昔日「配角」有望走向前台

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本報記者李亞新

根據作物在生長髮育過程中對無機元素需求量的大小,農業科學界將氮、磷、鉀這3種需求量比較大的元素歸類為大量元素,將硫、鎂、鈣、矽歸為中量元素,將鐵、錳、鉬、銅、硼、鋅、氯、鈉、鈷、鎳、釩等歸為微量元素。這些必需的營養元素在作物體內無論數量多少都同等重要,且具有不可替代性。

然而過去30多年來,在大陸農業生產中對氮磷鉀類大化肥長期大量甚至過量投入,卻忽視了對中微量元素養分的系統補給,導致土壤中營養元素比例失衡,農產品產量和品質受到影響。最近,在由中國無機鹽工業協會中微量元素肥行業分會和中國國際貿促會化工行業分會共同舉辦的中微量元素肥行業發展論壇上,與會的專家學者認為:隨著化肥「零增長」的逐步實施,長期作為「配角」被忽視的中微量元素肥料迎來重大機遇,有望走向前台。

向土壤中補充中微量元素已刻不容緩

農業部全國農業技術推廣中心2014年估測的數據顯示,大陸土壤中鈣、鎂、硫、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬等中微量元素含量在臨界值以下的耕地面積分別達到63%、53%、40%、31%、48%、25%、42%、84%、59%。這與30多年前第二次全國土壤普查的數據相比,中微量元素缺乏的耕地面積增加近1倍。

目前,大陸農作物畝均化肥用量為21.9公斤,遠高於每畝8公斤的世界平均水平。「我們以世界9%的耕地面積卻用了全球35%的氮肥,現在的農作物要麼脹死,要麼餓死,具體來說,就是大量元素中氮多、磷足、鉀缺,而中微量元素普遍缺乏,中微量元素的重要性長期被忽視。」華中農業大學微量元素研究中心教授吳禮樹說,「人體所需的中微量元素與植物是一致的,就像‘木桶原理’,作物生長光有氮磷鉀這些大量元素是不夠的,必須還要中微量元素,這樣人體才可能從食物中攝取。」

中科院東北地理與農業生態研究所研究員於廣武的觀點也與吳禮樹的「木桶原理」類似,「作物的生長髮育需要吸收各種營養元素,但是決定作物產量和品質的往往是土壤中那個相對含量最小的有效生長元素,並在一定限度內隨著這個元素的增減而相應地變化。如果忽視了這個限制元素,即使繼續增加其他營養元素,也難以提高作物的產量和品質。中微量元素缺乏目前已成為制約作物產量和品質提高的主要限制因子。」

據統計,全世界缺乏中微量元素的土壤面積達25億公頃。中國無機鹽工業協會中微量元素肥行業分會秘書長葉麗君表示,「據初步調查,大陸85%左右的耕地嚴重缺乏中微量元素。美國、俄羅斯、日本、德國、法國、澳大利亞、印度等30多個國家都通過大規模生產並廣泛施用中微量元素肥來補償種高產作物造成的土壤中微量元素養分的缺乏。所以在大陸,向土壤中補充中微量元素已刻不容緩。」

「長期以來,氮磷鉀類大化肥的濃度越來越高,再加上有機肥施用量的減少,土壤中可利用的中微量元素越來越加少,尤其是中量元素鎂和硫,微量元素硼、鋅和錳,在土壤中和作物生長髮育過程中表現出‘中度缺乏’的狀態。」於廣武憂心忡忡地表示,「大陸大部分地區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、土壤越來越廣泛,將來還會變得更嚴重、更普遍。因此,給土壤補充中微量元素顯得尤為迫切。」

中微肥是用量少、花錢少、效果好的「化肥精」

其實,早在上世紀80年代中期,大陸已開始施用硫酸鋅、硼砂、鉬酸銨等簡單的中微量元素肥。但時至今日,大陸除畝均施肥量偏高外,施肥不均衡和施肥結構不平衡問題依然突出。合肥工業大學化學與化工學院教授韓效釗將此概括為「三重三輕」,「重化肥、輕有機肥,重大量元素肥料、輕中微量元素肥料,重氮肥、輕磷鉀肥。」歐美髮達國家早已走出氮磷鉀大量元素肥料時代,進入精準、平衡施肥階段;但大陸目前仍然是氮磷鉀大化肥唱「主角」,作為「配角」的中微量元素肥料使用不足。

實踐證明,嚴重缺乏中微量元素可使作物發生病蟲害導致減產,甚至顆粒無收。吳禮樹舉例說,缺鎂了會老葉黃化,缺鐵了新葉黃白化,缺鋅了果實大小不一,缺硼了油菜會只開花不結實和小麥不捻,蘋果樹缺銅了會樹枝枯萎。「中微量元素不僅可以提高產量,還能改善品質,比如改善營養成分、外觀、顏色、口感,提高作物抗性。一般來說增產10%以上不成問題,產投比可達1∶10,即投入1元可以增收10元。如果作物有肉眼可見的症狀,可增產20%以上。」吳禮樹說。

葉麗君也表示,「中微量元素肥每畝的施用成本不足10元,但是在農業上的作用很明顯,可以提升傳統肥料的價值和提高農化服務的水平。」據她介紹,目前主要有四種中微量元素肥使用方法:在復合肥料造粒過程中加入中微量元素,灌溉時施用中微量元素肥,把中微量元素肥料顆粒與氮磷鉀顆粒肥料混合,用液體或固體中微量養分包衣氮磷鉀顆粒肥料。

2002~2014年連續12年的實驗顯示,增施中微量元素肥後,各地小麥、玉米、棉花、水稻、油菜、花生等大田作物以及蔬菜、果樹等經濟作物均表現出顯著的增產效果,平均增產10%左右。除了增產效應外,中微量元素肥在提高作物抗逆能力、改善作物品質、提高氮磷鉀肥利用效率等方面,均表現出顯著的效應。如甘肅、內蒙古等地通過增施錳和鋅提高馬鈴薯對早晚疫病的抗病能力;施用果蔬鈣肥使蘋果的平均硬度和含糖量提高,使冬棗的硬度提高,番茄的含糖量提高;施用螯合鋅可提高小麥籽粒蛋白質含量等。於廣武說:「在復混肥、BB肥和水溶性肥料生產中重視中微量元素的添加和使用,已成為測土配方施肥中的核心技術。群眾形象地稱中微量元素肥是‘用量少、花錢少、施用方便、效果好的化肥精’。」

潛在市場規模不小,產品競爭力有待提升

鑒於中微量元素肥在提高作物產量、改善作物品質、提高作物抗性方面效果明顯,專家普遍認為其具有廣闊的發展前景和市場機會。「農業部化肥零增長行動方案提出以後,為中微量元素肥行業發展帶來重大機遇。」據葉麗君可能,僅銅、鐵、錳、鋅、硼、鉬這6類微量元素肥料潛在的市場容量就有32.6萬噸,潛在價值規模15.3億元。「這還是很保守的可能數據,規模很可觀。」

近年來,隨著科學施肥技術的普及,大陸中微量元素肥產業有了較快的發展,各類產品層出不窮,既有蓬勃發展之態,也有良莠不齊之困。在葉麗君看來,還存在生產工藝簡單,生產規模不大,生產、消費秩序較亂,技術含量和產品質量與國際相比存在差距等問題。「還需從加強肥料施用的針對性、高效性、環境友好等方面入手,加強中微量元素肥料新產品研發技術、施用技術、農化服務推廣體系等建設,促進中微量元素肥產業及應用技術的發展。」她認為,「十三五」期間行業的發展思路應定位為:使行業發展進入國際先進水平行列,加大中微量元素肥應用推廣力度,使得中微量元素添加範圍達到肥料生產總量的10%以上。

全國磷復肥與磷化工信息中心主任、鄭州大學化工與能源學院副院長湯建偉教授建議,推進大量元素與中微量元素肥料替換戰略,對生產和施用中微量元素肥予以補貼;加強大中微量元素在作物體內生命活動的作用機制以及在土壤和作物中多養分運移規律的研究,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產技術的科技研發力度。

中國無機鹽工業協會中微量元素肥行業分會原常務副秘書長謝鵬飛認為,大陸中微量元素肥行業的健康發展還需多措並舉:通過提升技術水平、加強應用研究等工作,提升產業規模和產品附加值,增強產業競爭力;通過產業結構調整、淘汰落後等方式,促進企業重組整合,提高產業集中度;通過制定行業標準、加強對中微量元素肥認證登記的科學管理等,加強監管,整頓秩序,推優罰劣,促進行業良性發展。據了解,中微量元素肥行業分會將對國內外中微量肥行業進行全面的摸底調查,特別是梳理出存在的問題,研究發展對策,向國家爭取相關政策,促進國家級「補微工程」的實施。