增產增效、節能環保、省時省力等多項優點,不僅讓緩控釋肥成為國家重點推廣的技術,而且必將成為我國“十二五”期間的朝陽產業,進而推動我國肥料產業的升級。
發展緩控釋肥
是保障國家糧食安全的有效途徑
化肥是農業持續發展的物質保證,是糧食增產的物質基礎。上世紀80年代,化肥的施用對我國糧食增產的貢獻率達50%,糧食總產與化肥用量同步增長,肥料的施用極大地促進了我國糧食的生產。但到90年代初,在化肥投入直線增長的同時,糧食產量卻徘徊不前。據統計,1996—2008年間,我國化肥使用量增長了36.9%,而糧食總產量卻只增長了4.7%,不斷增加的化肥投入并沒有持續增加糧食產量(圖1)。出現這一現象的原因是多方面的,肥料利用率降低導致增產效應下降無疑是一個重要的原因。
1978-2007年我國化肥施用量與糧食總產和單產變化趨勢
2008年11月13日國家發改委公布的《國家糧食安全中長期規劃綱要(2008-2020年)》中提出到2020年實現我國糧食產量不低于5400億公斤的目標,2009年4月8日,國務院常務會議通過了《全國新增1000億斤糧食生產能力規劃(2009-2020年)》,進一步提出,到2020年,我國糧食生產能力達到11000億斤以上,比現有產能增加1000億斤,糧食單產水平達到700斤。要實現上述目標,滿足未來我國人口增長對糧食的需求,在耕地面積逐漸減少和化肥增產效應降低的嚴峻現實條件下,必須提高肥料利用率,解決肥料增產效率低下的問題。因此,要提高化肥利用率,確保我國糧食安全,就必須改變我國“大量投肥”的傳統施肥模式,加速研究和推廣提高肥料利用率的緩控釋肥成為有效途徑。
大量試驗研究表明:緩控釋肥可提高肥料利用率10%—30%,以平均提高氮肥利用率22.8%計算(表1),2010年可減少化肥需求量722萬噸,2030年可減少化肥需求量921萬噸,緩控釋肥使用后可大幅度降低肥料使用量。
表1 等量緩控釋肥與普通速效肥料增產率及氮素利用率增加量對比
注:1.數據資料來源:《中國的化肥結構和發展預測》,中國農業科學院土壤肥料研究所,李家康、林葆、梁國慶。
2.以提高氮肥利用率計算需求量
發展緩控釋肥
是構建資源節約型社會的有效途徑
我國化肥利用率低是化肥引起環境污染的主要原因。研究表明,除作物吸收利用和土壤殘留外,約有50%以上的氮沒有被作物吸收而流失,引發了一系列環境及食品安全問題,如水體富營養化、土壤板結、溫室效應、農產品品質下降等。中國科學院南京土壤研究所的研究顯示,每年我國有123.5萬噸氮通過地表水徑流到江河湖泊,49.4萬噸進入地下水,299萬噸進入大氣;長江、黃河和珠江每年輸出的溶解態無機氮達到97.5萬噸,其中90%來自農業,而氮肥占了50%。據估計,全國每年生產硝酸鹽超標的蔬菜已達60萬噸左右,直接影響人類健康和生活質量,影響了我國農產品在國際市場的競爭力。此外,化肥生產和使用過程中二氧化碳和氮氧化合物排放是溫室氣體的來源之一,排放的氣體和粉塵嚴重影響空氣質量和人類健康。
研究表明,緩控釋肥可降低氮素淋失48%—65%,從而減輕了氮素淋失引起的地下水污染和地表水富營養化;可減少氮素揮發與排放59.3%—93.0%,進而可在一定程度上控制施肥造成的溫室效應。
表2 緩控釋肥提高肥料養分利用率對減少環境污染的作用
單位:萬噸
注:排放量根據表2中施用緩控釋肥前氮肥需求量乘以排放系數計算,減排量根據排放量與表2中施用緩控釋肥后氮肥需求量乘以排放系數之差計
發展緩控釋肥
是構建環境友好型社會的有效途徑
我國是世界上最大的化肥生產國和消費國,化肥年產量約占全球的30%,表觀消費量占全球的35%。近年來我國化肥利用率不斷下滑,目前已較歐美發達國家低40%左右,化肥使用浪費現象嚴重。而作為高耗能產業,化肥的浪費就等于能源浪費。2005年我國能源消耗總量為22.3億噸標準煤(中國統計年鑒,2006),其中化肥生產消耗的能源約為1億噸標準煤,占全國能源消耗的5%左右。2009年我國農用氮肥消費量2800萬噸(折純),如果以緩控釋肥代替傳統氮肥,可減少氮投入約700萬噸。相當于節約1350萬噸標準煤,28億立方米天然氣,82億度電。
我國高品位磷礦儲存量約為11億噸,已經被國土資源部列入2010年之后緊缺的資源。面對日益緊張的能源供需格局,國家“十二五”規劃中對石化行業提出了節能20%的發展目標,這對化肥行業是一個嚴峻的挑戰。按照噸化肥能耗2.27噸標準煤、噸磷肥消耗2.53噸磷(P2O5)礦計算,在化肥自給率100%的情形下,2010年生產磷肥所需的磷礦消耗量為3218.2萬噸,生產化肥標準煤消耗15835.7萬噸,施用緩控釋肥后可節約磷礦321.8萬噸,節約標準煤1583.6萬噸。目前緩控釋氮肥的利用率比速效肥要高10%—30%,所以大力發展緩控釋肥產業也與落實我國節約能源資源的基本國策息息相關,有利于促進資源節約型社會的構建。
發展緩控釋肥
是發展低碳農業的有效途徑
大量研究表明,緩控釋肥施用可有效減少溫室氣體的排放,如果以緩控釋肥代替傳統氮肥,2009年可節約700萬噸氮,緩控釋肥應用可減少氧化亞氮排放約7萬噸,折合二氧化碳排放約0.2億噸,因此,發展緩控釋肥是我國實現低碳農業的有效途徑。
發展緩控釋肥產業
有利于促進新農村建設
化肥是農業生產中投入最大的一項,占40%—50%。目前農民每年用于購買化肥的資金約3000億元;同時,由于普通肥料利用率低,在作物生長期內需要追肥1—3次,增加了勞動力成本。緩控釋肥為解決這一問題提出了新的思路:首先,大量的試驗示范表明,緩控釋肥和普通肥料相比,等量施肥條件下,緩控釋肥可實現作物增產10%—25%,節氮30%—50%的情況下不減產,有利于增加農民收入。國家雜交水稻工程技術研究中心在水稻上試驗表明,在等氮量條件下,使用緩控釋肥增產幅度在12%—15%左右,在30%氮用量條件下仍能保持穩產或取得10%左右的增產效果。其次,緩控釋肥能夠實現作物生長期內一次施肥無需追肥,節約勞動成本,以農民每工50元/天計,每畝可節省30—50元。第三,由于緩控釋肥能夠實現養分釋放與作物需求基本一致,減輕土壤環境惡化和減少作物根部病害,有利于提高農產品品質。第四,在保障同等有效養分投入的情況下,使用緩控釋肥可以節約近30%的化肥使用量。
發展緩控釋肥
符合國家產業政策
近年來,國家非常重視緩控釋肥產業的發展,《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十一個五年規劃綱要》、《當前優先發展的高技術產業化重點領域指南(2007年度)》及《中國高新技術產品目錄》中把緩控釋肥列為重點發展和推廣產品。
2007年《中共中央國務院關于積極發展現代農業扎實推進社會主義新農村建設的若干意見》中專門提出要“優化肥料結構,加快發展適合不同土壤、不同作物特點的專用肥、緩控釋肥”。
2008年2月起,全國農業技術推廣服務中心連續4年下達《關于做好緩控釋肥示范推廣工作的通知》,要求各地結合測土配方施肥工作,全面開展緩控釋肥的試驗、示范、推廣工作。今年更是將緩控釋肥的示范推廣擴大到全國23個省區市,基本覆蓋了我國糧食主產省的所有農作物。
地 點 作 物 增產率(%) 氮素利用率增加量(百分點)
黑龍江慶安 水稻2007 10.5 17.0
浙江蕭山 水稻2008 16.0 16.2
河南駐馬店 玉米2006 16.2 25.3
吉林公主嶺 玉米2007 11.2 18.6
黑龍江呼蘭 玉米2008 11.9 17.6
河南駐馬店 小麥2007 12.0 26.2
河南遂平 小麥2008 13.9 28.5
湖北黃岡 棉花2006 26.2 36.6
湖北枝江 油菜2007 14.9 16.5
浙江仙居 柑桔2008 37.6 25.5
平均值 / 17 22.8
年份 氨揮發NH3 氧化亞氮N2O 二氧化氮NO2 二氧化氮NO2 二氧化氮NO2 二氧化氮NO2
排放量 減排量 排放量 減排量 排放量 減排量
2010 474.75 108.3 37.98 8.66 53.81 12.28
2020 508.35 115.95 40.67 9.28 57.61 13.14
2030 605.7 138.15 48.46 11.06 68.65 15.67