缓控释肥料是一种根据作物不同生长阶段对营养需求而释放养分的新型肥料,具有控制肥料养分释放、肥效周期长等特征,可使传统化肥利用率提高50%至一倍以上。因此,由于具有提高肥料利用率、减少化肥施用量、降低肥料对环境污染、减少农业生产成本、降低劳动力投入、增产增效等多方面的特点,缓控释肥料被称为“21世纪新型环保肥料”,成为人类化肥工业发展的方向。
发展缓控释肥料产业的重大意义
一、化肥工业给农业生产带来的影响。
我国是世界上最大的农业大国和化肥生产与使用大国,被称为“人类粮食的粮食”的化肥在我国粮食生产中起到了巨大作用。据联合国粮农组织(FAO)资料显示,发展中国家化肥对粮食总产的贡献率可达30%~31%。化肥不仅是粮食的“粮食”,也是人类营养结构改善的重要保证。美国科学家研究表明,化肥施用提供了人类需要氮素的40%,而我国这一比例达到了54%。同时,化肥产业关系农民增收大计。2005年,由于化肥价格增长,三大粮食作物化肥投入增加了13.13元/亩,从而造成粮食生产利润下降35.6%,因此,化肥成为影响农业生产成本上升与农民收入增加的重要因素。
同时,化肥工业的发展也带来了诸多“危害”:养分利用率低下的浪费问题,造成生产原料与社会能源矛盾加剧的问题,尤其是对环境带来压力,化肥加剧农业面源污染问题更是引起全社会的关注。目前,国家提出生态文明建设与节约型、环境友好型社会建设的战略,这不仅是根据本国经济与社会持续快速发展的需要,也是全球人类发展需要面对的问题。
二、发展缓控释肥的必要性与紧迫性
缓控释肥料能够解决作物需肥关键期即需肥高峰期的问题,虽然在作物苗期控释肥料只缓慢释放养分, 防止了肥料浓度过高“烧苗”和养分的损失,但等到作物生长快速期需要大量养分和需肥高峰时,控释肥料的养分释放也迅速加快,这就达到了养分的供需平衡。而且缓控释肥施用对植物很安全,不会造成烧根、烧苗的现象,同时减少了施肥次数,节约了用工成本。
缓控释肥料作为一种高新技术产品,利用控制养分的释放时间与速度达到提高肥料利用率的难题,这样就可使化肥的使用量大大降低,也就节约了大量的化肥生产原料,尤其是那些不可再生的人类赖以生存的社会资源。同时,可减少氮素的流失与挥发,对保护大气和水资源,减少污染,尤其是解决日益严重的农业面源污染问题有着重要作用。
大量实验数据表明,缓控释肥料可将化肥利用率由原来的30%~35%提高1倍以上,氮肥损失率显著降低,可节约氮肥用量30%~50%。仅氮肥一项,每年就可节约300万吨以上,解决资金近百亿元,降低大量的煤电、天然气等社会资源。而且缓控释肥料可改善土壤结构,减少肥料对土壤、地下水、空气的污染而导致的生态环境的破坏。缓控释肥的施用可以防止农作物对氮素的过量吸收,对抑制病害和改善品质有一定作用。
我国缓控释肥行业技术研发与产业化现状
一、我国缓控释肥行业技术研发成果。
我国从事新型肥料的研究已经有着30多年的历史,已在这个研究领域取得30多项专利,其技术途径分为以下几个方面:一、无机类矿物材料包膜技术;二、有机高分子控释材料包膜技术;三、转化抑制剂的稳定氮肥;四、添加各种稳定剂型的长效碳铵;五、尿素涂层技术等。
我国缓控释肥料技术研发与产业化发展步伐逐步加快,目前已经拥有山东农业大学、北京市农林科学院、中国农业大学、中科院等30多家科研机构从事缓控释肥料的技术研发,以山东金正大生态工程股份有限公司、北京首创集团、上海汉枫集团等为代表的70多家企业从事缓控释肥料的生产及产业化发展,尤其是山东金正大生态工程股份有限公司与山东农业大学合作,探索出一条适合国情的产学研相结合的道路,目前,该公司已经建立起世界上最大的缓控释肥料生产基地。由该公司等单位承担的《缓控释肥料》行业标准已经由国家发改委颁布实施,目前国家标准正在起草之中,这对我国缓控释肥料行业的规范和健康发展有着重要意义。
由山东农业大学与山东金正大生态工程股份有限公司共同研发的缓控释肥料技术,通过引进、消化吸收和创新,试制和开发出适合我国土壤、作物、气候等具体条件的控释肥新品种,并与其他先进的配套技术相结合,经组装、集成,提升专用控释肥产品的科技含量。该技术成果有以下重要特点:
1.采用先进的技术手段,进行控释肥料的研制、自主创新和产业化开发应用:一是从技术方面着手,进行控释肥制作和机理研究,保证技术的先进性,研制和开发的肥料产品必须具备自控功能才能使肥料释放与作物需求相一致,提高肥料利用率,使肥料产品成为高技术载体;二是从经济的角度考虑,尽可能降低制作成本,使之符合我国农业生产需求的实际。
2.不仅注重技术的研究开发,而且注重科技成果的创新与知识产权的保护和利用。该研究过程中坚持自主创新,已获得5项国家专利,专利技术迅速转让到相关的设备和肥料生产企业,在小试成功的基础上进行中试开发,在中试获得各种技术参数的基础上,将控释肥核心技术与配套技术组装实现了控释肥料的工业化大规模生产,集成了完整的控释肥研究、生产、测试、应用和评价技术体系,带动了企业在技术集成基础上进行的工业化生产技术体系的创新,促进了企业新产品不断更新换代。
3.始终体现了产、学、研的紧密结合,充分发挥合作企业的生产技术优势和研究机构的人才及科技创新优势,增强双方科技创新和技术研发能力,加快农业新技术、新产品的开发和转化,边研究、边生产、边示范推广。实现了“小试-中试-产业化技术平台-工业化大规模生产”多项研究创新成果的集成,创建了“科研开发-生产制造-试验示范-技术应用-大面积推广”产、学、研相结合的科研创新模式。使研发的科技成果和技术得以快速转化以及在社会中的应用推广,辐射带动了控释肥料的生产和肥料行业的创新,产生了显著的经济、社会和生态效益。
4.搭建研发和产业化创新平台,培养高水平科研队伍,增强企业快速发展的后劲。山东农业大学与山东金正大公司共同组建了“山东省控释肥工程技术研究中心”,省级工程中心的建立为包膜控释肥料研发和产业化提供了创新平台,为控释肥料的进一步研究、开发和推广提供了极为优越的条件。利用建成的这一平台成功承担并完成了国家《缓控释肥料》行业标准的制定、高效节本包膜控释肥示范与推广、“十一五”国家科技支撑计划课题等重要科研项目,同时也为高层次人才培养创造了良好的条件。
二、我国缓控释肥料技术研发及产业化发展特点
1.包膜技术达到国际领先水平,贵族肥料“贵”的问题得到突破。世界上缓控释肥料包膜材料价格昂贵,使产品售价过高,无法实现大田作物大面积施用。山东金正大公司与山东农业大学在此难题上取得技术突破,使产品生产成本大幅降低,产品价格只有国外同类产品的50%~60%,使贵族肥料进入广袤农田已经成为可能,同时也增强了产品的国际竞争力。
2.技术产业化时间很短,但速度较快。虽然我国缓控释肥料技术产业化生产的时间不过3年时间,但发展速度十分惊人。这是国际市场与国内政策与市场作用的结果,也说明从市场到商家对缓控释肥料的关注与对其前景的看好,有利于整个行业的快速发展。
3.注重研发或者注重生产现象突出,技术研发与产业化之间仍存在壁垒。目前,一些化肥生产厂家通过引进、转让等形式获得技术进行产业转化生产,由于研发资金的投入不足,无法保持技术的持久性研发,而就技术本身而言无法保证研发的延续性,这极不利于保持缓控释肥料技术的领先性,此种问题需要创新技术研发与产业化发展体制来破解。对此,山东金正大生态工程股份有限公司进行了成功创新实践。该公司不是一次性买断技术的使用权,而是采取与研发机构和研究人员长期战略合作,或者吸纳科研人员入股的形式,让研发人员与企业发展紧紧捆在一起,这就使技术的研发时时处于行业领先地位,也为企业提供了不竭的科技动力。
4.整体水平有待提高,技术发展不平衡。我国缓控释肥料工业不管是研究机构之间,还是生产企业之间各自为政、相互贬低、恶意竞争的现象比较严重。这自然与目前缺少统一的标准有一定关系,但这种现象也造成了缓控释肥料从技术研发到市场产品销售等多个方面的问题。
对我国缓控释肥工业发展的建议
1.尽快制定产品国家标准,规范产品市场,维护行业正常发展。针对缓控释肥料产品市场的混乱局面,国家应尽快制定、出台产品国家标准与行业测试方法和评价指标,规范正常的产品市场秩序,促使那些产品不合格的生产企业加大技术研发投入与力度,对于按照国家标准不能生产出合格产品的企业坚决取消缓控释肥料生产资格,如此既维护了缓控释肥生产企业的合法利益,也净化了产品市场,维护了消费者和广大农民的利益。
2.把缓控释肥料行业作为优先发展的产业,出台相关支持政策。目前,在2007年中央1号文件与国家中长期科学发展纲要(2005—2020年)等国家文件和规划中,都把缓控释肥料作为重要的发展方向,但在制定相关配套扶持政策方面却明显滞后。可在研发与市场产品使用上给予政策扶持和补贴,比如给予研发科技配套资金或者信贷方面的支持,生产企业在产品生产、运输、税收等方面的优惠措施等等。由于缓控释肥料可以减少施肥对环境的污染,缓控释肥料成本的增加应由全社会来承担,对于使用者给予政府政策性补贴。同时,将缓控释肥料纳入国家农业技术推广计划,通过农业部门的各级农技网络促进产品推广与社会认知。
3.建立国家级的技术研发工程技术中心或者科技研究中心,保证行业技术的研发。目前,缓控释肥料的技术研发都是研究机构或者生产企业的自发行为,可通过国家发改委或者国家科技部等部门建立国家级权威的技术研究工程中心,组织系统性、高层次、延续化的技术研发,如此可有效解决目前行业中存在的低水平重复研发、恶性竞争、科技资源浪费等方面的问题。
4.创新研发体制,促进缓控释肥料行业的产业化发展步伐。在现有研发体制短期无法打破的情况下,可通过创新科技资金投入机制、搭建研究机构与企业平台等方法,加快技术成果的市场转化,尤其是可借助企业的资金与品牌等优势推动产业化发展,培植行业的龙头企业与知名产品品牌。同时,可组建由研究机构、生产企业、销售单位组成的中国缓控释肥料产学研战略联盟或者中国缓控释肥料协会,形成缓控释肥料技术研发学科群与产业化生产的产业群,并把二者紧密结合或者联合在一起,更好地促进整个行业的良性发展。
5.加大缓控释肥料的社会与市场宣传,创造良好的发展环境。应利用中央提出的生态文明建设与减少农业面源污染和节能减排的有利契机,大力宣传缓控释肥料对减少化肥使用、降低环境污染、减少社会资源消耗等多方面的重要意义,在全社会尤其是广大农民中树立缓控释肥料的良好形象,为行业发展提供良好的舆论环境。
6.进一步降低产品的生产成本,真正使产品施入广袤农田。从世界缓控释肥料行业发展看,价格成为制约发展的关键因素,虽然我国在产品生产成本上比国外同类产业大幅降低,但还需要在包膜材料和制造工艺选择上进一步创新,还可以通过规模化生产、企业享受政策补贴扶持等手段,使产品生产成本进一步降低,让这一“贵族肥料”真正进入平常百姓的广袤农田。
7.重点扶持建设缓控释肥料生产基地或者产业集群,创造中国的缓控释肥料世界品牌。针对目前中国缓控释肥料行业发展规划滞后,生产厂家分散,业内恶性竞争严重的现实情况,建议国家采用政策与资金扶持的形式建设国家级的缓控释肥料生产基地或者产业集群,并着力培植中国自己的缓控释肥世界名牌。
(此文节选自由全国人大农委、国家发改委、农业部、科技部等单位专家组成的中国缓控释肥料自主创新与产业化发展课题组《坚持自主创新加快我国缓控释肥料产业化发展———中国缓控释肥料自主创新与产业化发展研究》课题报告)
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