我国新型肥料产业发展战略研究

肥料产业服务于农业生产,尿素、磷铵、氯化钾和复合肥等传统化肥产品的大量投入对保障粮食安全发挥了至关重要的作用。随着我国农业发展方式从资源消耗型向绿色可持续型转变,发展新型高效肥料产业,提升肥料产品对粮食安全与生态环境安全的协同保障作用,是现阶段国家农业绿色发展的一个关键举措。新型肥料类型主要有缓/控释肥料、增值肥料、水溶肥料、商品有机肥、微生物肥料等,相比于常规施肥,施用新型肥料普遍能够提高作物产量和养分利用效率,增产率范围为4.6%～17.5%,氮肥利用率提高16.8%～52.3%,农田土壤氨挥发损失量可降低7.2%～50.7%,N₂O排放降低8.1%～40.8%,氮淋溶损失降低16.5%～43.8%,氮径流损失降低22.1%～45.4%。经过几十年的跟踪和创新,我国新型肥料形成了产业化,新型肥料总产量已位居世界前列。但由于新型肥料产业起步晚,几乎所有类型的新型肥料生产均存在原创核心技术缺乏,产品特性与农业需求匹配性不高,施肥技术和装备发展滞后,以及监管体系薄弱等问题。为推动新阶段新型肥料产业结构绿色高效转型升级,未来我国的新型肥料产业发展战略核心包括以下4个方面:1) 以农业需求为导向,提升肥料产品与生产需求的匹配度;2) 肥料增效技术由注重养分供给向土壤环境、作物吸收和有效供给综合调控发展,肥料增效材料向高效、环保和价廉方向发展,肥料产品向营养、土壤改良和抗逆等多功能发展;3) 注重最大限度地利用资源,降低能耗,通过大型肥料生产设备的优化和改造,力争实现新型肥料由二次加工到一次生产的突破,实现新型肥料生产的绿色低碳转型;4) 建立健全肥料生产、销售和使用全链条监管体系,保障新型肥料产业的高质量健康发展。     

保水剂作为肥料养分缓释载体的应用

保水缓/控释肥料是具有吸水、保水及释水的新型缓/控释肥料,其对改善水肥效率具有良好的前景。保水缓/控释肥料的开发应用技术关键是研究开发可作为肥料载体材料的低成本新型保水剂材料。保水剂在性能上应具备吸水倍率高,吸水速率适宜,耐盐性好的优点;保水剂对肥料的吸附容量及其与肥料的化学结合性也是保水剂实际应用应考察的重要性能。不同类型的保水剂对肥料显示不同的吸附及化学结合特征,保水剂与肥料复合可以是物理、化学或物理化学的作用机制。保水剂可以通过物理包埋,物理、化学吸附、氢键、离子键及共价键结合、复合肥料养分。今后应加强新型廉价高效保水剂材料及其与肥料复合机制的研究。     

不合理施肥对土壤性质的影响及其防治措施探讨

分析了不合理施肥对土壤物理性质、化学性质、生物性质及重金属元素积累的影响,提出了使用科学施肥技术;开发新型肥料;改革耕作制度;发展生态农业;强化环保意识,加强监测管理等防治措施。     

新型肥料对全球三大粮食作物产量和土壤生物学活性影响的Meta分析

  【目的】  随着近年来农业发展方式从资源消耗型向绿色生态型的转变,发展绿色新型肥料成为一大热门。已有研究大多关注新型肥料对三大粮食作物 (小麦、玉米和水稻) 产量、氮吸收和氮利用效率的影响,但关于新型肥料对土壤生物学活性影响的系统研究相对较少。本研究旨在整合已有的研究结果,定量分析新型肥料对三大作物产量和土壤生物学活性的影响,进而为加快新型肥料的研发与推广提供科学依据。  【方法】  本研究数据来源于“中国知网 (CNKI) ”及“Web of Science”数据库,以“小麦”、“玉米”、“水稻”、“产量”、“微生物量”、“酶活性”、“新型肥料”为主要关键词检索相关的田间试验文献,共筛选出文献29篇,包含32个独立试验,共545组数据。以施用传统化学肥料为对照组,施用新型肥料为试验组,采用Meta分析的方法,整合分析施用新型肥料对作物产量、土壤微生物量及酶活性的影响。  【结果】  与施用传统化学肥料相比,施用新型肥料显著提高三大作物产量、地上部吸氮量和氮肥利用效率,分别提高8.4%、9.9%和36.8%。施用新型肥料显著增加土壤微生物量氮 (14.6%),但对土壤微生物量碳无显著影响。施用新型肥料显著提高了土壤磷代谢酶活性 (8.6%) 和氧化相关酶活性 (5.7%),但对土壤碳代谢酶活性和氮代谢酶活性无显著影响。  【结论】  施用新型肥料提高了三大作物产量、地上部吸氮量和氮肥利用效率,同时增加了土壤微生物量氮、土壤磷代谢酶活性和氧化相关酶活性,提高了农田生态系统土壤生物学活性。     

有机农业生产肥料供应

简述了有机农业的基本概念、有机农业生产对肥料的特殊要求和我国肥料资源现状,指出进一步开发肥料资源,推动有机农业生产发展的途径。     

中国化学肥料发展及其对农业的作用

回顾了中国化学肥料生产、应用的发展历程,探讨了由于化肥施用所引起的土壤养分平衡的变化;着重对稳定型肥料、复合肥和包膜肥三项新型肥料技术的研究进展进行了较为翔实的综述;基于我国化肥产业的现状,指出了我国化肥存在着品种结构不合理、投入量低、化肥资源配置不合理、养分投入比例不平衡、新型高效肥料发展缓慢等一系列问题,并对这些问题进行了分析;最后展望了我国肥料发展的趋势。     

有机农业生产肥料供应

简述了有机农业的基本概念,有机农业生产对肥料的特殊要求和我国肥料资源现状,指出进一步开发肥料资源,推动有机农业生产发展的途径。     

我国微生物肥料产业需求与技术创新

在国家绿色农业发展和乡村振兴计划等战略中,微生物肥料均被列为绿色新型投入品和优先支持发展的生物制品,必将在新时代迎来更好的发展机遇。本文在分析我国微生物肥料行业现状与标准体系特点基础上,阐述了微生物肥料具备的多功能、主动响应、信号调控、绿色环保等方面特征,提出了下一步发展的技术创新与新产品名录。     

植物营养与肥料学科的现状与展望

经过了一百多年科学家的辛勤工作,植物营养和肥料学科已经形成了自己完整的科学体系,在农业生产中发挥了巨大作用。目前的植物营养与肥料学科正在向定量化投入营养物质的方向发展,在考察宏观效应的同时充分注意考察微观机理,把各营养元素之间的交互作用作为研究的热点,并正与环境科学、生态科学在交叉,向植物遗传学渗透和扩展而形成新的学科。加强植物营养物质的循环和再利用,提高营养物质的利用效率,提高作物本身吸收利用养分的能力,发展保肥增效的新型肥料将是今后植物营养与肥料科学的研究重点。市场经济促进了新型肥料的出现和生产,也产生了形形色色的模糊概念,影响了植物营养与肥料科学的正常发展。这些模糊概念表现在,过低地估计了化学肥料的作用,过高地估计了化肥的污染效应;把农作物产品质量的降低归罪于化学肥料的施用;歪曲了肥料概念,造成了商品混乱。澄清这些模糊概念,有助于植物营养与肥料学科的发展,也有利于农业生产的发展。     

我国微生物肥料行业发展状况

微生物肥料作为新型肥料中的一员，不仅能够活化土壤养分、改善土壤理化性质、防治土壤有害微生物、提高肥料利用效率，而且具有促进作物生长、协助植物吸收养分、增加作物抗逆性、改善作物品质等作用，在化肥零增长行动中具有重要作用。本文从微生物肥料生产、产品应用、行业管理等方面，总结梳理了近年来我国微生物肥料行业发展现状，从产品品质、产品使用及农民接受程度等方面，分析了我国微生物肥料行业发展面临的问题，为进一步推动我国微生物肥料行业发展提出了意见和建议。     

我国肥料产业面临的挑战与发展机遇

本文从我国农业对肥料的需求入手,分析了我国肥料产业面临着种植业施肥目标、肥料供需环境、肥料施用方式的变化以及肥料负面作用受到人们重视的客观现实。厘清我国植物营养与施肥在不同时期的任务和目标,肥料产业存在的问题,对指导我国肥料产业健康发展具有重要的参考意义。建国以来直到上世纪末,粮食和农业初级产品短缺一直困扰着国民经济的发展,提高肥料投入来增加供给是肥料施用和养分高效的主要目的。随着我国经济的发展,肥料施用从单纯的提高产量到产量与环境并重,而且环境要求越来越严,农业生产迫切需要养分效率高、环境友好型的肥料。肥料生产由卖方市场向买方市场的根本性转变加剧了肥料企业间的不正当竞争。我国肥料产业发展中出现了过分炒作概念、无限延伸肥料功能、肥料概念把握不科学、行业浮躁、踏实精神不足等问题,肥料标准过细等也影响着我国肥料产业的创新与发展。我国经济的连续快速发展,农业资金投入的大幅增加和农村劳动力的转移,规模化种植的推广,对我国肥料从产品、剂型到施用技术都提出了新的要求,为产业的发展提供了新的机遇。生产养分浓度、养分比例和养分形态适应不同作物和土壤环境容量的肥料产品,适应简化施肥技术的缓控释肥,适应肥水一体化的全水溶肥料都要求肥料助剂的创新。     

水肥耦合效应研究与新疆棉区可持续发展

新疆作为我国最大的植棉区,其适宜的宜棉条件促进新疆棉区的迅速发展,但水资源短缺和土壤肥力低下成为限制新疆棉区发展的主要因素,要实现新疆棉区高产、优质、高效可持续发展,为达到目的必须研究水肥耦合效应。讨论了新疆棉区可持续发展的限制因素、肥水关系、水肥耦合的研究现状以及水肥耦合研究对新疆棉区的重要意义。     

生物有机肥和有机无机复混肥的研制及应用

介绍了利用麦草、鸡粪生产生物有机肥、有机无机复混肥的方法,并在多种农作物上进行了应用效果试验。结果表明,生物有机肥和有机无机复混肥不仅可以提高果品品质,而且在多种作物上具有明显的增产作用。因此,利用麦草、鸡粪等农业废弃物生产的生物有机肥、有机无机复混肥的应用能够减少目前我国农业生产对化肥的过度依赖,有助于我国绿色农业产业的发展。     

我国控释肥料研究的现状和展望

本文结合作者长期从事控释肥料研究的心得和经验,在参阅国内外大量研究资料的基础上,比较系统地综述了我国控释肥料的研究进展。论文指出了我国控释肥料研究的学术价值和经济意义,阐述了我国控释肥料研发的切入点和目标、研制与社会需求、研制与我国经济发展。论述了控释肥料和缓释肥料的内涵和区别、区分控释肥料和缓释肥料的意义和作用。参阅1979年以来的研究资料,回顾了我国控释肥料研究的历史和现状,将我国控释肥料研制划分为3个阶段:1）缓控释肥料的探索阶段;2）控释肥料研究普及阶段;3）控释肥料关键技术深化和技术集成与产业化,概括了各个阶段的研究成果。在此基础上,通过对我国控释肥料研制与国际同类研究差距对比、我国控释肥料研究与发展总体趋势和特点分析、控释肥料研究的前沿领域之讨论,对我国控释肥料研究进行了展望,并提出了今后的研究方向。     

基于LMDI方法的恩施州化肥施用驱动因素分析

近年来由化肥过量施用造成的农业面源污染问题日益突出,加大农业污染治理力度,探究化肥施用强度的变化特征及其驱动因素,可以为减肥增效、推进农业绿色发展提供科学依据。研究以湖北省恩施州为实证对象,在研究其时空变化特征的基础上,通过综合考虑化肥施用效率、区域施肥结构、农业技术发展、复种指数、耕地面积等因素,构建对数平均迪氏指数法(Logarithmic Mean Divisia Index,LMDI)指数分解模型与面板回归模型。结果表明:1)近10 a来,恩施州化肥施用量呈现先增长后平稳再下降趋势,氮、磷、钾比例由2007年的1∶0.30∶0.15增长到2018年的1∶0.39∶0.26,逐渐向世界发达国家水平靠拢。截至2018年,恩施州化肥施用共有1个低强度区、2个中强度区、4个高强度区、1个超高强度区。2)2016年恩施州化肥施用量比上年减少7 008.32 t,2017年减少3 341.65 t,2018年减少15 059.81 t。其中化肥施用效率提高使化肥施用量在近3 a分别减少11 159.44、14 051.95和8 644.21 t,复种指数使化肥施用量在2017年减少5 229.76 t,2018年减少30 889.98 t,2016年效应数值不大。农业技术发展使化肥施用量增加了4 089.71、11 136.97和12 215.74t,区域结构的驱动效应不大。3)经济发展、农业结构调整、金融规模扩大对化肥施用量起正向作用,人口数量增加对化肥施用量起负向作用。建议转变农业技术发展方向由增产至高效增产,合理调整有效耕地面积,进一步提升化肥施用效率,培育生态安全绿色发展模式,促进化肥减量增效。     

发达国家化肥减量政策的适用性分析及启示

通过梳理和分析欧盟、美国和日本等代表性国家(地区)化肥减量政策的具体做法、实施效果和适用条件,以期发现化肥减量政策在环境取向制定时的共同规律和一般条件,从而为中国化肥减量政策的制定提供可行的政策建议。研究表明,各个国家(地区)的化肥减量政策各有优缺点且适用条件不同,其中欧盟的命令控制型政策适用于涉及农户少、农业种植类型或农场类型同一的情况,美国的经济激励型政策适用于涉及农户较多、农产品市场体制比较完善、价格形成机制灵敏的情况,日本的公众参与型政策适用于相关农业团体较多、经济实力较强的地区。因此,中国在制定化肥减量政策时,应对各国的政策手段取长补短、综合选择;为此,应从完善农产品价格机制和无公害农产品认证制度和积极培育新型农业经营主体等方面着手,通过市场机制的引导促进环境友好型技术的采纳、通过化散为整确保环境标准的有效执行、通过协同带动和宣传引导提高农民的环境意识,从而保证命令控制型、经济激励型和公众参与型等化肥减量政策的有效实施。     

中国农户小麦施肥水平和效应的评价

小麦是中国重要的粮食作物,然而近些年却在不断萎缩,肥料投入不合理导致成本过高是主要原因。本文利用农户调查数据,通过主成分分析筛选出同一类农户,通过建立肥料效应函数定量评价了中国小麦施肥水平。结果发现如果按照经济效益来评价,我国75%的小麦种植户已经超量使用化肥,而如果从产量效率来说,却有74%农户需要增加化肥。这些结果都说明中国化肥过量使用已经比较明显,施肥不经济,盲目追求高产。未来应从产量、收益甚至环境保护等角度综合引导农户合理施肥。     

国内外施肥机械的发展概况及需求分析

肥料是农业生产的基础物资,施肥机械是合理施用肥料的基本手段。本文分析了国外固体肥料施用机械的原理与发展情况,包括离心圆盘式撒肥机、桨叶式撒肥机、锤片式撒肥机、液体肥料施肥机械、变量施肥机械、灌溉施肥机械的发展应用情况,指出了大型化、智能化是目前国际施肥机械的发展方向。本文还分析了我国施肥机械的发展情况,我国除撒肥机外,很少有专用的施肥机械,播种施肥机在我国发展很快,主要有两大类,一类是圆盘式小麦播种施肥机,另一类是玉米播种施肥机。近年来灌溉施肥机械在我国发展很快,但使用较少。由于我国农业高度分散和高强度开发,施肥机械的研制难度大、成果转化率低。根据我国农业的发展趋势,提高肥料利用率、减少肥料损失的施肥机械是发展的重点,主要需求有肥料深施机械、追肥机械、变量施肥机械、近根施肥机械和液体肥料施肥机械等。     

对我国化肥使用前景的剖析

近20年来 ,随着国内市场经济的发展 ,种植业结构的调整 ,我国化肥使用的投向也发生了明显的变化。在经济作物上化肥投入的比重呈逐年上升的趋势 ,其施肥面积已由 1980年的22.0%提高到 1998年的31.8% ,施肥量占43.0% ,这还不包括林业、草业和养殖业施肥。根据这一发展趋势 ,有必要对我国化肥使用的前景进行重新评价。