2016 年1 月中國無機鹽工業協會中微量元素肥分會宣告成立, 化肥行業迎來了一支新生力量。相比于氮磷鉀以及有機肥這些肥料大品種, 中微量元素肥屬于“小字輩”, 目前產業及市場規模無法與大量元素肥 (氮磷鉀肥) 相提并論。然而, 就是這個市場容量不大、行業規模有限的小行業, 在許多業內人士眼里卻是一個潛力無限的后起之秀, 會在未來的化肥產業結構調整、保障國家糧食安全、提高農產品品質上發揮不可估量的作用。我國中微量元素肥行業已經開始步入規?；?、組織化、規范化蓬勃發展的新階段, 將以四兩撥千斤之勢推動我國化肥行業和農業的健康可持續發展。
從“營養不良”中尋覓良機
“ 用全球8 % 的耕地, 生產了全球21%的糧食, 消耗了全球35%的化肥。”這是中國農業的真實寫照。然而這種高產出、高消耗的生產模式正在遭遇發展瓶頸。農業部資料顯示, 中國耕地退化面積已占耕地總面積的40%以上, 東北黑土層變薄, 南方土壤酸化, 華北平原耕層變淺, 特別是一些補充耕地質量等級較低, 這些都嚴重影響了產出。
近100 年來, 氮磷鉀肥的施用量急劇增加, 而隨作物帶走的中微量元素養分卻沒有得到系統補給。據統計, 全世界缺乏中微量元素土壤面積達25 億公頃, 中國中低產田占總耕地面積的70% 以上, 其中大部分中微量元素缺乏。研究結果顯示, 中微量元素是植物健康生長不可缺少的必需營養元素, 對提升作物產量及品質具有十分重要的作用。目前, 中微量元素缺乏已經成為制約農作物產量和品質提高的主要因素。
人類賴以生存的土壤已經嚴重“營養不良”, 由此引發的人體缺乏中微量元素造成的“隱形饑餓”也已經顯現。中國石油和化學工業聯合會副會長傅向升指出:“隨著中國糧食‘十二連增’和復種指數提高, 土壤中中微量元素開始失衡, 造成中國土壤日益貧化, 農產品質量不斷下降, 人們身體因為缺乏中微量元素造成的‘隱形饑餓’, 導致越來越多的病癥發生。中微量元素的作用越來越受重視。”
在解決了基本的溫飽問題之后, 人們越來越意識到, 糧食的質量和數量同等重要。2015 年, 我國出臺了關乎農業和化肥行業的兩個重大政策, 即農業部制定的《到2020 年化肥使用量零增長行動方案》, 工信部發布的《關于推進化肥行業轉型發展的指導意見》, 其中都明確地提出了調整化肥使用結構, 優化氮磷鉀肥的配比與施用, 增加中微量元素肥和有機質肥比重, 倡導開展測土配方施肥, 推廣高效新型肥料。
“化肥的零增長, 不是簡單地限制化肥使用量, 而是在總量不變的基礎上, 有增有減。譬如, 減少大量元素肥的用量, 增加中微量元素肥的用量。糧食‘十二連增’有喜也有憂, 連年持續高產對土壤中中微量元素的消耗是掠奪性的, 各類有益元素消耗殆盡。有科學研究表明, 人體微量元素與地殼元素豐度呈正相關性, 人體血液中有60多種化學元素也與地殼同種化學元素的分布之間具有明顯的相關性。因此在土壤—農作物—人體健康的鏈條中, 土壤中各類元素的均衡是保障人體健康的基礎。”中國科學院地質與地球物理研究所研究員劉建明告訴筆者。
“隨著生活水平的提高, 目前人們對自身健康的關注度越來越高。事實上, 人體健康與中微量元素有著密切關系。農作物中微量元素失衡, 是導致作物減產和病蟲害發生的主要原因, 同時也造成了農作物品質下降, 無法滿足人體對中微量元素的需要, 進而影響人們健康。”中國無機鹽工業協會中微量元素肥行業分會秘書長亓昭英表示, 好在人們已經意識到這個問題的嚴重性, 無論是政府還是行業, 無論是科學家還是企業家, 各方都已經達成共識:保障人類健康的一個重要途徑是提高農產品品質, 而提高農產品品質要從改善土壤品質做起。中微量元素肥也因此迎來了蓬勃發展的新機遇。
“中國無機鹽工業協會中微量元素肥行業分會宣告成立, 標志著我國中微量元素肥行業已步入規?；?、組織化、規范化的蓬勃發展新階段, 對于行業健康可持續發展具有里程碑式的重大意義。目前, 給土壤補充中微量元素顯得尤為迫切, 中微量元素肥行業分會的成立也是順應了農業及化肥行業發展的需要。”亓昭英對筆者表示。
探索規范發展謀劃未來
目前, 中微量元素肥正迎來蓬勃發展的新契機, 但由于品種繁多、作物不同和地域不同存在需求差異化以及產品標準缺失等一系列問題, 行業發展面臨著許多亟須解決的問題。
傅向升表示:“中微量元素肥行業品牌需要扶持培育、生產技術需要梳理、產品標準需要制定、包裝物流成本偏高、施肥機械和設施發展滯后、相關配套政策急待完善等, 都是亟待解決的制約中微量元素肥產業發展的問題。”
李榮指出:“目前, 肥料市場的特點是市場極度細分、技術要求高、品種豐富。中微量元素肥料市場存在的主要問題是市場混亂、缺乏監測、管理缺失、研發滯后、虛假宣傳等。”從2014 年度肥料市場抽查情況統計看, 1217 個微量元素肥樣品數, 共查處假冒偽劣肥料7051 噸, 查處假冒偽劣產品所占比重很大。
李榮認為, 整頓規范肥料市場, 需從登記管理入手, 不斷建立、完善標準體系, 加大市場監控力度, 加強宣傳培訓。在產品登記上要堅持簡單工藝的不予登記, 沒有可靠資源來源的不予登記, 以城鎮垃圾、城鎮污泥、含重金屬的工業廢棄物為原料的產品不予登記的原則。因此, 中微量元素肥料研發中應注意產品有效性、施用安全性、工藝先進性和資源可靠性。
“中微量元素肥行業是一個體系繁雜的行業, 企業規模小, 產品品種亂, 質量保障體系不健全。成立行業組織的目的是為行業發展保駕護航, 通過行業協會這個平臺, 實現科研、生產和市場融合發展、健康發展, 在實踐中摸索出一條規范發展的新途徑。”亓昭英這樣表示。
劉建明則談到:“中微量元素肥涉及的元素種類多而復雜, 其中既有必需元素、有用元素, 也有毒有害元素, 許多元素的作用機理還不是很清楚。60 多種微量元素對于植物/ 動物的的生物學意義, 人們只掌握了一小部分, 其余的絕大部分元素還有待進一步研究和探索。”
談到中量元素肥料的發展趨勢, 李榮認為首先是過磷酸鈣、鈣鎂磷肥的重新施用;其次是硝酸銨鈣;再次是硫黃等含硫肥料的施用, 硫或將成為第四大作物營養元素。關于微量元素肥料發展趨勢, 李榮認為, 一是單質化, 要避免某些微量元素在土壤中富集;二是高效化, 采取螯合、結合等方法, 提高微量元素的施用效果;三是多功能化, 既滿足高產的要求, 又能提高抗逆能力、改善品質。
調查中筆者了解到, 中微量元素肥已經成為肥料行業發展中不可或缺的重要元素, 除了專業生產中微量元素肥的企業, 一些復合肥生產企業也紛紛將其作為化解化肥品種同質化的一個突破口。山東史丹利和金正大等大型復合肥生產企業緊跟市場發展步伐, 根據土壤、作物和市場的需求重新調整配方和生產工藝, 添加鎂、鋅、硼等中微量元素, 開發新產品。中微量元素已經成為復合肥的新賣點。而前些年, 微量元素主要作為專用肥, 而新的實驗結果表明, 將中微量元素添加到普通的復合肥中, 同樣可以提升農產品品質, 給農民帶來實惠。
以小搏大提升農產品質量
盡管中微量元素肥用量遠不及氮磷鉀等大量元素肥, 但其在農業生產中所發揮的作用卻不容忽視。
“中微量元素的缺乏常常使農作物產量減少、品質下降, 嚴重時甚至顆粒無收。”華中農業大學資源與環境學院教授姜存倉介紹說, “中微量元素大多是植物體內促進光合作用、呼吸作用以及物質轉化作用酶或輔酶的組成部分, 在植物體內非?；钴S。當提供植物營養元素的土壤中某種中微量元素不足時, 植物會出現缺素癥狀。”
人們所熟知的棉花蕾而不花, 油菜花而不實, 柑橘接出石頭果、小硬果等, 這些病狀均由缺乏微量元素硼所致。另外, 玉米缺鋅容易發生葉片白化, 水稻缺鋅影響分蘗, 柑橘和蘋果等果樹缺鋅會出現葉片簇生、小葉病、黃葉枯梢病等。植物葉片缺鉬易出現鞭尾葉和發生黃斑病, 缺鐵會使葉片失綠黃化等。
據劉建明介紹, 微量元素是植物體內酶的重要組成成分, 而酶又是生物體內多數化學反應的高效生物催化劑, 具有各種各樣的生理生化功能。酶不能改變反應的平衡, 但能加快化學反應速度。酶具有專一性, 一種酶只能催化一種或一類反應。就單個微量元素來說, 在植株體內一定的新陳代謝過程中, 有著“八仙過海, 各顯神通”的本領。
我國土壤中各類微量元素的缺乏已是不爭的事實。全國農業技術推廣中心通過對大量的測土配方施肥數據分析得出的結果顯示, 中微量元素鈣、鎂、硫、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬等中微量元素含量在臨界值以下的土壤面積分別達到了64%、53%、40%、31%、48%、25%、41%、84.5%、60%。全國農技推廣中心土壤肥料質量監測處處長李榮表示, 造成土壤中微量元素缺乏的主要原因是磷肥的大量使用以及土壤酸化和鹽堿化。
中國農業大學資源環境與糧食安全研究中心主任張福鎖教授在調研柑橘主產區土壤和植株中微量元素狀況時, 通過土壤測試和葉片營養診斷, 發現柑橘缺素的原因有:土壤鎂、鈣、硼損失量過大, 特別是土壤酸化加劇了中微量元素的流失;果園不平衡施肥導致營養間的拮抗作用, 過量施鉀可引起鎂缺乏, 過量施磷則會引起鋅缺乏。張福鎖舉例:“農作物微量元素的缺乏是人體微量元素缺乏的主要原因。糧食籽粒中鋅含量為40 ~60mg/kg才能滿足人體需要, 而目前鋅含量只有10 ~30mg/kg。”
李榮表示, 隨著農業的發展、作物產量的提高, 中國農業已經到了大面積應用中微量元素肥料的階段, 亟須科學施用中微量元素肥料解決土壤養分失衡問題;土壤障礙因素的存在, 特別是土壤酸化趨勢的急劇發展, 引發的重金屬活化、土壤生態失衡等問題, 也需要大量應用土壤調理劑, 其中硅肥將發揮重要作用;經濟園藝作物的發展, 迫切需要用中微量元素肥料改善品質;含硫肥料在提高某些農產品品質和風味上會起到不可低估的作用。“隨著全國測土配方施肥技術不斷拓展和深化, 中微量元素肥正在由大田作物向經濟園藝作物拓展, 農業用肥也由氮磷鉀養分配比向氮磷鉀、鈣鎂硫、硼鋅鐵鉬銅錳全營養配比深化。”李榮表示。
姜存倉認為, 中微量元素肥雖然用量不大, 但合理適量施用卻能明顯提高作物產量、改善作物品質、減輕作物病蟲害、減少環境污染、提高經濟效益, 起到以小搏大、四兩撥千斤的作用。由于微量元素用量極微, 可以用較少的投入換取較大的經濟效益, 投入產出比高達1 ∶100 ~1 ∶50, 而大化肥的投入與產出比一般為1 ∶10 ~1 ∶5。
2002 ~2014 年, 我國中微量元素肥試驗結果顯示, 由于增施中微量元素肥, 小麥、棉花、玉米、水稻、油菜、花生等大田作物及蔬菜、果樹等經濟作物平均增產10% 以上。除增產效果外, 在提高作物抗逆性和品質上也表現出明顯的效果。
益處良多的中微量元素肥
中微量元素肥的主要元素肥品種包括植物生長所必需的11 種元素, 其中中量元素3 種 (鈣、鎂、硫) , 微量元素8 種 (硼、銅、氯、鐵、錳、鉬、鋅、鎳) , 其他有益元素硒等70 余種。另外, 硅是目前比較特別的一種元素, 歸入有益還是中量, 還有待確認。
中微量元素肥的作用:一是提高作物產量。針對性地施用中微量元素肥, 是提高中、低產田產量的有效措施, 也是維持高產田連續增產的重要手段。通過增施中微肥, 可滿足農作物對各營養元素的需求, 從而獲得理想的產量和效益。
二是改善作物品質。中微量元素肥料的施用, 大大改善了作物的無機營養平衡, 不僅使農作物產量大幅度提高, 而且使農產品品質大為改善, 可有效降低農產品中亞硝酸鹽的含量, 可有效預防和治療一些地方性缺素造成的疾病。
三是提高化肥利用率。根據養分最小定律, 補充中微量元素肥料, 有利于平衡大、中、微量營養元素之間的比例, 對作物吸收養分有良好的促進作用。
四是減輕作物病蟲害。中微量元素肥可使農作物所需的各種元素得到平衡合理的供應, 這就大大增強了作物的抗病、抗寒、抗高溫、抗干旱能力, 農作物因缺素造成的疾病不復存在。
五是減少環境污染。增施中微量元素肥料, 可使農作物按比例吸收所需的各種營養元素, 有效提高肥料利用率, 減少了因肥料流失產生的環境污染, 對環境保護起到積極作用。