水肥技术成为节水农业落地点——含氮水溶性肥料产业发展的机遇与挑战

□ 中国农业大学资源与环境学院　陈清　周爽

水肥技术成为节水农业落地点
——含氮水溶性肥料产业发展的机遇与挑战

□ 中国农业大学资源与环境学院陈清周爽

随着我国土地流转与规模化经营的推进以及水肥一体化技术的大力推广，最近几年我国水溶性肥料产业发展很快；伴随着以氮肥为主要基础原料肥的产能严重过剩与产值利润连年下降，很多氮肥企业也在寻找产品转型的可能性，市场上也开始流行以尿素硝铵溶液（UAN）等“新产品”。规模化农业生产对水溶性肥料市场提出了低成本要求，因此催生了使含氮水溶性肥料产业的异军突起。寻找利润与价值更高的突破点，而含氮水溶性肥料作为水肥一体化技术发展的需求之一，成为厂商转型的新焦点。含氮水溶性肥料产业面临诸多的机遇与挑战，对氮肥工业行业存在潜在的推动作用；在产品竞争日益严峻的今天，如何拓展产业链，考虑区域优势竞争、成本竞争、品牌竞争、技术资源与职业经理人的竞争等，实现肥料产品的技术营销，将成为氮肥企业和水溶性肥料企业发展的必然选择。

?根据环境选择不同含氮水溶性肥料

含氮水溶性肥料的种类多种多样，根据其所提供的氮素形态主要有硝态氮、铵态氮、酰胺态与有机态氮。含氮水溶性肥料包括基础水溶性原料肥与水溶性复混肥两大类，其中基础水溶性原料肥主要指脲基类（如尿素与尿素硝铵溶液）、铵基类（如液氨、氨水与聚磷酸铵等）、硝基类（如硝酸钾与硝酸铵钙等）和有机氮类肥料（如氨基酸等）；水溶性复混肥主要指符合农业部登记标准的大量元素水溶性肥料、氨基酸水溶性肥料以及硝基肥等。

作物所能吸收的氮素形态90%-95%以上为硝态氮和铵态氮，只有小部分为有机态氮。我国氮肥产品绝大多数是铵态氮和酰胺态氮。在旱地土壤中铵态氮和酰胺态氮施入土壤后，可以经硝化作用转化为硝态氮，合理施用含氮水溶性肥料，对改善作物根区土壤环境、平衡作物营养需求以及抗病提质等均有重要作用。硝态氮吸收过程中质子泵水解ATP后使H+与NO3-结合，减少根际土壤酸化，而铵态氮吸收过程伴随H+向根细胞质膜外释放，加剧根际酸化。

硝态氮肥的农学特征使得硝基肥在市场上有其优越性之处。在不同温度或pH条件下，铵态氮素在土壤中的转化速率不同，一般施入到土壤中的酰胺态氮与铵态氮肥在3-14天内即可转化为硝态氮。在南方酸性土壤pH小于5时，铵态氮转化为硝态氮的速率明显受到抑制，而在北方低温反季节条件下，低温会抑制酰胺态氮与铵态氮的转化，影响作物对追施氮素的吸收利用；此外，过量的铵态氮累积与土壤中的钙、镁等营养元素容易发生拮抗作用，抑制作物对钙镁的吸收，进而导致缺素症。因此，在南方酸性土壤与北方低温反季节的温室大棚中，适量供应硝态氮肥的效果较好。

?水肥一体化技术促进作物吸收养分

硝态氮在土壤中虽移动速率快，可通过质流途径迅速满足氮素供应，但由于土壤颗粒带负电荷，不能像吸附带正电荷的铵根离子一样有效吸持硝酸根离子，因此，过量灌溉会导致硝酸根离子的淋洗损失，使养分被淋洗到土壤根系分布区以下的土层，无法被作物吸收利用。因此，可通过水肥一体化技术，少量多次为根区定点施肥，进而保持良好的土壤理化性状，促进作物对养分的吸收。

硝态氮因能避免氨挥发损失，适用于碱性土壤。此外，硝态氮由于可以不需要较长时间的土壤氮素转化过程，比较适合气温较低的反季节喜硝作物的生长，特别是适合在pH较高的石灰性土壤上生长的喜钙植物（如玉米和蔬菜）；南方多雨地区施用硝态氮要注意与水肥一体化技术结合。铵态氮施入土壤后可以通过土壤颗粒的吸附，减少养分的移动，提高氮素利用，且铵态氮在土壤中可以通过硝化作用转化为硝态氮，同样适用于上述硝态氮适合的区域和作物；但一次过量施用铵态氮易造成“铵毒”，抑制根系发育和作物生长，影响品质；水生作物或者适应酸性土壤生长的作物嗜好铵态氮，如水稻和茶树等，甘蔗等喜铵态氮和有机氮。

因此，作为含氮水溶性肥料的基础原料肥料，考虑氮素供应形态的确对作物高效利用养分和提质增效具有重要的作用。当前美国市场上普遍施用的尿素硝铵溶液就是同时含有铵态、硝态和酰胺态氮素的含氮水溶性肥料，通过不同氮素形态相结合的水溶性肥料产品的研发，在含氮水溶性肥料发展快速发展的今天尤为重要。

?技术营销是含氮水溶肥占领市场的关键

随着新型肥料产业的崛起，我国新型肥料产业发展出现了新的趋势。首先，产业集中度提高、产业面拓宽，突出循环经济、资源综合利用、节能降耗与环境友好；其次，原料结构更为合理，并出现基础肥料向资源产地集中、二次加工产品向市场需求地转移的趋势。此外，化肥品种逐渐向高效化、差异化、功能化等多样化方向发展；新型肥料产品的迅速发展，迫切需要区域化作物技术服务加强。

回顾过去，我国化肥行业经历了“以产定销”和“以销定产”时代，步入“以需定产”的全新时期，合作社、规模化农场带来的直销效应，对技术服务提出更高的要求，通过提供“通用的农资产品与个性化的农化服务”，如何降低生产成本、突出通用性、增加生产成本便利性，加快营销模式的变革，通过技术服务营销占领市场份额定将是未来农资市场发展的必然趋势。

技术营销新模式归根结底是提供作物完全解决方案，以整合渠道与市场。农业生产是一项复杂的系统工程，其包含土、肥、水、植保与栽培等各方面技术。因此，在未来农资市场上的竞争必须要根据作物的生产中存在的问题，结合其区域性气候与栽培特性，提出适宜的配方设计和配套的技术模式，以从生产管理各方面来解决作物生产问题，提供作物生产全套解决方案。

未来肥料业市场竞争实质是产品、渠道、技术与服务的竞争，主要体现在区域与成本竞争、产品与企业品牌竞争以及技术资源与职业经理人的竞争等。未来的市场很大程度上面临着区域优势竞争，就近区域可以降低运输成本，了解区域特点，以更好地解决区域作物问题。成本竞争则占据原料便宜、配方设计合理、经济性和有针对性等方面的优势。产品及企业的品牌竞争，无疑可以解决作物生产问题的技术集成方案。而资金与销售模式竞争将迫使企业通过多种渠道获得更大资金链，以拓展上下游资源。此外，发现生产问题、真正解决问题是当今亟待解决的“瓶颈”，多学科融合的具有经验的职业经理人是未来最佳人选，这些职业经理人具备了全面的专业知识，同时也是连接区域客户与专家情感性需求的纽带。因此，未来肥料界最本质的竞争，必然是技术人才资源的竞争。

含氮水溶性肥料产业发展现状与问题

在过去的5年时间里，我国水溶性肥料产业发展迅速。迄今为止生产企业已达2440家，登记的水溶性肥料产品种类5742个，2014年产能693万吨，实际产量达到279万吨，但我国含氮水溶性肥料产业发展面临的问题也比较突出。

1.氮肥结构不合理，硝基肥在未来3年会有较大发展

我国氮肥产品结构不合理。据中国氮肥协会和IFA数据显示，我国硝态氮肥和液态氮肥的比重分别仅占0.3%和0%，而德国达到27.7%和12.0%，美国则达到8.5%和55.9%。

硝基复合肥是以硝铵为氮源，添加磷、钾等原料，对肥料进行二次加工生产出的的质量分数大于40%的高浓度复合肥料 。硝基复合肥在我国最初从烟草等经济作物开始施用，现在在蔬菜、果树、玉米、小麦等作物上的大量使用已经逐渐得到推广。总体来看，未来三年我国硝态氮肥市场容量有800万-1000万吨。然而，据统计，目前在建和拟上马的硝基复合肥生产装置的合计产能1500万吨以上，大多数装置将在2013-2015年建成投产。2015年我国的硝基复合肥的产能和产量将分别突破2000万吨和1500万吨。

节水灌溉技术的普及，也刺激了硝态氮肥的市场需求。作为灌溉施肥过程中必不可少的重要原料产品，硝基肥正为越来越多的企业、经销商和农户所认识，硝态氮与铵态氮、酰胺态氮合理搭配使用还有提高作物产量、改善作物品质的作用。

2.规模化栽培和水肥一体化催生尿素硝铵溶液产品的发展

尿素硝铵溶液（UAN）是美国液体氮肥中的主要品种，近年来随着我国液体肥料的施用和发展，尿素硝铵溶液也逐步被业界所关注。尿素硝铵溶液由尿素、硝铵和水配制而成。市场上常见的溶液含氮量为28%、30%和32%。其中硝态氮含量一般在6.5%-7.5%，铵态氮含量一般在6.5%-7.5%，酰胺态氮含量一般在14%-17%，尿素硝铵溶液将三种氮源集中于一种产品，可以发挥各种氮源的优势。硝态氮可以提供即时的氮源，供作物快速吸收。铵态氮一部分被即时吸收，一部分被土壤胶体吸附，从而延长肥效。尿素水解需要时间，尤其在低温下通常起到长效氮肥的作用。为减少氮的淋溶损失，有些尿素硝铵溶液中通常会加入硝化抑制剂和脲酶抑制剂。

从当前的市场上UAN的售价和液体水溶性肥料的普及，UAN更多被作为液体水溶性肥料原料或者为规模化栽培下水肥一体化技术施用，而很多氮肥企业和化工企业已经开始部分转产生产UAN，预计UAN在未来有一定的发展。

3.水溶性硝基肥和UAN压缩了大量元素水溶性肥料产品的市场

大量元素水溶性肥料的生产工艺同质化、企业规模小、生产技术落后导致的产品问题层出不穷。物理混配型固体水溶性肥料的生产工艺普遍，是目前国内外固体水溶肥料生产的主流方式。此类产品含氮磷钾养分高，不是单一物质，有很多产品同时还含有中微量元素、维生素、海藻酸等类营养物质。物理混配型高氮固体水溶性肥料存在成本高、生产工艺简单、混配不匀、外观性状差、产品吸湿结块等问题。目前市场上的化学合成型固体水溶性肥料生产工艺可以明显改善固体水溶性肥料的外观性状，得到市场的认可。

规模化农业生产对低成本农资产品的要求，使种植户开始理性对待大量元素水溶性肥料。由于种植大户的农资产品用量很大，所以对价格也十分敏感，成本低的水溶性基础原料肥市场将进一步扩大，以供氮素为主的尿素、UAN、硝酸铵钙以及硝基肥产品或将成为市场热点。从市场角度预测，大量元素水溶性肥料市场竞争激烈，复合肥行业逐步向水溶性肥料跨越，高塔全水溶硝基复合肥、硝酸铵钙、尿素硝铵溶液、氨水等开始冲击大量元素水溶性肥料的市场。

4.含有机氮水溶肥一直是功能肥料的亮点

氨基酸类原料产品是氨基酸水溶性肥料的主要原料成分。氨基酸能螯合微量元素，当与微量元素一起施用时，微量元素在植物体内的吸收和运输更容易，这种效应是由于螯合作用和分子膜渗透的影响。甘氨酸和谷氨酸能提高植物中的叶绿素浓度，促进光合作用；L-谷氨酸作为“保卫细胞”细胞脂渗透剂，有利于气孔的开启；L-甘氨酸和L-谷氨酸被认为是非常有效的螯合剂。此外，利用无害化废料研发氨基酸水溶性肥料产品，不仅可以实现废弃物的循环利用，而且可以提高其附加值，达到增值的目的。因此，在水溶性肥料产业迅猛发展的今天，具有巨大潜力。