2015年,農業農村部制定了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》,2017年,“化肥零增長”目標提前3年完成。2019年,中央一號文件又提出“化肥使用量負增長”,“減肥”的同時要保證“增產”。中國農業科學院農資源與區劃研究所研究員趙秉強談及肥料產業的未來時表示,“肥料產業發展的著力點逐漸向肥料科技創新轉移,肥料產業更加注重產品創新,而肥料的施用更加科學化、系統化,開始走質量效益、增值增效之路。”
人民日報客戶端三農頻道:能否介紹一下化肥業現狀及面臨的形勢?對土壤造成了哪些威脅?
趙秉強:受農業農村部化肥使用量零增長行動方案、供給側結構性改革、化肥行業淘汰落后產能等影響,我國化肥使用量以2015年為拐點,2015年之前,化肥使用量逐年上升,達到6000萬噸高點,從2016年開始,化肥使用量逐漸下降,2017年5859萬噸,2018年5653萬噸。
近幾年,氮肥行業通過淘汰落后產能,尿素產量從7000萬噸下降到5000萬噸左右,其中農用尿素大約3500萬噸。磷肥產能過剩相對比較嚴重,過剩大約500萬噸五氧化二磷,行業轉型升級壓力較大。我國鉀肥生產集中在青海、新疆等地,鉀肥仍有50%依賴進口。
英國洛桑實驗站持續170多年肥料定位試驗研究表明,科學施用化肥,是不會導致土壤質量下降的。但是,化肥的長期不科學施用,往往會導致土壤酸化、次生鹽漬化、土壤板結等土壤質量問題。不合理施肥導致我國耕地土壤pH值平均降低了0.85個單位,酸化面積占耕地總面積的21.6%。如湖南的長期定位試驗,有機無機配合施肥,土壤pH變化不大,偏施氮肥,土壤pH由5.7下降到4.2,嚴重影響了作物產量和質量。化肥配施有機肥有利于增強土壤pH緩沖能力,可有效避免土壤酸化。近年來,土壤磷素的大量積累所造成的土壤板結、中微量元素的缺失越來越受到重視,由于施肥造成的土壤微生物環境的變化,也可能是造成植物病害加劇的重要原因。
人民日報客戶端三農頻道:當下,我國農業進入綠色發展階段,由過去的數量生產轉向提質增效,追求更高質量和高效益收益,對肥料產業提出了什么要求?
趙秉強:肥料對作物產量的貢獻率40%-60%,也就是說我國糧食產量的一半是依靠化肥取得的,化肥的重要性不言而喻。而目前我國農業正由數量效益型向質量效益型轉變,由傳統農業生產模式向農業綠色發展轉變,綠色高效肥料的研發和應用將為我國農業綠色發展提供重要的科技和產品支撐。
在這樣的背景下,一方面需盡快構建國家綠色肥料體系,包括綠色原料、綠色制造、綠色產品、綠色流通和綠色施用。另一方面圍繞國家環保需求、農業可持續需求、農民效益需求、產業發展需求,積極加強綠色高效肥料新產品持續研發,從而達到“用量少、效率高、能增產、提品質、護土壤、優環境”的目標,這也是肥料產業技術升級的重要方向。
2016年,科技部啟動了“化肥農藥減施增效綜合技術研發”重點專項,集中了我國科研、產業化優勢單位開展新型復混肥料、水溶肥料、緩釋肥料等綠色高效肥料產品研發,為化肥減施提供理論指導、技術和產品支撐。以我主持的重點研發計劃項目“新型復混肥料及水溶肥料研制”為例,設計作物專用增效、增效載體增效、原料升級增效、功能拓展增效四大增效途徑,設置作物專用高效復混肥料研制與產業化、新型增效復混肥料研制與產業化、配方摻混肥料研制及應用模式創新、高效水溶肥料原料創制與產業化、功能水溶肥料研制與產業化5個研究課題,圍繞思路創新、產品創新、技術創新和模式創新,開發新型高效復混肥料及水溶肥料替代產品與技術,滿足農業“轉方式、調結構”的要求,推動肥料產業技術升級,為化肥減施增效提供科技支撐。
人民日報客戶端三農頻道:目前能滿足作物和綠色發展需求的肥料產品占了整個肥料行業的比例?這個數據是否有所提升?
趙秉強:目前的增值肥料、緩釋肥料、穩定性肥料等綠色高效肥料產品產量大約1500萬噸,占整個肥料行業的10%左右。我們肥料產業十分重視產品創新,這個數據正在提升,相信未來隨國家政策支持、科技進步和產業發展,未來5-10年,我國綠色高效肥料產品占農業使用的比有望提高至30%以上,將對我國農業綠色發展做出突出貢獻。
人民日報客戶端三農頻道:五年前,農業部制定了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》,方案出臺后,肥料的產業結構發生了什么變化?行業出現了哪些應對舉措?
趙秉強:發達國家在20世紀七、八十年代,通過加強綠色高效肥料產品的研發和應用、提升科學施肥技術和裝備、推行有機無機結合施肥等措施,美國實現了化肥零增長,歐盟、日本的化肥使用量下降30%-50%,作物單產持續提高。
2017年,我國提前3年完成了化肥零增長目標。2019年中央一號文件提出“化肥使用量負增長”,未來的目標是化肥負增長,并實現“減肥增產”。我國化肥使用量較2015年再降低1000萬噸,保持在5000萬噸左右是可以保障糧食安全。 按目前的發展速度,這一目標有望在“十四五”末實現。
《到2020年化肥使用量零增長行動方案》實施后,肥料產業發展的著力點逐漸向肥料科技創新轉移,肥料產業更加注重產品創新,而肥料的施用更加科學化、系統化,開始走質量效益、增值增效之路,通過不斷研發和推廣綠色高效肥料產品,為肥料企業發展注入動力。
人民日報客戶端三農頻道:增值肥作為“化肥使用零增長”的一種助力,明顯的優勢是什么?未來的發展空間如何?
趙秉強:增值肥料首先利用腐植酸類、海藻酸類、氨基酸類等將天然/植物源材料研發微量高效生物活性增效載體,將增效載體與尿素、磷銨、復合肥等大宗化肥科學配伍生產的肥料增值產品。所謂增值,既包括經濟價值,又體現在環境價值,在研發-生產-銷售-應用產業鏈各環節均體現其價值,最終為國家創造價值。其明顯的優勢分為三點:一是產業優勢,產能高、成本低;二是環保優勢,載體安全環保、利用率高;三是技術優勢,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,通過綜合調控“肥料-作物-土壤”系統,更大幅度提高肥料利用率。
2012年,在中國氮肥工業協會的指導下,中國農業科學院聯合全國16家大型尿素生產企業成立了“化肥增值產業技術創新聯盟”,目前聯盟企業已達到48家,尿素和磷銨產能分別占全國的70%和60%,成為我國肥料產業技術綠色轉型升級的重要力量。目前,綠色高效增值肥料產能超過2000萬噸/年,累計生產1000萬噸,推廣2億畝,增產糧食60億公斤,節肥120萬噸。創造了80萬噸/年尿素裝置一次性連續生產10萬噸腐植酸尿素的世界紀錄,入選“2018年中國氮肥工業發展60周年大事記”。
中國農業科學院制定的《含腐植酸尿素》《含海藻酸尿素》《海藻酸類肥料》《含腐植酸磷酸一銨、磷酸二銨》等6項國家行業標準及200多項企業標準,促進了增值肥料行業健康發展。
增值肥料上升為國家戰略,《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)》中提出發展腐植酸、海藻酸、氨基酸增值肥料新產品,到“十三五”末增值尿素年產量達到1000萬噸。
“十四五”末,每年發展2000萬噸增值尿素、2000萬噸增值復合肥、1000萬噸增值磷銨等產品,使我國的普通化肥30%以上實現增值化改性,推動我國傳統化肥產品性能升級,每年推廣面積10億畝,增產糧食200億公斤,減少化肥流失,保護環境。
人民日報客戶端三農頻道:研究發現,植物中礦物質的減量大幅下降,人體所需的營養物質越來越少,在這樣的大環境下,肥料創新的著力點會發生什么樣的變化?
趙秉強:不合理施肥導致作物營養元素吸收不平衡,會導致營養元素特別是中微量元素含量下降,使作物“虛胖”,容易導致人體營養元素缺乏,也就是常說的“隱形饑餓”。美國農業部曾調查1963~1992年果蔬營養數據,30年間鈣降低29.82%,鐵降低32%,鎂降低21.08%。
科學施肥、平衡施肥,是不會導致作物應用物質大量下降,相反可以提高農產品的蛋白質、氨基酸、維生素等營養物質。因追求高產,長期只重視氮磷鉀大量元素的施用,忽視中微量元素補充,導致中微量元素缺乏,農產品特別是蔬菜、水果中的中微量元素含量下降嚴重。在現有耕地土壤中,中量營養元素鈣含量在缺素臨界值以下的占64%,鎂占53%、硫占40%;微量元素硼占84%、鐵占31%、鋅占42%、錳占48%、銅占25%、鉬占59%。與第二次土壤普查相比,缺素面積增加近一倍。
未來肥料科技創新的著力點,主要體現在三個方面:一,提高效率,重點是肥料產品的創新和應用,綠色施肥技術,尤其是大量元素及中微量元素配合,有機-無機肥配合,生物肥應用,精準施肥技術應用等,大幅度提升肥料的效應。二,提高產量、改善品質,肥料效應的提高,必然會提高作物的抗病性,提升品質,改善作物的土壤環境,保護土壤質量,確保持續生產。三,以健康為目標的肥料科技創新,土壤健康、作物健康、人體健康。