6月5日是世界環境日,環境保護部在此之前發布2010年中國環境狀況公報顯示,我國湖泊(水庫)富營養化問題依然突出,農業源污染物排放總量較大,總體形勢仍十分嚴峻。在監測營養狀態的26個湖泊(水庫)中,富營養化狀態的占42.3%。全國開展酸雨監測的494個城市(縣)中,出現酸雨的城市249個,占50.4%。不久前召開的第四屆國際緩控釋肥產業發展高層論壇上,有關專家提出,解決我國化肥濫用造成環境污染問題,亟須調整化肥生產結構,提高化肥使用效率,大力發展和推廣緩控釋肥等新型高科技肥料。請關注
清澈的湖泊由于富營養化,藍藻暴發,水體污染嚴重;氮肥過量使用,造成的揮發和淋失嚴重,地下水甚至在蔬菜瓜果中硝態氮含量超標……
化肥就像一把雙刃劍,在造福人類,保障人類糧食安全的同時,也在肆意破壞和污染著人類賴以生存的環境。
在科學技術發展日新月異的今天,隨著新型高科技肥料研發不斷取得突破,化肥產業必將跨進一個科學和可持續發展的時代。
氮污染,地球生命的隱形殺手
在我國農業生產中化肥占有重要地位,我國化肥的總產量和消費量均占世界三分之一以上。據專家分析,化肥對糧食增產的貢獻率在40%以上,我國用占世界9%的耕地消費了世界35%的化肥,生產了世界19%的谷物,49%的瓜果蔬菜和19%的水果,養活了世界21%的人口。
農業部種植業管理司副司長胡元坤認為,在資源約束加劇的情況下,我國種植業能夠保持穩定發展,化肥的投入和科學施肥功不可沒。“今后一個時期,化肥對農業生產,農民增收和經濟發展仍然是不可替代的”。
但是,近年來,我國糧食產出和化肥投入產投比呈現逐步下降、肥料尤其是氮肥的利用率明顯降低,石油和磷礦等化肥生產資源日益緊缺,再加上化肥濫用帶來了一系列的環境問題。
“現在我們成了全世界氮肥最大生產國,我們到處都營養過剩,沙子里面,土里面都營養過剩。”中國農業大學資源與環境學院院長張福鎖不無擔心的說,2006年北京的一次中型沙塵暴帶來了六千噸的氮,他們的一項研究結果發現,華北平原氮的沉降上世紀80年代是89公斤,現在是99公斤。“大氣里面的氮主要來自農業,隨著時間變化,農業面源污染、湖泊富營養化問題越來越嚴重,光天上掉下來的氮就已經足夠富營養化了”。
實際上,影響環境的主要是氮、磷肥。我國氮肥吸收利用率僅為35%。磷肥的當季利用率只有10%—30%。氮、磷化肥的損失,導致地下水硝酸鹽含量提高,農產品硝酸鹽含量超標品質下降。
中國科學院南京土壤研究所的研究顯示,每年我國有123.5萬噸氮通過地表水徑流到江河湖泊,49.4萬噸進入地下水,299萬噸進入大氣;長江、黃河和珠江每年輸出的溶解態無機氮達到97.5萬噸,其中90%來自農業,而氮肥占了50%。
根據2008年《中國環境狀況公報》分析,2008年太湖、滇池、巢湖等我國28個重點監控的湖泊都遭受到農業面源污染的威脅,其中部分湖泊達到重富營養化程度,主要污染物為總氮、總磷。在太湖外部污染總量中,工業污染僅占10%—16%,農業面源污染已占到59%。施肥過量已導致我國許多地區地下水和地表水硝酸鹽超標。
張福鎖總結過去20年的數據,他發現我國土壤pH值下降了0.5個單位,“自然界要一千年才發生這個變化,可是我們20個年就下降了0.5個單位”。
氮肥過量施用造成的酸化對環境有什么影響?張福鎖說,在山東膠東半島,他看到大面積的酸化造成樹木的粗皮病。“我派小分隊到河北的曲州,發現同樣出現了這個問題。過量使用氮肥造成的問題,就是惡性循環,這會影響我們食品安全”。
“我們單位面積的施肥量非常大,尤其是果樹蔬菜,國外一百多公斤,咱們七百多公斤”。張福鎖介紹說,最近連續四年他們做了全國上萬個農戶的調查發現:如果把15公斤作為最高施肥量,全國大概有三分之一以上的農戶是過量的,果樹蔬菜基本全部過量。“西南用肥量非常高,重慶、云南、浙江、江蘇水稻施肥過量現象非常嚴重,但是這兩年有所好轉。咱們糧食增長了50%左右,化肥施用量卻增長了三倍”。
“我們的化肥發展過去是數量不足,單養分,80年代以后化肥數量充足,走復合化,現在我們的量是夠了,但是怎么用科技更好的來武裝農業呢?”張福鎖提出這樣的問題。
緩控釋肥為治理農業污染帶來新希望
據統計,我國氮肥的損失量(以純氮計)每年可達900萬噸,直接經濟損失達239億元,造成了化肥資源的極大浪費。化肥的生產是以煤炭、天然氣、水及其他資源為基礎的。節約化肥,實際上就是節約這些寶貴的不可再生資源。
中國農科院土壤肥料研究所預測,如果在化肥應用技術上沒有新的突破,到2015年需新增化肥1445萬噸,2020年需新增化肥1852萬噸。按中國石油和化學工業協會國家課題研究報告中計算標準,到2020年我國至少需新增投資額1247.3億元,消耗標煤1851萬噸、標磷礦1875萬噸、硫酸1116萬噸。
單純依靠常規化肥數量上的增加已經難以滿足農業發展的需求,那么,如何突破傳統的化肥生產工藝和施用技術上缺陷,通過科技創新節約資源、減少環境污染,從而實現高產、高效、優質的現代農業的發展呢?
在第四屆國際緩控釋肥產業發展高層論壇上,專家一致認為,近年來在我國發展迅猛,研發和推廣均取得重大突破的生態環保型肥料緩控釋肥,為解決我國化肥利用率低等問題提出了新的思路和途徑。
作為一種環保高科技化肥產品,緩控釋肥具有增加作物產量,提高化肥利用率,減少化肥使用量和施肥次數,節省勞動力,減少氮的淋失與揮發,提高農產品品質等優點。被譽為綠色環境友好型肥料,是21世紀肥料發展的方向。
來自中國農業科學院、農業部全國農業技術推廣服務中心、國家雜交水稻工程技術研究中心等單位的試驗示范推廣結果表明,在等量的情況下,施用緩控釋肥的作物較施用普通肥料平均增產達10%以上,最高達到40%;在減少1/3緩控釋肥用量的情況下,能保證穩產并略有增產,增產幅度平均約為5%。同時施用緩控釋肥可以防止農作物對氮素的過量吸收,從而起到抑制病害和改善作物品質的作用。
由于緩控釋肥具有緩釋作用,可以減少化肥的氣態和淋洗損失,從而提高化肥的利用效率。大量的試驗數據表明:緩控釋肥可將肥料利用率由原來的35%提高1倍左右,氮肥流失率顯著降低,可以節省氮肥用量30%—50%。從而減輕了氮肥淋失引起的地下水污染和地表水富營養化;可減少氮素揮發與排放59.3%—93.0%。
緩控釋肥大發展的春天來到了嗎?
我國緩控釋肥行業發展時間相對來說比較短,但目前在技術研發方面取得了較快發展,眾多工藝技術已經達到或者超過世界先進水平,生產成本比國外同類產品大幅降低。
據全國農業技術推廣服務中心主任夏敬源介紹,我國緩控釋淝發展大體經歷了三個階段:第一個叫探索階段,在上世紀70年代到80年代,主要進行了一些探索性研究,如研發長效碳銨等;第二階段是初步發展階段,在上世紀80年代到2000年,研發主體增多,產品類型增多;第三階段是2001年以來的快速發展階段。
目前我國已經建立起山東農業大學、中國農業大學、中科院等30多家科研機構與山東金正大公司等70多家企業的緩控釋肥料的技術研發與產業化生產體系,在包括包膜材料及工藝流程等關鍵技術等方面已達到或者領先于國際先進水平,并成功使緩控釋肥價格大幅下降,產業化步伐也得到快速發展。
隨著年生產能力90萬噸、亞洲最大的緩控釋肥料生產基地在山東金正大公司建成,過去受價格等因素影響,在國外主要用于高爾夫球場草坪以及觀賞植物等高端市場的“貴族肥料”緩控釋肥,已突破價格瓶頸,并成功應用于大田作物。
國家科技部調研室主任胥和平認為,戰略性新興產業是解決一些重大問題上前瞻性的考慮。資源環境的問題,糧食安全的問題是我們面臨的全球性問題,農業發展方式轉變對國家來講一定是戰略性的。
他說,“十二五”期間,很多重要的科技成果經過過去二三十年的努力已經日趨成熟,成本在迅速下降,具有了大規模應用的條件,由此可以引發更加廣泛的推廣應用,引發廣泛的工業創新。
“緩控釋肥上世紀70年代末期我國開始探索,到90年代后期開始,像金正大這樣一批公司就開始持續不斷的研究新技術,開發新產品,大體經過了二三十年的積累。一項新的技術創新到一個新產品的形成,新產業的形成,從技術規律上有個特點,大體上需要二三十年,這是一個非常重要的信號。緩控釋肥的發展我們大體進入了三十年,這項技術日趨成熟,具有了大規模示范推廣應用的條件。緩控釋肥可能也真正迎來了它發展的一個春天”。胥和平這樣推測。
由于緩控釋肥已經成為肥料產業發展的一個方向,甚至有可能為肥料和農業帶來一次變革,對建設節約型社會、建設低碳環保型現代農業具有積極意義。近年來,我國有關部門十分重視鼓勵緩控釋肥的研究和推廣。
今年是我國“十二五”開局之年,在“十二五”規劃發展綱要中,特別強調要在現代農業體系建設中推廣清潔環保生產方式,治理農業類污染源,加快轉變農業發展方式,改革傳統的模式,發展高產、優質、高效、生態農業,促進農業可持續發展,為緩控釋肥產業發展創造了良好的機遇。
但有關專家也提出,要迎接緩控釋肥大發展春天的到來,還需要做很多的工作。夏敬源認為,國外緩控釋肥主要用于園藝作物,可中國要走向大田作物,這是中國國情所決定的。“這就要求我們技術模式創新,推廣機制創新”。他提出近期目標,到2015年,主攻大宗農作物,緩控釋肥產能達到500萬噸,施用量達到300萬噸,初步建成中國特色的緩控釋肥研究、生產、使用、評價和監管體系。
中國氮肥工業協會副理事長劉淑蘭認為,要加大新品種技術開發和農業實驗,通過評估篩選相對成熟的技術,加快它的產業化進程,國家要鼓勵傳統企業向新型肥料進軍,也鼓勵現在有優勢的新型肥料企業并購傳統的企業。
中國磷肥工業協會理事長武希彥提出,在“十二五”期間應該提高準入門檻,淘汰落后產能,重點發展新型肥料,以促進農業生產的需要。建立具有中國特色的緩控釋肥料產業體系,產品應以大田作物為主,在現有基礎上,與重點企業牽頭,產學研相結合,進一步搞好協同公關和技術創新。此外,國家應該政策上予以扶持,鼓勵農民使用緩控釋肥料。
目前,眾多企業界人士包括政府官員,希望我國效仿美國和國內有機肥的推廣經驗,進行政策補貼。美國農業部研究中心主任ALVA表示,中國可以借鑒美國緩控釋肥推廣經驗,以生態補償金的形式鼓勵農民使用緩釋肥,從而保護水體環境。他介紹說,美國政府為了減輕肥料過量使用導致水資源污染,國會立法鼓勵使用緩控釋肥,美國農業部自然資源保護局2008年農業法案設立CSP項目,通過補貼方式鼓勵農民使用緩控釋肥料,補貼標準每公頃30到55美元,每個農戶每年補貼高限達4萬美元,可連續申請5年,5年補貼可達20萬美元。