2024年9月14日由沈阳中科新型肥料有限公司联合中国科学院沈阳应用生态研究所等九家单位起草的“大颗粒复合肥料”团体标准,由中国磷复肥工业协会发布实施。该标准对大颗粒复合肥料从制造工艺、颗粒粒径大小、硬度及粒型等概念和指标进行了重新定义和界定。
这个标准的发布实施不仅丰富了复合肥料领域的标准内容,更可能改变以往人们对复合肥料的认知,甚至为绿色制肥、高效用肥开辟一条新的思路。有人可能觉得我说的有点夸张,甚至对此不屑一顾。那给大家讲个农业的事例吧。我们都知道玉米种子吧?八十年代初我大学毕业参加工作,国家正大面积推广普及使用玉米杂交制种。那时的玉米种子是装在100公斤一袋的麻袋里的,种子公司是按斤售卖的,农民种植玉米都是人工手播种,一穴(东北叫埯)玉米下种2-3粒、有时3-4粒。没办法,那时的种子质量标准比较低(种子出芽率都在百分之八十五多);到了九十年代随着技术进步,玉米种子装在40公斤一袋的塑料编织袋里了,种子公司还是按斤售卖的,农民种玉米开始使用半自动的播种机械了,一穴玉米也就是2-3粒。进入2000年以后,伴随种子技术和农业机械的进步,玉米种子开始装在密封的塑料袋里,种子公司开始按粒售卖玉米种子了,农民种植玉米开始使用大型施肥播种机械,一穴玉米一粒种,真正实现精量播种了。不仅大幅减少了玉米种子的用量浪费,也给农业增产增收做出了贡献。这个事例告诉我们,伴随肥料科技和农业机械的进步,化肥实现精量施用也不是不可能的。滴灌技术的普及,追肥的以水带肥水肥耦合施用技术已经给我们开了好头,底肥在玉米、水稻、茄果类蔬菜等作物上实现“一颗作物一粒肥”的精准配方精量施用也将不是不可能的。
改革开放四十多年,中国的农业已经发生了深刻的变化。我们用占世界9%的耕地,6%的淡水资源,27%的肥料生产出占世界25%的粮食、32%的水果、57%的蔬菜,供养18%的人口。化肥功不可没!但也存在化肥利用效率低下的现实问题。那农业现在需要什么样的化肥呢?或者说我们当下应该为农业提供什么样的化肥呢?
提到化肥我们有好多种类,按所含养分成份可分为:氮肥、磷肥、钾肥三大元素肥料,以及像钙、镁、硫、铜、锌、铁、锰、硼、钼等中微量元素肥料;按生产工艺划分:可分为复合肥料、掺混肥料、包膜控释肥料、稳定性肥料、脲醛缓释肥料等;按形态可分为:颗粒肥料、粉状肥料和液态肥料等。但如果我们从农民的使用角度和作物的生长使用时期去划分,我们可以把所有的化肥就区分为底肥和追肥这两类肥料。底肥是与作物播种或移栽同时或提前使用的肥料,是为作物整个生长期提供养分的肥料,营养均衡全面最为重要;追肥是作物生长期间补充的肥料,缺啥补啥是追肥的原则。施肥的最高境界是在了解作物需求的前提下,经过测量分析土壤中的本底养分状况,依据科学的计算方法在考虑土壤供肥的情况下,我们使用的化肥应该补充什么、补充多少,也就是我们通常说的测土配方施肥。也就是说,当下农业需要我们提供的是精准配方精准用量的复合肥料。
上面讲了农业需要我们提供精准配方精准用量的复合肥料,就带出了一个我们经常面对但常常没有深思的问题,那就是化肥的造粒是必须的吗?讲到这里我们来回顾一下中国这四十多年发展最快的肥料产业是什么?那就是复合肥料(这里也包括复混肥和掺混肥)。改革开放之初,我们国家的化肥工业还很落后,我们国产的化肥品种以氮肥为主,且氮肥又以碳酸氢铵为主。磷肥以过磷酸钙为主,钾肥几乎没有,且化肥的形态多是粉末状的。改革开放分田到户的土地政策极大调动了农民的积极性,农业的科学知识普及工作也让农民对氮磷钾肥的功能有了认知,特别是磷酸二铵和河北中阿化肥公司撒可富45%(15-15-15)三元复合肥料的引进推广,让农民真正认识到了复合肥料的增产效果,极大的推动了农业对复合肥料的市场需求,从此也开启了中国复合肥料的高速发展进程。 四十年来中国二次加工型的复合(包括复混)肥料产业得到长足发展,全国复合肥料生产企业达 3000多家,2022年产值规模达2165亿元。中国复合肥的产能约为两亿吨,实际产量为6000万吨。复合肥料成为离农民最近的肥料,成为农业实现科学施肥的最优途径。
复合肥料对农业的重要性是显而易见的,显然化肥的复合化使用也是不可或缺的。回顾中国的复合肥料发展历史,生产加工工艺的变化和进步是最肉眼可见的。八十年代我们国产复合肥采用的是馇条式挤压造粒或者圆盘造粒,1985年第一家引进国外技术的河北中阿化肥公司采用的管式反应器喷浆滚筒造粒技术。进入九十年代滚筒(也叫转鼓)造粒工艺开始流行起来;2003年后山东史丹利公司开启了高塔喷浆造粒的先河。最近几年高塔造粒工艺发展非常迅猛,似有产能过剩的表象。仔细想来,复合肥料发展到今天其最大的科技创新在哪里呢?它对农业的贡献在哪里呢?我想其最大的科技创新就是在造粒工艺上,其对农业的最大贡献是满足机械施肥的需要上,同时满足农民对配方施肥的需求上。也就是说,复合肥料的造粒对农业是必须的。
而今,历经改革开放四十多年的发展,中国农业已经发生了天翻地覆的变化。突出表现在三个方面。一是农业的生产者发生的改变。现在种地大户或合作社是农业生产的主力军,专业化种植、企业化管理是他们的明显特征;二是农业生产的机械化和自动化。从春季的播种施肥、夏季的防病治虫除草,再到秋季的收割收获,全程都离不开农业机械,机械已经替代了人工和畜力;三是农业的灌溉技术和设施。过去我们靠天吃饭,有条件的地方大水漫灌,现在我们的水利设施非常普及,主要采取喷灌和滴灌技术。水这一最大的农业生产障碍因素已经基本消除。在这样的农业生产市场环境下,在农业分散经营下发展壮大起来的复合肥料企业,尤其是没有原料资源优势的二次加工型复合肥料企业显得愈发艰难。突出表现在产品同质化、产能过剩化,价格成为竞争的焦点。
在这样的市场竞争环境下,复合肥料如何破局呢?这还要从农业和农民的需求角度出发,即满足市场的需求才是生产企业的根本出路。那农业和农民的需求是什么呢?农业和农民需要高效的化肥。这里的高效包含两层意思,一个高效是化肥在农业利用的高效,若要满足这个高效,那我们提供的肥料一定是复合肥料,即养分是多元的,配方是精准的,养分配比在满足作物的营养习性下是契合土壤供肥特点的,建议的用量是精准的,减少了过量施肥的浪费;二是化肥给农民带来更高的效益和收益。化肥毕竟是农业生产资料,是农业生产的投入品,购买者在选购化肥时一定要考虑性价比。复合肥料在生产过程中造粒工艺是其最大的制造成本。近年高塔造粒工艺为什么会如此迅速的得到市场认可,表面上看是其颗粒更加圆润、硬度提升,而且水溶性更好。但其内在的原因是其制造成本的下降,其每吨造粒成本比滚筒造粒下降了30-40元,使其在市场上更有价格竞争力。
那接下来复合肥料的造粒制造工艺会往哪儿走呢?我想这一定是萦绕在每个复合肥料企业老板心中的疑问。最近中共中央国务院发布的关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见可能给大家提供一个战略性的指引。意见中指出:到2030年,重点领域绿色转型取得积极进展,绿色生产方式和绿色生活方式基本形成,减污降碳协同能力显著增强,主要资源利用效率进一步提升,支持绿色发展的政策和标准体系更加完善,经济社会发展全面绿色转型取得显著成效。到2035年,绿色低碳循环发展经济体系基本建立,绿色生产方式和生活方式广泛形成,减污降碳协同增效取得显著进展,主要资源利用效率达到国际先进水平,经济社会发展全面进入绿色低碳轨道,碳排放达峰后稳中有降,美丽中国目标基本实现。
现在回到我们的复合肥料造粒工艺创新上,复合肥料在满足“高效”农业的需求下,就要做到配方精准、利用高效、成本低廉。用什么样的服务能做到配方精准呢?那只有测土啦,只有测土我们才能真正落实配方;那怎么实现利用上的高效呢,除了配方的精准外,我们工业上都在探讨使用化肥增效剂,这当然有一定的作用,但生产实践证明这种方法在目前的造粒工艺下效果并不好,往往都是事倍功半,农民很难接受。复合肥料的大颗粒则把肥料的物理控释技术与农业的集中深施肥技术有机的结合在一起,在不缺水的生产条件下不失为化肥高效利用的良好选择。那什么样的制造工艺能做到成本低廉呢?我想挤压和掺混可能是最好的选择吧?挤压没有滚筒工艺造粒中烘干的大量能耗,也没有高塔造粒物料熔融的能耗。而且挤压也避免了滚筒造粒和高塔造粒一次几百吨的配方调换,且在工艺生产上也没有高温和化学反应对增效剂的破坏。实为一条绿色高效的化肥造粒工艺。
总结一下,复合肥料是农业实现测土配方施肥的落地途径,复合肥料是离农民最近的肥料。种田大户需要低成本制造工艺(造粒)的肥料,需要配方精准使用精量的肥料。降低造粒环节能源消耗是复合肥料绿色制造的方向,是高效农业的需求!