我国从20世纪60年代开始重视研究稳定性肥料,中科院南京土壤研究所率先开始了硝化抑制剂的研究。之后,中科院沈阳应用生态研究所在上个世纪70年代开始研究氢醌作为脲酶抑制剂如何提高氮肥利用率,在盘锦化肥厂、大庆化肥厂等通过添加脲酶抑制剂生产缓释尿素,并且应用到大田作物上。特别是进入2000年以来,中科院沈阳应用生态研究所开发出一批新型脲酶抑制剂和硝化抑制剂,应用在尿素、复合(混)肥中,生产稳定性肥料,大面积实现了产业化,并且牵头制定了《稳定性肥料》(标准编号:HG/T4135-2010)行业标准,2011年3月1日正式实施,规范了相关定义术语,统一了检验方法,从而规范了稳定性肥料市场,标志着稳定性肥料产业的发展步入了一个新的阶段。目前全国已有50余家化肥企业从事稳定性肥料生产和推广,年产量超过80万吨。
稳定性肥料未来技术趋势,一是筛选更加廉价、高效、环保的脲酶抑制剂和硝化抑制剂,应用到稳定性肥料生产中;二是提高稳定性肥料在不同土壤、气候条件下的效果稳定性;三是研究稳定性肥料产品走向作物专用化。
四、增值肥料产业发展及技术趋势
增值肥料(Value-addedFertilizer)是增效肥料的一种,专指肥料生产过程中加入海藻酸类、腐植酸类和氨基酸类等天然活性物质所生产的肥料改性增效产品。海藻酸类、腐植酸类和氨基酸类等增效剂都是天然物质或是植物源的,可以提高肥料肥利用率,且环保安全。增值肥料发展的主要技术特点:增效剂微量高效,添加量在多在0.3‰-3‰之间;肥料养分含量基本不受影响,如增值尿素含氮量不低于46%;增效明显,添加的增效剂具有常规的可检测性;增效剂为植物源天然物质及其提取物,对环境、作物和人体无害;工艺简单,成本低。增值肥料主要通过促进作物根系生长与活力;提高氮肥稳定性和转化及运移模式,减少氨挥发和淋洗损失;减少土壤对磷钾肥的固定,提高其有效性和供应强度等。从而改善作物对肥料的吸收利用,提高肥料利用率。
中国农科院农业资源与农业区划研究所新型肥料创新团队,在国家863计划、国家科技支撑计划等项目的支持下,经过近10年的努力,研制出发酵海藻液、锌腐酸、禾谷素等系列肥料增效剂;开发了海藻酸尿素、锌腐酸尿素和禾谷素尿素等增值尿素新产品,以及相应的增值复合肥、增值磷铵等新产品;在中国氮肥工业协会的指导下,2012年成立《化肥增值产业技术创新联盟》,推动我国传统化肥增值改性。我国利用氨基酸、腐植酸、海藻酸等改性的增值尿素、复合肥、磷铵等,年产量超过300万吨,推广面积1.5亿亩,增产粮食45亿公斤,农民增收80多亿元,减少尿素损失超过60万吨。增值尿素为农业增产、农民增收、环境保护和促进我国肥料产品性能升级做出了贡献。
增值肥料的关键技术是开发微量高效、环保安全的肥料增效剂。另外,增值肥料检测方法及技术标准研究,也需要亟待加强。
五、有机物料与化学肥料复合(混)优化化肥养分高效利用的产业发展及技术趋势
有机无机复混肥是肥料产业发展中的新秀,具有中国特色,逐渐被产业界所重视。过去发展有机无机复混肥料的主要原因,一是消纳有机废弃物,保护环境;二是增加土壤有机质,培肥土壤。然而,我们一系列的研究发现,有机物料与化学肥料科学复合(混),具有调节化学肥料养分转化、释放和供应模式的作用;有机物料通过改善土壤的理化性状、调节土壤酶活性等,减轻氮肥氨挥发损失,减缓磷钾肥在土壤中的固定,土壤供肥能力得到改善,等养分投入条件下,有机无机复合(混)肥料具有较高的化肥养分利用率。如将味精厂发酵产生的有机废弃物分别与化学氮肥、磷肥和钾肥进行复混造粒,等养分投入情况下,有机复混氮肥、有机复混磷肥、有机复混钾肥比普通化肥供肥能力强,作物增产,肥料利用率提高5~10百分点,尤其是有机物料与氮、磷肥复合(混)的增产效果最好。有机无机复混肥在经济作物,如棉花、花生、马铃薯、大蒜、油菜以及果树等作物上使用的潜力较大。磷钾含量较高的有机无机复混肥也可以替代普通复混肥料作冬小麦等作物的基肥施用;高氮型的有机无机复混肥也可以用作追肥,或用在东北春玉米或华北夏玉米上的一次性施肥。我国每年有机无机复混肥产量超过600万吨,应用面积达到1亿亩以上,广泛应用在棉花、花生、马铃薯、大蒜、油菜以及果树等大田经济作物上,在小麦、玉米等粮食作物上应用也越来越广泛,作物增产30亿公斤以上。
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