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複合肥在我國歷經近40年的快速發展,為推動我國平衡施肥發揮了重要作用。目前我國化肥的複合化率已經有了長足的進步,但仍有較大的提升空間。
本文通過跨越10年的2個時間段,對全國22個省、市、自治區70種作物、3 602家農戶的施肥基本情況進行調查並對統計數據予以匯總,以掌握我國施肥複合化率水平、農戶習慣施肥養分投入狀況及變化規律,進而明確複合肥產業的未來發展趨勢,為施肥推薦和宏觀政策的制定提供理論支撐。
結果與分析
1 農戶施肥複合化率現狀
2014—2016年不同作物在農戶習慣施肥條件下的N、P2O5、K2O複合化率如表1所示,其中:N、P2O5、K2O平均複合化率分別為69.5%、92.1%、84.4%;糧食作物玉米、小麥、水稻施肥的N、P2O5、K2O平均複合化率分別為47.0%、88.9%、75.0%;蔬菜和果樹施肥的N、P2O5、K2O平均複合化率分別為92.0%、95.4%、93.7%。經濟作物施肥的複合化率高於糧食作物的,蔬菜施肥的複合化率高於果樹的。蔬菜施肥的N、P2O5、K2O複合化率均超過90%,果樹施肥的N、P2O5、K2O複合化率均超過85%,小麥施肥的P2O5、K2O複合化率均超過85%。水稻施用複合肥的程度相對較低,仍有部分單質磷肥和鉀肥在施用,同時尿素追肥用量大,這些因素都降低了水稻施肥的複合化率。
表1 2014—2016年不同作物在農戶習慣施肥條件下
的 N、P2O5、K2O複合化率 %
在基肥與追肥的比例上,除了葉菜類蔬菜和春玉米外,其他作物通過追肥投入的N量均高於通過基肥的投入量;根莖類蔬菜、果菜類蔬菜和果樹通過追肥投入的P2O5和K2O量均高於通過基肥的投入量,這主要與複合肥大量使用有關;春玉米和冬小麥的追肥以尿素為主,基本不施用複合肥,因此通過追肥投入的P2O5和K2O量可以忽略不計;夏玉米由於一次性施肥和種肥同播比例的提高,使追肥使用複合肥的比例降低,通過追肥投入的P2O5和K2O量也可以忽略不計。
從養分上看,P2O5的複合化程度最高,N的複合化程度最低,K2O居中。這主要是由於尿素作為單質氮肥被廣泛用於糧食作物,在經濟作物上也有少量農戶採用尿素配合複合肥施用;P2O5的複合化形態除了三元複合肥外,磷酸銨系列產品的施用也提高了P2O5的複合化率;單質鉀肥在基肥和追肥中均有少量農戶使用,複合化程度較P2O5略低。從農資市場上看,尿素在肥料銷售點普遍有售,單質鉀肥(如氯化鉀、硫酸鉀)偶爾有銷售,北方地區單質磷肥(如過磷酸鈣、鈣鎂磷肥等)已基本消失,也間接反映了農戶施肥複合化率的現狀。
2 農戶施肥養分投入量現狀與變化分析
2014—2016年農戶習慣施肥情況下的養分投入量如表2所示。隨著複合肥被廣泛使用,磷肥和鉀肥投入量得到了大幅提高,N、P2O5、K2O施用比例也趨向合理。糧食作物玉米、小麥、水稻施肥的N、P2O5、K2O養分平均投入量分別為270.1、100.0、80.6 kg/hm2,平均比例為1.00∶0.37∶0.30;蔬菜施肥的N、P2O5、K2O養分平均投入量分別為358.2、289.4、385.2 kg/hm2,果樹施肥的N、P2O5、K2O養分平均投入量分別為499.8、357.1、509.0 kg/hm2,蔬菜和果樹合計N、P2O5、K2O養分投入平均比例為1.00∶0.78∶1.06,蔬菜和果樹的K2O投入量大幅提高,均已大於N投入量。這些都說明我國N、P2O5、K2O施用比例已經接近或超過其他國家,與20世紀80年代相比已經有了徹底改觀。
表2 2014—2016年農戶習慣施肥情況下養分投入量
2004—2006年和2014—2016年農戶習慣施肥情況下四類主要糧食作物的養分投入量變化情況如圖1所示,其中:N1、P2O51和K2O1分別表示2014—2016年N、P2O5和K2O養分投入量;N2、P2O52、K2O2分別表示2004—2006年N、P2O5和K2O養分投入量。四類主要糧食作物10年後養分投入量增幅情況不盡相同:春玉米養分投入量增幅最大的是K2O,N、P2O5和K2O增幅分別為94.4%、38.3%和215.6%;冬小麥養分投入量增幅最大的是N,N、P2O5和K2O增幅分別為98.4%、23.1%和29.4%;夏玉米養分投入量增幅最大的是K2O,N、P2O5和K2O增幅分別為71.0%、40.6%和218.0%;水稻養分投入量增幅最大的是K2O,N、P2O5和K2O增幅分別為84.0%、23.4%和133.2%。
圖1 2004—2006年和2014—2016年農戶習慣施肥情況下四類主要糧食作物的養分投入量變化情況
通過10年的發展,農戶習慣施肥情況下四類主要糧食作物的養分投入量均大幅增加,平均增幅最大的是K2O,N、P2O5和K2O平均增幅分別為87.0%、31.4%和149.0%。
3 宏觀複合肥消費現狀與變化分析
根據《中國統計年鑑》統計:1997—2016年,全國三元複合肥施用量由1997年的7 981 kt增長至2016年的22 071 kt,年均增長704.5 kt;增幅最快的是2000—2007年,年均增幅均超過4.0%;2007年以後,增幅逐年下降,由2007年的8.5%下降至2016年的1.4%(圖2)。這說明經過近20年的快速發展,複合肥施用量增長率於2007年以後開始下滑,從2016年開始進入「平臺期」,複合肥施用量增幅降至歷年最低。
圖2 全國複合肥施用量年際變化趨勢
如圖3所示,2010—2017年國內8家主流複合肥生產企業在18個省的總銷量變化趨勢與圖2反映的規律一致,雖然總銷量逐年上升,但銷量增幅逐年下降(2015年增長率突然升高是由於複合肥徵收增值稅所致,非農業因素),由2011年的19.6%下降至2017年的0.8%,這與全國複合肥施用量增幅放緩有直接關係。
圖3 2010—2017年國內8家主流複合肥生產企業
在18個省的總銷量變化趨勢
如圖4所示:進口複合肥銷量在2010—2013年快速上升,由2010年的523 kt增長至2013年的817 kt;2014年後銷量逐漸下降,由2014年的828 kt下降至2017年的782kt。
圖4 進口複合肥銷量變化趨勢
由以上分析可得:
(1)2004—2016年,各類作物複合肥施用比率均有所提升,平均提高31.2%;除水稻外,各類作物複合肥施用比率均超過85.0%,經濟作物複合肥施用比率均超過90.0%。隨著複合肥施用比率的提高,我國作物施肥的養分複合化率隨之提高,目前主要作物施肥的N、P2O5、K2O平均複合化率分別是:糧食作物(玉米、小麥、水稻)47.0%、88.9%和75.0%,蔬菜93.5%、97.0%、95.3%,果樹87.6%、90.5%、88.9%。
(2)2004—2016年,隨著施肥複合化率的提高,在作物上投入的養分數量和比例也發生了根本改變:四類主要糧食作物在農戶習慣施肥情況下,養分投入量均大幅增加,N、P2O5、K2O平均增幅分別為87.0%、31.4%和149.0%;糧食作物玉米、小麥、水稻施肥的N、P2O5、K2O養分投入比例平均為1.00∶0.37∶0.30,經濟作物蔬菜和果樹施肥的N、P2O5、K2O養分投入比例平均為1.00∶0.78∶1.06;K2O增加幅度最大,在糧食作物上增幅達149.0%,蔬菜和果樹施肥的K2O投入量已經超過N和P2O5投入量。
(3)從宏觀消費上看,截至2016年,無論是複合肥施用量還是複合肥生產企業的銷量,雖然絕對數量仍然保持增加趨勢,但增長率逐年下降,產業快速發展的高峰期已經過去,複合肥產業的發展即將由數量型向質量型轉變。
結 語
綜上所述,作物施肥的N、P2O5、K2O平均複合化率分別為69.5%、92.1%、84.4%;經濟作物施肥的複合化率高於糧食作物的,蔬菜施肥的複合化率高於果樹的;蔬菜施肥的N、P2O5、K2O複合化率均超過90%,果樹施肥的N、P2O5、K2O複合化率均超過85%,小麥施肥的P2O5和K2O複合化率均超過85%。據張福鎖等統計:2000年歐洲施肥的N、P2O5、K2O平均複合化率為21.04%、87.49%、67.38%。另據歐盟化肥工業協會統計,歐盟施肥的N、P2O5、K2O複合化率為25%、83%和67%。由此可見,我國施肥複合化率已超過歐洲水平。
隨著農戶施肥量大幅提高,產生了P2O5和K2O過量施用的問題。以磷肥為例,廖文華等計算河北省小麥-玉米輪作中土壤磷素平衡時發現,當P2O5施用量為201.0 kg/hm2時,磷肥表觀平衡率為193.1%;在菜地上,當P2O5施用量為465.0 kg/hm2時,P2O5盈餘362.6 kg/hm2。本研究統計的根莖類蔬菜、果菜類蔬菜、果樹的N、P2O5、K2O投入量均超過300 kg/hm2,養分過剩問題比較嚴重。
2004—2006年經濟作物商品有機(微生物)肥施用比率較低,這一方面與農家肥施用比率較高、商品有機(微生物)肥市場發展不成熟有關;另一方面也與化肥增產效果顯著,而商品有機(微生物)肥肥效不明顯有關。2014—2016年,商品有機(微生物)肥施用比率大幅提升,平均增幅351.7%,其中果樹和果菜施用比率均超過40%,說明隨著化肥肥效下降和科學施肥知識的普及,農戶施肥結構也趨向科學合理,商品有機(微生物)肥應該是今後我國科學施肥推廣工作值得關注的重要方面。
經濟作物上複合肥用作追肥的比率提高,其原因是複合肥能夠滿足經濟作物生育後期對養分多樣性的需求,因其肥效明顯,得到大量應用。夏玉米和水稻上複合肥用作追肥的比率提高與施肥方式改變有關:由於夏玉米只追1次肥的比例在增加,農戶將基肥中的複合肥轉移至追肥上使用;水稻直播田增加和南方三季稻改雙季稻,這都使農戶將原來僅用作基肥的複合肥部分轉移至追肥上施用。春玉米追肥仍然以單質氮肥為主,2004—2016年沒有明顯變化,這與春玉米生育後期對磷鉀肥需求量較少、複合肥肥效不明顯有關。一次性施肥比例略有提高,一方面是由於一次性施肥節省勞力,普遍為農戶所選擇,另一方面2004—2006年間一次性施肥在東北地區使用比例已經較高,受土壤和地形條件限制,進一步增加的空間有限。
根據《中國統計年鑑》的統計,2016年我國化肥消費量較2015年下降385 kt,氮肥、磷肥和鉀肥消費量分別下降511、131、54 kt。經過近20年的快速發展,複合肥施用量增長率於2008年開始下滑,從2016年開始進入「平臺期」,複合肥施用量將不再增加,甚至開始減少。
歐洲化肥消費經歷了由快速增長到增幅放緩,再到下降的過程。2013年,歐洲氮肥、磷肥和鉀肥總消費量從2004年的15 400 kt下降到2013年的14 100 kt,氮肥、磷肥和鉀肥消費量分別減少5.1%、14.1%和11.8%,與歷史最高消費量相比分別下降了23%、60%和50%。參照歐洲化肥施用發展的歷史,不難看出我國化肥消費的「拐點」已經到來,我國化肥和複合肥施用量已經進入「收縮期」,發展模式必將由「數量型」向「質量型」轉變。
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