近年來,隨著化肥使用量零增長行動的推進,特種肥料以其成本低、經濟效益高、高效環保的優點成為行業發展的熱點。何為特種肥料?一言以蔽之,采用特殊材料、采取特殊工藝生產出來的具有良好功效的非傳統肥料,包括生物刺激素、微生物肥料、中微量元素肥料、水溶性肥料、緩/控釋肥等。
日前,由中國化工信息中心主辦的第二屆全球特種肥料熱點研討會在北京召開,與會專家和企業代表就生物刺激素、微生物肥料和中微量元素肥料的研發、推廣和應用等問題進行了深入交流。
科學區分植物生長調節劑與生物刺激素
作為特種肥料的主陣地之一,生物刺激素近年來成為農化企業搶灘的焦點。據康樸新肥科技(深圳)有限公司亞太和大洋洲區域總監奧蘭普拉思·康斯坦丁測算,目前,全球生物刺激素市場價值約18億美元,在今后的4年當中,將會漲到30億美元,年復合增長率為10.4%;而傳統化肥市場,過去幾年全球市場價值年增長率僅為1.6%。
生物刺激素為什么會備受關注,有如此廣闊的市場前景?Valagro(上海)貿易公司中國經理房棟一語道破:“從提供產品到作物問題解決方案的轉型,是肥料行業發展的大勢所趨。而生物刺激素,以其提高作物非生物脅迫耐受能力、養分利用率和作物品質的顯著效果,正成為生物類解決方案的發展方向。”
“比如鹽堿脅迫,生物刺激素就能起到很好的緩解效應。”陜西優美柯生物科技有限公司研發總監項娜舉例說,“經過在內蒙古自治區巴彥淖爾市臨河區白腦包鎮的試驗,曾經的不毛之地,如今也能種上莊稼,印證了生物刺激素對提高作物非生物脅迫耐受能力的明顯效果。”
雖然功效得到普遍認同,但是生物刺激素的定義并未形成普遍共識。鄭州信聯生化科技有限公司董事長劉福琳介紹,目前行業較為認可的,是歐洲生物刺激物產業聯盟(EBIC)給出的定義,即生物或自然衍生的添加劑或類似產品,包括微生物菌劑、生物材料、氨基酸、腐植酸、海藻酸提取物、殼寡糖、礦物有益元素等及其他類似的材料。Solvay亞太區業務發展經理顧紅艷提供的數據顯示,當前生物刺激素在中國肥料中的應用,40%是氨基酸水溶肥,39%是腐植酸水溶肥,21%是微生物肥料。
正是由于身份界定的模糊,生物刺激素“游走”于肥料和農藥之間。在劉福琳看來,植物生長調節劑與生物刺激素之間不能劃上等號。“從相同點看,二者都是對植物生理功能有刺激作用的一類混合物,機理均是直接或間接產生植物生理活性物質而起作用,甚至是某些植物激素的前體物,或激活誘導活性酶,間接促進作物的生理活動。”他表示,“然而,植物生長調節劑歸為生化農藥管理,不是激素物質也非自然產生的物質。其靠人工手段化學合成或生物代謝,能夠傳導生理信號,啟動并調控植物的各項生理活動基因,與生物刺激素有異曲同工之妙。”
依國家和市場需求創新研發微生物肥料
要說“四兩撥千斤”,微生物肥料的作用不可不提。領先生物農業股份有限公司總經理肖艷介紹,其一,微生物肥料能夠活化養分,降低化肥用量,比如根瘤菌劑能促進生物固氮,膠凍樣芽孢桿菌和熒光假單胞菌能促進土壤中難溶性磷、鉀和硅的溶解,聚谷氨酸能促進根系發育、提高養分利用率;其二,能夠改善微生物區系、土壤理化性質,降低病害發生,比如枯草芽孢桿菌對多種植物病原菌具有抑制和拮抗作用,作物上應用熒光假單胞菌劑可提高根區pH值、提升土壤有機質含量、改善土壤團粒結構。
“目前,我國微生物肥料企業總數逾1200家,年產量約1500萬噸,累計應用面積超過3億畝。”農業部微生物肥料和食用菌質檢中心主任李俊認為,“該種肥料市場前景可觀,預計‘十三五’結束時,年總產量比現在翻一番,達到3000萬噸左右。”
隨著近年來水肥一體化技術的大面積推廣,功能微生物在水溶肥產品中的研發應用受到行業關注。北京沃土天地生物科技有限公司技術總監任莉表示,技術難點在于如何豐富功能菌資源,如何提取、配制天然有機發酵原料,如何建立高密度發酵技術體系,如何增加產品質量性能的穩定性。
同樣是得益于水肥一體化技術,生物系列藥肥研發也成為了微生物肥料領域的前沿課題。在中國農業大學副教授慕康國看來,藥肥不是農藥和肥料的簡單混配,在生產中不能期望一種藥肥能解決所有缺素與病蟲害問題,而應是專治某種病蟲害同時解決植物營養問題的藥或有防治某種病蟲害功能的肥料。所選用的肥料組分與農藥組分必須相容;如果不相容也要通過技術手段或工藝調整,避免不良反應。
不論應用方向如何,微生物肥料行業的發展都離不開創新研發。“企業和科研機構應依國家和市場需求開展微生物肥料的研發創新,總結起來就是4個方向。”李俊介紹道,一是菌種創新,注意各菌株功能互補、生長協同、環境互助,同時防止菌種退化,采用回歸應用環境、添加植物或土壤浸提物等措施進行復壯;二是工藝創新,即優化工藝流程以降低成本提高生產效率;三是產品創新,保證產品的質量安全、效果穩定和價廉物美;四是施用技術集成創新,可與農機農藝結合,與水肥一體化結合,便于施用。
依土壤狀況“有的放矢”補充中微量元素
土壤中微量元素的缺乏,不僅會影響作物的產量和品質,還會造成“隱性饑餓”,威脅人們的身體健康。據統計,我國土壤中水溶性硼普遍處于0.5ppm以下的缺硼狀態,土壤缺硼面積達80%,全國土壤有效鋅含量低于0.5ppm的面積達62%。華中農業大學教授石磊表示,根據最小養分定律——木桶效應,最短板決定作物生長情況。目前,中微量元素補充不足,已經成為影響產量的關鍵因素。
不同地區的土壤中微量元素缺乏狀況不同,不同作物的需肥規律也不同。針對這一問題,史丹利農業集團股份有限公司技術中心總經理卞會濤經驗頗豐:“一方面,在不同區域建立定點生產基地,推廣測土配方施肥技術,根據土壤情況有的放矢地添加中微量元素;另一方面,推廣作物專用肥,根據作物的生長特性適時適量地添加。此外,還可發揮生物刺激素作用,提高中微量元素利用率。”
不只是中國,歐美國家中微量元素肥料市場也迅速增長。“在美國,微量元素一般加入傳統的液體或固體氮磷鉀肥中施用。當地生產的鈣基本可以滿足需要。其他微量元素如鋅、鐵、錳、銅、硼,一般要求營養元素單一,便于混配。”美國佛羅里達大學教授李允聰介紹,“這些產品跟氮磷鉀不同,完全靠價格競爭幾乎沒有前途。企業并不一定從數量入手,而要在質量、分銷、技術、服務上發揮優勢,主攻方向為高效、精準、多樣化,規格可細分,做到經濟、環保。”
無論產品技術怎樣革新,農化服務始終是必不可少的一環。李允聰認為,技術推廣重點應下沉,專家應同縣里的技術推廣員建立密切聯系,讓特種肥料施用技術服務農民。