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推动化肥产业创新,增值肥料大有前途——访中国农科院农业资源与农业区划研究所首席科学家 赵秉强
2018年13期 发行日期:2018-07-02作者:■ 朱一帆

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  目前,世界肥料总体处于供过于求状态,竞争压力和环保压力促进肥料产品不断创新,能够提高肥料利用率、环保性能好的特种肥料广受青睐。常见的特种肥料有缓释/控释肥料、液体肥料、水溶性肥料、增值肥料等。近年来,特种肥料发展迅速,截至2018年5月20日,国内特种肥料共登记15361个产品,登记企业数量达4320家。尽管如此,特种肥料行业目前仍存在发展热、市场乱、价格贵的特点。本刊从本期起将推出特种肥料系列报道,对几种特种肥料的发展现状和未来趋势进行具体分析,以飨读者。

  近年来,全球化肥产业面临前所未有的挑战。中国化肥行业企业多、盈利低、产能过剩,已经到了转型升级的关键期。在此背景下,积极发展新型肥料成为推动产业转型升级的必然选择,尤其是增值肥料,对我国化肥产业意义重大。如何牢牢把握化肥产业的创新方向,并扫除创新发展之路上的障碍?当前新型肥料推广情况如何?在前不久召开的2018CNCIC全球特种肥料大会期间,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所首席科学家赵秉强研究员就这些问题接受了本刊记者的专访。


产品创新:把握方向,化解难题

  【CCN】化肥产业从无到有发展而来,为人类农业的发展做出了突出贡献。时至今日,化肥产业仍在创新发展的道路上前行。继化肥1.0、2.0、3.0后,目前在学术界已经出现了“化肥4.0”的提法,请您简要介绍一下。
  【赵秉强】
化肥产业1.0是以草木灰、骨粉为代表的初始化肥阶段,化肥产业2.0是以过磷酸钙、碳酸氢铵、钙镁磷肥为代表的低浓度化肥阶段,化肥产业3.0是以尿素、磷铵、氯化钾、复合肥为代表的高浓度化肥阶段。目前,我国化肥产业发展整体处于3.0阶段。
  化肥产业4.0则是以绿色、高效化肥产品为主的发展阶段,实现绿色原料-绿色制造-绿色产品-绿色流通-绿色施用全产业链创新。它采用绿色原料,实现了质量安全与持续利用;采用绿色制造与生态工艺,实现低碳节能;采用绿色产品,实现安全高效、环境友好;采用绿色流通方式,实现布局合理,减少排污;采用精准施肥技术和装备,实现科学施用,精准施肥。

  【CCN】产品创新是化肥行业发展的重要驱动力。您认为化肥产品创新的方向何在?
  【赵秉强】
化肥产品创新的方向有两个:一是产品养分有效化,二是有效养分高效化。所谓产品养分有效化,是指通过化肥产品的创新将化肥资源养分变成作物可吸收的有效养分,如将磷矿石的难溶性磷转化为水溶性磷。所谓有效养分高效化,是指产品养分不仅能被作物吸收利用,而且还要实现高效利用,协调高产施肥环境矛盾,推动农业绿色发展。
  20世纪70年代之前,化肥产品创新的主要工作是围绕如何使产品养分有效化。70年代以后,化肥产品的创新逐渐转移至有效养分高效化,其发展趋势主要有三个:一是由被动调控肥料到主动调控作物;二是由单一调控氮肥到氮磷钾多元素综合调控;三是由调控肥料本身到综合调控“肥料-作物-土壤”系统。

  【CCN】经过多年的发展,您认为我国绿色高效化肥产品创新之路还有哪些问题?应当如何解决这些问题?
  【赵秉强】
目前,绿色高效化肥产品创新遇到的问题有:大产能、低成本技术未取得实质性突破,产品施用技术要求高,制约产业规模化发展;产品研制集中在氮肥品种上,磷钾肥等高效产品研制及产业化技术严重滞后;以单一被动调控肥料本身为技术策略,难以大幅度提高肥效。
  解决思路:一是通过对新产品“肥料营养功能、根系吸收功能、土壤环境功能”的系统改善,实现对“肥料-作物-土壤”系统的综合调控,大幅度提高肥料利用率。二是推动尿素、磷铵、复合肥、水溶肥大宗产品全面实现有效养分绿色高效化,整体推动我国化肥产业实现绿色升级,通过大面积“增效”实现“减量”,协调高产施肥环境矛盾,促进农业绿色发展。三是加大研发力量,引领我国新型肥料产业走好创新之路。


增值肥料助推行业转型升级


  【CCN】作为新型肥料的主要品类,增值肥料近年来呈现出了良好的发展态势与巨大的市场前景。什么是增值肥料?与常规肥料相比,它有哪些独特之处?
  【赵秉强】
增值肥料是利用生物活性增效载体与肥料科学配伍制成的绿色高效肥料产品。具体而言,它是以海洋生物提取物、腐植酸、氨基酸、微生物代谢物等为主要原料,采用生物发酵、基因识别、低温萃取、酸碱提取等技术制备得到肥料增效载体,再将载体与肥料(如尿素、磷铵、复混肥、水溶肥等)配伍而制得。其中,增效载体微量高效,添加量在0.3‰~3‰,具有常规可检测性,且其为植物源天然物质及其提取物,对环境、作物和人体无毒无害。
  目前已实现产业化的增值肥料产品有增值尿素(锌腐酸尿素、海藻酸尿素、禾谷素尿素)、锌腐酸增值磷铵、海藻增值磷铵、海藻酸增值复合肥料、锌腐酸增值复合肥料、海藻酸增值水溶肥等。
  增值肥料产品改变了过去单纯依靠调控肥料营养功能改善肥效的技术策略,通过生物活性增效载体与肥料科学配伍,实现对“肥料-作物-土壤”进行综合调控,更大幅度地提高了肥料利用率,且能抗逆促生、降低氮肥损失、减少磷钾固定。

  【CCN】目前增值肥料的推广与产业化情况如何?将来的发展趋势怎样?
  【赵秉强】
中国农业科学院与中国氮肥工业协会联合我国大型尿素、磷铵和复合肥等40多家企业及全国17家技术推广单位成立了“化肥增值产业技术创新联盟”。目前,中国已经制定50项增值肥料企业/行业标准,其中《含腐植酸尿素》、《含海藻酸尿素》、《海藻酸类肥料》、《腐植酸复合肥料》4项国家化工行业标准已于2016年10月22日发布,2017年4月1日正式实施,标志着增值肥料已逐渐形成新产业。增值肥料新产品已在开门子肥业集团、开磷集团、中海化学、云天化、瑞星集团、骏化集团、中化化肥、心连心等企业实现产业化,产能达到1200万吨,累计推广新肥料产品520万吨,推广面积1亿多亩,增产粮食45亿公斤,增加效益60多亿元。
  通过增效载体技术,对我国尿素、磷铵、复混肥、水溶肥等大宗化肥进行改性增效,整体提升系列产品的性能与功能,将大大推动我国化肥产业转型升级。到“十三五”末增值尿素年产量达到1000万吨;“十四五”末,中国增值肥料年产量将达到5000万吨,应用面积达10亿亩,每年增产粮食200亿公斤,增值肥料在中国形成新常态、新业态,为化肥减施增效、绿色增产做出重要贡献。


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