中国化肥发展之路

陈明良(上海化工研究院)

中国化肥发展之路

陈明良(上海化工研究院)

化肥发展现状

化肥是国家重要的战略物资，是关乎粮食安全、生态安全与资源可持续利用等国计民生产业。经过近30年的快速发展，我国已成为世界化肥生产(占28%)和消费大国(27%)，尤其是氮肥和磷肥，生产和施用均为世界第一。但我国人多地少水缺，化肥需求是刚性的。我国化肥生产已基本满足农业需要，同时还出口国际市场。化肥行业的供应量增速大于需求量增速，基础肥料氮肥和磷肥过剩严重，钾肥因资源不足仍需进口。

中国化肥产业存在的问题主要是新增产能持续增加，落后产能退出迟缓，致使目前氮肥、磷肥产能利用率仅约70%、72%；产品结构与农业需求不符，基础肥料品种齐全，高效专用肥料发展滞后，不能满足平衡施肥、测土配方施肥、机械化施肥、水肥一体化施肥等现代农业发展的要求；产品利用率低，氮肥利用率35%低于发达国家；农化服务不到位，未建立专业的农化服务体系，不能完全适应现代农业生产主体的变化。

相关政策变动对行业影响较大，尤其是增值税由免征调整为征收13%，不利于肥料进口，国内肥料企业应该抓住机会；优惠政策逐步减少，会使成本增加，市场化程度提高，竞争更加充分，落后产能被迫退出，产业升级及技术进步。出口政策趋于宽松会提高企业的国际竞争力，促进行业发展。行业监管走向简化，将会降低行政成本，提高生产效率，促进新产品研发应用。 “化肥使用量零增长行动方案”将推动新型肥料和测土配方施肥的发展。

复混肥发展现状。依赖于资源的基础肥料向资源产地集中，二次加工复混肥生产向市场需求地转移。有许可证的二次加工复混肥生产企业3400度家，产能约2亿吨，年产量5500～6000万吨，由于施肥季节性，产能算不上过剩。我国几乎包含所有的复混肥生产工艺，并且一些工艺是中国特有。经济作物种植和水溶肥推广推动硝基复合肥发展，这几年硝基复合肥成为行业发展热点。随着测土配方施肥推广实施，订单生产，企业配方多样化，大的企业可以生产几十个配方的复混肥料。大企业规模越来越大，集中度在提高，产品质量也得到保证，但还有每年生产1～2千吨的作坊式小厂存在。

新型肥料种类多、近年产能产量增速较快，发展潜力很大。

复混肥生产过程存在问题

生产车间环境粉尘大；工人的劳动条件差、劳动强度大；产品中规定的养份及数量不合格；产品的含水量偏高；抗压强度不高；产品结块严重。

由于环境中存在易吸潮粉尘，电子元器件易损坏，导致计量称不准，影响产品中规定养份。如何精确计量是每一个复混肥企业都存在的技术难题。

随着国家加强节能减排和大气污染防治，复混肥生产所必配部分装置如锅炉、燃烧炉提出更高要求，对行业很不利。

化肥发展趋势

随着工业化和城市化的发展，优质土壤在不断被减少，而所补充的土地相对贫瘠，要保证粮食和农产品产量必然需加大化肥的投入。

随着化肥施用量的增加，肥料利用率低，资源瓶颈、环境压力等问题日益突出。

我国化肥消费的高速增长期已基本结束，将进入结构调整时代，总量保持稳定并且可能会出现降低趋势，尤其是磷肥施用量会减少。

行业市场竞争日益由单一企业间竞争向产业链之间竞争转化，未来企业间、上下游间的联合和重组将不断发生。

化肥生产更向规模化、集团化方向发展，市场布局更趋合理且日益向市场前沿集中。领先的农化服务网络将成为复混肥企业构建自身优势和竞争力的重要一环，也决定其未来市场影响力的高下。

基础肥料合成氨、尿素、磷酸一铵、磷酸二铵(包括氯化钾、硫酸钾)产能要控制，常规复混肥发展会受到限制；化肥产品将向着品种多样化、专用化方向发展，高效、低耗、节水、环境友好成为基本要求。各种高效新型肥料如缓释肥料、水溶性肥料、液体肥料、叶面肥、生物肥料、土壤调理剂等重点推广示范；突出有机肥资源利用；推广测土配方施肥，集成高效施肥技术，以提高化肥利用率，达到减量增效目标。

我国已有30%土地得到流转，还有几十万个种植大户，土地流转的加快、农业生产组织形式的改变对化肥现有的生产和分销模式带来挑战；大客户定制和包含了其他农用品的专业服务会是一个趋势。肥料生产商依据土壤类型以及作物的营养特点来制定肥料配方，会更重视农化服务，小企业会越来越困难，大企业会占优势，复合肥生产集中度会增加。

随着我国农村强劳动力日潜减少，我国种植业生产结构的调整，土地集约化的进度加快，也会带来化肥产品结构和化肥销售方式的调整。集约化农业精准地调整土地和作物管理措施，方便实行机械化种植和施肥，液体肥料和掺混肥料会迎来机会。

化肥品种向高效化、 差异化、功能化等 多样化方向发展

测土配方施肥是趋势。配方站要靠近终端种植户，按需配肥，随用随配。测土目的不仅是“配”，还要关注如何施。

品种多样化。作物和土壤缺啥补啥，不能一个配方打天下。

营养全面化。氮、磷、钾是作物不可或缺的大量营养元素，但钙、镁、硫、铁、锌、硼、铜、钼、硼等中微量元素作用也不可小视，有机无机结合也应考虑，营养均衡全面对作用优质高产非常重要。

产品功能化。部分肥料产品要具有抗病虫害、抗旱，抗冻，抗倒伏，抗重茬，调理土壤酸碱度等作用，寻找产品差异化。

产品结构更合理。目的是要提高要肥料产品利用效率，符合作物优质高产的目标、对环境友好。

我国在化肥利用率上同国外差距较大，但对其原因也要客观分析：

差距首先来自土壤肥力的差异。我国耕地多以中低产田为主，占70%左右。尽管这些年国家加强农田基础设施建设，但因工业化、城镇化发展，占补平衡补充耕地质量较差，一般相差2—3个等级。目前，我国基础地力贡献率为50%左右，比发达国家低20～30个百分点。

其次是种植制度的差异。我国土地等资源利用强度大，南方一些地方是一年多熟，黄淮海地区是一年两熟，仅长城以北是一年一熟。而欧洲、美洲等国家多为一年一熟，土壤肥力保持较好。

三是作物产量水平的差异。我国人多地少的国情，选择了增加投入来提高单产水平。以水稻为例，我国水稻亩产比印度高近1倍，施肥水平高67%；亩产比日本高25%，施肥水平则高30%。

四是耕作和施肥方式的差异。欧美等国家通过实施深耕深松和秸秆还田，一般耕层在35厘米以上，而我国多数地方的耕层只有15—20厘米，保水保肥能力差。欧美国家粮食作物以化肥机械深施为主，水果和蔬菜多以水肥一体化为主，而我国一些地方还是表施、撒施或者“一炮轰”。

用有机肥替代化肥费工费时。投入量太大，一亩地比用化肥多好几倍。有机肥要两三年才能看出效果。

当前我国化肥用量较大的作物主要集中在蔬菜和水果上，这也是化肥减量的“主战场”之一。此外，化肥施用上还存在结构不合理、有机肥资源利用率低、施肥方式落后等难题。有机肥实际利用不足40%，机械施肥仅占主要农作物面积的30%左右。

我国是肥料使用大国，单位面积肥料施用量也多于大部分国家，尤其是氮肥的施用量。

一、肥料施用量多的原因：

1、土壤肥力：我国大部分耕地开垦年代较久，土壤利用强度又高，肥力较低。旱地土壤有机质只有1.0%～1.5%,土壤全氮仅为0.07%～0.10%。而美国和俄罗斯等国土壤有机质一般3.0%～5%,土壤全氮为0.2%～0.40%。我国土壤肥力不高，要获得高产只能提高施肥量。

2、种植结构：随着农业结构的调整，经济作物种植面积增加较多，经济作物施肥量要比粮食作物施肥量高，通常是粮食作物的1.5～2.0倍，糖料是1.5倍、茶园1.6倍、果园1.8倍、蔬菜为2.6倍。我国化肥施用量中已超过45%为经济作物用肥。我国人均蔬菜份额达到了250千克/人年，大大高于世界平均水平120公斤/人年的水平，在水果和蔬菜施用肥量占到了34%。

二、肥料利用率低的原因：

肥料的利用率与肥料结构、施肥方式、土地类别相关。

植物对氮素的吸收效率与土壤、作物、温度、水环境和施肥方法有关，作物当季吸收利用一般为30%～50%，氮素损失可达20%～60%，土壤中残留约25%～35%。氮肥损失量和损失途径与土壤性质、耕作载培制度、气候环境条件密切相关，也受到农业措施的影响。

1、土壤肥力：肥料利用率直接与土地中的有机质相关。有机质高，土地肥力强，可增加土地养分库容和保肥性能及作物对养分的利用，残留于土壤中约25%～35%氮素养分就可以保留于土壤中给下季作物使用，减少磷素的固定。我国土壤有机质东部在1.5%左右，西部1.5%以下。

2、过量施用：我国人多地少，种植指数高，为了在地力不足的土壤上得到高产，必然增加化肥施用量，肥料利用率直接与施用量有关，用量越多，利用率越低。

3、施用方法：氮肥深施及分次施肥可提高利用率，尿素和碳铵深施可提高利用率7.2%～12.8%。采用施肥时间和施N量与作物对N肥的需求相吻合可提高N肥利用率34%～40%，降低习惯施肥量38.7%～41.3%，产量提高2.5%～3.5%。

我国现在农村劳动力不足，劳动力成本较高，又没有达到可农业机械化程度，在许多地方采用“一炮轰”，表面撒施等肥料施用方法，难于实施发达国家已得到验证的测土施肥--保证了土壤养分间的平衡，减少了因过量施肥而造成的浪费和对环境的污染。(这也是缓控释肥料能在我国大田作物上得到推广的原因)

4、肥料结构：美国的化肥利用率比中国高出20%。除了美国土壤肥力高，且播种系数低(美国低于1，我国在1.5以上)，施用合适量化肥即可达到高产，所以化肥利用率高，还与还与美国肥料品种结构有关，实施测土施肥，大量使用液体肥料，大部分氮素按作物需要以液体形式低成本管道施用，并且重视硝氮和铵氮配合施用，利用率就高。

土壤肥力是影响肥料施用量和利用率的关键因素，秸秆还田既可以减少农业废弃物，还可以提高土壤的有机质，但一直存在还田难的问题，虽然科技工作者做了很多努力，但至今一直没有合适的可施行方法。

施用有机肥和绿肥也是增加土壤肥力的方法，应重视有机肥的开发，尤其是有机无机复混肥。有机无机复混肥兼有无机肥的快速和有机肥平衡持久的优点，可以减缓氮肥的释放速度，提高肥料无机养分利用率，改良土壤；适当的比例可使有机无机复混肥具有适宜的供肥强度，又能维持较长时间,克服无机供肥大起大落和农家肥供肥强度不足、肥效慢的特点；通过调节有机无机比例，使供肥过程与作物生长的各阶段的需要相适应；根据不同的农作物、土壤及气候条件施用相应的有机无机复混肥，可提高农作物的产量，改善作物的品质，促进农业生产的发展，保护土壤的生态平衡。但有机肥原料来源太广，部分原料会带来的二次污染，应该对有机肥原料作出规定。

随着氮磷钾化肥的大量使用，单位面积土壤作物产量的提升，随作物带走的土壤中微量元素养分没有得到补给，使缺乏中微量元素的土壤越来越广泛，成了木桶短板。但大部分中微量元素价格较高，使用于土壤后容易固定，降低高价值的微量元素的使用效率。并且作物需要量少，很容易造成过量中毒，因此要重视中微量元素肥料种类和使用方法，采用高效螯合方法可以提高微量元素的利用率。根际养分增效剂、高肥效生长调节剂都是提高植物吸收养分的添加剂，有较大的研究价值。

对北方缺水地区水肥一体化是提高水和肥料的利用率的一个有效方法，但现在国内水溶性肥料对原料的要求过高，造成水溶性肥料成了高价肥的代名词。按照植物营养理论，多数作物的幼苗期，对磷比较敏感，是磷素营养的临界期，生长后期作物主要通过体内磷的再分配和再利用来满足后期各器官的需要，因此，多数作物只要在前期能充分满足其磷素营养的需要。多数作物的钾素营养临界期也都在作物生育的早期，作物吸钾在中、前期猛烈，后期显著减少，甚至在成熟期部分钾从根部溢出。因此一般磷钾以大部分基肥形式施用。假如磷和钾也全部以水溶肥形式加入，由于磷、钾移动性差，可能无法被植物根际吸收，造成植物后期缺磷缺钾。从作物养分吸收规律来看，水肥一体化更适合于氮肥和微量元素的追施。磷和钾以基肥方式施用更合理。这样也可以解决北方地区由于水中钙镁较高造成的磷素沉淀问题。

我国的缓/控释肥料研究虽然起步较晚，但研究特色明显，树脂包衣、营养材料包裹、基质复合、胶结控释、酶抑制、缓控释掺混肥料、控失肥、肽肥等产品和工艺百花齐放。特别是近几年，国家和地方政府非常重视缓/控释新型肥料的研究与产业化，国内缓控释肥料是肥料领域的研究热点和重点。基于氮磷钾养分的特性，缓控释肥料的总体方向应该是“控氮释放、促磷增效、防钾淋失”，核心是控氮，尤其是尿素的缓控释。

目前我国缓控释肥料的发展以面向大田作物为重点。大田使用缓释肥的目的是为了适应肥料“一炮轰”施用，提高肥料利用率。大田作物生产期短，从性价比考虑，并不需要肥料的养分释放速率与作物养分吸收相同步，因此以树脂包裹缓控释肥不应当是我们的发展重点。并且美国和欧盟均严禁树脂包裹尿素在耕地上使用，因为树脂在土壤中降解周期为30～50年，长期施用将破坏土地结构。我国缓控释肥料的目标应当是：以可再生、可循环、对环境友好的物质为主要材料，开发价格低廉、无毒害、生产和使用环境友好的缓控释肥料制造技术。将肥料养分与可降低其溶解性的物质混合制成养分缓慢释放的缓控释肥料应当是我国发展的重点。稳定性缓释肥生产成本低、工艺简单，但应加强田间应用试验，尤其要重视对土壤环境的影响评价。

现在许多产品价格较高，性价比低。如果土地集约化程度更高，推广机械化施肥，解决氮肥追施问题，缓释肥市场会萎缩。

农村劳动力不足的趋势会越来越严重，土地集约化的进度会加快，集约化农业精细准确地调整土地和作物管理措施，方便地实行机械化种植和施肥，与机械化配套施用的肥料研究缺乏，是应该加以重视。

从当前生产实践来看，肥料工作的重点还是应该放在提高科学施肥水平上，完善施肥技术、推广平衡施肥理念上，常规肥料在今后相当长的时间内仍将是肥料应用的主流。