張 娜
(遼寧省農業發展服務中心,遼寧 沈陽 110032)
肥料是作物的“糧食”,對糧食安全具有重要作用。有機肥料在我國有著2 000多年的施用傳統,是農業生產的基礎和保障,但隨著近代化工行業的飛速發展,化肥占據了主導。我國已成為世界化肥生產和使用大國,尤其是氮肥和磷肥,產量和施用量均為世界第1。世界化肥增長有50%的貢獻來自于中國[1]。2000年我國化肥施用總量為4 146.4萬t,2005年為4 766.2萬t,2010年為5 561.4萬t,2015年為6 022.6萬t,從2000—2015年,我國化肥施用總量增加了45.25%,是全球化肥施用總量最高的國家[2]。2015年,國家開始實施“化肥農藥使用量零增長行動”,化肥用量呈現逐漸下降的趨勢,2018年,化肥表觀消費量共計5 640萬t,相比于2015年累計下降8.9%[3]。遼寧省是農業大省,也是北方重要的肥料生產基地,遼寧省肥料行業的發展不僅對遼寧省更是對東北三省一區農業發展尤其是糧食生產都具有舉足輕重的作用。本文對新中國成立以后遼寧省肥料行業發展情況進行梳理,對當前遼寧省肥料行業的發展現狀及主要產品生產情況進行分析,提出目前肥料行業存在的問題,對行業未來發展方向和前景做了簡要分析,為推動遼寧省肥料行業綠色發展提供參考。
1950—1959年。有機肥料完全占據主導地位,在農業生產中占據90%以上施用量。新中國成立后,從日本人手里接收過來的化工企業雖然破敗不堪,但經過2年的改造,已經初步形成了以“鞍鋼”和“大化”為主的化肥生產單位,并且開始了氮肥的生產,到1955年,年產氮肥15萬t(主要以硫銨和氯化銨2種氮肥為主)。其中“大化”也有“中國化學工業的搖籃”的美譽。可以說,遼寧省是我國化肥行業起步的地方。
1960—1990年。有機肥和化肥總體用量同步增加,但二者的施用占比呈現明顯的逆相關趨勢。有機肥的施用占比由90%以上逐漸降低到50%以下,而化肥用量逐漸占到50%以上。在品種方面,除了氮肥產量和品種逐年增加外,磷肥開始生產并且大面積施用;在起步階段主要應用硫銨和氯化銨的基礎上,碳酸氫銨和尿素產品逐漸興起,1976年開始投產的遼河化肥廠也成為遼寧省第1個生產尿素的企業。在重視氮肥的同時,中小型磷肥廠也不斷發展,以過磷酸鈣為主,產能逐漸壯大,到1990年,全省化肥產能達到60多萬t。
1991—1999年。這一時期也是我國肥料產業迅猛發展時期,化肥企業大量興起,產能迅速擴大,有機肥逐漸被化肥替代。在這一階段,遼寧省化肥行業最大的變化體現在復合肥料的大量生產,氮磷鉀元素實現了由單質到復合的轉變,肥料的復合化不僅降低了勞動強度,節約了肥料,更使肥料利用效率實現跨越式飛躍,糧食產量穩步提升。1999年,全省肥料企業近200家,產能達到200萬t,帶動全省糧食產量比1978年增長近1倍。
2001—2015年。這一時期主要特點是產品呈現多元化發展,復合肥料、摻混肥料、有機無機復合肥料、有機肥料、水溶肥料、生物肥料等產品陸續出現,形成了品種豐富、用途多樣的產業格局,尤其是水溶肥料、生物肥料的出現,使肥料行業發展到一個新高度,高效化、水溶化、綜合化程度日益提高,產品質量穩步提高,對農業生產的支撐力度逐漸增強,尤其是體現在增產方面。同時,2005年,國家啟動了測土配方施肥技術推廣,是科學施肥技術的一次革命,通過測土施肥,更精準地確定了肥料配方和施用量,實現了以產定肥,配方肥產品在市場上逐漸占據主導。2015年,全省肥料生產企業近500家,年產能近500萬t,大量優質產品銷售到吉林、黑龍江、河北等地,全省糧食產量多年實現穩產高產。
2015—2020年,我國經濟快速發展,人們生活水平大幅提高,不僅要吃得飽,還要吃得好、吃得健康。近40年,遼寧省糧食增產了近85%,化肥用量增長了4.5倍,而有機肥用量由建國后的90%以上降到不足10%。“十三五”期間,國家提出化肥零增長行動,對肥料行業發展提出了新的要求。這期間,化肥產能比較穩定,產品呈現多元化,省際之間肥料的流通越來越頻繁,有機肥產業發展開始進入黃金期。
目前,肥料仍然是保障農業生產最重要的農資產品,其貢獻率仍在50%以上。在過去的“十三五”期間,國家提出了“化肥減量增效”“黑土地保護利用”“有機肥替代化肥”“種養循環”等多個惠農項目,同時加大了環保督查力度,化肥用量逐年減少,畜禽糞便資源化、商品化利用率大幅提高,引領遼寧省肥料行業發生了新變化。
遼寧省2005—2019年化肥用量情況如表1所示(2005—2018年數據來源于遼寧省統計年鑒,2019年數據來源于遼寧省統計局官網),2005—2018年,遼寧省化肥使用實物量由354.2萬t上升至2014年最高位的433.7萬t,增加79.5萬t,增幅22.4%,2015年以后逐漸減少。隨著養分濃度(折純量/實物量)由33.9%提升到35.5%,化肥使用折純量的增加更為明顯,從2005年的119.9萬t上升至2015年最高位的152.1萬t,增加了32.2萬t,增幅26.8%,2016年以后逐漸減少。可見,化肥使用無論是實物量還是折純量都有較大增幅,在2014—2015年達到了峰值,2015年以后,隨著耕地保護與質量提升行動的開展和高效緩控釋肥料的廣泛應用,使化肥使用量增速減緩,控肥、減肥、增效初見成效。

表1 2005—2018年遼寧省化肥使用情況
2.2.1 化肥行業向新型化發展
農業農村部數據顯示,2020年我國主要農作物化肥利用率已達40%以上,除科學施肥技術不斷提高外,以緩控釋肥料為代表的新型肥料的不斷發展起到了至關重要的作用。雖然緩控釋原理有一定差距,但總體表現為能夠延長肥料養分釋放時期,提高肥料利用率。目前,遼寧省緩控釋類肥料主要包括穩定性肥料、包膜類肥料、脲醛類肥料和炭基肥料4大類,其中穩定性肥料和炭基肥料2大類產品生產技術水平和工藝比較完備,市場占有率比較高。摻混肥料由于配方容易調整,在化肥行業仍占有一定市場。
2.2.2 有機肥料行業向多元化發展
長期重化肥輕有機肥,造成耕地質量下降,而隨著養殖業的發展,畜禽糞便的處理也成為環境保護的一個難題,加上一直難以處理的秸稈難題,為有機肥料的發展提供了機遇。遼寧省每年產生有機廢棄物1.2億t,但綜合利用率70%左右。如何將有機資源變廢為寶、安全還田成為有機肥發展方向。2021年農業農村部修訂了有機肥料行業標準,對商品有機肥產品提出了更為嚴格的技術要求,遼寧省制定了《農業廢棄物堆漚肥料生產工藝技術規程》地方標準,通過技術創新和工藝規范,提出了堆肥的技術指標,有效促進了有機肥產業的飛速發展。全省有機肥產業從“露天型、作坊式、季節性”向“機械化、規模化、全年化”轉變,有機肥企業由2017年的100家左右擴大到2021年的200余家,總產能由80萬t上升到150萬t,實現量質雙飛。
2.2.3 生物肥料行業向功能化發展
生物肥料從“十三五”期間在遼寧省逐漸興起,生產量和施用量逐年增加。生物肥料主要包括農用微生物菌劑、復合微生物肥料和生物有機肥。生物肥料一般不能提供養分,其特點是通過微生物作用,改善土壤理化性狀、調節土壤微生態環境,解決土壤相關障礙問題,或直接作用于農作物,提高作物生育性狀、抗逆性或產品品質,增加產量和收益。目前,生物肥料主要包括2大類,一是腐熟劑類,主要用于秸稈和畜禽糞便的肥料化轉化;二是調理劑類,主要用于設施土壤連作障礙治理。從生產情況看,腐熟劑類產品工藝比較成熟,市場穩定,調理劑類產品則處于起步階段,功能菌種尚需要繼續研發,產品功能尚需擴大。從施用情況看,生物肥料主要用于經濟效益高的果樹和設施蔬菜等作物,生物肥料在大田作物上的應用主要是大豆和花生根瘤菌劑。
2.2.4 水溶肥料行業向綜合化發展
水溶肥料具有養分高、水溶性好、養分吸收快等特點,“十三五”期間,受益于設施農業的迅猛發展,水溶肥料成為發展最為迅速的肥料產品,幾乎在所有的設施農業生產中均有應用。2021年,隨著國家肥料登記管理政策的變化,部分大量元素水溶肥料產品逐漸被復合肥料代替,使水溶肥料逐漸向多功能化發展,更多體現綜合作用,如含氨基酸水溶肥料、有機水溶肥料、含腐植酸水溶肥料等,除提供養分含量外,還具有提高作物抗逆性、改善作物品質和土壤理化性狀等的作用。
進入“十四五”以后,工業化、城鎮化發展快速推進,化肥施用量仍然存在過量情況,加上農民不太愿意用費工、費時的有機肥,導致目前施肥存在以下問題進而影響肥料行業發展。
大田作物化肥總施用量較大,設施蔬菜氮、磷肥施用量過大。大田以水稻為例,遼寧省水稻播種面積約50萬hm2,平均每667 m2化肥用量26.1 kg(折純量,下文同),部分地區達到30~35 kg,高于20.9 kg的全國平均水平。設施蔬菜以番茄為例,氮肥用量普遍超過實際需求量的1~3倍,磷氮肥用量普遍超過實際需求量2倍以上。過量施肥不僅增加了農業生產成本,消耗了大量資源和能源,而且成為農業碳排放、環境污染的重要來源。
目前,遼寧省主要糧食作物肥料利用率約40%,蔬菜和果樹肥料利用率在20%~30%,這與發達國家還有很大差距。玉米、水稻產區農戶普遍采用“一次性”或“底肥+追肥”的施肥模式,2種施肥方法都會產生肥料損失。如玉米一次性施用底肥,施肥量普遍過大,水稻底肥在泡田過程中容易造成養分損失;而追肥采用淺施、撒施等方式,肥料損失表現更為突出。蔬菜普遍追肥數量大、頻次高,且選用的肥料多為高養分含量肥料,造成肥料利用率低的情況。
大田作物產品配方通用化和單一化,易造成養分過多或脫肥,部分施肥器具不配套,易造成作物燒苗;同時,化肥淺施、撒施現象仍有存在,導致肥料浪費。如玉米、水稻等主要大田作物選用通用型肥料(15-15-15或相近配方)或高氮型肥料(32-10-10或相近配方),普遍采取“一炮轟”施肥方式,表現為氮養分過多、鉀不足、中微量元素缺乏。蔬菜作物存在水肥一體化設備配置較低,大水、大肥現象較多等情況。
新型肥料如緩控釋類復合肥料、生物類肥料等產品研究相對滯后,產品配方有限,成型配方更少,難以滿足不同作物和不同區域的需求。存在農戶對新型肥料產品認識程度不足;新型肥料產品魚龍混雜;缺少產品研發與推廣部門配合等,沒有適應新產品的發展速度等問題。
“十四五”期間,國家明確提出要實現農業綠色生產,這也為遼寧省肥料行業的發展指明了方向。一是加強新產品研發,重點加強新型肥料產品的研發,包括穩定性肥料、包膜肥料等,提高肥料利用效率,減少化肥用量,降低勞動強度;二是加強優質菌種的選育,生物肥料可以說是肥料行業發展的一次新的革命,重點加強土壤解磷、解鉀方面功能和提高作物抗逆性功能菌劑的研究,實現減肥減藥增效;三是加強農業有機廢棄物肥料化利用,農業有機廢棄物量大,以養殖業廢棄物和秸稈為主,處理不當易造成環境污染,重點開展農業有機廢棄物肥料化過程無害化、快速化和規模化研究,促進種養循環,提高有機肥料行業生產自動化、標準化,變廢為肥。