腐植酸肥料就是綠色低碳肥料

袁 亮 趙秉強

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所 北京 100081

糧食安全離不開化肥，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)離不開化肥，農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展需要綠色高效肥料。縱觀世界化肥發(fā)展過程，基本可劃分為無效養(yǎng)分有效化和有效養(yǎng)分高效化兩個階段。過去的170 多年間，無效養(yǎng)分有效化產(chǎn)品創(chuàng)新建立了完善的理論體系（礦質(zhì)營養(yǎng)理論）、完備的產(chǎn)業(yè)體系（合成氨、硝酸、磷酸等）和齊全的產(chǎn)品體系（尿素、磷銨、復(fù)合肥、水溶肥等）。有效養(yǎng)分高效化產(chǎn)品創(chuàng)新經(jīng)歷了50 多年的發(fā)展，理論體系逐步建立（調(diào)控根系吸收、優(yōu)化養(yǎng)分供應(yīng)、調(diào)控?fù)p失移動等）、產(chǎn)業(yè)技術(shù)不斷發(fā)展（緩/控釋技術(shù)、硝化/脲酶抑制技術(shù)、大宗化肥增值技術(shù)等）、產(chǎn)品體系逐漸形成（緩釋肥料、穩(wěn)定性肥料、以腐植酸肥料為代表的增值肥料等）[1]。

從化肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程看，經(jīng)歷了以骨粉、草木灰為代表的初始化肥階段（化肥產(chǎn)業(yè)1.0），以碳銨、過磷酸鈣為代表的低濃度化肥階段（化肥產(chǎn)業(yè)2.0），以尿素、磷銨、復(fù)合肥為代表的高濃度化肥階段（化肥產(chǎn)業(yè)3.0）。未來的化肥產(chǎn)業(yè)4.0將圍繞“綠色原料-綠色制造-綠色產(chǎn)品-綠色流通-綠色施用”構(gòu)建我國綠色肥料體系，將是綠色高效化肥階段[2]。未來，綠色高效化肥產(chǎn)品創(chuàng)新具有多目標(biāo)性，如高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、培肥保護土壤、保護環(huán)境、增強抗逆等特殊功能，腐植酸已成為促進肥料、作物、土壤、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要材料，將成為推動我國化肥產(chǎn)業(yè)4.0 發(fā)展的重要角色。腐植酸尿素、腐植酸磷銨、腐植酸復(fù)合肥發(fā)明專利獲得4 項中國專利優(yōu)秀獎，占2016—2019 年全國肥料專利獎的50%，可見，腐植酸在我國肥料科技創(chuàng)新中發(fā)揮了重要作用。

1 腐植酸肥料的化肥減施和增產(chǎn)效果突出

為研究腐植酸肥料的增產(chǎn)潛力和化肥減施潛力，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所新型肥料創(chuàng)新團隊選擇華北低肥力潮土（有機質(zhì)0.64%，全氮0.49 g/kg，有效磷5.7 mg/kg）在冬小麥-夏玉米上開展了系統(tǒng)土柱試驗研究，回答了（1）等養(yǎng)分投入下，腐植酸肥料的增產(chǎn)潛力到底多大？（2）在保障作物不減產(chǎn)的前提下，腐植酸肥料增效減肥潛力到底有多大？這2 個科學(xué)問題。

結(jié)果表明，腐植酸增值尿素在冬小麥和夏玉米上的增產(chǎn)潛力分別為16.8%和17.3%，化肥減施潛力均達(dá)到20%，特別是在冬小麥上可超過20%。腐植酸增值磷銨在冬小麥和夏玉米上的增產(chǎn)潛力達(dá)14%，化肥減施潛力均達(dá)到20%。可見，腐植酸肥料的化肥減施潛力至少20%，增產(chǎn)潛力超過10%（見表1 ～表4）[3～6]。在中等及高肥力土壤上，腐植酸肥料的化肥減施潛力應(yīng)當(dāng)更大。

表1 腐植酸尿素等氮量投入下的增產(chǎn)潛力Tab.1 Yield increasing potentiality of humic acid urea under equal nitrogen input

表2 腐植酸尿素等肥料量投入下的氮肥減施潛力Tab.2 Nitrogen reduction potentiality of humic acid urea under the same fertilizer amount

表3 腐植酸磷銨等磷量投入下的增產(chǎn)潛力Tab.3 Yield increasing potentiality of humic acid ammonium phosphate under equal phosphorus input

表4 腐植酸磷銨等肥料量投入下的磷肥減施潛力Tab.4 Phosphorus reduction potentiality of humic acid ammonium phosphate under the same fertilizer amount

未來3 ～5 年，在中國腐植酸工業(yè)協(xié)會的組織下，聯(lián)合國內(nèi)科研單位和腐植酸肥料企業(yè)，可在全國不同區(qū)域、不同作物、不同類型土壤上開展系統(tǒng)試驗研究，進一步明確腐植酸肥料應(yīng)用效果和減肥潛力，指導(dǎo)腐植酸肥料在全國科學(xué)施用，讓腐植酸為我國化肥減施增效、農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展作出更大貢獻(xiàn)。

2 腐植酸增值肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，推動尿素、磷銨、 復(fù)合肥大宗化肥產(chǎn)品綠色轉(zhuǎn)型升級

腐植酸增值肥料新產(chǎn)品已在中海石油化學(xué)股份有限公司、山東農(nóng)大肥業(yè)科技有限公司、云天化集團有限責(zé)任公司、瑞星集團股份有限公司、昊華駿化集團有限公司、中化化肥控股有限公司等30多家大型企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)能達(dá)2000 萬噸/年，推廣腐植酸肥料產(chǎn)品1000 萬噸，累計應(yīng)用3 億多畝，增產(chǎn)糧食80 億公斤，增加效益120 多億元。目前已發(fā)布實施《含腐植酸尿素》（HG/T 5045-2016）、《含腐植酸磷酸一銨、磷酸二銨》（HG/T 5514-2019）、《腐植酸復(fù)合肥料》（HG/T 5046-2016）系列化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，促進腐植酸肥料行業(yè)健康發(fā)展。

3 腐植酸肥料就是綠色低碳肥料

按腐植酸肥料的化肥減施潛力20%計算，保守估計，未來年產(chǎn)500 萬噸腐植酸尿素：減少125 萬噸尿素施用，節(jié)約125 ～180 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少CO2排放340 萬噸，減少NH3排放19 萬噸；年產(chǎn)500萬噸腐植酸磷銨：減少125萬噸磷銨施用，節(jié)約30 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤、210 萬噸標(biāo)準(zhǔn)磷礦和60 萬噸硫磺，減少CO2排放80 萬噸；年產(chǎn)1000 萬噸腐植酸復(fù)合肥：減少250 萬噸復(fù)合肥施用，節(jié)約5 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減少CO2排放15 萬噸。腐植酸肥料減少碳排放、保護環(huán)境作用顯著。

至2019 年底，全球27 個國家和地區(qū)20 個碳交易體系投入運行，覆蓋了全球溫室氣體排放總量的8%左右。2013 年以來，我國七個試點碳市場（湖北、重慶、深圳、上海、北京、廣東、天津）先后啟動，截至2019 年12 月，試點碳市場累計完成線上配額交易量1.8 億噸，交易額達(dá)41.3 億元。預(yù)計在“十四五”期間，全國碳市場配額將達(dá)30 多億噸，占我國CO2排放總量30%左右[7]。按目前碳排放平均價格23 元/噸計算，每年推廣500 萬噸腐植酸尿素、500 萬噸腐植酸磷銨、1000 萬噸腐植酸復(fù)合肥將減少CO2排放435 萬噸，腐植酸肥料碳排放交易潛力達(dá)1 億元人民幣。

未來5 ～10 年，我國農(nóng)用常規(guī)尿素、磷銨、復(fù)合肥、水溶肥將全面轉(zhuǎn)型升級為有效養(yǎng)分高效化的綠色高效產(chǎn)品！希望腐植酸增值肥料在我國形成新常態(tài)、新業(yè)態(tài)，為化肥減施增效、綠色增產(chǎn)作出重要貢獻(xiàn)。

本文選編自“第四屆全國土肥和諧大會”專題報告。