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近几年,我国肥料消费量基本稳定并略有增长。据国家统计局统 计,2003年我国化肥产量为3925万吨(折纯),化肥生产中高浓度和 复合肥料的品种及产量逐年上升,但由于化肥生产和应用中存在着养 分释放不可控、养分投入不平衡、生产、销售、供应不稳定等问题, 造成肥料养分利用率低,部分地区因施肥不当引起环境污染,出现水 体富营养化,蔬菜中硝酸盐含量增加等问题也日益增多。国内外许多 科研机构为解决肥料利用率低和保护生态环境提出新思路和新途径, 使控释/缓释肥料这一高新技术在农业生产中得到了推广应用,取得 较好的社会效益和生态效益,并以一种新的施肥理念正在改变着传统 的施肥习惯。随着我国石油、煤等能源的日趋匮乏,水、电、油等基 本资源供应紧张和提高粮食产量的多重挑战下,控释/缓释肥料具有 保证作物高产和减少对环境的危害,以及节工省肥的特点而成为21世 纪化肥生产和农业推广的方向。 一、国外控释/缓释肥研究与应用 21世纪,世界化肥工业在产品改进方面的主题是控释缓释,主要 目的是提高其产品利用率,在这一过程中,得到显著发展的是养分释 放能在很大程度上与常见作物需求相一致的控释肥料。在世界市场上 有日益增长影响的产品是控释/缓释肥料以及掺有硝化抑制剂或脲酶 抑制剂的稳定化学肥料。现在市场上以商业产品销售的控释/缓释肥 料已达数十种。据了解,美国生产的控释/缓释肥料中,55%为微溶 性尿素反应物,43%为包膜肥料,2%为其它产品;而西欧分别为82 %、16%及2%;日本分别为52%、47%及1%。美国消费的控释/缓 释释放肥料92%用于非农业市场,其中高尔夫球场占24%、专业保养 草坪19%、苗圃及温室15%,仅8%用于高价农作物如草莓、西红柿、 坚果、蔬菜、柑桔等;西欧与美国相似;日本主要用于农业市场,19 95年包膜肥料的70%用于水稻,20%用于西红柿、胡萝卜、莲藕等蔬 菜。尽管当前控释/缓释肥料施用量不高,仅占世界矿物质肥料总消 耗量(3.8亿吨)的0.15%,但近十年来,由于高施肥率国家日益重 视施肥过多对环境的不良影响和发达国家劳动力昂贵,节省人力,减 少环境污染的控释/缓释肥料的发展速度远大于常规化肥。1989-199 0年与1994-1995年期间,美国常规肥料消费平均年增长率为0.6%, 日本为负1.7%。而美、日控释/缓释肥料的消费平均年增长率约为4 -5%,其中聚合物包膜控释肥料的消费年平均增长率为9-10%。可 以认为,控释/缓释肥料是21世纪化肥发展方向之一。 二、国内控释/缓释肥研究与应用 70年代初,中国科学院南京土壤研究所先后研制成功碳酸氢铵粒 肥和用钙镁磷肥包裹的长效碳铵和长效尿素,但未形成规模化生产。 80年代末期再度重视包膜控释肥料的研究,国内现有多家研究机构具 备试制控释/缓释肥料的实验设备。近几年,又有上海化工研究院、 湖南、福建、广东、新疆、黑龙江等省农科院、沈阳应用生态研究所 等开展了这方面的研究。北京农林科学院和北京化工大学在包膜肥料 方面进行了新的尝试,研制成国内领先的新型缓释肥,其中沸石包衣 尿素及其复肥,获得国家发明专利,已进入规模化生产。沈阳应用生 态研究所应用脲酶和硝化抑制剂研制的长效碳铵、长效尿素,试验表 明在产量不变的情况下减少施氮量的15-20%,郑州工业大学磷复肥 研究所研制的包裹型控释肥(商品名:乐喜施)得到大面积推广使用。 现在北京、上海、广东、山东等地的生产厂家同控释/缓释肥料研究 单位进行合作,引进先进的生产设备,研制生产出适合不同作物和不 同地区的控释/缓释肥产品,来满足市场的需求。 目前国内厂家生产的主要产品类型有①利用缓溶有机氮肥如脲甲 醛(UF)、异丁叉二脲(IBDU)、丁烯叉二脲(CDU)等配入氮磷钾 颗粒肥料中,此类产品由于成本高,主要用于专业性的草坪、温室、 苗圃以及庭园和景观美化。②包膜(裹)控释/缓释肥料,主要包膜 材料有无机材料如硫磺、钙和镁的磷酸盐、磷矿粉、凹凸棒粉等;有 机材料如聚乙烯、聚酯、橡胶等。此类肥料不仅控制氮素的释放,同 时对磷钾等养分也得到控制;现在根据作物整个生育期对养分的需求 规律,将不同包膜厚度的控释/缓释肥料与传统肥料以一定比例掺混, 使其释放速率和控释时间基本同作物养分需求规律一致。这类产品在 国内市场上用量增长很快,施用范围也逐渐由非农业领域转向农业领 域例如水稻、玉米、瓜果等作物。③在氮肥中加入生物抑制剂(如脲 酶抑制剂和硝化抑制剂)的稳定肥料,此类肥料在施入土壤后只是延 缓了尿素水解转化成铵或抑制硝化细菌将铵离子氧化而转变成NO-2 和NO-3的过程,不能称作控释或缓释肥料,在北方地区的玉米、水 稻、块根等作物上已得到大面积的应用。 三、控释/缓释肥料在农业推广中现状和问题 国内多所大学和研究机构在控释/缓释肥料上的研究进行了很多 探索,开发了不同类型的控释/缓释肥料,但在实际生产应用所占比 例却很小。从我们连续几年的试验推广中发现一些问题。首先是研究、 生产、推广三者脱节。研究机构在国家、省、市有关肥料科研项目中 进行一些前瞻性研究,主要以生产小试,盆栽肥效对比试验,在实际 生产和大田推广中相对少一点,因此走向规模化的生产应用还需一定 时间。其次认知水平。控释肥与传统化肥在农化特性上有很大差异, 与使用者长期使用化肥形成的观念不一致,致使生产厂家和使用者缺 少积极性。传统肥料要求速溶、基本全溶,施用后几天即可看到效果。 控释肥追求的目标是在较好收成下提高肥料利用率,即收成不减或减 少不多,但施用量可减少20-40%。它不追求作物前期的外在表现, 而着眼于最终结果。第三是价格偏高。现国内缓释、控释肥料的成本 一般都高于传统肥料30%以上,对于经济发达,农村劳动力少的地区, 由于一次施肥即可满足一季作物整个生育期的养分需求,而传统施肥 需施肥2-3次,节省了人工,两者综合用肥成本基本一致,相对容易 推广;而欠发达、富余劳动力多的地区,人工成本低,控释肥推广相 对较困难。而利用缓溶有机氮肥生产控释/缓释肥料其价格是传统肥 料的2-3倍,因此很难在农作物上大面积的推广应用。第四是施用技 术。有些生产厂家片面夸大产品的控释性,农户施用不当造成烧苗或 减产,给推广带来负面影响。由于施用作物、地区、耕作水平等不同 要求同一种产品施用方法也不一样,连续三年推广水稻控释肥试验中, 一次性底施控释肥大多地区基本可以满足水稻整个生育期对养分需求, 但在施用中要与当地施肥习惯、土壤肥力、选用品种等实际相结合, 例如在冲积土形成的山坑田,施用控释肥效果差,由于土壤保肥能力 差,一次施肥不能满足水稻整个的生长期对养分需求,还需追施一次 肥,或控释肥分两次施用。在一些冷寒地区因生长前期地温低,应适 量地配施速效氮肥以满足水稻前期生长。第五检验标准。现在控释/ 缓释肥料暂无国家标准,每个企业生产的产品只按自己的企业标准进 行检验,造成产品在市场上鱼目混珠,质量参次不齐,给执法部门和 使用者带来许多不便,也影响农户的施用。 四、今后控释/缓释肥料的发展思路 控释/缓释肥料是肥料中又一次重大变革,要解决我国的粮食问 题,必须解决肥料生产及推广应用中存在的问题,这在我国已得到大 家共识。今后的发展首先要加大推广力度。国家从能源利用和环境保 护的角度制定相关的优惠政策,支持控释/缓释肥料的推广应用;各 级农技部门研究在农作物、园艺、蔬菜等合理施用技术,加大新产品 的试验示范,举办现场会和技术培训班,利用各种媒体加强宣传,使 农户真正体会到控释/缓释肥料的好处,同时将试验中存在的问题及 时与生产厂家、科研机构进行交流,使产品快速得到改进提高。第二 开发市场能够接受的控释肥料。现在是市场经济,一切产品都要以市 场为导向,应用新技术、发展新概念,组织多学科的研究人员,选用 价格较低的控释性能优良的原料,开发与作物养分需求规律基本一致 的环境友好型控释肥料。由于稳定性肥料(添加生物抑制剂)的产品 在生产、推广应用中方便,成本低,当前也应根据不同土壤特性重点 筛选高效的生物抑制剂,提高我国常用氮肥的利用率。第三尽快制定 控释/缓释肥料的国家或行业技术标准。保证产品在工业生产中得到 有效的质量控制,规范在销售流通中的质量标准,使农技部门无顾虑 的推广,农户更放心的施用。第四开发与研制杀虫、除草、保水、生 长调节剂相结合的多功能新型控释肥料,减少对环境的污染,简化农 事操作程序,更大程度地减轻农民的劳动强度。 |
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