“增效增产”——肥料业的挑战与机遇

　　肥料是粮食的粮食，是我国粮食安全的重要物质保障。近年来，我国的肥料市场、肥料原料和产品种类都发生了深刻的变化，对我国肥业的发展将产生长远且深刻的影响。作为一个缺乏肥料原料和能源的省份，广东如何在正确判断肥料发展战略走向的基础上，通过技术创新开创新局面？这是一个急待深入思考的重要问题。

　　施肥增产模式

　　由增量驱动转为增效驱动

　　肥料是农作物增产人工可控因素中的最大因素。“绿色革命”之父Borlaug认为肥料对增产的贡献达50%。然而，传统的施肥增产模式必须来一个重大转变。自上世纪八十年代开始，长期沿用“增肥（量）增产”的模式，已难再觅增长空间，三十多年的实践表明，在中低产条件下可行的“增量增产”模式，在高产高投入条件下其增产幅度下跌，而污染导致的环境代价急升，也就是说，靠化肥增量获得的增产幅度下降且要付出更高环境代价的拐点出现了(如图)。

　　这样产生三点后果：一是N、P面源污染和NOx、温室效应更严重。二是增产幅度的下降，意味着单位产量成本的增加和经济效益的下降。三是加剧单位产量对资源和能源的消耗，即单位农作物产量对石油、煤和磷矿的消耗量进一步提高。这种高耗的增产方式与资源紧缺的矛盾将更尖锐，因而难以为继。

　　要突破旧有的窄小框架而开拓新的增产空间，就必须从增量驱动转型为增效驱动的新模式，即在增产的同时，实现“减（肥）量降污”，这样才能使我国粮食获得新的技术驱动力和新的增产空间。今后粮食的连增就不必与肥料用量的连增相捆绑，可实现粮食连增而肥料投入不增或略减。

　　高效——现代肥业的技术制高点和经济增长点

　　当代化肥工业发展面临二大挑战。一是资源短缺日趋严峻，且引起石油、煤和磷矿资源价格不断上涨。二是传统化肥增量增产模式在高产条件下的环境风险日益增加，增（肥）量增产难为继，迫切需要科技创新以突破发展的瓶颈。可实现“减量增效，增产降污”的高效新型肥料应运而生，成为21世纪肥料科技创新的制高点。

　　不少大型肥料企业开始转向增效的新型肥料研发（如控释肥、增值肥、有机-无机复合肥等）。以新型肥料为主的后起企业，效益有明显的增长。近年来新型肥料不仅在国内市场上较快增长，而且在国际市场上也显示出较强的竞争力，成为肥料产业的一个新的经济增长点。高效型肥料还具有传统化肥所没有的保水、防病和对农艺性状的调控等新功能，而且还有原料来源广、加工条件温和、节能、节支等优点，其性价比和市场竞争力优于传统化肥。广东一些肥料企业加大投入，不仅与省内外的科研部门合作，而且扩大到与国外合作开发高效肥料，抢占高效肥料的技术制高点。

　　肥料的高效不仅局限在产品功能方面，而且还贯穿于生产的全过程。就生产的全过程而言有以下几方面：

　　1、原料广泛、易得、廉价：如中低品位矿（如磷矿，钾长石），工农业废弃物如秸秆、禽畜粪、酒精废液、糠醛渣、造纸废液等。

　　2、加工工艺简捷，低能耗、低物耗、低排放：华南农业大学的活化磷肥，不用酸，在常温下加入活化剂碾磨即可。这类新型肥料从原料到加工工艺都体现了高效、低耗的优势，是粮食高产的绿色技术支撑。

　　就肥料产品功能而言，高效表现在：

　　1、肥料养分释放速度与作物需求基本同步，即供求动态平衡。养分释放稳定均匀，利用率高，流失少、污染风险低。如有机无机复合肥、控释氮（磷、钾）肥和控释复合肥。广东省农科院农业资源与环境研究所的控释肥在水稻栽培上显示了高产、省工的明显效果，深受农民欢迎。

　　2、各种养分平衡。各系列肥料组成养分全面，既有氮磷钾三要素，也含中微量元素，即包括有机无机大中微量元素配比合理的系列肥。例如，有机无机复合肥、钙镁磷肥、硅钙钾肥和氨基酸水溶肥等。平衡施肥不仅针对大中微量元素，还要注意研究最大量元素—碳的平衡。广东省科研部门的最新研究成果表明，以“施肥补碳”可有效消除“靠天补碳（二氧化碳）”造成的“碳饥饿”。这样，可开拓一条“补碳增产”的平衡施肥新路。

　　3、针对高产条件下出现的一些新问题而研制的新型功能肥料，具有防病虫、保水、抗倒伏、抗酸化等多种功能，增效增产优势明显，是今后高效肥料发展的重要方向。

　　应对新挑战

　　开拓肥料新功能

　　农业产量和质量不断增长对肥料提出了越来越高的要求。肥料的功能也由单一的营养扩展到绿色环保、抗病虫害、抗异常天气等多方面。广东在肥料新功能的研发方面有较好的基础，取得了重要的进展。

　　1、以低碳工艺开发低品位磷钾矿

　　农业生产对资源和能源的需求的不断增长与资源和能源紧缺的矛盾日趋尖锐，迫切需求肥料产业改变只能吃“精粮”（高品位矿）的现状，向吃“粗粮”（低品位矿）转变，从高能耗向低能耗的低碳方向转变。以中低品位磷钾矿为原料，以低能耗技术进行加工的肥料产品，具有较全面平衡的养分和与作物需求基本同步的释放速度，即同时具有养分元素间的平衡和养分释放的供求动态平衡的突出优点。这不仅是持续高产的重大技术支撑，而且是防止面源污染的治本之策，对于缓解资源短缺有重大意义。我省研发及生产的活化磷肥不仅在生产环节具有节碳效果，而且在使用环节也可大幅减少面源污染。这种双重减碳效应是其他产品所不具有的独特优势，可使单位重量农产品的耗碳量大大降低。

　　2、施肥防病（虫）害

　　病虫害是高产栽培的一个重大障碍。高肥、高密度条件下病虫害风险很大。施用农药成本高，易于产生药害而且成本高。因此迫切需要新的技术对策。防病（虫）功能肥开拓了一条施肥防病（虫）于前取代施肥防病于后的新路，在番茄、香蕉土传病害的防治中显示了很好的效果。

　　3、施肥保水

　　保水功能肥开拓了施肥保水的新路，可大幅度提高水肥利用率。保水剂的作用不仅是保水，还能保肥，水少时保水为主，水多时保肥为主。因此保水剂一年四季都可发挥作用。开拓了应用保水剂的新的时空观。通过肥料与有机无机保水剂配合制成具有三维构型空间保水构件，可产生托水性而保留更多的水肥于根层，大幅度降低成本。

　　4、施肥抗酸和施肥控污

　　针对土壤污染和土壤酸化导致的Cd、Pb超标等食品安全问题，研发遏制土壤酸化的有机和无机土壤调理剂和相关功能肥料如钙镁磷肥、硅钙钾肥，十分迫切，是保障食品安全的重要科技支撑。我省已有一批新肥料研制成功，显示了高产、抑制重金属吸收并可提高作物营养成分的功能。

　　5、从食物链源头保证食品安全

　　肥料与食品安全密切相关。肥料的有机原料和无机矿物原料中的有机和无机污染物将通过食物链产生负面影响。而肥料的大中微量元素的平衡与否亦将通过食物链对人的健康产生持久而深远的影响。清除肥料中的污染和调控肥料大中微营养元素平衡，是保证食品安全，也是促进人体健康的源头调控。富含钙硅镁的土壤调理剂可钝化重金属的活性，抑制其进入作物体内。因此土壤调理剂成为食品安全的源头保证。

　　扬长避短

　　开创广东肥业新局面

　　施肥增产向“增效增产”转型，既是一个重大挑战，也是一个重大机遇。对广东这样缺乏化肥原料的省份，长期以来的缺乏原料的比较劣势减少了，因为原来紧销的单质化肥（尿素、磷铵）现在已趋饱和，开始变为有待加工处理的原料。

　　增效技术，如缓释、促释及多功能肥料渐渐成为提升原料化肥的增值手段。高效技术在市场竞争力和经济效益中的比重将大为增加。这为广东肥业差异化致胜之路提供了重要机遇。广东肥业在新型肥料开发方面有较好的基础。在新形势下，肥料企业结合自身特点，扬长避短，以高效、多功能为目标，必将开创一个兴旺发达的新局面，为广东乃至全国的农业发展做出新的贡献。

　　廖宗文

　　华南农业大学资源环境学院教授

　　徐培智

　　广东省农业科学院农业资源与环境研究所研究员

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