肥業如何自處？兩條可能的道路

本刊記者|王旭芳

肥業如何自處？兩條可能的道路

本刊記者|王旭芳

當弗中踢里制開茨造臨·出門哈氮一伯，腳因為，為氮而第肥獲一工得次業1從的9 1空發8氣展年的諾貝爾化學獎的時候，人們可能不會想到，在短短一個世紀的時間里，因為工業化肥等化學合成物的使用而導致的田間天敵種群凋落、農作物生態系統功能的削弱、土壤酸化板結等問題，成為人類亟需解決的下一個世紀難題。哈伯本人曾被贊揚他的人稱頌為“用空氣制造面包的圣人”，但今天人類面臨的生態環境和土壤問題想來卻并不是他所樂見的。

伴隨著榮譽而誕生的化學農業，在過去的幾十年為人類擺脫貧困和饑餓作出了

山西蘭花科技創業股份有限公司田悅化肥分公司工人正在將化肥裝車外運。令人驚嘆的貢獻，近20年來世界糧食增長一倍，主要是通過提高單產而獲得的，其中施用化肥的效果占30%～40%，化肥農藥的使用，曾被稱為“農業新大陸的發現”。便捷高效的化學農業快速發展，千年傳統農業所積累的經驗做法被迅速替代。

然而，在技術解決了人類因人口增長而潛藏的饑餓危機時，另一種變化卻也在悄然發生著。化學農業改變人類的過程雖然緩慢隱秘，但結果卻是顯而易見的。其實早在1971年，環保科學家康芒納就指出，化學肥料，尤其是水溶性極強的氮素化肥，不僅可以通過地表徑流沖刷到江河、湖泊等地表水中，而且可以通過降雨及灌水等淋洗到泉水及深井水中。如果飲用水中硝酸鹽的含量過高，不僅會引起嬰兒的死亡，甚至對成年人的健康也會產生危害。為保證人類的健康，世界衛生組織規定飲用水中硝酸鹽的含量不能超過10毫克/升，但最近的幾十年間硝酸根離子對地下水的污染已經司空見慣。化學物質通過食物鏈不斷傳遞，進入地下水、植物、動物……最終進入人體，直接污染了環境并危及人類健康。

那么，因為化學農業的貢獻，人類的饑餓問題真正得到解決了嗎？其實未必。

在本刊主辦的一次農業科技論壇上，來自中國農業科學院的副研究員梁鳴早指出：“事實上化學農業改變了人類的食品結構，人們在吃飽穿暖的同時，實際所獲得的營養在減少。”有科學家認為，現在吃八個蘋果的營養相當于奶奶輩的吃一個蘋果。據聯合國糧農組織（FAO）統計，全球現在有20億～30億人口出現隱性饑餓。在看似吃飽穿暖的時候，可能身體里缺少了很多營養元素。

2010年，悉尼的農業碳會上指出，全球的肥沃土壤將在60年內消失，人類因此將面臨新的糧食危機。我國的情況可能更嚴重一些，據統計，我國土壤流失的速率是自然狀態退化的57倍。另有數據表明，我國用占世界9%的耕地，每年用掉了占世界40%的化肥和50%的農藥。據2011年國家疾病防控中心統計，由于營養不良所引起的慢性病的死亡率，我國已高達85%，僅僅依靠化肥和農藥這條路已經走到了頭，農業往哪里去呢？

緩控釋肥技術——寫入歷年一號文件的國家戰略

緩控釋肥技術通過推進精準施肥，調整肥料使用結構，優化氮磷鉀配比，促進大量元素和中微量元素的配合，以適應現代農業發展需求。

頂層設計中的緩控釋肥技術

近年來，國家非常重視緩控釋肥研制與產業的發展，從中央到地方相繼頒布了一系列的扶持政策，為我國緩控釋肥產業的研究和發展提供了良好的政策條件和研發環境，政策驅動成為緩控釋肥快速發展的重要因素之一。

2013年中央一號文件將“啟動高效緩釋肥料使用補助試點”列入其中，通過政府補貼來減輕農民的購肥負擔，在不增加成本的前提下，實現省工省時和增產高效，并減輕化學肥料施用過程造成的資源浪費和環境污染問題。

2014年底，農業部明確2020年我國要實現化肥用量“零增長”的目標。提出推進新肥料新技術應用，加快新產品推廣。示范推廣緩釋肥料、水溶性肥料、液體肥料、葉面肥、生物肥料、土壤調理劑等高效新型肥料，不斷提高肥料利用率，推動肥料產業轉型升級。

2015年7月，工業和信息化部發布《關于推進化肥行業轉型發展的指導意見》，鼓勵開發高效、環保新型肥料，重點是緩（控）釋肥、水溶肥、液體肥、土壤調理劑等。

2015年12月，科技部發布的“2016年度國家重點研發計劃”中明確將“化學肥料和農藥減施增效綜合技術研發”列為試點專項，提出創制新型肥料，研發大型智能精準機具，以及加強技術集成創新與應用是我國實現化肥減施增效的關鍵。

而早在2009年，國家就成立了緩控釋肥工程技術研究中心，成為我國緩控釋肥行業唯一的國家級科研平臺，中心成立初期，致力于在緩控釋肥領域提供行業共性和關鍵技術、進行開放服務和技術輻射的國際一流國家工程技術研究中心。根據不完全統計，截至2015年，我國緩控釋肥產能為550萬噸，創新了緩控釋肥應用模式，使產品在大田作物上得到大面積應用，實現了“貴族肥料”平民化，累計推廣面積約5.25億畝，實現節支增收1100億元。領銜制定了《控釋肥料》國際標準，提升了我國緩控釋肥在國際上的影響力。

隨著農業供給側結構性改革的加速，著力化解過剩產能、大力調整產品結構、加快提升科技創新能力、著力推進綠色發展、積極推進兩化深度融合、加強農化服務、借力“一帶一路”戰略拓展國際市場，企業由競爭走向競合、行業間由跨界走向無界，這些將是化肥行業未來轉型升級的發展方向。

行業整合時代來臨

農業現代化耕種方式將派生新型肥料廣闊的需求空間，規模化種植對肥料產品質量及相應農化服務需求提高，將形成對產品品質差、農化服務缺失的小企業的擠出效應，品牌好、規模大的企業市場占有率有望得到不斷提升；在行業競爭白熱化的微利時代，行業整合的黃金時代已經到來，并購、合作將成為常態，具有創新優勢的企業將迎來發展新機遇。復合肥產業由數量型增長模式向質量型增長模式的轉變已不可逆轉，生產集中化、產品高端化、肥效節能環保化、銷售服務化、原料市場化將成為復合肥市場的主要發展方向，大型企業憑借成本、技術、品牌、服務等方面的優勢獲取更多的市場份額。

隨著市場和經營環境的復雜多變，單個企業僅靠自身力量難以應對激烈的競爭，單打獨斗、你死我活的思維模式越來越不能適應現代競爭的需要。越來越多的企業開始建立起既競爭又合作的新觀念。通過企業間的資本或者技術或者渠道聯姻，實現產業版圖的嫁接與延伸。資源整合戰略日漸清晰。合作與并購已在企業間萌芽，農機、肥料、農藥、種子之間的鴻溝有望被跨越成坦途。

行業發展方向

國家緩控釋肥研究中心有關負責人接受本刊記者采訪時表示，將繼續圍繞國家糧食安全生產、環境保護、資源節約以及肥料產業轉型升級的戰略，發揮緩控釋肥在國家化肥使用量零增長方案中的積極作用，致力于解決行業發展的共性和關鍵技術難題，推動我國緩控釋肥研究、技術進步以及大幅提高經濟效益、社會效益和生態效益。

方向一：緩控釋肥關鍵生產工藝技術研究

以解決我國緩控釋肥生產技術現存的投資規模大、裝備系列多、裝置規模小、生產效率低、產品能耗高等問題為目標，圍繞緩控釋肥工程化工藝技術、自動化控制裝備展開系統研究。一是集成創新緩控釋肥關鍵生產工藝技術，建立精準化、連續化、信息化的緩控釋肥生產工藝技術體系；二是創新優化緩控釋肥自動化控制裝備系統，建立緩控釋肥規模化自動生產裝置，實現緩控釋肥產品的系列化、規模化、高效化、清潔化生產。

方向二：緩控釋肥產品創制技術研究

主要圍繞緩控釋肥包膜材料開發、緩控釋機理及產品配方展開研究，不斷推出具有高增值效益的緩控釋肥系列產品。一是篩選出緩控釋效果好、成本低、降解周期短的包膜材料，并對膜材料合成機理及緩控釋機理展開研究；二是建立緩控釋肥配方庫，開發出作物專用緩控釋肥復配技術；三是創建產品質量檢測方法，制定質量檢測標準，為緩控釋肥質量提供保障。

方向三：緩控釋肥高效應用技術研究

針對不同地區氣候特征、土壤狀況、作物養分需求，系統開展緩控釋肥高效應用技術研究。一是開展不同區域作物需肥規律和土壤養分供應規律研究，建立標準化模型數據庫；二是開展土壤養分快速測試、作物營養診斷和養分調控技術研究，實現高效施肥指標體系和精準施肥信息化集成創新；三是圍繞主要作物施肥技術模式，提出機械化施肥技術規程，開發農機農藝相結合的“良肥、良機、良種”的種肥同播配套施肥技術體系。

方向四：緩控釋肥應用效果評價研究

建立緩控釋肥應用的農學效應及環境效應評價指標體系，為緩控釋肥料推廣施用建立科學依據。一是構建緩控釋肥料對作物產量、品質和抗逆性的農學效應評價體系；二是建立緩控釋肥料產品環境生態效應評價的模擬和田間試驗方法體系，為緩控釋肥料應用推廣和配方工藝改進提供科學依據。

農業健康生產技術體系——仲元模式在有機農業生產中的實踐

無論與無序、粗放、消耗相伴生的傳統秩序如何發展，從方向的意義上，一個時代總會在某一范圍內尋找到與之相匹配的調性。有機農業就是伴隨著對時代的反思和對品質生活的追求而出現的一種農業生產模式。何為有機農業？即在生產中完全不使用化肥、農藥、生長調節劑、添加劑，不采用轉基因技術、輻照技術的生態農業。對于有機農業的定義，中科院劉海濤博士解釋道：“這個聽起來頗為復雜的概念最初就起源于中國傳統的農耕文明，而秸稈還田、培糞灌溉、河泥入地等中國人幾千年來積淀的智慧結晶就是有機農業的經典詮釋。”

復合肥產業由數量型增長模式向質量型增長模式的轉變已不可逆轉，生產集中化，產品高端化，肥效節能環保化、銷售服務化，原料市場化將成為復合肥市場的主要發展方向，大型企業憑借成本、技術、品牌、服務等方面的優勢獲取更多的市場份額。

一直以來，有機生產與成本過高、收成過低掛鉤，仿佛有機農業是只存在于試驗基地與示范田里，離普通老百姓的生產生活遠了點兒。但是隨著科學的發展與有機肥料行業的創新，一種高產優質農業技術體系正在形成，例如：仲元（北京）綠色生物技術開發有限公司創新性地開創了“仲元模式”，作為一種農業健康生產的技術體系，在實踐中得到了充分論證。以中國農科院梁鳴早副研究員為代表的學者認為，這種高產優質農業技術是傳統農耕文化與現代科技融合的產物，此技術內涵的農耕文化和東方思維，特色是采取防重于治的多項技術：提供充足的碳為作物高產打基礎；用有益微生物復合菌（具有生物固氮、快速降解有機物、促進根系和植株生長、對作物終生脅迫和固碳減排等多項功能），使微生物成為土壤中最有活力的生力軍；礦物質肥料在促進土壤結構形成和參與代謝中有不可或缺的作用；對作物進行脅迫誘導打開次生代謝增強免疫力。上述多項措施可實現免用農藥、提高作物產量、品質和風味的目標。

作物的“碳饑餓”及其解決路徑

梁明早副研究員在接受本刊記者采訪時指出，植物生長必需的17種元素中碳、氫、氧占總量的96%，作物光合作用所需的二氧化碳來源于土壤和空氣、而氫和氧來源于光合作用中水的光解，正由于碳、氫、氧原材料容易獲得，久而久之被人們所漠視。長期以來的化學農業過分強調對氮磷鉀的投入，而有機肥、秸稈等有機碳類物質未適量補充，事實上碳構建植物體各種物質的碳骨架，是合成糖類、蛋白質、氨基酸、酶、激素、信號傳遞物質等的基礎物質，碳在作物體內約占45%，作物靠天補碳方式僅能滿足其需求的1/5，作物長期處于“碳饑餓”中。

生產中大量投入有機肥、秸稈、腐殖酸等有機碳類肥料，在有益微生物菌的作用下被迅速降解為高活性小分子有機碳和有機氮及礦物質，可為作物根系直接吸收，有機碳無需消耗光能。在作物生長中也可直接噴灑腐殖酸、氨基酸等有機碳類液體肥料，4小時內被作物吸收利用，及時滿足作物對碳的需要。

作物通過根系和葉面吸收有機碳，還從土壤與空氣中獲得二氧化碳，這種多途徑補充碳是作物獲得高產的基礎。

有益微生物菌是土壤物質流和能量流的推動者

梁明早副研究員認為，有益微生物在土壤與作物生態環境的積極作用是多方面的。

菌群優勢 在有機農業中使用活性高的有益微生物復合菌劑，在適當的土壤環境中這些菌群自成食物鏈，在土壤中形成競爭優勢占領優勢生態位，從而減輕土壤中各種有害微生物和根結線蟲等對作物的侵害。

氮肥替代 目前有機種植中所使用的有益菌群，其中芽孢桿菌類和光合細菌有（非豆科）固氮作用。有益微生物可為作物提供兩種活性氮：一種的微生物固氮為作物提供銨態氮、另一種是微生物降解有機物生成的小分子高活性的有機氮，可100%的替代尿素。氮對植物生長是生死攸關的，沒有氮就沒有生命，氮是蛋白質、葉綠素、核酸、酶、生物激素等重要生命物質的組成部分。如何補充作物生長需要的氮卻是技術活兒，化學氮肥在土壤中只有三個月的有效期，而微生物與作物共生可不斷提供給作物活性氮。

促進生育 有益菌群中的嗜酸乳桿菌和5406放線菌具有促進根系生長的作用；近年來人們發現用有益微生物菌劑拌種，玉米的秸稈和葉片長時間保持綠色，使果穗活稈成熟，收獲后秸稈可作青儲飼料也可還田快速降解，為下茬提供營養。

固碳減排 有益菌群中的綠色木霉菌能快速降解土壤有機物中的纖維素、半纖維素、木質素，推進腐殖質的形成，腐殖質是含有多個官能團的大分子，其中碳、氮、磷、硫比值大約為100∶10∶1∶1。腐殖化過程是一個固碳過程，微生物就是土壤固碳的主力軍。

終生脅迫 有益菌群與作物的關系是共生/聯合固氮方式，其活動不斷地穿透細胞壁給作物以脅迫，這種脅迫是伴隨終身的，因此可以不斷地促使作物打開次生代謝產生化感物質，化感物質就是各種抗擊病蟲草害和抗擊災害性天氣的物質，同時還產生品質物質和風味物質。

有關專家認為，在有機農業中有益微生物菌群是土壤物質流和能量流的推動者，是有機農業生產中最活躍的生力軍。

天然礦物質是不可或缺的農業物資

礦物質營養元素在作物次生代謝中有不可替代的作用，當一種或多種元素不足或缺乏，會導致植物次生代謝的空轉，這就是為什么在只重視氮磷鉀的現代農業病蟲草害和連作障礙嚴重，為什么生產出的農產品不耐貯存、風味差、口感不好的原因。

當土壤的中微量元素被耗竭，也使有益微生物難以存活。

我國土肥專家劉立新指出，伴隨著對作物的脅迫及時補充礦物質營養，對增強作物的抗逆性、提高品質和農產品風味非常有效，使農產品富含SOD、維生素C、維生素E、類黃酮類、類胡蘿卜素等物質，是增強人體免疫力的最好營養品。

田間管理增強免疫力是作物栽培不用農藥的保障

對作物脅迫誘導的認識源自對大自然的思考，中國農科院李純忠在20世紀70～90年代對我國許多“名特優農產品的土宜”問題進行了20年的跟蹤研究發現，“凡是出了名的農產品其品質優良者均產生于土壤、氣候條件特殊的惡劣環境中”。劉立新進一步發現，它們要么處于石礫的惡劣土壤環境，水分供應困難、養分虧缺（如名貴茶葉大紅袍、巖茶等）；要么處于鹽堿地等土壤障礙因子、生長條件惡劣或管理技術特別，需要環割、刀砍、斧劈……等（如樂陵小棗）等；或要么需要天寒地凍的天氣條件等等（如藥性非常好的雪域紅景天、高山雪蓮等）。而在正常氣候和肥沃的土壤上，很少有自然形成的名特優農產品。

田間管理在間苗、鏟、趟、耘等管理后須緊跟一次植物營養液和微生物菌劑葉面噴灑，作物出現衰弱還需追加，這就是脅迫加營養的做法；噴施時間在太陽落前效果好；活稈收獲農作物活稈自然成熟的好處：一是保障農產品品質，二是鮮秸稈營養豐富水分足，微生物作用下秸稈能快速降解。

綜上，在作物有機高產優質栽培中綜合技術體現在碳、有益微生物菌群、天然礦物質和田間管理這四項，單獨使用一項或兩項技術沒有可持續性，也沒有顯著效果。此技術體系采取以防為主的方針，為作物提供生長所需的全部營養，用略帶傷害性脅迫打開作物的次生代謝，生產出營養價值高、抗逆性強、風味獨特、耐儲存、產量高的農產品。此技術體系有理論意義也有社會生態意義，值得進一步研究和推廣。

5月3日，由中國農村科技雜志社和仲元（北京）綠色生物技術開發有限公司聯合主辦的“農業健康生產技術論壇”在國家會議中心召開。此次論壇的主題是：“健康接力：土壤-作物-人”。

據農業部科技司的統計，我國農業科技成果的轉化率僅為30%～40%，遠低于歐美等發達國家70%～80%的轉化率，真正形成規模的不到20%。大量農業科技成果停留在科技創新階段，農業科技的實踐化和產業化難以實現，農業技術的“棚架”尚未形成。