我国水溶肥专利申请现状及分析

曲均峰

（中海石油化学股份有限公司，海南 东方 572600）

0 引言

肥料是现代农业的基础，是粮食的“粮食”，在促进我国粮食增产和农业发展中起到了不可替代的作用［1-3］。然而，为了追求高产，种植户不合理施肥、过量施肥现象普遍存在，既造成生产成本增加，又产生负面的环境问题［4-7］。据统计，我国化肥使用量约为513.9 kg/hm2，是世界平均水平的3.9倍［8］。此外，我国还是缺水的农业大国［9］，因缺水导致的减产也越来越多，如何保障农业安全备受关注。因此，水溶肥成为肥料领域的重要发展方向之一。水溶肥具有水肥同施的特点，水肥一体化大大提高了水、肥利用效率［10］，在全世界获得广泛应用，我国也出台相关政策，支持其发展。

笔者从我国水溶肥发明专利入手，通过当前水溶肥专利申请现状、专利技术布局及重点专利权人等指标来分析水溶肥的发展情况，探讨未来发展趋势，为企业后续发展及新产品开发提供信息支持和参考。

1 专利检索数据库

笔者采用的水溶肥专利分析数据来源于国家知识产权局的专利数据库，利用主题词检索方法，检索对象是水溶肥，采集2010—2020 年我国相关发明专利样本，经过计算机检索和人工筛选，得到1 178 项检索结果，将其作为本次专利分析的基本数据。通过专利申请现状、技术领域、重点申请人信息等指标对专利信息进行分析。数据检索日期为2021年1月3日。由于我国发明专利申请公布一般是在申请后的18 个月，2019 年和2020 年申请的专利数据仅作参考。

2 基于专利数据的水溶肥技术现状分析

按照时间序列将检索到的专利数据汇总发现，水溶肥相关专利申请自2008 年开始在国内起步，但前5年研究较少，经过5年的技术积累，2014年开始得到迅猛发展。

2010—2020 年我国水溶肥专利申请数量见图1。由图1 可知，近11 年间我国水溶肥的专利申请数量呈现明显的稳步增长趋势，其中在2015 年迅速增加，年申请量达到91 件，在2017 年达到高峰，仅这一年申请专利数即达到231件，随后则呈现缓慢下降的趋势，但2020 年仍然申请了76 件，这其中未包含很多后期会陆续公开的申请专利。由此可以判断，在国家水肥一体化政策的引导和支持下，水溶肥技术创新逐渐活跃，在2016—2018 年这3年里我国水溶肥技术的研究有了重要进展，总共申请专利664件，占到了统计数量的56%。随后该技术进入平稳期和瓶颈期，专利申请量有所下降，但从申请数量上看，水溶肥技术仍然有很多空白区，值得去深度挖掘。

图1 2010—2020年我国水溶肥专利申请数量

3 水溶肥专利所属技术领域分析及发展趋势

水溶肥技术复杂程度相对不高，设计的技术领域相对集中。我国申请的水溶肥专利IPC（国际专利分类）主要集中在肥料及肥料制造、农业、有机高分子化合物的制备或加工、一般物理或化学装置等方面（见表1），其中肥料及肥料制造方面专利申请量占总申请量的89.1%，这说明了肥料制造的重要性，也是该领域技术创新活动的主要领域，特别是水溶性专用肥料成为当前和未来产品市场化的热点；在一般物理或化学装置方面的研究主要集中在更深层次的技术研究，相对于专用肥料研究难度较大，因此，专利申请量也较少。

表1 我国水溶肥申请专利的IPC分布件

4 水溶肥技术专利申请主体分布

对2010—2020 年我国水溶肥领域的专利申请主体进行了详细分析，从中提取了该技术领域前20位的专利权人/申请人，详见表2。

从表2可以看出，企业是我国水溶肥技术创新的重要主体，有两位个人也积极参与到了创新研究当中。近10 多年来，水溶肥领域申请专利最多的公司是成都新柯力化工科技有限公司，申请量为41 件，远超出其他专利权人/申请人。进一步分析发现，该企业是科技型公司，在领域内有自身的科技优势，专利类型包括产品制备和应用系列。刘彬个人所发明的专利技术主要集中在功能型水溶肥，所在地山东作为肥料和农业大省，肥料技术一直在国内领先。贵阳开磷化肥有限公司、湖北格林凯尔农业科技有限公司、安徽省司尔特肥业股份有限公司等企业也占据较前位置，与当前市场的产品形成呼应。上述专利表明，不同创新主体依托各自的技术储备和创新平台进行研究，并出现了几家优势单位，均获得了较好的发展。

表2 2010—2020年我国水溶肥专利申请量前20位排名

与此同时，科研院所的作用不是十分显著，排名前20 位中，仅占据了3 个位置，分别是贵州大学、新疆农垦科学院和山东省农业科学院农业资源与环境研究所。说明与企业相比，科研单位在此领域中的研究投入较少。这可能跟水溶肥的行业技术较窄有一定关系。新疆和山东都是我国水肥一体化进行较早的省份，水肥一体化分别应用在大田领域和设施蔬菜领域，需求决定了技术方向，新疆农垦科学院和山东省农业科学院农业资源与环境研究所对水溶肥进行了深入研究。贵州大学处于“磷都”贵阳，磷肥组分构成在水溶肥当中一直是技术难点之一，因此，在地缘优势的条件下，与企业合作，实现了多项技术储备。

5 重点企业专利权人分析

农业政策很大程度上决定了技术发展方向，近几年来水溶肥成为众多企业发展的重点。对水溶肥专利权人/申请人进行了筛选，得到国内专利申请数量排名前10 的重点企业（共12 家企业）专利申请情况。排在第一位的成都新柯力化工科技有限公司前身是成都柯力化工研究所，有很强的科研实力，主要在新型水溶肥核心技术方面持续发力，然后再向市场转化，但目前该企业自身很少有相应的肥料产品。专利申请量排在第二位的是贵阳开磷化肥有限公司，作为一家企业，依托磷肥资源，开展了相应的水溶肥技术研究，但同样没有更多的技术转化成果。第三位的阿米巴南京生物技术有限责任公司是一家规模较小的民营企业，重点关注于产品应用；第四位的湖北格林凯尔农业科技有限公司申请了16 件发明专利，该公司目前在市场上有相应的技术转化产品，而且成立了精准农业研究院，将技术和市场结合的较好，如果将研究院申请的10项专利合计计算，其实力上升，排在水溶肥企业第二位。排名第五到第十的企业，比如安徽省司尔特肥业股份有限公司、成都云图控股股份有限公司、五洲丰农业科技有限公司等企业均已形成技术到市场的成功转化，水溶肥产品类型也比较齐全，在本领域实现了产品生产和销售，市场影响力较大。

对排名前10 企业的专利申请方向进一步挖掘，进而了解重点企业的专利技术布局及技术侧重点。从检索出来的专利得知，12 家企业的研发重点基本一致，主要集中在水溶肥的制备方法、生产方法和专用水溶肥等。基本遵循了原材料——制备方法——生产方法——专用水溶肥这条肥料产业链，并在后期增加了特种功能的研究，升级优化产品性能，确保本企业在激烈的市场竞争中处于领先地位。原材料的创新是一个关键，但目前我国该领域的专利申请量相对较少，发展缓慢，制约了高端水溶肥产品的发展。

6 结论

近年来，我国水溶肥的技术创新取得了较快发展［11］，当前该领域专利申请量仍然很多，但趋势放缓；创新主体比较集中，主要是企业在水溶肥领域投入了大量研发精力，并取得了较大进展；少量科研院所充分利用地缘优势及国家政策，积极参与到创新活动当中。

当前，粮食安全是重中之重，在此基础上要实现农业的绿色可持续发展，水溶性肥料成为重要途径。水溶肥可以实现水肥同施，养分有效吸收率达到80%～90%，超出普通化肥1倍多［12］，而且肥效迅速，可满足农作物快速生长期对营养的需求。市场份额呈现快速增长趋势，据农业农村部肥料登记处资料，截至2019 年5 月20 日，各种水溶肥产品登记数量已经超过12 600个。通过前面的专利分析也可以看出，关键技术的掌握与企业市场地位息息相关，企业若想获得更快发展，必须拥有自己的核心技术，才能更好地掌控市场［13］。水溶肥未来的发展趋势主要集中在以下3个方面。

（1）助剂和螯合剂的开发。水溶肥溶解性不好或者不溶物多是主要问题，助剂对产品质量尤为重要，需要在此方面稳步研发，打造核心竞争力。

（2）增值型水溶肥研发。增效剂效果已受到广泛认可，可根据不同农作物、不同需求，进行氨基酸类、腐植酸类或海藻酸类水溶肥的配伍研究，满足农作物特定需求。

（3）企业强强联合。各企业在不同的技术方面取得了一定成绩，但仍有很多领域需要进一步提升，各企业或科研院所可以加强合作，缩短技术开发时间。