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中微量元素肥料:昔日“配角”有望走向前台

日期: 2017-07-11
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中微量元素肥料:昔日“配角”有望走向前台

 

  根据作物在生长发育过程中对无机元素需求量的大小,农业科学界将氮、磷、钾这3种需求量比较大的元素归类为大量元素,将硫、镁、钙、硅归为中量元素,将铁、锰、钼、铜、硼、锌、氯、钠、钴、镍、钒等归为微量元素。这些必需的营养元素在作物体内无论数量多少都同等重要,且具有不可替代性。

  然而过去30多年来,在我国农业生产中对氮磷钾类大化肥长期大量甚至过量投入,却忽视了对中微量元素养分的系统补给,导致土壤中营养元素比例失衡,农产品产量和品质受到影响。近日,在由中国无机盐工业协会中微量元素肥行业分会和中国国际贸促会化工行业分会共同举办的中微量元素肥行业发展论坛上,与会的专家学者认为:随着化肥“零增长”的逐步实施,长期作为“配角”被忽视的中微量元素肥料迎来重大机遇,有望走向前台。

  向土壤中补充中微量元素已刻不容缓

  农业部全国农业技术推广中心2014年估测的数据显示,我国土壤中钙、镁、硫、铁、锰、铜、锌、硼、钼等中微量元素含量在临界值以下的耕地面积分别达到63%、53%、40%、31%、48%、25%、42%、84%、59%。这与30多年前第二次全国土壤普查的数据相比,中微量元素缺乏的耕地面积增加近1倍。

  目前,我国农作物亩均化肥用量为21.9公斤,远高于每亩8公斤的世界平均水平。“我们以世界9%的耕地面积却用了全球35%的氮肥,现在的农作物要么胀死,要么饿死,具体来说,就是大量元素中氮多、磷足、钾缺,而中微量元素普遍缺乏,中微量元素的重要性长期被忽视。”华中农业大学微量元素研究中心教授吴礼树说,“人体所需的中微量元素与植物是一致的,就像‘木桶原理’,作物生长光有氮磷钾这些大量元素是不够的,必须还要中微量元素,这样人体才可能从食物中摄取。”

  中科院东北地理与农业生态研究所研究员于广武的观点也与吴礼树的“木桶原理”类似,“作物的生长发育需要吸收各种营养元素,但是决定作物产量和品质的往往是土壤中那个相对含量最小的有效生长元素,并在一定限度内随着这个元素的增减而相应地变化。如果忽视了这个限制元素,即使继续增加其他营养元素,也难以提高作物的产量和品质。中微量元素缺乏目前已成为制约作物产量和品质提高的主要限制因子。”

  据统计,全世界缺乏中微量元素的土壤面积达25亿公顷。中国无机盐工业协会中微量元素肥行业分会秘书长叶丽君表示,“据初步调查,我国85%左右的耕地严重缺乏中微量元素。美国、俄罗斯、日本、德国、法国、澳大利亚、印度等30多个国家都通过大规模生产并广泛施用中微量元素肥来补偿种高产作物造成的土壤中微量元素养分的缺乏。所以在我国,向土壤中补充中微量元素已刻不容缓。”

  “长期以来,氮磷钾类大化肥的浓度越来越高,再加上有机肥施用量的减少,土壤中可利用的中微量元素越来越加少,尤其是中量元素镁和硫,微量元素硼、锌和锰,在土壤中和作物生长发育过程中表现出‘中度缺乏’的状态。”于广武忧心忡忡地表示,“我国大部分地区都存在不同程度的微量元素缺乏,目前缺乏中微量元素的作物、土壤越来越广泛,将来还会变得更严重、更普遍。因此,给土壤补充中微量元素显得尤为迫切。”

  中微肥是用量少、花钱少、效果好的“化肥精”

  其实,早在上世纪80年代中期,我国已开始施用硫酸锌、硼砂、钼酸铵等简单的中微量元素肥。但时至今日,我国除亩均施肥量偏高外,施肥不均衡和施肥结构不平衡问题依然突出。合肥工业大学化学与化工学院教授韩效钊将此概括为“三重三轻”,“重化肥、轻有机肥,重大量元素肥料、轻中微量元素肥料,重氮肥、轻磷钾肥。”欧美发达国家早已走出氮磷钾大量元素肥料时代,进入精准、平衡施肥阶段;但我国目前仍然是氮磷钾大化肥唱“主角”,作为“配角”的中微量元素肥料使用不足。

  实践证明,严重缺乏中微量元素可使作物发生病虫害导致减产,甚至颗粒无收。吴礼树举例说,缺镁了会老叶黄化,缺铁了新叶黄白化,缺锌了果实大小不一,缺硼了油菜会只开花不结实和小麦不捻,苹果树缺铜了会树枝枯萎。“中微量元素不仅可以提高产量,还能改善品质,比如改善营养成分、外观、颜色、口感,提高作物抗性。一般来说增产10%以上不成问题,产投比可达1∶10,即投入1元可以增收10元。如果作物有肉眼可见的症状,可增产20%以上。”吴礼树说。

  叶丽君也表示,“中微量元素肥每亩的施用成本不足10元,但是在农业上的作用很明显,可以提升传统肥料的价值和提高农化服务的水平。”据她介绍,目前主要有四种中微量元素肥使用方法:在复合肥料造粒过程中加入中微量元素,灌溉时施用中微量元素肥,把中微量元素肥料颗粒与氮磷钾颗粒肥料混合,用液体或固体中微量养分包衣氮磷钾颗粒肥料。

  2002~2014年连续12年的实验显示,增施中微量元素肥后,各地小麦、玉米、棉花、水稻、油菜、花生等大田作物以及蔬菜、果树等经济作物均表现出显著的增产效果,平均增产10%左右。除了增产效应外,中微量元素肥在提高作物抗逆能力、改善作物品质、提高氮磷钾肥利用效率等方面,均表现出显著的效应。如甘肃、内蒙古等地通过增施锰和锌提高马铃薯对早晚疫病的抗病能力;施用果蔬钙肥使苹果的平均硬度和含糖量提高,使冬枣的硬度提高,番茄的含糖量提高;施用螯合锌可提高小麦籽粒蛋白质含量等。于广武说:“在复混肥、BB肥和水溶性肥料生产中重视中微量元素的添加和使用,已成为测土配方施肥中的核心技术。群众形象地称中微量元素肥是‘用量少、花钱少、施用方便、效果好的化肥精’。”

  潜在市场规模不小,产品竞争力有待提升

  鉴于中微量元素肥在提高作物产量、改善作物品质、提高作物抗性方面效果明显,专家普遍认为其具有广阔的发展前景和市场机会。“农业部化肥零增长行动方案提出以后,为中微量元素肥行业发展带来重大机遇。”据叶丽君估计,仅铜、铁、锰、锌、硼、钼这6类微量元素肥料潜在的市场容量就有32.6万吨,潜在价值规模15.3亿元。“这还是很保守的估计数据,规模很可观。”

  近年来,随着科学施肥技术的普及,我国中微量元素肥产业有了较快的发展,各类产品层出不穷,既有蓬勃发展之态,也有良莠不齐之困。在叶丽君看来,还存在生产工艺简单,生产规模不大,生产、消费秩序较乱,技术含量和产品质量与国际相比存在差距等问题。“还需从加强肥料施用的针对性、高效性、环境友好等方面入手,加强中微量元素肥料新产品研发技术、施用技术、农化服务推广体系等建设,促进中微量元素肥产业及应用技术的发展。”她认为,“十三五”期间行业的发展思路应定位为:使行业发展进入国际先进水平行列,加大中微量元素肥应用推广力度,使得中微量元素添加范围达到肥料生产总量的10%以上。

  全国磷复肥与磷化工信息中心主任、郑州大学化工与能源学院副院长汤建伟教授建议,推进大量元素与中微量元素肥料替换战略,对生产和施用中微量元素肥予以补贴;加强大中微量元素在作物体内生命活动的作用机制以及在土壤和作物中多养分运移规律的研究,消除不同中微量元素的拮抗作用,提高施用效率;加大新型中微量元素肥生产技术的科技研发力度。

  中国无机盐工业协会中微量元素肥行业分会原常务副秘书长谢鹏飞认为,我国中微量元素肥行业的健康发展还需多措并举:通过提升技术水平、加强应用研究等工作,提升产业规模和产品附加值,增强产业竞争力;通过产业结构调整、淘汰落后等方式,促进企业重组整合,提高产业集中度;通过制定行业标准、加强对中微量元素肥认证登记的科学管理等,加强监管,整顿秩序,推优罚劣,促进行业良性发展。据了解,中微量元素肥行业分会将对国内外中微量肥行业进行全面的摸底调查,特别是梳理出存在的问题,研究发展对策,向国家争取相关政策,促进国家级“补微工程”的实施。

 

  

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