【报告】国内外新型肥料研发进展及发展趋势

　报告正文

国内外土地利用现状与环境要求
　

　对新型肥料研发的引导
　　1、高强度种植和追求高产导致诸多的土壤和环境问题
　　复种指数是指某一区域周年各种农作物总播种面积与耕地总面积之比。欧美国家复种指数不到1，我国的复种指数平均在1.55，南方地区普遍高于2，缺少了地力的恢复与培育过程。这就导致中国土壤养分有效容量下降，对作物吸氮量的周年贡献量小于欧美耕地，从数据来看，中国农田地力对作物吸氮量的周年贡献量为6.5kg/亩，而美国和法国分别为7.5kg/亩和8.5kg/亩。

　　2、长期大量的施用化肥导致NPK的不平衡
　　数据显示，1957年-1995年，中国氮肥施用量增长十倍；1980年-1998年，中国磷肥施用量增长1.5倍，钾肥施用量增加10倍；施肥结构不合理、区域肥料投入不平衡。当前，中国耕地养分失衡现象严重，据农业部监测，目前耕地土壤有效磷平均含量为23.1毫克/公斤，与第二次土壤普查相比增长了294%。据测土配方施肥数据，与第二次土壤普查相比，缺素面积增加近一倍。磷钾养分供给不平衡，肥料农学利用率降低；增强了磷对钙、锌、铁等元素的“拮抗”作用，降低了中、微量元素有效性；农作物缺素症表现更加明显，面积不断扩大。
　　3、我国耕地土壤中微量元素缺乏

　　（数据来源：全国测土配方施肥数据）

　　4、土壤酸化
　　土壤酸化将导致镉、铅等重金属活性增强，危及农产品质量安全；钾、钙、镁等元素溶解性增强，造成盐基离子大量淋失；嗜酸性细菌增加，造成有益微生物减少；土壤铝离子释放速度加快，引发作物铝中毒。30年来，中国农田土壤酸碱度下降0.6-0.8个单位。测土配方施肥数据显示，南方14省（区、市）土壤pH小于6.5的比例由30年前的52%扩大到65%，小于5.5的由20%扩大到40%，小于4.5的由1%扩大到4%。同时，中国还面临严峻的农业面源污染形势。
　　5、化肥产业亟待转型升级
　　2013年我国肥料制造企业从业人数近70万人，销售收入8700亿元，利税总额564亿元，利润总额385亿元；肥料制造企业总计8000多家，新型肥料企业已超过2000家，2013年共生产化肥7154万吨（折纯量），产能过剩1200万-1400万吨；磷肥产能3700万吨，自给率117%；复合肥产能达到2亿吨，也存在巨大的产能过剩。化肥企业存在规模小、分散、技术创新能力不强、产能过剩、产品单一同质化等问题，亟待转型升级。研发高产、高效、环保、简便易行的肥料及施用技术，是当前可持续农业生产与生态保护的共同要求。

　　国内外新型肥料研发进展现状
　　

近年来，中国新型肥料发展较快，缓控释肥料、水溶性肥料、功能性有机物增效肥料；稳定性肥料；有机无机复合肥等新型肥料已经形成一定规模。中科院南京土壤所也推出水基聚合物包膜控释肥料技术与装备、快速发酵与功能有机肥技术集成与应用示范等最新研究。
　　国内外新型肥料发展趋势探讨
　　第一次绿色革命发生在人类社会主流已经进入的工业经济时代，当时发展中国家仍处于农业经济时代，第一次绿色革命的目标导向主要是增加食品产量。化学氮肥增产显着，为第一次绿色革命作出了贡献，但也带来了土壤酸化板结以及高污染、高能耗的问题。
　　第二次绿色革命面临着信息经济时代和生物经济成长阶段。在即将到来的生物经济时代，农业的功能，除满足人们温饱条件、为工业增值提供原材料外，还将体现在增进人类健康、提高营养品质和生活质量、满足人们消费多元化和崇尚生活情趣、个性化定制食品和药物以及供人们以回归自然与绿意享受等，即突出绿色环保、可持续发展、注重营养品质、产品人性化与个性化等“人本化”特征。农业发展目标不仅在于食品增产，而且还在于在食品产量增长的同时，农产品质量得以提升，环境与自然资源可持续利用。绿色肥料不仅能保氮增产，还能够培育土壤、增加土壤有机质含量，同时做到节能减排，是第二次绿色革命不可或缺的一部分。
　　精准农业是现代农业的发展方向，而精准施肥可以实现养分的高效利用，需要遵循4R原则??right source, right rate, right time, right place，即考虑土壤（养分、水分供应水平等）、肥料（类型、组成、配比、施用等）、作物（类型、品种、需求规律等）、环境（水文、温度、降雨、光照等）四方面因素。从以色列的经验看，土壤、气候只是有利养分高效利用，不是高效利用的必要条件，精准管理则是必要条件。基于红外光声光谱技术的土壤肥力快速评估、植物营养诊断、精准施肥技术等都将投入应用。

　　（图为精准施肥技术体系）

　　新型肥料施用中需考虑的问题
　

　1、全量元素施用需注意的养分调和问题
　　作物对中微量元素需要量虽然较少或很少，但是，它们同常量元素一样，对作物是同等重要的，不可互相代替。土壤中任何一种速效态中微量元素供应不足，作物就会出现特殊的症状，产量减少，品质下降，甚至收成无望。
　　中微肥的施用，要在氮、磷、钾肥的基础上才能发挥其肥效。在不同的氮、磷、钾水平下，作物对微量元素的反应也不相同。一般说来，低产土壤容易出现缺乏微量元素的情况；高产土壤，随着产量水平的不断提高，作物对微量元素的需要也会相应增高。因此，必须补施微肥。但若企图减少大量元素肥料的施用量，而只靠增施微肥来获得高产，也是错误的。
　　2、全量元素施用需注意的环境与作物危害问题
　　土壤中任何一种速效态中微量元素供应要适量，要特别注意过量供应时的环境问题，变成重金属污染。中微肥的施用，要考虑是否促进了有害重金属对作物的危害或导致农作物中有害元素含量超标。

　报告人简介
　　尹斌，研究员、博士生导师。1995年进入中国科学院南京土壤研究所从事博士后研究工作；1997年出站并留所工作至今。1998年和2000年分别到香港中文大学与英国女王大学做过高级访问学者。2001年被聘为研究员，主持“土壤微环境养分转化与生物有效性”研究方向的工作。现为土壤与农业可持续发展国家重点实验室固定研究员，课题组长。在农田土壤氮素转化与损失机理以及农田面源污染等方面，已进行了多年的研究工作；近年来，与有关肥料企业开展了新型肥料与施用技术的研发及其推广应用等实际工作。主持了国家科技攻关重大项目（863）课题、国家自然科学基金面上项目课题、中科院重要创新研究项目课题等；参与了国家重点基础研究发展规划项目（973）、国家自然科学基金重大项目、国家科技支撑项目、国家重大专项项目等不同来源的课题近50项。已发表论文100余篇，其中SCI收录的论文近60篇。获江苏省科技进步二等奖1次；获得过多项国家发明专利和实用新型性专利，并参与了多部专着的编写。