馮尚善,崔榮政,王 臣
(中國磷復肥工業協會,北京 100013)
2019年5月,中國磷復肥工業協會新型肥料分會根據我國新型肥料產業發展現狀,組織部分會員單位啟動了《新型肥料產業發展藍皮書(2019)》編制工作。在編制過程中,新型肥料分會對行業現狀進行深入調研,梳理了新型肥料的定義及分類,厘清市場上常見的各類新型肥料的生產現狀,系統研究了產業存在的問題及發展方向,為新型肥料產業發展提出建議,促進新型肥料產業健康快速發展。
我國作為擁有14 億人口的農業大國,肥料對種植業起著不可替代的作用,化肥對糧食增產的貢獻率持續高達40%。但是,我國化肥實際利用率仍偏低(據原農業部統計,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]),在導致資源浪費的同時,也給耕地和環境帶來了一系列問題。同時,近年來我國農業施肥方式和施肥技術發生了巨大的變化,對肥料產品提出了更高、更多樣化的需求。伴隨著這些問題,新型肥料產業應運而生。新型肥料有利于提高肥料利用率、促進作物生長并提高產量,對保護農業生態環境安全、改良土壤、提升農產品質量安全具有重要作用。
近10 年來,隨著我國化肥工業技術進步,新型肥料產業迅速崛起,我國成為世界上新型肥料施用量最高的國家,約占世界消費總量的40%[2]。
原農業部2015 年印發的《到2020 年化肥使用量零增長行動方案》提出,通過調整化肥使用結構,大力推廣高效環保的新型肥料,倒逼企業進行改革,朝著高效施肥方向轉化,使化肥利用率達到40%以上。這對新型肥料行業的發展是一次重大機遇。此外,2015 年工業和信息化部印發的《關于推進化肥行業轉型發展的指導意見》中指出要大力發展新型肥料,力爭到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逐步提升。
新型肥料,是相對于傳統肥料而言,采用了新配方或新技術制備的,能夠顯著提高或增加肥效的肥料新品種。
根據市場上常見的產品形式,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肥、復合微生物肥料、具有土壤調理功能類肥料、功能性肥料等)。根據新型肥料的內在特性可以將其分為功能型、營養型和時效型3 類。功能型肥料,將作物營養成分與其他限制作物高產的因素結合,可促進作物對營養成分的吸收,提高肥料利用率,改良土壤結構,提高單位肥料對農作物增產的效率等;營養型肥料,通過添加中微量元素,無機養分與有機養分、微生物結合,有利于作物營養平衡,在去病害和增產的同時提高農產品質量;時效型肥料,無論是速效肥還是緩控釋肥料,都是為了體現作用效果的同時減少施肥量和施肥工作量。
2000 年以來,我國新型肥料產業蓬勃發展,2015 年以后市場的年增長率均在20%以上,其中生產廠家每年增加200家左右,新型肥料產量持續走高。根據農業農村部數據,截至2019年5月20日,新型肥料企業共登記產品17 290種,登記企業達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,但發展速度遠遠快于其他國家[3]。自2006年以來,我國包膜(裹)緩控釋肥產業快速發展,產能迅猛增長。2015 年我國包膜(裹)緩控釋肥產能為620 萬t,2018 年增長到740萬t。2018年我國穩定性肥料產能達到600萬t,產量在150 萬t 左右,已達世界穩定性肥料總產量的1/3。2018 年我國脲醛類肥料產能約為120 萬t,其中脲甲醛復合肥綜合產能約70萬t。
2) 水溶性肥料 1990 年我國水溶性肥料登記產品僅有3 種,2002 年激增至359 種,2010 年4月,達3 318種;截至2018年5月,我國水溶性肥料產品登記數量達到11 194個,產能達到820萬t。
3) 增效肥料 2015 年腐植酸復合肥料折純產量85 萬t,2018 年折純產量達到150 萬t 左右。2019 年,腐植酸有機肥/生物有機肥生產廠家近500家,綜合產能約500萬t;海藻肥生產企業在300家以上,全國農資市場上標稱“海藻肥”在售的產品約有500個,總產量60萬~70萬t/a,年產值50億~60億元;氨基酸類肥料目前市場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到6萬t左右。
4) 中微量元素肥料 產品類型以微量元素水溶肥為主,占中微量元素肥料產品總量的90%左右。其中98%是復合型,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達到59種之多,基本覆蓋了我國主要作物種類。在農用階段,除了傳統的中微量元素肥料外,當前將中微量元素添加到復合肥料中形成新型中微量元素類肥料的應用也越來越多,市場潛力巨大。
新型肥料在提高肥料利用率、改良土壤、改善作物品質等方面發揮了巨大的作用,但是依然存在以下問題。
(1)受價格、農民認知度等因素制約,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企業已經開發出適用于各種經濟作物、大田作物以及苗木花卉的產品,但是受技術要求高、生產工藝復雜等因素影響,新型肥料產品價格普遍高于傳統肥料,成為新型肥料消費量增長緩慢的制約因素之一。此外,我國農民受傳統施肥觀念及小農經營模式現狀的影響,對新技術、新產品的接受程度低,也是制約新型肥料發展的重要因素。
(2)新型肥料的作用機制研究有待深入。受肥料產業傳統思維的影響,我國大多數新型肥料科研機構注重學術研究,對產品技術創新和應用創新不夠重視,研究目標、方向難以滿足市場需求,對新型肥料在作物吸收和營養需求等方面的機制研究有待進一步深入。
(3)以滿足不同作物、不同土壤類型等需求為導向的肥料生產和供應體系還需完善。研究和調查發現,市場上已有的復合(混)肥配方總數已從2010 年的32 000 個減少到8 000 個左右,不能滿足現代農作物種類和區域土壤差異的需求,且大部分復合(混)肥配方增產效果不顯著,浪費養分的同時增加了農戶的支出。
(4)匹配現代農業生產經營方式的新型肥料產品和施肥技術需同步發展。隨著農業技術進步,農業生產經營方式也產生了較大變化,施肥方式和施肥技術越來越多樣化,如:減輕勞動力的機械施肥、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,用于滴灌、噴灌等水肥一體化的施肥方式和技術等。各種各樣的施肥方式和施肥技術要求肥料產品的顆粒強度、溶解性、粒徑等方面與之相匹配,但目前與此相關的產品還滯后于新型農業施肥方式和施肥技術。
(5)圍繞作物營養的土壤養分變化狀況、肥料產品特性等基礎數據不完善。目前,國內對于土壤養分變化狀況、肥料產品特性等基礎數據資源沒能實現公開和共享。肥料生產企業和相關科研機構,對于各個區域需要的基礎肥料種類、每個區域內科學的配肥方案以及作物整個生育期全程管理服務套餐等,還需要系統化的研究。
(6)新型肥料產品標準體系不夠完善。面對市場上不斷推出的新產品,由于產品標準體系存在滯后性,導致有的新產品無標準可依。
新型肥料是在精準農業、生態農業、可持續農業的大環境下孕育和發展形成的,隨著人口增長和人們生活水平提高,人類對糧食和農產品的數量和質量需求增加,只有加快新型肥料產業發展,才能保證農業生產沿著綠色、高效、優質、低耗和高產的方向發展。
新型肥料的發展趨勢與農業發展密切相關,專用化、功能化、復合化、高效化、綠色環保是其發展的主要方向。我國農業的集約化、專業化發展,需要相應的新型肥料與之匹配,如一次性施肥技術、種肥同播、水(藥)肥一體化等,滿足省時、省工及提高利用率的要求;同時現代農業生產要求新型肥料應具有多種功效,以滿足作物生長的需求,目前有機-無機復合肥,生物有機肥以及具有抗病、生根、保水、降鹽調酸等功能的新型肥料在市場上日趨增多。
在新型肥料生產技術裝備方面,以提高生產效率、降低能耗等為重點,對現有產業化技術工藝優化提升,并研發智能化自動控制系統及生產設備控制單元、設備密封技術等,開發連續化自動控制工藝和設備,建立連續化、自動化、智能化、標準化、產業化生產技術體系。
隨著國家對“減肥增效、綠色發展”的政策導向,農業生產將對肥料的質量、形態、養分含量、成分、健康安全、生態環保、科學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展空間。