缓控释肥：“减肥”提效助力零增长

高效利用迫在眉睫

数据显示，我国农作物每亩化肥用量约21.9千克，是美国的2.6倍，远高于世界平均水平（每亩8千克）。其中，东部经济发达地区、长江下游地区施肥量偏高，蔬菜、果树等附加值较高的经济作物过量施肥较为普遍。不当的施肥方式在加重农民负担的同时，还导致耕地板结、土壤酸化等环境问题。
“农业部提出到2020年化肥使用量实现‘零增长’。要实现这个目标必须转变农业发展方式，化肥企业要积极推动转型升级，将发展战略向重效益转变，在做好产品研发的基础上，广泛开展农化服务，积极配合国家的节肥政策，使化肥零增长行动落到实处。”农业部种植业管理司耕地与肥料管理处副处长仲鹭勍表示，今年下半年农业部将率先开展玉米、蔬菜、苹果化肥减量增效试点，在积累相关经验的基础上逐步在其他作物上推广。

在第八届国际缓控释肥产业发展高层论坛会议期间，以色列化工集团特种肥料全球营销与技术副总裁约翰·维荷文先生（右二）、以色列化工集团股份有限公司经理罗纳德·克莱门斯（左二）与清华大学工程系教授王亭杰（右一）等专家在交流缓控释肥发展情况。

在减量使用的同时，当前我国化肥行业化解过剩产能的局面依然严峻。“十二五”期间，我国氮肥、磷复肥行业的平均销售利润率分别为2.38%和 3.28%，均低于石化行业6.53%的平均值，也低于全国规模以上工业企业6.14%的平均值。其中，2014年氮肥行业尤为困难，全行业亏损56.6 亿元，是历史上从未有过的。
“一方面国内基础肥料产品严重过剩，另一方面还要实现化肥使用零增长。实现这一目标，就需要我们将减量和品种调整结合起来，通过测土配方科学施肥，加快研发速效与缓效、大量与中微量元素、有机与无机、养分形态与功能融合的新产品，而缓控释肥通过实施一定的技术，能够使其对作物的有效养分随着时间缓慢释放，用量能比常规施肥减少10%，恰好适应了国家提出的提高肥料利用率的要求。”中国农业科学院研究院、中国植物营养与肥料学会秘书长赵秉强告诉记者。
据了解，《方案》中提出的“化肥使用量零增长”是一个渐进的过程。为实现这一目标，2015~2019年，国家提出逐步将化肥使用量年增长率控制在 1%以内，主要农作物肥料利用率平均每年提升1个百分点以上；到2020年，主要农作物化肥使用量实现零增长，农作物肥料利用率达到40%。
“缓控释肥产品的生产要避免热炒概念、一哄而上的混乱局面。尽管目前我国缓控释肥的研发技术及包膜设备已经位居世界前列，但是产业化发展还处于初级阶段。”赵秉强提醒道，企业在布局项目时应谨慎规划。从氮磷钾肥料三要素比较看，我国氮肥消费量最大，损失率也最高，因此企业可以先从布局缓释氮肥项目入手。

为了做好今年的试点工作，农业部选择了玉米、蔬菜、苹果等3个主要用肥领域，并根据各自区域的土壤条件、产量潜力制定了相应的实施方案。其中，东北以及黄淮海地区将控制玉米种植面积，因地制宜调减玉米改种杂粮杂豆，控制氮肥、减磷稳钾、增施微肥；针对蔬菜生长快、用肥量大的特点，北方蔬菜集中产区和南菜北运基地化肥减量试点工作将围绕蔬菜展开，通过在酸化严重的菜田适量施用石灰等土壤调理剂改良土壤的生态环境，力争将一般化肥用量减少30%；而黄土高原和渤海湾等苹果主产区多分布在丘陵山区，以推广使用有机肥，替代传统化肥。

推广应用显现成效

从我国的实际看，通过开展测土配方施肥，目前三大粮食作物氮肥、磷肥和钾肥利用率分别达到33%、24%和42%，比项目实施前（2005年）分别提高了5、12和10个百分点。在国家倡导科学施肥的大背景下，缓控释肥等新型高效肥的施用将成为农业发展的重要趋势。
近年来，一些新型肥料企业率先抢抓机遇、积极尝试推广模式，努力引领耕地“减肥”运动，取得了显著的业绩。
据金正大生态工程集团股份有限公司研发工程师陈剑秋介绍，中国的耕地占世界的9%，却使用了占世界35%的化肥。作为全球最大的缓控释肥生产基地，10年前公司就将缓控释肥引进大田，开启了国内农业种肥同播的时代。为了加大推广力度，2011年山东省“两会”期间，公司副总经理高义武曾建议对农民使用缓控释肥给予一定的补贴。
“经过多年的不懈努力，目前公司已经实现从推广成熟的玉米种肥同播，向水稻、小麦、棉花等作物拓展。截至2014年，公司缓控释肥示范推广已扩大到25个省，60多个市县的31种作物，累计推广缓控释肥施用面积6000万亩，基本实现了缓控释肥在主要粮食作物和经济作物、油料作物上的示范应用。” 陈剑秋表示。
“通过对国内各类提高肥料利用率的技术进行深入考察后，我们发现普通长效肥、缓控释肥中氮养分的利用率最高能达到50%左右。为此，施可丰与华南农业大学开展合作，用3年时间研发出了肥料利用率更高的新型脲醛肥料。”施可丰农科公司总经理王程永告诉记者，2014年对于所有化肥企业是充满挑战的一年。面对极度低迷的化肥市场，不用说开发新客户了，就是想保证以往的销量也是难上加难。但就是在这种困难的市场形势下，仅去年前7个月，公司的肥料销量就超过了2013年全年的总销量。
此外，山东农大肥业科技有限公司工贸中心经理李国栋也表示，缓控释肥在提高作物产量、减少养分流失和简化施肥方式等方面起着非常重要的作用，其主要机理是肥料的缓释技术能够使养分释放和植物的需求相一致，从而满足植物在幼苗时期需要养分较少，而在生长后期却需要较多养分的需求。硫素树脂包衣尿素因具有良好的缓释性能和经济性能，自2005年投放市场以来受到了广大客户的认可和欢迎。作为国内最早从事硫包衣尿素相关产品研发和生产的企业之一，目前公司硫素树脂包衣尿素年产能已达20万吨。
“我们公司一直致力于做适合中国农业的缓控释肥。”沈阳中科新型肥料有限公司副总经理卢宗云表示，近年来，该公司在稳定性肥料产业化过程中做了不少工作：一是研究制定了稳定性尿素生产设备工艺规程；二是通过院企合作，探索了区域作物特性、肥料科学使用以及推广方法；三是在中原地区，与农机厂家共同推广了“两免施肥种植技术”。四是制定《稳定性肥料国家标准》。据卢宗云透露，目前标委会已经通过了《稳定性肥料国家标准》，2015年年底有望发布实施。

研发力度还需加大

尽管国内企业在缓控释肥应用推广上显现成效，但在研发投入仍然较低，即使一些技术比较先进的企业，研发投入也不足销售收入的2%。为此，今后企业应加大缓控释肥的研发投入，并在研发方向上有所侧重。
卢宗云表示，衡量新型肥料标准包括几点：一是生产工艺上简单明了；二是制造成本上农民可接受；三是田间效果上肉眼可见；四是经济效益上增产增效；五是环境效益上要生态安全。为此，新型肥料的研发方向上一定要满足以下几个方面：一是肥料利用率高效化；二是肥效期长效化，可实现一次性施肥和追肥；三是农艺上功能化，可以施肥时把除草、除虫等操作一次性完成；四是营养上科学化，营养配比需要区分区域特点和作物特点。
对此，清华大学化学工程系教授王亭杰也表示赞同。他认为，包膜材料技术是前景光明的发展方向。但今后在研发和提升过程中还应注意几点：一是要了解理想材料的制备方法以及过程结构设计等；二是熟悉包膜化肥性能控制和检测；三是残余膜层的可控实现及时降解；四是包膜化肥的连续规模化生产；五是成本进一步降低，以至可大规模推广，同时性能不断提高。
记者在采访中了解到，当前，国内的一些包膜技术已引起了业内关注。
中科院过程工程研究所研究员张小勇团队研发了可降解材料包裹型缓控释肥工艺技术，采用木质素、硅砂和植物源封闭剂为包裹材料，通过特殊的包裹工艺对尿素和无机复合肥料颗粒进行包衣。该技术材料来源广，工艺比较简单，制备成本较低。
王亭杰团队研发了聚合物乳液包膜控释肥料技术。由于聚合物乳液的连续相是水，生产和使用过程中，不会造成有机溶剂污染，也避免了有机溶剂消耗和使用回收设备而增加成本。
中国农业科学院农业资源与区划研究所博士杨相东研发的聚氨酯控释肥技术，采用混合多元醇调控聚氨酯反应配比，可实现连续化、大产能生产；且反应物料可连续添加，工艺绿色安全、环保节能。
中国农业大学教授胡树文还研发了专用功能性控释肥料技术，即高分子包膜肥料。据了解，该技术生产过程能耗少，无“三废”产生。生产的包膜控释肥料产品可广泛应用于各种农作物，在减氮量25%的条件下，可以保证稳产或增产。
数据显示，截至2015年5月，登记证在有效期的产品有24个，其中3个复合养分缓释产品、其余均为包膜尿素，其适用作物分别为：玉米19个、水稻5个；棉花2个；花卉2个；小麦、马铃薯、油菜籽、大豆、甘蔗、香蕉1个。
对此，国家化肥质量监督检验中心（北京）常务副主任王旭表示，2014年、2015年登记评审通过率为38%，通过率不高的原因主要是：一方面工艺不稳定，释放率和释放期指标与申请登记指标差异大，与试验作物需肥特性不吻合；另一方面，释放期短，性价比不合理。为此，企业还需要在工艺稳定性上下功夫。
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