我国肥料发展趋势与绿色肥料产品升级20151030(泰安).ppt

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,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员中国植物营养与肥料学会新型肥料专业委员会副主任农业部新型肥料创新团队岗位专家农业部肥料登记评审委员会委员,一、化肥的作用和问题,报告提纲,三、构建我国绿色肥料体系,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,全球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！我国以占世界7%的耕地，6%的水资源，养活了世界22%的人口，化肥的作用功不可没！同样，我国以7%的耕地，消耗了世界35%的化肥！单位耕地面积化肥施用量是世界平均水平的5倍！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15。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。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。,化肥施用量(万吨),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（1961-2012）,欧盟,1阶段,3阶段,第一阶段：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,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（1961-2012）,美国,1阶段,2阶段,一、化肥的作用和问题,作物生长期间农田中化肥氮素去向（朱兆良等，2006）,一、化肥的作用和问题,目前，我国农业每年消费的氮肥（纯氮）大约3340万吨，通过气态挥发、淋洗和径流等途径损失掉的氮肥达到1000万吨，折合尿素2100多万吨，直接经济损失400亿元人民币，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。,一、化肥的作用和问题,过量和不合理施用化肥造成农作物倒伏减产,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,一、化肥的作用和问题,国外农业：环境、经济效益、可持续发展是优先目标；产量不是第一发展目标。肥料承担的压力和责任相对较小。,中国农业：既要保证作物高产、高效益，保证未来16亿人口的吃饭问题，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。,一、化肥的作用和问题,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！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。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,二、我国肥料产业的发展趋势,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，全国流转耕地3.4亿亩，占全国农民承包耕地的26%；平均规模200亩的家庭农场87万家，平均面积50亩的种植大户287万家。农民专业合作社98万个，龙头企业12万家，为农民服务的经营性组织115万家。农民的组织化程度正在提高。规模化经营，影响：（1）生产；（2）流通；（3）施用技术；（4）品种结构。,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；肥料资源短缺与替代：磷钾资源短缺；肥料立法：资源、生产、流通、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,（一）影响肥料产业未来发展的驱动因素发生变化,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。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。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）肥料不合理施用所带来的负面影响由量变到质变,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）化学肥料改性、增效的途径,1、肥料养分释放模式改性增效缓/控释肥料包膜、抑制剂、增效剂等2、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4、肥料功能拓展增效,（三）化学肥料改性、增效的途径,二、我国肥料产业的发展趋势,新型肥料发展趋势,4.水溶性肥料-补充中微量元素、水肥一体化,1.缓(控)释肥料-包膜、微溶性改性肥料,5.调理改善土壤环境-土壤调理剂产品,2.增效剂改性增效-增值肥料,3.有机无机复混增效-新型有机无机复合肥料,6.有机碳营养肥料-直接为作物提供有机碳营养,（三）化学肥料改性、增效的途径,二、我国肥料产业的发展趋势,1、包膜缓释类肥料：树脂包衣肥料：90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Osmocote工艺最近几年也在消化吸收，产业化初具规模。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。肥料包裹肥料：Luxacote系列产品，具有中国知识产权的产品，从80年代初开始研究，到目前为止已经研制出三代产品。2、生化抑制型肥料：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,3、脲醛类缓释肥料(有机合成微溶性肥料)：20世纪40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、PH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10年世界范围内需求量有下降趋势。4、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，有发展潜力。,（四）缓（控）释增效类肥料,二、我国肥料产业的发展趋势,增值肥料（Value-addedFertilizer）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。海藻酸、腐植酸、氨基酸等增效剂都是天然物质或是植物源的，可以提高肥料肥利用率，且环保安全。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，用于对化肥进行改性增效。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。,（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,增效剂微量高效，添加量在0.3-3之间；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；增效明显，添加的增效剂具有常规的可检测性；增效剂为植物源天然物质及其提取物，对环境、作物和人体无害；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,（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,（六）调理土壤生态环境的肥料：土壤调理剂,土壤调理剂(SoilConditioner)：是指加入障碍土壤中以改善土壤、化学和/或生物性状的物料。调节土壤酸碱性：如石灰用来调整酸性土壤的pH值；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；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；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；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。,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,（六）调理土壤生态环境的肥料：土壤调理剂,GuoJHetal.,Science,2010,我国土壤酸化问题越来越严重，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,（六）调理土壤生态环境的肥料：土壤调理剂,GuoJHetal.,Science,2010,我国土壤调理剂市场发展潜力,水溶性肥料与喷滴灌相结合，实现水肥一体化、施肥少量多次，肥料利用率高、节水、节肥、省工、高效、环保、高产、优质。,水溶性肥料将有可能成为我国未来最具发展潜力的肥料类型。,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,（七）实现水肥一体化的肥料：水溶性肥料,首先，随着我国大量施用高纯度化肥和获得持续作物高产，农田的中微量元素长期得不到及时补充，土壤中微量元素缺乏越来越严重，而叶面肥料是矫正作物中微量元素缺乏最有效的手段，比土壤矫正见效快、效果好。,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,水溶性肥料将有可能成为我国未来最具发展潜力的肥料类型,水溶性肥料将有可能成为我国未来最具发展潜力的肥料类型,其次，水溶性肥料与喷滴灌相结合，实现水肥一体化、施肥少量多次，肥料利用率高、节水、节肥、省工、高效、环保、高产、优质。,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,我国水溶性肥料技术发展趋势,1、发展单质叶面肥料：重点发展单质型中微量元素叶面肥料。缺啥补啥，2、提高养分浓度：减少运输成本。3、提高元素的水溶性：防止沉淀发生。4、提高肥料的混配性：与农药、杀虫剂、杀菌剂的混配性，提高效率。5、提高吸收性能：加强新型水溶性肥料助剂研究，促进吸收，提高效率。,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,三、构建我国绿色肥料体系,526次香山科学会议构建我国绿色肥料体系的关键科学问题（2015年5月6-8日）,绿色肥料体系概念与内涵,绿色原料,绿色制造,绿色产品,绿色流通,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,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、小规模的常设性学术会议。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1993年正式创办。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。上述各单位均为香山科学会议的理事会成员单位。会议实行执行主席负责制。,526次香山科学会议（2015年5月6-8日）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,肥料是粮食的“粮食”，化肥在保障我国粮食安全上做出了巨大贡献，没有化肥就没有粮食安全。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、生态环境保护的负面问题：（1）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；（2）肥料利用率低、肥料品种不能满足农业生产实际需求。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具有重要的现实意义和长远的战略意义。,526次香山科学会议（2015年5月6-8日）构建我国绿色肥料体系的关键科学问题,七项共识,三、构建我国绿色肥料体系,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。（2）绿色肥料的设计原理、综合指标体系和评价方法。（3）肥料产品性能提升、高效施用、替代减量以及肥料与作物品种、灌溉、栽培管理等措施耦合增效技术。强化肥料公共服务平台建设，完善政策法规保障体系。重视和鼓励大宗基础肥料产品升级、大量元素与中微量元素配合、发展高效环保的新型肥料，全面推行测土配方施肥与作物专用肥，加强全国肥料大数据平台建设，支持企业对终端用户的农化服务。推进有机肥的生产和使用，解决有机肥推广中的体制机制障碍，鼓励有机肥技术创新，推动种养一体化，关注规模化养殖中畜禽粪便的安全性问题。,526次香