傳統(tǒng)化肥增效改性技術(shù)途徑與政策建議論文
化肥是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，是糧食的“糧食”,化肥在糧食增產(chǎn)中的作用占40% 50%[1].我國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)始大量施用化肥，目前我國(guó)農(nóng)業(yè)化肥消費(fèi)量已達(dá)到6000萬(wàn)噸，占世界消費(fèi)量的1 /3,單位面積施肥量是世界平均水平的3倍[2].然而，我國(guó)又是一個(gè)肥料資源相對(duì)短缺的國(guó)家。按目前的開(kāi)采速度，我國(guó)高品位的磷礦資源僅供開(kāi)采15年，175億噸磷礦資源將在79年內(nèi)用完[3]; 我國(guó)鉀肥更是50%依賴(lài)進(jìn)口。為獲得高產(chǎn)而大量施肥，我國(guó)氮、磷、鉀化肥的當(dāng)季利用率分別只有35% 、20%和40%左右，平均比發(fā)達(dá)國(guó)家低15 20個(gè)百分點(diǎn)。這不僅造成能源、資源和經(jīng)濟(jì)的巨大浪費(fèi)，也帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。據(jù)預(yù)測(cè)，到2030年我國(guó)化肥需求量將達(dá)到6600 7000萬(wàn)噸[4].2030年要使全國(guó)1億 多公 頃 耕 地 平 均 化 肥 施 用 水 平 達(dá)600kg / hm2,是很難達(dá)到的，也是土壤、環(huán)境難以承受的。我國(guó)未來(lái)肥料發(fā)展的重點(diǎn)應(yīng)當(dāng)是如何提高效率與利用率，而不是繼續(xù)大幅度提高施肥水平。所以，我國(guó)肥料產(chǎn)業(yè)實(shí)施“質(zhì)量替代數(shù)量”發(fā)展戰(zhàn)略，化肥用量力爭(zhēng)控制在5500萬(wàn)噸左右，通過(guò)肥料科技創(chuàng)新、改善施肥技術(shù)和挖掘植物遺傳潛力等提高肥料效益的途徑，在不增加或適度減少化肥用量的前提下，通過(guò)提高效率，保證我國(guó)的糧食安全[5].
開(kāi)展肥料科技創(chuàng)新、發(fā)展新型肥料是我國(guó)肥料產(chǎn)業(yè)實(shí)施質(zhì)量替代數(shù)量發(fā)展的戰(zhàn)略選擇[5].新型肥料是肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中不斷出現(xiàn)的新品種、新類(lèi)型和新產(chǎn)品，其內(nèi)涵是動(dòng)態(tài)發(fā)展的。國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006 2020年） ,將環(huán)保型肥料列為優(yōu)先發(fā)展主題，重點(diǎn)研究開(kāi)發(fā)環(huán)保型肥料創(chuàng)制關(guān)鍵技術(shù)，專(zhuān)用復(fù)（ 混） 型緩釋、控釋肥料及施肥技術(shù)與相關(guān)設(shè)備�！笆濉币詠�(lái)，新型肥料研究被列入國(guó)家863計(jì)劃、科技支撐計(jì)劃、成果轉(zhuǎn)化基金項(xiàng)目等給予支持，大大促進(jìn)了新型肥料科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。2000年以來(lái)，我國(guó)新型肥料產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。2010年，我國(guó)從事各類(lèi)新型肥料生產(chǎn)的企業(yè)超過(guò)2000家，占全國(guó)肥料生產(chǎn)企業(yè)總數(shù)的1 /4,新型肥料產(chǎn)業(yè)的資產(chǎn)規(guī)模超過(guò)500億元，從業(yè)人員約3萬(wàn)人，新型肥料產(chǎn)值每年約160多億元[6].據(jù)估計(jì)，2014年全國(guó)各類(lèi)新型肥料年產(chǎn)量總計(jì)達(dá)3000萬(wàn)噸（ 商品量） ,應(yīng)用面積超過(guò)6億畝，增產(chǎn)糧食150億公斤。然而，面對(duì)資源、能源、環(huán)境保護(hù)和糧食安全的巨大壓力，我國(guó)新型肥料的發(fā)展任重道遠(yuǎn)，技術(shù)水平、產(chǎn)業(yè)規(guī)模還遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。
當(dāng)前新型肥料的發(fā)展主要包括兩個(gè)方面： 一是對(duì)傳統(tǒng)（ 常規(guī)） 肥料進(jìn)行再加工，使其營(yíng)養(yǎng)功能得到提高或使之具有新的特性和功能； 二是通過(guò)開(kāi)發(fā)新資源，利用新理論、新方法和新技術(shù)等，研發(fā)肥料新類(lèi)型、新產(chǎn)品。本文將就傳統(tǒng)化肥增效改性、提升產(chǎn)品性能與功能問(wèn)題展開(kāi)討論，為推動(dòng)我國(guó)新型肥料發(fā)展、肥料產(chǎn)業(yè)技術(shù)升級(jí)，起到拋磚引玉的作用。
1 傳統(tǒng)化肥增效改性的必要性
對(duì)傳統(tǒng)肥料（ 常規(guī)肥料） 進(jìn)行再加工，使其營(yíng)養(yǎng)功能得到提高或使之具有新的特性和功能，是新型肥料研究的重要內(nèi)容[5,7].我國(guó)傳統(tǒng)氮肥主要包括尿素（ 占氮肥總產(chǎn)量的65%左右）、硫酸銨、氯化銨、碳酸氫銨及硝酸銨等品種類(lèi)型。由于氮肥活性高，損失途徑多，未被作物利用的氮肥又不容易在土壤中殘留而被后續(xù)利用，加之我國(guó)氮肥用量大（ 單位面積用量約為世界平均的3倍）[7],因此，我國(guó)農(nóng)田氮肥利用率一直處在較低水平[2],全國(guó)大田作物氮肥當(dāng)季利用率平均只有30%左右，遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家50% 60%的 水 平。2012年，我 國(guó) 氮 肥 產(chǎn) 量4313萬(wàn)噸，占世界產(chǎn)量的40%左右； 農(nóng)業(yè)消費(fèi)氮肥3337萬(wàn)噸，占氮肥產(chǎn)量的77% .我國(guó)每年農(nóng)業(yè)施用的氮肥通過(guò)揮發(fā)、淋洗和徑流等途徑損失超過(guò)1000萬(wàn)噸，相當(dāng)于2000多萬(wàn)噸尿素，直接經(jīng)濟(jì)損失400多億元人民幣，不僅造成能源與資源的巨大浪費(fèi)，而且對(duì)環(huán)境造成極大威脅[5].第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)，農(nóng)業(yè)源總氮排放量占排放總量（ 含農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活源） 的57. 2% .因此，對(duì)傳統(tǒng)氮肥進(jìn)行增效改性，減少損失、提高利用率，對(duì)保護(hù)資源與環(huán)境、提高經(jīng)濟(jì)效益等，均具有重要意義。
傳統(tǒng)磷肥品種主要包括磷銨、普通過(guò)磷酸鈣、重鈣、硝酸磷肥、鈣鎂磷肥以及氮磷鉀復(fù)合（ 混） 肥等[3],除鈣鎂磷肥外，多數(shù)磷肥品種中的磷是水溶性磷。但是，磷肥施入土壤中通常被大量固定是影響其提高效率的重要限制因素[8-9].我國(guó)2012年磷肥產(chǎn)量達(dá)到1693萬(wàn)噸，占世界磷肥產(chǎn)量的40%,2012年我國(guó)磷肥農(nóng)業(yè)用量達(dá)到1167萬(wàn)噸。根據(jù)2013年農(nóng)業(yè)部的結(jié)果，我國(guó)水稻、小麥、玉米三大糧食作物磷肥的當(dāng)季利用率平均只有24%,比發(fā)達(dá)國(guó)家低十幾個(gè)百分點(diǎn)。第一次全國(guó)污染源普查公報(bào)，農(nóng)業(yè)源總磷排放量占排放總量（ 含農(nóng)業(yè)、工業(yè)和生活源） 的67. 4% .大量施用磷肥也導(dǎo)致面源污染發(fā)生。因此，對(duì)傳統(tǒng)磷肥進(jìn)行增效改性的主要方向是減少固定、促進(jìn)吸收、提高效率。
傳統(tǒng)鉀肥主要包括氯化鉀、硫酸鉀等品種。我國(guó)水溶性鉀肥資源嚴(yán)重不足，只占世界水溶性鉀肥資源的5%左右，長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)鉀肥產(chǎn)量不能滿(mǎn)足自給需要[6],50%以上依賴(lài)進(jìn)口，需要大量外匯。2012年我國(guó)農(nóng)業(yè)鉀肥用量525萬(wàn)噸，一半來(lái)自進(jìn)口。鉀肥在土壤中的活躍程度介于氮肥和磷肥之間。但是，鉀離子也相對(duì)較為活躍，施入土壤后受徑流、淋溶及土壤固定等影響，當(dāng)季利用率也不高。根據(jù)農(nóng)業(yè)部2013年研究結(jié)果，我國(guó)水稻、小麥、玉米三大糧食作物鉀肥的當(dāng)季利用率平均為42% .對(duì)傳統(tǒng)鉀肥增效改性的方向，也主要是提高有效性、促進(jìn)吸收，提高效率。
另外，我國(guó)農(nóng)業(yè)大量依靠投入氮、磷、鉀化肥獲得高產(chǎn)的同時(shí)，大量中、微量元素也隨作物收獲而帶出農(nóng)田，我國(guó)農(nóng)田土壤中、微量元素缺乏現(xiàn)象越來(lái)越普遍[10-12].因此，發(fā)展高效中、微量元素肥料，也是提高肥效和增加產(chǎn)量的有效途徑。
2 傳統(tǒng)化肥增效改性的主要技術(shù)途徑
對(duì)傳統(tǒng)化肥進(jìn)行增效改性的主要技術(shù)途徑包括： 一是緩釋法增效改性[13],通過(guò)發(fā)展緩釋肥料，調(diào)控肥料養(yǎng)分在土壤中的釋放過(guò)程，最大限度地使養(yǎng)分供應(yīng)與作物需肥節(jié)律相一致，從而提高肥料的利用率[5].緩釋法增效改性的肥料產(chǎn)品通常稱(chēng)作緩釋肥料。二是穩(wěn)定法增效改性[7],通過(guò)添加脲酶抑制劑或/和硝化抑制劑，以降低土壤脲酶和硝化細(xì)菌活性，減緩尿素在土壤中的轉(zhuǎn)化速度，從而減少揮發(fā)、淋洗等損失，提高氮肥的利用率[7,14].穩(wěn)定法增效改性的肥料產(chǎn)品通常稱(chēng)作穩(wěn)定肥料。三是增效劑法增效改性[7,15-16],專(zhuān)指在肥料生產(chǎn)過(guò)程中加入海藻酸類(lèi)、腐植酸類(lèi)和氨基酸類(lèi)等天然活性物質(zhì)所生產(chǎn)的肥料改性增效產(chǎn)品。海藻酸類(lèi)、腐植酸類(lèi)和氨基酸類(lèi)等增效劑都是天然物質(zhì)或是植物源的，不但可以提高肥料利用率，而且環(huán)保安全。通過(guò)向肥料中添加生物活性物質(zhì)類(lèi)肥料增效劑所生產(chǎn)的改性增效產(chǎn)品，通常稱(chēng)作增值肥料[7,17].四是有機(jī)物料與化學(xué)肥料復(fù)合（ 混） 優(yōu)化化肥養(yǎng)分高效利用，生產(chǎn)的肥料產(chǎn)品為有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料或含有機(jī)質(zhì)的復(fù)合（ 混） 肥料[9,18].
2. 1緩釋肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展及技術(shù)趨勢(shì)
緩釋肥料是我國(guó)肥料質(zhì)量替代數(shù)量發(fā)展的重要產(chǎn)品類(lèi)型[5].從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，我國(guó)緩釋肥料經(jīng)歷了探索起步（20世紀(jì)80年代）、初步發(fā)展（20世紀(jì)90年代） 和快速發(fā)展（2000年以來(lái)） 三個(gè)階段[13].2000年以前，我國(guó)緩釋肥料用量很少，在國(guó)際上沒(méi)有地位； 之后經(jīng)過(guò)10多年的快速發(fā)展，到2010年全世界緩釋肥消費(fèi)量170萬(wàn)噸，其中中國(guó)的消費(fèi)量占到70萬(wàn)噸，占世界總消費(fèi)量的40%以上，中國(guó)已經(jīng)超過(guò)美國(guó)（60萬(wàn)噸） 成為世界上緩釋肥料第一生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)[13].據(jù)測(cè)算，目前中國(guó)各類(lèi)緩釋肥料的產(chǎn)能達(dá)到490萬(wàn)噸，年產(chǎn)量200萬(wàn)噸，應(yīng)用面積達(dá)到9000多萬(wàn)畝。中國(guó)緩釋肥料進(jìn)行了兩次大的技術(shù)引進(jìn)和集成創(chuàng)新。2005年以前，以引進(jìn)日本溶劑型樹(shù)脂包衣緩釋肥料技術(shù)為主要特征，通過(guò)消化吸收和集成創(chuàng)新，形成了產(chǎn)業(yè)化。2005年以后，以吸收和引進(jìn)美國(guó)、加拿大無(wú)溶劑反應(yīng)成膜樹(shù)脂包衣緩釋肥料技術(shù)為主要特征，通過(guò)消化吸收和集成創(chuàng)新，形成產(chǎn)業(yè)化，整體技術(shù)水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。當(dāng)前我國(guó)緩釋肥料正面臨第三次創(chuàng)業(yè)和科技創(chuàng)新，需要從材料、設(shè)備、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等方面全面自主創(chuàng)新，提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平。
中國(guó)緩釋肥料產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和發(fā)展中亟待從理論上明確大田作物需要什么樣的緩釋肥料。國(guó)外緩釋肥料主要用在草坪、園藝等領(lǐng)域，在大田作物上應(yīng)用不多，沒(méi)有太多經(jīng)驗(yàn)可供我們借鑒。我國(guó)緩釋肥料發(fā)展的主要目標(biāo)是大田作物，大田作物對(duì)肥料養(yǎng)分緩釋性的要求如何是必須加強(qiáng)研究和明確回答的問(wèn)題。肥料的緩釋性不等同于供肥性，肥料的緩釋性是指肥料進(jìn)入介質(zhì)后養(yǎng)分向介質(zhì)（ 水或土壤）中擴(kuò)散的速度快慢； 而肥料的供肥性是指肥料進(jìn)入土體后持續(xù)供應(yīng)作物養(yǎng)分的能力，包括供肥強(qiáng)度和供肥持續(xù)時(shí)間兩個(gè)方面。肥料養(yǎng)分在土壤中釋放后并不立即在原位全部被作物直接吸收，大部分通過(guò)轉(zhuǎn)化和遷移，分布在不同深度的土體中，通過(guò)水-肥-根的耦合，從整個(gè)土體中供應(yīng)作物養(yǎng)分。肥料養(yǎng)分能否被作物高效吸收利用，關(guān)鍵在于水-肥-根在時(shí)間和空間上的耦合特征[6].水肥耦合有效地提高了肥料向作物根系的移動(dòng)[19],但在機(jī)理上只關(guān)注了水分、養(yǎng)分同其吸收主體-根系在時(shí)間上的高效耦合而忽視了在空間上的耦合[6,13].肥料養(yǎng)分緩釋性的設(shè)計(jì)原則是實(shí)現(xiàn)“肥料養(yǎng)分在土壤中按一定規(guī)律釋放后，在土體中與作物需肥規(guī)律在時(shí)間和空間兩維相匹配（S型供應(yīng)）”,供肥不僅僅局限于0-20 cm表土根層，只考慮肥料養(yǎng)分在0-20 cm土層中的釋放與作物需肥規(guī)律相匹配（“S”型釋放） ,還要考慮養(yǎng)分向亞表層根系的供應(yīng)。目前的緩釋肥料養(yǎng)分一般在施入土壤表層（ 一般是0-20 cm土層）后呈“S”型釋放，并不一定能實(shí)現(xiàn)肥料養(yǎng)分在整個(gè)土體中的供肥性也是“S”型的[6].換言之，緩釋肥料養(yǎng)分在施入土壤表層（0-20 cm） 后呈“S”型釋放，可使表層肥料養(yǎng)分供應(yīng)（ 如0-20 cm土層，供應(yīng)淺層根系） 是“S”型的，但深層土壤的養(yǎng)分供應(yīng)（20cm以下土壤，供應(yīng)深層土壤根系） 不一定是“S”型的，因此整個(gè)土體中的供肥性就不是“S”型的。不同作物的根系深淺不同，對(duì)肥料養(yǎng)分緩釋性的要求也不相同； 土壤、氣候和水分管理制度等不同條件下栽培的作物，對(duì)肥料養(yǎng)分緩釋性的要求亦不相同。因此，需要在緩釋肥的`“供肥性”上大做文章，根據(jù)不同根系生長(zhǎng)特性的作物在不同生育期根系在不同土層的分布特點(diǎn)，大力研究適應(yīng)不同作物的專(zhuān)用型緩釋肥。
樹(shù)脂包膜緩釋肥料是我國(guó)最為重要的緩釋肥料品種之一，需要在以下幾方面加大科技創(chuàng)新力度：1） 生產(chǎn)工藝實(shí)現(xiàn)連續(xù)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性；2） 提高單套設(shè)備產(chǎn)能，年生產(chǎn)能力力求超過(guò)萬(wàn)噸以上，甚至超過(guò)5萬(wàn)噸；3） 提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，省工、高效、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。另外，大田作物需要多樣化的緩釋肥料產(chǎn)品，因此，我國(guó)緩釋肥料在重視發(fā)展樹(shù)脂包膜緩釋肥料（ 多以BB緩釋肥料的形式進(jìn)入農(nóng)田） 的同時(shí)，還應(yīng)重視發(fā)展其他緩釋機(jī)理的肥料產(chǎn)品，如非樹(shù)脂包膜型、載體緩釋型、有機(jī)無(wú)機(jī)緩釋型等肥料品種[9,18,20-23].這些產(chǎn)品主要是利用無(wú)機(jī)礦物材料、有機(jī)質(zhì)材料等包裹或包膜速溶性肥料，或?qū)⒕忈尣牧吓c速溶肥料融合，使養(yǎng)分起到緩釋長(zhǎng)效的效果。非樹(shù)脂包膜型等緩釋肥料用普通設(shè)備即可生產(chǎn)，無(wú)需特殊設(shè)備、無(wú)需溶劑，工藝簡(jiǎn)單、能耗小、產(chǎn)量高、成本低，大田作物應(yīng)用效果好。另外，緩釋肥料需要不斷完善標(biāo)準(zhǔn)[13].我國(guó)當(dāng)前的緩釋肥料標(biāo)準(zhǔn)主要是在參考國(guó)外經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上制定的，國(guó)外緩釋肥標(biāo)準(zhǔn)主要是根據(jù)淺根草坪和園藝花卉等植物需肥規(guī)律制定的[7,24],可能并不適合大田深根作物。我國(guó)發(fā)展大田作物緩釋肥料，需要依據(jù)大田作物對(duì)緩釋肥的要求，制定和完善相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。
2. 2穩(wěn)定肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展及技術(shù)趨勢(shì)
穩(wěn)定肥料是指通過(guò)添加脲酶抑制劑和/或硝化抑制劑等，調(diào)節(jié)土壤酶或微生物活性，減緩尿素的水解和對(duì)銨態(tài)氮的硝化-反硝化作用，達(dá)到肥料氮素緩慢轉(zhuǎn)化和減少損失的目的。1935年Rotini首先發(fā)現(xiàn)土壤中存在脲酶，40年代Conrad等發(fā)現(xiàn)向土壤中加入某些抑制脲酶活性的物質(zhì)可以延緩尿素的水解，60年代人們開(kāi)始重視篩選土壤脲酶抑制劑的工作[5].HQ（ 氫醌）、NBPT（N -丁基硫代磷酰三胺）、PPD（ 鄰-苯基磷酰二胺）、TPTA（ 硫代磷酰三胺）、CHPT（N -磷酸三環(huán)己胺） 等是篩選研究的重要土壤脲酶抑制劑[14].國(guó)外自20世紀(jì)50年代開(kāi)始研制硝化抑制劑，研究的主要產(chǎn)品有吡啶、嘧啶、硫脲、噻唑、汞等的衍生物，以及疊氮化鉀、氯苯異硫氰酸鹽、六氯乙烷、五氯酚鈉等。雙氰胺（DCD） 是較為廣泛用于提高氮肥利用率的硝化抑制劑[7,14].
我國(guó)從20世紀(jì)60年代開(kāi)始重視研究穩(wěn)定肥料，中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所率先開(kāi)始了硝化抑制劑的研究。之后，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所在上個(gè)世紀(jì)70年代開(kāi)始研究氫醌作為脲酶抑制劑如何提高氮肥利用率，在盤(pán)錦化肥廠(chǎng)、大慶化肥廠(chǎng)等通過(guò)添加脲酶抑制劑生產(chǎn)緩釋尿素，并且應(yīng)用到大田作物上[14].特別是進(jìn)入2000年以來(lái)，中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所開(kāi)發(fā)出一批新型脲酶抑制劑和硝化抑制劑，應(yīng)用在尿素、復(fù)合（ 混） 肥中，生產(chǎn)穩(wěn)定肥料，大面積實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，并且牽頭制定了《穩(wěn)定性肥料》（ 標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)：HG/T 4135 -2010） 行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，2011年3月1日正式實(shí)施，規(guī)范了相關(guān)定義術(shù)語(yǔ)，統(tǒng)一了檢驗(yàn)方法，從而規(guī)范了穩(wěn)定肥料市場(chǎng)，標(biāo)志著穩(wěn)定肥料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步入了一個(gè)新的階段。目前全國(guó)已有50余家化肥企業(yè)從事穩(wěn)定肥料生產(chǎn)和推廣，年產(chǎn)量超過(guò)80萬(wàn)噸，應(yīng)用面積超過(guò)上千萬(wàn)畝。
穩(wěn)定肥料未來(lái)技術(shù)趨勢(shì)，一是篩選更加廉價(jià)、高效、環(huán)保的脲酶抑制劑和硝化抑制劑，應(yīng)用到穩(wěn)定肥料生產(chǎn)中； 二是提高穩(wěn)定肥料在不同土壤、氣候條件下效果的穩(wěn)定性； 三是研究穩(wěn)定肥料產(chǎn)品如何走向作物專(zhuān)用化。
2. 3增值肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展及技術(shù)趨勢(shì)
增值肥料（value-added fertilizer） 專(zhuān)指肥料生產(chǎn)過(guò)程中加入海藻酸類(lèi)、腐植酸類(lèi)和氨基酸類(lèi)等天然活性物質(zhì)所生產(chǎn)的肥料改性增效產(chǎn)品。海藻酸類(lèi)、腐植酸類(lèi)和氨基酸類(lèi)等增效劑都是天然物質(zhì)或是植物源的，可以提高肥料利用率，且環(huán)保安全[7,17,25-26].增值肥料發(fā)展的主要技術(shù)特點(diǎn)： 增效劑微量高效，添加量在多在0. 3‰ 3‰之間； 肥料養(yǎng)分含量基本不受影響，如增值尿素含氮量不低于46%; 增效明顯，添加的增效劑具有常規(guī)的可檢測(cè)性； 增效劑為植物源天然物質(zhì)及其提取物，對(duì)環(huán)境、作物和人體無(wú)害； 工藝簡(jiǎn)單，成本低。增值肥料主要通過(guò)促進(jìn)作物根系生長(zhǎng)與活力； 影響氮肥轉(zhuǎn)化及運(yùn)移模式，提 高 氮 肥 穩(wěn) 定 性，減 少 氨 揮 發(fā) 和 淋 洗 損失[7,16-17,25-27]; 減少土壤對(duì)磷鉀肥的固定，提高其有效性和供應(yīng)強(qiáng)度等，從而改善作物對(duì)肥料的吸收利用，提高肥料利用率[28].
增值肥料的關(guān)鍵技術(shù)是開(kāi)發(fā)微量高效、環(huán)保安全的肥料增效劑。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院新型肥料創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，在國(guó)家863計(jì)劃、國(guó)家科技支撐計(jì)劃等項(xiàng)目的支持下，經(jīng)過(guò)10年的努力，研制出發(fā)酵海藻液、鋅腐酸、禾谷素等系列肥料增效劑； 開(kāi)發(fā)了海藻酸尿素、鋅腐酸尿素和禾谷素尿素等增值尿素新產(chǎn)品[29],以及相應(yīng)的增值復(fù)合（ 混） 肥料、增值磷銨等新產(chǎn)品； 在中國(guó)氮肥工業(yè)協(xié)會(huì)的指導(dǎo)下，2012年成立《化肥增值產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟》，推動(dòng)我國(guó)傳統(tǒng)化肥增值改性。我國(guó)利用氨基酸、腐植酸、海藻酸等改性的增值尿素年產(chǎn)量超過(guò)300萬(wàn)噸，每年推廣面積1億畝，增產(chǎn)糧食30億公斤，農(nóng)民增收60多億元，減少尿素?fù)p失超過(guò)40萬(wàn)噸，為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收、環(huán)境保護(hù)和促進(jìn)我國(guó)肥料產(chǎn)品性能升級(jí)做出了貢獻(xiàn)[7].增值肥料檢測(cè)方法及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究，也需要亟待加強(qiáng)。
2. 4有機(jī)物料與化學(xué)肥料復(fù)合（ 混） 優(yōu)化化肥養(yǎng)分高效利用的產(chǎn)業(yè)發(fā)展及技術(shù)趨勢(shì)
有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥是肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的新秀，具有中國(guó)特色，逐漸被產(chǎn)業(yè)界所重視[6].過(guò)去發(fā)展有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料的主要原因，一是消納有機(jī)廢棄物，保護(hù)環(huán)境； 二是增加土壤有機(jī)質(zhì)，培肥土壤。然而，一系列的研究發(fā)現(xiàn)，有機(jī)物料與化學(xué)肥料科學(xué)復(fù)合（ 混） ,具有調(diào)節(jié)化學(xué)肥料養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、釋放和供應(yīng)模式的作用； 有機(jī)物料通過(guò)改善土壤的理化性狀、調(diào)節(jié)土壤酶活性等，減輕氮肥氨揮發(fā)損失，減緩磷、鉀肥在土壤中的固定，提高供肥能力，等養(yǎng)分投入條件下，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合（ 混） 肥料具有較高的化肥養(yǎng)分利用率[8-9,18,30-32].如將味精廠(chǎng)發(fā)酵產(chǎn)生的有機(jī)廢棄物分別與化學(xué)氮肥、磷肥和鉀肥進(jìn)行復(fù)混造粒，等養(yǎng)分投入情況下，有機(jī)復(fù)混氮肥、有機(jī)復(fù)混磷肥、有機(jī)復(fù)混鉀肥比普通化肥供肥能力強(qiáng)，作物增產(chǎn)，肥料利用率提高5 10個(gè)百分點(diǎn)[8-9,18],尤其是有機(jī)物料與氮、磷肥復(fù)合（ 混） 的增產(chǎn)效果最好。系統(tǒng)研究有機(jī)物料與化學(xué)肥料復(fù)合（ 混） 優(yōu)化化肥養(yǎng)分高效利用的原理，建立有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合（ 混） 肥優(yōu)化化肥養(yǎng)分高效利用的理論與技術(shù)體系，是未來(lái)有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合（ 混） 肥料研究的重要任務(wù)。有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料在經(jīng)濟(jì)作物，如棉花、花生、馬鈴薯、大蒜、油菜以及果樹(shù)等作物上應(yīng)用的潛力較大。磷鉀含量較高的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥也可以替代普通復(fù)混肥料作冬小麥等作物的基肥施用； 高氮型的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥也可以用作追肥，或用在東北春玉米或華北夏玉米上的一次性施肥。目前，我國(guó)有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料年產(chǎn)量近700萬(wàn)噸，應(yīng)用面積上億畝，年增產(chǎn)糧食超過(guò)40億公斤。
有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展仍存在許多亟待解決的問(wèn)題。目前，有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥的生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模相對(duì)較小，企業(yè)多采用團(tuán)粒法工藝生產(chǎn)有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥，產(chǎn)能相對(duì)較低，尚缺少龍頭企業(yè)帶動(dòng)該行業(yè)的發(fā)展。開(kāi)發(fā)產(chǎn)能高、養(yǎng)分含量高、效果好、品相優(yōu)的有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料生產(chǎn)新工藝，適應(yīng)我國(guó)機(jī)械化施肥發(fā)展的需要，是有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥行業(yè)發(fā)展需要解決的問(wèn)題。系統(tǒng)研究有機(jī)物料與化學(xué)肥料復(fù)合（ 混） 優(yōu)化化肥養(yǎng)分高效利用的機(jī)理與原理，建立有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合（ 混） 肥優(yōu)化化肥養(yǎng)分高效利用的理論與技術(shù)體系，是未來(lái)有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合（ 混） 肥料研究的重要任務(wù)。另外，發(fā)展有機(jī)質(zhì)含量3% 8% 、養(yǎng)分濃度超過(guò)40%的復(fù)合（ 混） 肥料，既可以發(fā)揮有機(jī)物料優(yōu)化化學(xué)肥料養(yǎng)分利用的作用，又可以滿(mǎn)足市場(chǎng)對(duì)高濃度復(fù)合（ 混） 肥料產(chǎn)品的需求，有較大的市場(chǎng)潛力。
3 傳統(tǒng)化肥增效改性的政策建議
肥料是保障國(guó)家糧食安全的戰(zhàn)略物資，是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。過(guò)去十年，我國(guó)傳統(tǒng)化肥改性增效技術(shù)快速發(fā)展，迄今，我國(guó)各類(lèi)增效改性肥料年產(chǎn)量達(dá)到1300萬(wàn)噸（ 商品量） ,每年推廣面積4億多畝，年增產(chǎn)糧食110億公斤，為農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收和環(huán)境保護(hù)做出了重要貢獻(xiàn)。面對(duì)資源、能源、環(huán)境保護(hù)和糧食安全的巨大壓力，開(kāi)展肥料科技創(chuàng)新、發(fā)展新型肥料是我國(guó)肥料產(chǎn)業(yè)實(shí)施質(zhì)量替代數(shù)量發(fā)展的戰(zhàn)略選擇。利用物理、化學(xué)或生物等手段對(duì)傳統(tǒng)肥料進(jìn)行改性，使其營(yíng)養(yǎng)功能得到增強(qiáng)或賦予其新的功能，是肥料科技創(chuàng)新的重要途徑。推動(dòng)傳統(tǒng)化肥增效改性，是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，需要科學(xué)家和肥料行業(yè)的共同努力，更需要國(guó)家在政策上的推進(jìn)。建議：1） 增加科研投入，開(kāi)展傳統(tǒng)化肥增效改性的技術(shù)研究；2） 國(guó)家從投資、信貸、稅收等政策領(lǐng)域給予增效化肥新產(chǎn)業(yè)以?xún)?yōu)惠扶持；3）國(guó)家支持建立一批傳統(tǒng)化肥改性增效的示范企業(yè)，推動(dòng)傳統(tǒng)化肥產(chǎn)業(yè)技術(shù)提升；4） 從國(guó)家層面，建立傳統(tǒng)化肥增效改性工程技術(shù)國(guó)家研發(fā)平臺(tái)。
參 考 文 獻(xiàn)：
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