今后我国绿色高效肥料的发展趋势!

作者:植物营养与肥料学报微信公众号 2024/8/26 14:27:59
文献信息:赵秉强, 袁亮. 我国绿色高效化肥产品创新与产业发展[J]. 植物营养与肥料学报, 2023, 29(11): 2143-2149. doi: 10.11674/zwyf.2023221摘要:绿色高效化肥因其供肥性好、利用率高、有利于协调作物高产施肥环境矛盾的特点,受到国内外的高度关注。我国绿色高效化肥研发始于20世纪70、80年代。经过40多年的大力研发,绿色高

文獻信息趙秉強, 袁亮. 我國綠色高效化肥產品創新與產業發展[J]. 植物營養與肥料學報, 2023, 29(11): 2143-2149. doi: 10.11674/zwyf.2023221

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摘要:  綠色高效化肥因其供肥性好、利用率高、有利于協調作物高產施肥環境矛盾的特點,受到國內外的高度關注。我國綠色高效化肥研發始于20世紀70、80年代。經過40多年的大力研發,綠色高效化肥已經實現產業化,年產2000萬t,應用面積達3300多萬hm2 (約5億畝),作物增產100多億kg,節肥200多萬t。


我國綠色高效化肥依據增產增效機理,主要有4大類:


1)以包膜技術優化養分釋放和供應的包膜緩釋肥料;


2)利用脲酶抑制劑、硝化抑制劑調控氮肥在土壤中轉化過程的穩定性肥料;


3)尿素與醛類物質反應形成縮合物質,減緩尿素溶解過程的脲醛肥料;


4)將微量高效生物活性增效載體與化學肥料科學配伍,通過綜合調控“肥料?作物?土壤”系統改善肥效的增值肥料。


今后我國綠色高效肥料的發展趨勢:


1)“等量增產”/“減量增產”或“減量不減產”;


2) 增效途徑向綜合調控“肥料?作物?土壤”系統轉變,尤其重視調動作物根系的吸收功能;


3)賦予肥料產品改善農產品品質、增強作物抗逆能力、保護和改良土壤等多元化功能;


4) 研發和使用具有生物活性,且安全、環保、可降解的天然/植物源材料;


5) 通過學科交叉融合,多策略、多機制、多途徑提高肥料應用效果;


6) 研發高效肥料與常規肥料裝置一體化生產技術,實現大產能、低成本,避免二次加工;


7) 在滿足養分高效利用的同時,還應滿足集約化農業減少機械作業、輕減施肥的要求

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Abstract: Green efficiency fertilizers are characterized of controlled nutrient supply, higher nutrient-use efficiency, and low risk of environmental pollution, represent one of the development trends in global fertilizer industry. The research and development of green efficiency fertilizer in China started in 1970s and 1980s, after more than 40 years of rapid development, the green efficiency fertilizer has realized industrialized production. The annual output of green efficiency fertilizers have reached 20 million tons, and applied in more than 500 million mu (33 million hectare) of farmland, increasing crop yield by10 billion kilograms and saving fertilizer input by 2 million tons. The green efficiency fertilizers in China can be calssified into four categories, according to their yield and nutrient efficiency promotion paths: the slow-release fertilizer by controlling nutrient release through coating technology; the stabilized fertilizer by addition of urease inhibitors and/or nitrification inhibitors to regulate urea/N transformation; the urea formaldehyde fertilizer by addition/condensation reaction to form UF slow-release fertilizers to slow down the hydrolysis of urea in soil; and the value-added fertilizer in which bioactive organic synergists were added to coordinate the nutrient supply and absorption in the “fertilizer-crop-soil” system comprehensively. The green efficient fertilizer research and production in the near future should focus on the following aspects: 1) Increase yield with equal or less nutrient input, or maintain yield with less nutrient input. 2) Integrated yield increase function through harmonious “fertilizer-crop-soil” system, at the core of stimulating the root absorption ability. 3) Fertilizers with multiple beneficial functions in crop quality, resistance to stress, conservation and remediation of soil. 4) Research and usage of degradable natural/plant-sourced materials with characteristics of bioactivity, safe to human and environment. 5) Increasing fertilizer efficiencies through the cross amalgamation of multiple disciplines, in multiple ways and mechanisms. 6) Trying to realize the simultaneous production of green efficiency fertilizers with common fertilizers device, to achieve high production capacity in low cost, avoiding the second procession. 7) Meeting the requirement of nutrient supply and simplified fertilization and mechanic operation at the same time.

糧食安全是“國之大者”。我國改革開放40多年來,糧食總產由1978年的3.05億t提高至2021年的6.83億t,人均糧食產量由208 kg提高至483 kg,成績舉世矚目。與此同時,我國化肥用量由1978年的884萬t提高到2021年的5191萬t,增長近6倍糧食單產的1/2、總產的1/3來自化肥的貢獻,化肥成為保障國家糧食安全的戰略物質基礎。過去40年,我國綠色高效肥料科技創新,推動化肥產業質量替代數量發展,為保障作物增產、糧食安全以及協調高產施肥環境矛盾做出了重要貢獻。

1.化肥產品創新

從理論上歸納,化肥產品創新主要包括無效養分有效化和有效養分高效化兩個過程[1]化肥無效養分有效化產品創新,目標是將肥料資源中的無效養分形態轉化為有效形態,創制化肥新產品,為植物提供有效養分;化肥有效養分高效化產品創新,目標是化肥產品養分不僅有效、可以被植物吸收利用,而且要實現高效利用。過去170多年,化肥無效養分有效化產品創新,推動建立了以合成氨和濕法磷酸為代表的現代化肥產業技術和產品體系,為世界農業發展和糧食安全做出了巨大貢獻。然而,無效養分有效化產品創新創制的尿素、磷銨、復合肥料等大宗傳統產品,存在損失性、固定性、移動性等性能短板,效率低,作物高產須建立在高量施肥基礎之上,高產施肥的環境矛盾突出。進入20世紀50年代以后,化肥有效養分高效化產品創新日益受到重視,其通過優化產品的養分釋放、轉化、移動,減少養分損失和固定退化,改善肥際和土壤環境,調動根系的吸收功能等技術途徑,創制高效化肥新產品,實現有效養分高效利用,理論、產業技術和產品體系不斷豐富和發展。

2.我國綠色高效化肥產品類型與產業發展

國外綠色高效化產品創制和產業化研究主要是從20世紀60、70年代開始的,代表性產品有包膜緩釋肥料、生化抑制穩定性肥料、合成微溶脲醛肥料等[2]。我國從20世紀70、80年代開始研究長效碳銨、硝化/脲酶抑制劑及包裹型緩釋肥料等高效化肥產品[3?5],但真正開始大量研究還是20世紀90年代以后的事情,尤其是進入2000年以后,包膜緩釋肥料、包裹型肥料、穩定性肥料、脲醛肥料等在我國陸續實現產業化,并在農業生產中逐漸發揮重要作用[6]。2000年以后,我國發明增值肥料[1],經過20多年的發展,打通了增值肥料理論?技術?產品?工藝?標準?推廣產業鏈條,形成增值肥料新產業。

     根據增效原理、技術策略和產業途徑的不同,目前已經實現產業化的綠色高效化肥產品主要分為4大類型。 

2.1   包膜緩釋肥料

包膜緩釋肥料主要以包膜技術方式,通過優化化肥養分的釋放和供應模式來改善肥效??刂起B分釋放的包膜材料主要有樹脂、硫磺、枸溶性肥料和有機質材料等;包膜的核芯肥料通常為速溶性大顆粒尿素,速溶性復合肥、鉀肥等亦可作為核芯,制備相應的包膜緩釋肥料,但遠不及包膜尿素普遍。

包膜緩釋肥料20世紀50年代起源于歐美發達國家。我國從20世紀70年代開始研究包膜緩釋肥料,發展歷程可分為3個階段。第一階段從20世紀70年代初到80年代初,是緩釋肥料探索起步階段。開展的主要工作是探索研究和開發長效碳銨等緩釋肥產品;第二階段從20世紀80年代到2000年,是緩釋肥料探索發展階段,緩釋肥料開始實現小規模產業化。開發的產品主要包括鄭州大學研制的Luxacote包裹型緩釋肥料和北京市農林科學院研制的熱塑性樹脂包衣緩釋肥料等。1983年開始,鄭州工學院許秀成等率先利用營養材料研究和開發了系列包裹型緩釋肥料,先后研制出鈣鎂磷肥包裹尿素(1983)、磷礦粉部分酸化包裹尿素(1991)、二價金屬磷酸銨鉀鹽包裹尿素(1995) 3類升級換代產品,養分控制釋放時間超過了95天,突破了國內外營養材料包膜養分釋放控制難度大的關鍵技術。建成年產萬t生產能力的產業化生產線,產品注冊品牌為Luxacote,已出口美國、澳大利亞、新加坡、日本等國家,成為國際知名緩釋肥料品牌,1999年被《Fertilizer International》(國際肥料)譽為“中國的首創—未來的肥料”。樹脂包膜緩釋肥研制,起初,我國主要借鑒日本經驗。1992年開始,北京市農林科學院徐秋明等,在國內率先系統開展了樹脂包膜尿素研究。在借鑒日本技術的基礎上,在溶劑、包衣材料、設備等方面,均有較大的改進和突破。研究篩選出低毒溶劑,溶劑回收率98%以上;包衣材料選用廉價的聚丙烯酰胺,并進行降解改性;建成年生產能力3000 t的樹脂包衣尿素生產線,生產出養分控釋期30~200天乃至更長時間的系列包衣尿素,產品養分釋放模型分為線型和“S”型,產品于2002年獲得國家重點新產品證書。第三階段2000年以后,是緩釋肥料快速發展階段。國家將新型肥料發展列入《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006—2020年)》,科技部從“十五”計劃開始,通過863計劃、科技支撐計劃和重點研發計劃等立項,持續資助研發緩釋肥料、專用復合肥料等綠色高效肥料,極大地推動了我國綠色高效化肥產品創新發展,使中國成為新型肥料研究的全球熱點。緩釋肥料各種包膜工藝不斷創新,無論是聚合物反應成膜還是溶劑型淀積成膜工藝,都實現了連續化生產,產能大幅度提高,單套裝置年產能超過萬t乃至5萬t以上,樹脂包膜尿素、硫包衣尿素、肥料包裹型緩釋肥料等大面積實現產業化。我國的緩釋肥料主要針對大田作物應用,在玉米上率先實現緩釋肥料一次性施肥,在水稻、冬小麥上利用緩釋肥料一次性施肥技術也取得了重要進展。我國目前的包膜緩釋肥料技術經過引進、集成和創新,整體上已經達到國際先進水平,在緩釋肥料大田作物應用技術領域達到國際領先水平。


在借鑒國外緩釋肥料性能指標要求和測試方法的基礎上,我國制定和發布實施了樹脂包衣緩釋肥料(HG/T 4215—2011,GB/T 23348—2009)、硫包衣尿素(HG/T 3997—2008,GB/T 29401—2012)、包裹型緩釋肥料(HG/T 4217—2011)化工行業標準或國家標準,并制定了控釋肥料(ISO 18644—2016)和硫包衣尿素(ISO 17323—2015)國際標準。農業農村部制定了緩釋肥料登記要求的農業行業標準(NY 2267—2012),并將緩釋肥料作為新肥料產品納入登記管理。目前,我國樹脂包膜尿素、硫包衣尿素、肥料包裹型緩釋肥料、有機質包膜緩釋肥料的年產量分別達到60萬、10萬、15萬和10萬t,總產量近百萬t,緩釋肥料通過摻混等形式進入大田施用,每年應用面積約330萬hm2,作物增產8~10億kg,節約氮肥3~5萬t。綠色天然包膜材料篩選、改性及應用,養分釋放模式優化及精準、智能調控,生產技術大產能、低成本、連續化、自動化控制,產品與規模化大田作物應用場景匹配,成為包膜緩釋肥料未來發展的技術趨勢。

2.2   穩定性肥料 

穩定性肥料是指經過一定工藝向肥料中加入脲酶抑制劑和(或)硝化抑制劑,施入土壤后能通過脲酶抑制劑抑制尿素的水解,和(或)通過硝化抑制劑抑制銨態氮的硝化,使肥效期得到延長的一類含氮肥料(包括含氮的二元或三元肥料和單質氮肥)[7]。脲酶抑制劑主要通過抑制土壤脲酶的活性,減緩尿素在土壤中的水解速率,降低土壤中銨離子的濃度和氨的分壓,減少氨揮發損失;硝化抑制劑主要是抑制亞硝化細菌的活性,減緩銨離子(NH4+)向硝態氮(NO3?)的轉化速度,減少反硝化過程中溫室氣體(N2O和NO)的排放,減低硝酸鹽(NO3?)的淋失風險。


國外從20世紀50年代開始開發脲酶/硝化抑制劑類產品,應用廣泛的脲酶抑制劑類產品主要有氫醌 (HQ)、 N-丁基硫代磷酰三胺(NBPT)等,硝化抑制劑類產品主要為雙氰胺(DCD)、3,4-二甲基吡唑磷酸鹽(DMPP)等[2]。我國從20世紀60年代開始重視研究穩定性肥料,中國科學院南京土壤研究所率先開展了硝化抑制劑的研究。之后,中國科學院沈陽應用生態研究所從20世紀70年代開始研究氫醌(HQ)作為脲酶抑制劑如何提高氮肥利用率,在盤錦化肥廠、大慶化肥廠等通過添加脲酶抑制劑生產穩定性尿素,并且應用到大田作物上[8]。特別是進入2000年以來,中國科學院沈陽應用生態研究所開發出一批新型脲酶抑制劑和硝化抑制劑,應用在尿素、復合(混)肥中,生產穩定性肥料,大面積實現了產業化,并且制定了《穩定性肥料》化工行業標準(HG/T 4135—2010)和國家標準(GB/T 35113—2017),規范了相關定義術語,統一了檢驗方法,從而規范了穩定性肥料市場,標志著我國穩定肥料產業的發展步入了一個新的階段。目前全國已有50余家化肥企業從事穩定性肥料生產和推廣,年產量達到200多萬t,應用面積超過約333萬hm2 (5000萬畝),作物增產10億kg,節約氮肥6~8萬t。穩定肥料未來技術趨勢,一是開發廉價、綠色、高效、性能穩定的脲酶抑制劑和硝化抑制劑;二是解決生化抑制劑與肥料產品和工藝結合后的性能衰減問題;三是提高穩定性肥料產品在不同類型土壤、氣候條件下效果的穩定性;四是探索穩定性肥料產品走向作物專用高效化的技術途徑。 

2.3   脲醛類肥料

脲醛類肥料是尿素與醛類的縮合物,主要有脲甲醛(UF)、異丁叉二脲(IBDU)、丁烯叉二脲(CDU)等,其中最常見的是脲甲醛(UF)。脲醛類肥料的溶解性較尿素顯著降低,具有緩效長效性,有利于減少氮的損失。在我國,將脲醛類肥料稱作脲醛緩釋肥料(urea aldehyde slow release fertilizer) (HG/T 4137—2010、GB/T 34763—2017),定義為由尿素和醛類在一定條件下反應制得的有機微溶性氮緩釋肥料。


國際上,德國于1924年Badische Anilin和Soda-Fabrik AG取得了第一個制造脲醛肥料的專利,1955年投入工業化生產。德國1924年發表了用乙醛和尿素制備丁烯叉二脲(CDU)的專利,1962年完成肥料制備流程。日本三菱株式會社于1961—1962年提出了尿素和異丁醛反應制備異丁叉二脲(IBDU)的專利,1964年開始,在日本市場上有少量脲醛肥料銷售。在20世紀90年代初期以前,世界緩/控釋肥料仍以微溶性尿素反應物為主,占到50%以上。歐洲傳統使用微溶性含氮化合物緩釋肥料,其比例占到緩/控釋肥消費量的70%以上。該類肥料因養分釋放速度受土壤水分、pH、微生物等因素的影響較大,且售價高,主要用于草坪、苗圃、庭園綠化等非農領域,在大田作物上應用較少。我國對脲醛肥料的研究始于20世紀70年代。早在1971年前后,中國科學院南京土壤研究所采用脲醛樹脂為材料,制得了少量包膜肥料樣品,但之后發展不快。20世紀90年代,研究者又重新開始審視發展脲醛肥料的意義[9?10],尤其進入2000年以后,隨著國內新型肥料研發熱潮的到來,脲醛類肥料研發進入快車道。2008年7月,原化工部經濟技術委員會化肥組組長任宏業與許秀成、林葆等國內化工、農業專家,共同向國家提出“關于發展化肥工業,提高我國糧食增產潛力的建議”,建議中提出增加脲甲醛生產裝置,發展脲甲醛緩釋肥料[11?12]。2009年6月25日,中國化工信息中心組織國內部分專家,針對脲醛類肥料在中國未來研究和發展作了專題研討。與會專家肯定了脲醛肥料的作用效果,但要將其應用于大田作物上,價格問題是重要的制約因素[12]。因此,結合大田作物的需肥規律,建議將脲甲醛部分替代尿素或其他水溶性氮源,形成速緩相濟的供氮模式,既滿足作物對氮素緩釋長效的需求,也利于降低肥料價格。例如,日本三井東壓肥料生產的UF尿素組合、硫酸鉀、磷銨復合肥料17–17–13,其中9%的N由UF提供,用作水稻基肥;北京海依飛科技公司及鄭州樂喜施磷復肥技術研究推廣中心以UF全部或部分代替尿素生產的高利用率根際肥、大粒化成肥、包裹型復合肥,分別出口馬來西亞、日本、澳大利亞,用于油棕種植、蔬菜及花卉栽培[12] 。日本住商肥料(青島)有限公司在中國農業市場推廣以脲甲醛為緩釋劑的復合肥料。我國發布了《脲醛緩釋肥料》化工行業標準(HG/T 4137—2010)和國家標準(GB/T 34763—2017),適用于由尿素和醛類反應制得的脲甲醛(UF/MU)、異丁叉二脲(IBDU)和丁烯又二脲(CDU),也適用于肥料中摻有一定量脲醛緩釋肥料的脲醛緩釋氮肥、脲醛緩釋復合肥料、脲醛緩釋摻混肥料。在此基礎上,制定了《固態脲醛緩釋肥料》國際標準(ISO 19670—2017)。目前,我國各類脲醛肥料年產量約20萬t,以脲醛緩釋復合肥料或摻混肥料為主,每年應用約33萬hm2 (500萬畝),作物增產0.5~1.0億kg,節約氮肥0.5萬t。根據區域特點、作物類型開發專用型脲醛類肥料,研究脲醛類肥料與其他肥料的配伍增效技術,降低脲醛肥料的生產成本和價格是未來技術趨勢。 

2.4  增值肥料

增值肥料是利用載體增效制肥技術,將微量高效生物活性增效載體與化學肥料科學配伍,通過綜合調控“肥料?作物?土壤”系統改善肥效的一類高效產品(可簡稱為含微量有機生物活性增效載體的一類高效肥料)。增值肥料是繼緩/控釋肥料、穩定性肥料、脲醛類肥料之后發明的新一代綠色高效肥料產品類型。     


增值肥料屬于中國發明[1]。針對高效肥料普遍存在二次加工、產能低、成本高、產業化推廣難度大等問題,從2000年開始,中國農業科學院新型肥料團隊致力于利用腐植酸、海藻提取物、氨基酸等天然/植物源材料,開發綠色安全、高生物活性、肥料專用型增效載體,載體微量添加(5‰左右)至常規化肥中,即可實現對“肥料?作物?土壤”系統的高效綜合調控,大幅度改善肥效,開辟了生物活性載體增效制肥技術新途徑,發明增值肥料新技術。研發的系列生物活性增效載體、增值肥料產品及其制備技術獲30多項發明專利授權,形成增值肥料專利群[13?19],并獲得了5項中國專利優秀獎。


增值肥料的主要技術特點:


1)生物活性載體增效制肥。增值肥料利用環保安全的有機生物活性增效載體與肥料科學配伍制備高效化肥產品;


2)增效載體綠色環保安全。增值肥料的增效載體主要由腐植酸類、海藻提取物、氨基酸類、糖類等天然/植物源材料制成,綠色安全,不對植物、土壤、環境造成危害和產生負面影響;


3)綜合調控“肥料?作物?土壤”系統增效。增值肥料從系統角度出發,除了調控肥料減損失、防固定和優化供肥性外,還重視促根和調動根系吸收養分的能力,并對大中微量元素綜合調控,活化土壤中的營養元素;


4)生物活性增效載體微量高效。增效載體具有高生物活性,在肥料中的添加量一般為5‰ (有效成分)左右,基本不影響肥料的養分含量;


5)增值肥料與大型化肥生產裝置結合一體化生產。增值肥料利用微量高效載體增效制肥技術,與尿素、磷銨、復合肥等大型化肥生產裝置結合一體化、大產能、低成本生產,避免二次加工,突破了高效肥料普遍存在的產能低、成本高的產業化技術短板。


增值肥料的發明改變了過去單純依靠調控肥料營養功能改善肥效的技術策略,開啟了“肥料?作物?土壤”系統綜合調控增效的技術新途徑,為推動我國尿素、磷銨、復合肥大宗化肥產業綠色轉型升級提供產品和產業技術支撐。2011年3月20日,鋅腐酸增值尿素、海藻酸增值尿素、聚合谷氨酸增值尿素在瑞星集團大型尿素裝置上實現產業化,同年11月1日,瑞星集團股份有限公司在山東省質量技術監督局備案了我國第一個增值尿素企業標準《海藻液改性尿素》(Q/3700DRX 002—2011)。2012年12月5日,化肥增值產業技術創新聯盟在北京成立,推動增值肥料產業化步入快車道,聯盟的成立載入了中國氮肥工業發展60周年大事記(1958—2018)。2012年5月,增值復合肥技術在中農舜天應用并實現產業化;2013年3月,在中海化學湖北大峪口化工有限責任公司30萬t/年磷銨裝置上首次成功實現了鋅腐酸增值磷銨產業化;2014年5月,鋅腐酸增值復合肥料在昊華駿化集團年產20萬t高塔生產裝置上實現產業化;2015年7月20日,腐植酸、海藻酸、氨基酸增值肥料被列入工業和信息化部《關于推進化肥行業轉型發展的指導意見》(工信部原〔2015〕251號),增值肥料發展上升為國家戰略。2015年12月,江西開門子肥業股份有限公司海藻酸增值復合肥料在年產20萬t大型高塔生產裝置上實現產業化;2017年5月,海藻酸增值磷銨在貴州開磷集團股份有限公司年產20萬t磷銨裝置上實現產業化;2017年1月22日至3月7日,云南水富云天化有限公司產能80萬t/年的大型尿素裝置上實現10萬t鋅腐酸增值尿素連續不間斷生產,創造增值尿素一次性不間斷生產最高產量的世界紀錄,載入中國氮肥工業發展60周年大事記(1958—2018)。2017年4月1日,含腐植酸尿素(HG/T 5045—2016)、含海藻酸尿素(HG/T 5049—2016)、海藻酸類肥料(HG/T 5050—2016)、腐植酸復合肥料(HG/T 5046—2016) 4項增值肥料國家化工行業標準正式實施;2020年1月1日,含腐植酸磷酸一銨、磷酸二銨(HG/T 5514—2019)、含海藻酸磷酸一銨、磷酸二銨(HG/T 5515—2019) 2項增值磷銨產品國家化工行業標準正式實施;2022年4月1日,肥料增效劑?腐植酸(HG/T 5931—2021)及肥料增效劑?海藻酸(HG/T 5932—2021) 2項增值肥料增效載體產品國家化工行業標準正式實施。系列增值肥料國家行業標準的發布實施,標志著增值肥料形成新產業。化肥綠色增值技術入選中國農業農村十大新技術(2021)。


迄今,增值肥料在中海化學、中化化肥、宜化集團、瑞星集團、開門子肥業、駿化集團、云天化、貴州磷化集團、安徽六國化工等國內數十家大型企業實現產業化,我國增值肥料年產量達1500萬t,居全球之首[20];形成了系列增值肥料知名品牌(鋅腐酸、聚氨鋅、天野、金沙江、大嘿牛、力普加、黑力旺、東平湖等增值尿素,美麟美、翔燕、富島、開磷海藻酸、鋅硼酸等增值磷銨,聚安鋅、開門子海藻酸、恩寶海藻酸、六國安鋅、駿化鋅腐酸等增值復合肥料);增值肥料年推廣應用2600多萬hm2,作物增產80多億kg,農民增收150億元,增值肥料已經成為全球產量最大的綠色高效肥料產品類型,為我國化肥減施增效、農業高質量綠色發展做出了重要貢獻。以增值肥料為核心的黃淮海小麥玉米綠色肥料減排減碳增產技術入選農業農村部糧油生產主推技術(2022)。增值肥料未來技術趨勢,一是提升產品與區域“土壤?作物?氣候”農田應用場景的匹配性,使增值肥料產品由通用型走向專用高效化;二是建立安全化、標準化、大產能增值肥料生產技術,使產業技術由依靠經驗走向標準化;三是建立產品?生產?施用全產業鏈綠色評價和標準體系,促進增值肥料產業綠色健康發展。

3.  綠色高效化肥技術趨勢

推動綠色高效化肥產業技術升級發展,需要從增效理論、產品創制、產業技術、產品應用等領域開展系統性創新研究,未來技術趨勢:


1) 綠色增產。高效肥料較常規肥料“等量增產”/“減量增產”或“減量不減產”,利于協調作物高產施肥的環境矛盾。作物增產既是化肥產品創新的目標,也是實現產品養分高效利用的途徑。增產與肥料高效利用是同步和統一的,養分高效利于作物增產,作物增產又促進了對肥料養分的高效利用,二者相輔相成、互為前提。綠色肥料增產才能增效、增產拉動增效、增產就能增效。


2) 增效途徑綜合化。高效肥料產品創制由過去單一調控肥料營養功能增效的技術策略,向綜合調控“肥料?作物?土壤”系統增效的策略轉變,尤其重視調動作物根系的吸收功能,更大幅度提高肥料利用率。


3) 產品功能多元化?;视行юB分高效化產品創新,重視賦予肥料新產品改善農產品品質,增強作物抗逆能力,保護和改良土壤等功能,提升功能與改善肥效是協調統一的。


4) 增效材料綠色化。研發增效材料是創制綠色高效肥料的重要環節,重視利用具有生物活性、安全、環保、可降解的天然/植物源材料在高效肥料創制所需膜材料、增效材料中的應用,是重要趨勢。


5) 學科交叉融合。產品創新需要融入更多的增效技術策略,學科交叉融合的重要性日益凸顯。通過工科與農科結合,化學、化工、材料融合,吸收栽培、育種、植保、生理、信息、生物技術等領域的知識,使產品創新實現多策略、多機制、多途徑綜合調控增效,顯著提升產品效果。


6) 大產能、低成本生產。為避免二次加工、產能低、成本高的技術短板,高效肥料與常規肥料大型生產裝置相結合一體化生產,實現大產能、低成本,加速成果轉化,成為綠色高效肥料產業化技術的重要趨勢。


7) 重視滿足農業生產對高效產品性能的多樣化需求。綠色肥料在滿足養分高效利用的同時,還應滿足種肥同播不燒苗,一次性施肥不脫肥,管道化施肥溶解快,蔬菜種植肥效快,機械化施用不堵管等肥料施用中的一些重要技術需求。另外,綠色肥料還應滿足機械化收獲作業對作物抗倒伏、集中成熟等特殊需求,以及農產品著色、貨架壽命等商品性需求。


總之,發展綠色高效肥料,以綠色增產為總目標,通過多學科交叉、多策略集成、多途徑調控,實現產品功能化、高效化、綠色化,滿足農業生產的多樣化需求,為推動農業綠色發展做貢獻。 


來源:植物營養與肥料學報微信公眾號,原標題:趙秉強研究員 | 我國綠色高效化肥產品創新與產業發展


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《农资与市场》传媒 2025/4/25 15:03:14

国内特肥主流企业名录(五)

《农资与市场》传媒 2025/4/25 16:54:31