，其中的重金屬含量會相對較高，還有一些企業直接把磷尾礦進一步調和而未經過特殊處理配制成土壤調理劑。農業從業者如果長期使用這樣的肥料不僅會對土壤造成破壞[14]，而且生產的農產品也必定會受到影響，目前尚無很好的辦法徹底處理重金屬污染問題。

由表1可以看出，我國土壤重金屬污染點位超標率19%，其中輕微污染點位超標率14.65%，輕度污染的點位超標率2.23%，中度和重度污染點位超標率分別為1.24%、0.88%。由此可見，輕微污染占大多數[15]。

2.1.3 土壤結構變化。土壤結構主要通過土壤顆粒不同的堆積方式相互黏結而形成，土壤結構適宜性與土壤肥力緊密相關。土壤顆粒可以分為片狀結構體、塊狀結構體、柱狀結構體和團粒結構體，其中只有團粒結構體才是符合農業生產要求的土壤結構體，其直徑在0.25～10.00 nm之間，呈圓球狀；穩定性高，孔隙發達，比表面積大[16]。土壤酸化后，大量的NH4+、K+和土壤膠體中的Ca2+、Mg2+等陽離子發生交換，使土壤結構被破壞，導致土壤板結，土壤中氧氣缺乏，影響植物根系的生長發育。大量使用化肥會使有機質下降，進一步影響土壤微生物的生存，不僅破壞了土壤的肥力結構，而且降低了肥效[17]。

2.2 利用率問題

農業部公布2015年我國三大糧食作物化肥利用率為35.2%，較2013年提高2.2個百分點[18]。美國糧食作物氮肥利用率為50%，歐洲主要國家為65%，較我國高15～30個百分點[19]。每提高1個百分點，農民相應會減少投入8.2億元，如果達到發達國家水平，我國農業每年將減少123億～246億元的投入。《到2020年化肥使用量零增長行動方案》的目標任務是力爭到2020年主要農作物肥料利用率達到40%以上[20]。

3 新型肥料的發展趨勢

3.1 緩控釋肥

簡單來說，緩控釋肥就是具有緩釋或者控釋性能并能在較長一段時間內保持肥力的肥料，其類型包括物理型和化學型[21]。目前，市面最常見的是物理型，大多為包膜肥料，包括無機包膜型肥料和有機包膜型肥料，通過包膜上的空隙不斷向外釋放養分；化學型緩控釋肥料較物理型更復雜，其原理是逐漸改變分子之間的化學鍵，作物不能直接吸收該類養分，只有隨時間延長，化學鍵出現斷裂，該類養分轉變成作物能直接吸收的養分以達到緩控釋效果，例如聚磷酸銨等一系列聚合態肥料，只有聚合態磷轉變成磷酸根才能被作物吸收，可以增加其聚合度延長釋放時間，通過不同聚合度的配合達到長期釋放的效果。

3.2 藥肥一體化肥料

藥肥合劑是具有殺抑農作物病蟲害或作物生長調節中的1種或1種以上的功能，且能為農作物提供營養或同時具有提供營養和提高肥料及農藥利用率的功能性肥料。最早見于1964年《日本東北農業實驗場研究報告》，以本谷耕一為代表的研究人員研究將除草劑五氯苯酚（PCP）混入肥料中作基肥施用，以期達到節省勞動力、延續除草效用的目的。20世紀60年代中期，美國科研人員發現撲草凈能強烈抑制硝化作用和反硝化作用，減少氮的損失，還能增強生物固氮功能，增加土壤中氮含量[22]。我國藥肥研究起步于20世紀80年代，但是到目前為止，綜合應用效果尚不理想，一直未推廣應用。

3.3 水肥一體化肥料

水肥一體化最明顯的優勢就是節水、節肥，肥料直達作物根系，增加肥料利用率，同時減少對土壤的污染和破壞。據華南農業大學張承林教授研究，灌溉施肥體系較常規施肥節省肥料50%～70%[23]。此類肥料主要是液態和固態肥料，如磷酸一銨、磷酸二胺、尿素、硝酸銨、硫酸鉀等，固態肥料要求水溶性強、雜質少，還可以利用沼液或者腐植酸液體肥。

3.4 作物專用肥

此類肥料針對專門作物的喜好特點，根據作物生長周期對肥料的需求而定制。長期農業生產實踐表明，營養元素之間存在互助與拮抗作用，施入過多的肥料有時無法促進作物生長反而抑制了其生長發育。比如小麥，每生產100 kg小麥，需要從土壤中吸收氮（N）3.0 kg、磷（P2O5）1.5 kg、鉀（K2O）2.0～4.0 kg，從不同生育時期來看，苗期對氮代謝旺盛，對磷、鉀反應敏感，施足基肥有利于發根、壯稈；拔節期對氮、鉀積累量為最大值50%，磷占40%；孕穗期，氮素達到80%、磷鉀在85%以上；抽穗開花后，小麥根系吸收能力減弱，對養分吸收隨之減少并趨于停止[24]。從以上需求來看，可以根據小麥的不同需求時期施用與之對應的肥料，達到對肥料的充分利用，減少肥料浪費和對土地平衡系統的破壞。

3.5 根據土壤類型研發肥料

土壤類型按質地主要分為砂質土、黏質土、壤土。按酸堿性可分為酸性土壤、中性土壤、堿性土壤，還有部分為鹽堿土。砂質土通透性好，但是保水、保肥能力差，針對此種土質應開發出保水、保肥而且盡量含有大量有機質的肥料。黏質土養分含量高、通透性差、保肥能力強，針對此種土質應開發出能分解有機質的微生物肥料，既提高養分又增加土壤孔隙，利于根系呼吸生長[25]。根據土壤的酸堿性和作物對酸堿的敏感性可開發出能夠調節pH值的肥料，將此類土壤調節到作物適宜的pH值。鹽堿土大部分是在一定自然條件下形成的，可溶性鹽分高對作物的生長有抑制作用，有機質含量低，針對此類土壤可開發有機質類肥料、生物菌肥、葉面肥、含腐植酸成分的肥料，一方面調節作物需求營養，另一方面可調節土壤結構及pH值，增強土壤對養分的吸附交換能力。

3.6 大力發展高效有機肥

《到2020年化肥使用量零增長行動方案》技術路徑中指出有機肥替代化肥，通過合理利用有機養分資源，用有機肥替代部分化肥，實現有機、無機相結合。提升耕地基礎地力，用耕地內在養分替代外來化肥養分投入。我國有機肥資源總養分逾7 000萬t，實際利用不足40%。其中，畜禽糞便養分還田率為50%左右，農作物秸稈養分還田率為35%左右[26]。目前，最突出的問題就是秸稈焚燒，既造成了養分流失，又造成了環境污染。根據中央1號文件的精神，政府對有機肥的發展支持力度會不斷增大，只要抓住這個機遇，不論是對企業的發展，還是對未來中國農業的發展都將會是一個里程碑式的轉折點。

4 結語

從農業供給側改革的內容來看，化肥供給側改革是其中一個主要的方面，主要目標是使農民增收，主攻方向是提高農業供給質量。這不僅要求國家培育新一代農業從業者和優化農業結構，還要求科研人員開發出更優質、綠色的肥料，從肥料端提高化肥利用率。突出研發緩控釋肥、有機肥及專用肥，加強藥肥結合、水肥結合等舉措是未來肥料的主流，也必定受到國家重視。

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