我国肥料发展趋势与绿色肥料产品升级2015-10-30(泰安)

1、我国肥料产业发展趋势与绿色肥料体系构建林治安 赵秉强 李燕婷 袁亮报告人：林治安报告人：林治安 一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题报报 告告 提提 纲纲 三、构建我国绿色肥料体系三、构建我国绿色肥料体系 二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题l全球全球50%50%的粮食来自化肥的贡献，化肥在粮食生产中发挥了至关重要的作用！的粮食来自化肥的贡献，化肥在粮食生产中发挥了至关重要的作用！l我国以占世界我国以占世界7%7%的耕地，的耕地，6%6%的水资源，养活了世界的水资源，养活了世界22%22%的人口

2、，化肥的作用功不可的人口，化肥的作用功不可没！没！l同样，我国以同样，我国以7%7%的耕地，消耗了世界的耕地，消耗了世界35%35%的化肥！单位耕地面积化肥施用量是世界的化肥！单位耕地面积化肥施用量是世界平均水平的平均水平的5 5倍！倍！l我国化肥利用率普遍低于发达国家，磷肥利用率尤其低，当季利用率不足我国化肥利用率普遍低于发达国家，磷肥利用率尤其低，当季利用率不足1515。l目前全国年农田我国化肥施用量超过目前全国年农田我国化肥施用量超过60006000万吨，已经达到环境所能承受的极限。万吨，已经达到环境所能承受的极限。l因此，最大限度提高化肥利用率，减少化肥施用量，实施质量替代数量战略，是

3、未因此，最大限度提高化肥利用率，减少化肥施用量，实施质量替代数量战略，是未来化肥产业发展的方向。来化肥产业发展的方向。化肥施用量化肥施用量(万吨万吨)一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题法法国国化化肥肥施施用用量量（纯纯养养分分）0 01 10 00 02 20 00 03 30 00 04 40 00 05 50 00 06 60 00 07 70 00 01 19 96 60 01 19 96 62 21 19 96 64 41 19 96 66 61 19 96 68 81 19 97 70 01 19 97 72 21 19 97 74 41 19 97 76 61 19 97 7

4、8 81 19 98 80 01 19 98 82 21 19 98 84 41 19 98 86 61 19 98 88 81 19 99 90 01 19 99 92 21 19 99 94 41 19 99 96 61 19 99 98 82 20 00 00 02 20 00 02 22 20 00 04 42 20 00 06 62 20 00 08 82 20 01 10 0年份万吨总总量量氮氮肥肥磷磷肥肥钾钾肥肥一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题欧盟化肥用量与粮食产量关系欧盟化肥用量与粮食产量关系（1961-20121961-2012） 欧 盟1阶段阶段 3阶段阶段第一阶段

5、：化肥用量和粮食产量快速增长，环境污染加剧；第二阶段：“化肥零增长”，粮食产量继续提高；第三阶段：化肥用量减少30-50%，但粮食产量持续增长，环境污染得到改善；绿色行动：加强研究，建立肥料限量投入指标，养分投入因区管理；种养一体化，加强磷钾肥的有机替代；施肥装备精准化；管理法制化，颁布了硝酸盐法令、饮用水法令。2阶段阶段 一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题第一阶段：化肥用量和粮食产量快速增长，环境污染加剧，农村供水硝态氮超标率6%(Plumb，1988)；第二阶段：化肥用量实现零增长、粮食产量持续增长，环境污染得到改善；绿色行动：加强精准施肥技术研究；施肥装备智能化（3S）；发展保护性

6、农业技术；作物营养协会（AAPFCO）向农民推荐施肥方案，对实行养分最佳管理的农户进行补贴；施肥管理法制化，颁布了清洁水法、安全饮用水法等。美国化肥用量与粮食产量关系美国化肥用量与粮食产量关系（1961-20121961-2012） 美 国1阶段阶段 2阶段阶段 一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题l 目前，我国农业每年消费的氮肥（纯氮）大约目前，我国农业每年消费的氮肥（纯氮）大约3340万吨，万吨，通过气态挥发、淋洗和径流等途径损失掉的通过气态挥发、淋洗和径流等途径损失掉的氮肥达到氮肥达到1000万吨，折合尿素万吨，折合尿素2100多万吨，直接经多

7、万吨，直接经济损失济损失400亿元人民币，不仅造成能源与资源的巨大亿元人民币，不仅造成能源与资源的巨大浪费，而且对环境造成极大威胁。浪费，而且对环境造成极大威胁。一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题过量和不合理施用化肥过量和不合理施用化肥造成农作物倒伏减产造成农作物倒伏减产一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题过量合不合理施用化肥造成严重环境风险过量合不合理施用化肥造成严重环境风险一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题国外农业：国外农业： 环境、经济效益、可持续发展是优先目标；产量不是第一发环境、经济效益、可持续发展是优先目标；产量不是第一发展目标。展目标。 肥料承担的压力和责任相对较

8、小。肥料承担的压力和责任相对较小。中国农业：中国农业： 既要保证作物高产、高效益，保证未来既要保证作物高产、高效益，保证未来1616亿人口的吃饭问题，亿人口的吃饭问题，又要实现环境保护和可持续发展。又要实现环境保护和可持续发展。 肥料担负了生产与生态协调的双重压力肥料担负了生产与生态协调的双重压力。一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题l在人们追求高产的过程中，化肥的过量和不合理施用，在造成资源、人力、财力、物力极大浪费的同时，也带来了严重的环境风险！l目前全国年农田我国化肥施用量超过6000万吨，已经达到环境所能承受的极限。l保证粮食安全是我国的根本，粮食产量只能增加，不能降低！因此，实现

9、化肥减量，必须最大限度提高化肥利用率，实施质量替代数量战略，这是未来化肥产业发展的方向。一、化肥的作用和问题一、化肥的作用和问题二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势l农业生产体制：土地流转与规模化经营，生产方式变化。农业生产体制：土地流转与规模化经营，生产方式变化。农业部统计调查，全国流转耕农业部统计调查，全国流转耕地地3.4亿亩，占全国农民承包耕地的亿亩，占全国农民承包耕地的26%；平均规模；平均规模200亩的家庭农场亩的家庭农场87万家，平均面万家，平均面积积50亩的种植大户亩的种植大户287万家。农民专业合作社万家。农民专业合作社98万个，龙头企业万个，龙头企业12万家，

10、为农民服务的万家，为农民服务的经营性组织经营性组织115万家。农民的组织化程度正在提高。万家。农民的组织化程度正在提高。规模化经营，影响：（规模化经营，影响：（1）生产；（）生产；（2）流通；（流通；（3）施用技术；（）施用技术；（4）品种结构。）品种结构。l灌溉制度：改漫灌，实行精准灌溉，水肥一体化发展。大田作物上潜力很大，节水、节灌溉制度：改漫灌，实行精准灌溉，水肥一体化发展。大田作物上潜力很大，节水、节肥、省工、高产；肥、省工、高产；l肥料资源短缺与替代：磷钾资源短缺；肥料资源短缺与替代：磷钾资源短缺；l肥料立法：资源、生产、流通、施用的各个环节都将有法可依。肥料立法：资源、生产、流通、

11、施用的各个环节都将有法可依。二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势l 土壤生态平衡的矫正：过分依赖化学肥料、追求高产、盛行连作，大量用药，导致土壤生态平衡和养分平衡出现问题。发展生物类肥料、功能肥料等新品种，矫正连作障碍、改善土壤生态平衡，减轻病虫害发生。l 农田污染修复：对污染退化土壤进行功能恢复，土壤调理剂发挥作用。如镉米：发展镉米控污肥料，生产功能性肥料。l 中微量元素缺乏矫正：开发高效活性液体肥料，促进生长、矫正中微量元素缺乏、改善品质、提高产量。主要是果树、蔬菜、经济作物等。二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的

12、发展趋势（三）化学肥料改性、增效的途径（三）化学肥料改性、增效的途径 1、肥料养分释放模式改性增效、肥料养分释放模式改性增效缓缓/控释肥料控释肥料 包膜、抑制剂、增效剂等包膜、抑制剂、增效剂等2、肥料养分复合（混）改性增效、肥料养分复合（混）改性增效 化学复合（混）肥料 有机无机复合（混）肥料 配方肥料增效3、磷肥的防固定改性增效、磷肥的防固定改性增效4、肥料功能拓展增效、肥料功能拓展增效 （三）化学肥料改性、增效的途径（三）化学肥料改性、增效的途径 二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势新型肥料发展趋势新型肥料发展趋势 4.水溶性肥料水溶性肥料-补充中微量元素、水肥一体化补充中

13、微量元素、水肥一体化1.缓缓(控控)释肥料释肥料-包膜、微溶性改性肥料包膜、微溶性改性肥料5.调理改善土壤环境调理改善土壤环境-土壤调理剂产品土壤调理剂产品2.增效剂改性增效增效剂改性增效-增值肥料增值肥料3.有机无机复混增效有机无机复混增效-新型有机无机复合肥料新型有机无机复合肥料6.有机碳营养肥料有机碳营养肥料-直接为作物提供有机碳营养直接为作物提供有机碳营养（三）化学肥料改性、增效的途径（三）化学肥料改性、增效的途径 二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势1 1、包膜缓释类肥料：、包膜缓释类肥料：树脂包衣肥料：树脂包衣肥料：9090年代开始发展，主要跟踪日本工艺，产业化技术

14、基本成熟；美国年代开始发展，主要跟踪日本工艺，产业化技术基本成熟；美国OsmocoteOsmocote工艺最近几年也在消化吸收，产业化初具规模。工艺最近几年也在消化吸收，产业化初具规模。硫包衣肥料：硫包衣肥料：国外引进技术，如加拿大，已经产业化，并且设备已经国产化。国外引进技术，如加拿大，已经产业化，并且设备已经国产化。肥料包裹肥料：肥料包裹肥料：LuxacoteLuxacote系列产品，具有中国知识产权的产品，从系列产品，具有中国知识产权的产品，从8080年代初开始研究，到目前为年代初开始研究，到目前为止已经研制出三代产品。止已经研制出三代产品。2 2、生化、生化抑制型肥料：抑制型肥料：最近

15、最近10年产业化技术不断成熟，已经在生产中得到较大面积的应用，中科院应用生态研究所在这年产业化技术不断成熟，已经在生产中得到较大面积的应用，中科院应用生态研究所在这方面做了大量工作，如施可丰公司的长效缓释肥料。方面做了大量工作，如施可丰公司的长效缓释肥料。（四）缓（控）释增效类肥料二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势3 3、脲醛类缓释肥料、脲醛类缓释肥料( (有机合成微溶性肥料有机合成微溶性肥料) )：2020世纪世纪4040年代就开始研究、生产，该类化肥养分释放慢，可以有效的提高年代就开始研究、生产，该类化肥养分释放慢，可以有效的提高肥料利用率，但释放速率受土壤水分、肥料利用

16、率，但释放速率受土壤水分、PHPH值、微生物等各种因素的影响，人值、微生物等各种因素的影响，人为调控的可能性小，市场发展速度慢，近为调控的可能性小，市场发展速度慢，近1010年世界范围内需求量有下降趋势。年世界范围内需求量有下降趋势。4 4、基质复合类缓释肥料：基质复合类缓释肥料：用各种具有减缓养分释放速率的有机、无机胶结剂增效剂，通过不同的化学键力与用各种具有减缓养分释放速率的有机、无机胶结剂增效剂，通过不同的化学键力与速效化肥结合所生产的一类肥料。如有机无机缓释肥料，木质素包膜肥料等。工艺简速效化肥结合所生产的一类肥料。如有机无机缓释肥料，木质素包膜肥料等。工艺简单，成本低，效果不错，有发

17、展潜力单，成本低，效果不错，有发展潜力。（四）缓（控）释增效类肥料二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势l增值肥料（增值肥料（Value-added Fertilizer）是增效肥料的一种，专指肥料生产过程中加是增效肥料的一种，专指肥料生产过程中加入海藻酸、腐植酸和氨基酸等天然活性物质所生产的肥料改性产品。入海藻酸、腐植酸和氨基酸等天然活性物质所生产的肥料改性产品。l海藻酸、腐植酸、氨基酸等增效剂都是海藻酸、腐植酸、氨基酸等增效剂都是天然物质或是植物源天然物质或是植物源的，可以提高肥料的，可以提高肥料肥利用率，且环保安全。肥利用率，且环保安全。l世界上许多国家都在通过开发天然物质

18、或植物源世界上许多国家都在通过开发天然物质或植物源 的肥料增效剂，用于对化肥进的肥料增效剂，用于对化肥进行改性增效。行改性增效。l目前市场上，腐植酸尿素、海藻尿素、多肽尿素、腐植酸磷铵、腐植酸复合肥目前市场上，腐植酸尿素、海藻尿素、多肽尿素、腐植酸磷铵、腐植酸复合肥等，均属于这一类产品。等，均属于这一类产品。（五）增效剂改性增效肥料：增值肥料二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势l 增效剂微量高效，添加量在增效剂微量高效，添加量在0.3-3之间；之间；l 养分含量基本不受影响，符合肥料养分含量的国家或行业标准；养分含量基本不受影响，符合肥料养分含量的国家或行业标准；l 增效明显，

19、添加的增效剂具有常规的可检测性；增效明显，添加的增效剂具有常规的可检测性；l 增效剂为增效剂为植物源植物源 天然物质及其提取物，对环境、作物和人体无害；天然物质及其提取物，对环境、作物和人体无害；l 工艺简单，成本低。工艺简单，成本低。二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势（五）增效剂改性增效肥料：增值肥料二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势（六）调理土壤生态环境的肥料：土壤调理剂土壤调理剂土壤调理剂(Soil Conditioner)：是指加入障碍土壤中以改善

20、土壤、化学和是指加入障碍土壤中以改善土壤、化学和/或生物性状或生物性状的物料。的物料。 调节土壤酸碱性：如石灰用来调整酸性土壤的调节土壤酸碱性：如石灰用来调整酸性土壤的pH值；值； 改良土壤结构：如石膏用来抑制土壤中的改良土壤结构：如石膏用来抑制土壤中的Na+等，沙改粘、粘改沙；等，沙改粘、粘改沙； 提升土壤有机质含量、改善土壤生物活性：如腐植酸类土壤调理剂；提升土壤有机质含量、改善土壤生物活性：如腐植酸类土壤调理剂； 保水抗旱功能：腐植酸类改良剂；保水抗旱功能：腐植酸类改良剂； 改良盐碱地：酸性味精废液为原料制作的盐碱改良剂，腐植酸类等；改良盐碱地：酸性味精废液为原料制作的盐碱改良剂，腐植酸

21、类等； 修复连作障碍：抗连茬剂等修复连作障碍：抗连茬剂等 修复农药和重金属污染：微生物类的农残分解剂等。修复农药和重金属污染：微生物类的农残分解剂等。二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势（六）调理土壤生态环境的肥料：土壤调理剂 我由于多年来高浓度复合肥料的大量使用，致使土壤中微量因素缺乏 愈来愈普遍，需要调理土壤中微量元素的土壤调理剂； 我国土壤酸化问题越来越严重，需要土壤调理剂； 中国土壤污染问题愈加突出，需要土壤调理剂进行修复； 土地占补平衡，土地复垦等，需要土壤调理剂；二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势

22、二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势（六）调理土壤生态环境的肥料：土壤调理剂Guo J H et al., Science, 2010 我国土壤酸化问题越来越严重，需要土壤调理剂土壤类型土壤类型1980s2000s 粮食作物粮食作物经济作物经济作物南方红壤南方红壤5.375.145.07南方水稻土南方水稻土6.336.205.98西南紫色土西南紫色土6.425.665.62东北黑土东北黑土6.326.005.60华北潮土华北潮土7.967.697.38西北灰漠土西北灰漠土8.168.168.17二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势二、我

23、国肥料产业的发展趋势（六）调理土壤生态环境的肥料：土壤调理剂Guo J H et al., Science, 2010土壤调理剂类型面 积估 计酸化土壤改良剂酸化土壤改良剂4亿亩亿亩1000万吨万吨/年年 盐碱土改良剂盐碱土改良剂2.5亿亩亿亩1000万吨万吨/年年土壤连作障碍调理剂土壤连作障碍调理剂3亿亩亿亩800万吨万吨/年年土壤保水剂土壤保水剂2亿亩亿亩200万吨万吨/年年合合 计计11.5亿亩亿亩3000万吨万吨/年年我国土壤调理剂市场发展潜力我国土壤调理剂市场发展潜力二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势（七）实现水肥

24、一体化的肥料：水溶性肥料二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势（七）实现水肥一体化的肥料：水溶性肥料 （Grundon，1980）二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势（七）实现水肥一体化的肥料：水溶性肥料二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势（七）实现水肥一体化的肥料：水溶性肥料二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势（七）实现水肥一体化的肥料：水溶性肥料二、我国肥料产业的发展趋势二、我国肥料产业的发展趋势三、构建我国绿色肥料体系三、构建我国绿色肥料体系526526次香山科学会议次香山科

25、学会议构建我国绿色肥料体系的关键科学问题构建我国绿色肥料体系的关键科学问题（20152015年年5 5月月6-86-8日）日）绿色肥料体系概念绿色肥料体系概念与内涵与内涵绿色原料绿色原料绿色制造绿色制造绿色产品绿色产品绿色流通绿色流通绿色施用绿色施用低碳节能、生态工艺布局合理、减少排放科学施用、精准施肥布局合理、减少排放低碳节能、生态工艺布局合理、减少排放质量安全、持续利用安全高效、环境友好布局合理、减少排放三、构建我国绿色肥料体系三、构建我国绿色肥料体系l 香山科学会议是我国科技界以探索科学前沿、促进知识创新为主要香山科学会议是我国科技界以探索科学前沿、促进知识创新为主要目标的高层次、跨学科

26、、小规模的常设性学术会议。目标的高层次、跨学科、小规模的常设性学术会议。l 香山科学会议是由科技部（原国家科委）发起，在科技部和中国科香山科学会议是由科技部（原国家科委）发起，在科技部和中国科学院的共同支持下于学院的共同支持下于1993年正式创办。年正式创办。l 相继得到国家自然科学基金委员会、中国科学院学部、中国工程院、相继得到国家自然科学基金委员会、中国科学院学部、中国工程院、教育部、解放军总装备部和国防科工委等部门的资助与支持。上述教育部、解放军总装备部和国防科工委等部门的资助与支持。上述各单位均为香山科学会议的理事会成员单位。各单位均为香山科学会议的理事会成员单位。l 会议实行执行主席

27、负责制。会议实行执行主席负责制。526526次香山科学会议（次香山科学会议（20152015年年5 5月月6-86-8日）日）构建我国绿色肥料体系的关键科学问题构建我国绿色肥料体系的关键科学问题 三、构建我国绿色肥料体系三、构建我国绿色肥料体系l肥料是粮食的肥料是粮食的“粮食粮食”，化肥在保障我国粮食安全上做出了巨大贡献，化肥在保障我国粮食安全上做出了巨大贡献，没有化肥就没有没有化肥就没有粮食安全。粮食安全。l化肥在提高作物产量的同时，也产生了一些化肥在提高作物产量的同时，也产生了一些影响持续增产、农民增收、生态环境保护的影响持续增产、农民增收、生态环境保护的负面问题：负面问题：（1）化肥过量

28、和不合理施用带来了面源污染、土壤酸化与盐渍化、农产品）化肥过量和不合理施用带来了面源污染、土壤酸化与盐渍化、农产品品质下降、农业生产成本高的问题；（品质下降、农业生产成本高的问题；（2）肥料利用率低、肥料品种不能满足农业生产）肥料利用率低、肥料品种不能满足农业生产实际需求。实际需求。l从从原料、制造、产品、流通和施用等环节构建我国绿色高效的肥料体系原料、制造、产品、流通和施用等环节构建我国绿色高效的肥料体系具有重要的现实具有重要的现实意义和长远的战略意义。意义和长远的战略意义。 526526次香山科学会议（次香山科学会议（20152015年年5 5月月6-86-8日）日）构建我国绿色肥料体系的关键科学问题构建我国绿色肥料体系的关键科学问题 七项共识七项共识三、构建我国绿色肥料体系三、构建我国绿色肥料体系l绿色肥料体系构建的科学问题：绿色肥料体系构建的科学问题：（1）我国肥料产业发展方向、数量、结构、工艺。（）我国肥料产业发展方向、数量、结构、工艺。（2）绿色）绿色肥料的设计原理、综合指标体系和评价方法。（肥料的设计原理、综合指标体系和评价方法。（3）肥料产品性能提升、高效施用、替代减量）肥料产品性能提升、高效施用、替代减量以及肥料与作物品种、灌溉、栽培管理等措施耦合增