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何耀(1986—),男,硕士,经济师,从事肥料行业标准制定、新型肥料技术研究和产品研发工作;heyao7788@126.com
何耀(1986—),男,硕士,经济师,从事肥料行业标准制定、新型肥料技术研究和产品研发工作;heyao7788@126.com
水溶肥料作为肥料品种之一,近年来越来越受到市场的关注,产量和消费量也逐年递增。由于水溶肥料生产过程相对简易,且产品基本为全水溶,产品的生产和使用过程更符合农业绿色经济发展的要求。通过分析农业绿色经济发展所需关心的问题、水溶肥料产品的优劣势,探讨了水溶肥料对农业绿色经济发展的影响。随着我国农业生产技术的不断创新发展,产品市场更加规范有序,水溶肥料在我国农业生产中的发展前景将会越来越广阔。
水溶肥料; 农业生产; 绿色经济; 生产要素;
As one of the fertilizer varieties, water-soluble fertilizers have received increasing attention from the market in recent years, and the production and consumption have been increasing year by year. Due to the relatively simple production process of water-soluble fertilizers and the fact that the products are mostly fully water-soluble, the production and use of the products are more in line with the requirements of agricultural green economy development. By analyzing the issues of concern for the development of agricultural green economy and the advantages and disadvantages of water-soluble fertilizer products, the impact of water-soluble fertilizers on the development of agricultural green economy is discussed. With the continuous innovation and development of agricultural production technology in China, the product market is becoming more standardized and orderly, and the development prospects of water-soluble fertilizers in agricultural production in China will become broader.
water-soluble fertilizer; agricultural production; green economy; production factors;
古往今来,我国一直是农业大国并以占全球9%的耕地养活了占世界近20%的人口。农业是人类生存最基本的保障[1],也是实现马斯洛需求模型中最底层(生理需求)的基础;农业作为国民经济的第一产业,是人类社会最早的生产活动之一,也是人类社会生产活动的起点。现今,随着我国经济的不断高质量发展(见表 1),虽以农业为代表的农林牧渔业经济对全国综合经济发展的贡献呈逐渐下降的趋势,但无法改变农业对于我国的重要性,每年的“中央一号文件”已成为中共中央、国务院重视“三农”问题的专有名词。
任何行业的生产、发展都离不开该行业特定的生产要素,农业生产同样如此。生产要素作为经济学中的一个基本范畴,包括了人的要素、物的要素及其结合因素。生产要素是指进行社会生产经营活动时所需要的各种社会资源,是维系国民经济运行及市场主体生产经营过程中所必须具备的基本因素。生产要素一般可分为土地、劳动力、资本、管理、技术、数据等6种,见图 1。这些生产要素通过市场交换,形成各种各样的生产要素价格及其体系。
在农业生产过程中,同样离不开6种生产要素的投入,其中土地、劳动力、资本作为最基本的生产要素,其投入量直接影响生产结果和经济收益。
(1) 土地投入。土地是孕育农作物的摇篮,是农业生产的基础,我国历来十分重视农业用地的使用和管理。2022年10月发布的《全国国土空间规划纲要(2021—2035年)》,明确了18.65亿亩(1亩=667 m2)耕地和15.46亿亩永久基本农田保护目标任务。18亿亩耕地是我国必须守护和遵守的红线,不可逾越,这也直接表明了土地要素对于农业生产的重要性和不可替代性。
(2) 劳动力投入。在传统的农业生产过程中,劳动力的投入主要指人力投入,农业种植的人力投入主体是农民。随着社会的不断进步、发展,大量农村劳动力流向城市和非农产业,在农村开展务农工作的人口数量逐步减少并呈现明显的老龄化现象,在此背景下,急需吸引社会人员前往农村发展农业或通过技术、装备的创新和研发来弥补劳动力的不足。
(3) 资本投入。农业生产过程中主要的资本投入包括种苗、肥料、农药、农膜、水电费、农用机械、农业设施投入等。种苗、肥料、农药、农膜、水电费可视为可变成本,通常这些费用随着种植面积的变化而变化,并与最终的产量呈正相关。农业机械、农业设施的投入一般视为固定成本,其投入量不一定因种植面积的变化而变化。根据上述资本投入物的经济特性,本文建立了农业资本投入与种植土地面积的函数关系模型,见式(1):
式中:Ca——农业资本投入总额,元;
Vi——第i种可变成本,包括每公顷土地所需的种苗、肥料、农药、农膜、水电等的成本,i=1,2,…,n,元/hm2;
Ql——种植土地面积,hm2;
Fj——第j种固定成本,包括采购农业种植所需的农业机械、农业设施等的成本,j=1,2,…,m,元;
n——作为可变成本的农业资本投入物的种类数;
m——作为固定成本的农业资本投入物的种类数。
绿色经济是指以市场为导向、以传统产业经济为基础、以经济与环境的和谐为目的发展起来的一种新的经济形式,是产业经济为适应人类环保与健康需要而产生并表现出来的一种发展状态[2];是指人类要在善待大自然的前提下,以生态文明为经济社会发展的根本价值取向,根本改变浪费资源能源、危害生态环境和人体健康的经济增长方式、生产消费方式和商品流通方式,倡导并实行科学适度和保障卫生安全的生活消费方式,以逐步建立人与自然和谐、发展与资源环境相协调的生态型经济体系的总称[3]。
根据绿色经济的名词表述并结合农业的自身特点,农业绿色经济发展主要应关注以下几个方面。
(1) 提升农业生产要素(包括能源、资源)的使用效率,减少浪费。在农业生产过程中,资源类生产要素包括土地、人力、种苗、肥料、农药等,能源类生产要素包括水、电等。农业生产要素使用的高效化,从某种意义上也代表着能够降低农业生产成本,这对于农业绿色经济发展有着直接的影响。
(2) 减少农业生产过程中的环境污染,保障农业经济绿色、可持续发展。绿色经济发展的一项重要特征就是引入了经济与环境的和谐发展,不能以破坏生态环境为代价来追求经济的快速发展。《“十四五”全国农业绿色发展规划》中提出了绿色是农业的底色,良好生态环境是最普惠的民生福祉、农村最大优势和宝贵财富,加快推进农业绿色发展意义重大。所以,减少环境污染对于农业绿色经济发展极为重要。
(3) 深化农业供给侧改革,提升农业种植效率以及与市场需求的匹配性。2015年12月,中央农村工作会议上提出了要着力加强农业供给侧结构性改革,提高农业供给体系的质量和效率。任何行业的生产、供给应与市场的实际需求相匹配,一味地加大产量、破坏供需平衡,在造成资源、能源浪费的同时,不利于行业经济的有序发展。所以,农业的供给侧改革对于农业绿色经济高质量发展具有指导性意义。
肥料是指以提供植物养分为主要功效的物料,因此肥料被视为农作物的“粮食”,肥料的投入对于现今农业生产是必不可少的。根据原料的性质,肥料一般可分为无机肥料、有机肥料、有机无机肥料、添加微生物菌剂的肥料。有机肥料主要来源于动物或者植物,是经过发酵腐熟的含碳有机物料;无机肥料主要是由提取、物理和/或化学工业方法制成的,标明养分呈无机盐形式的肥料,无机肥料通常称为化肥。有机、无机两类肥料相比较,有机肥料含有高有机质,因其主要来源于动物或植物,所以对土壤环境相对更友好,但其氮、磷、钾养分含量较低;而无机肥料中,作物生长所需的氮、磷、钾养分含量较高。在农业种植过程中,有机肥料和无机肥料往往是配合一同施用的,可以充分发挥两者各自的特点和优势。
水溶肥料是指经过溶解或稀释,用于灌溉施肥、叶面施肥、无土栽培、浸种蘸根等用途的液体或固体肥料。从广义上来说,符合水溶肥料定义的大量元素单质水溶肥料、水溶性复合肥料、含有机物的水溶肥料等都可称为水溶肥料[4]。为了更好地区分、明确水溶肥料,一般将符合各水溶肥料行业标准规定的并在产品包装上明确执行水溶肥料标准的肥料产品称为水溶肥料。如表 2所示,水溶肥料包括大量元素水溶肥料、中量元素水溶肥料、微量元素水溶肥料、含氨基酸水溶肥料、含腐殖酸水溶肥料、有机水溶肥料、含硅水溶肥料等。大量、中量、微量元素水溶肥料以及含硅水溶肥料的主要生产原料为含作物所需养分的无机盐类,所以上述肥料可视为无机肥料;含氨基酸、腐殖酸水溶肥料的主要生产原料包括氨基酸、腐殖酸等有机原料和含作物所需养分的无机盐类,所以可视其为有机无机肥料;有机水溶肥料基本可视为有机肥料。
水溶肥料种类
水溶肥料最早出现在美国,1965年美国就推出了水溶性肥料专利产品[5]。在我国,水溶肥料相较于传统化肥,在业内常被视作新型肥料,其研发于20世纪80年代的中后期,基本与复混肥料同步。我国水溶肥料产业的形成是在2005年,到2007年初,国内肥料企业开始逐步关注全水溶性肥料,并进行了初期的技术研究和产品开发[6]。之后,农业农村部出台了水溶肥料的登记标准和产品标准;2020年9月,农业农村部发布了将复混肥料等七类肥料改为备案管理的有关事项的通知,大量元素水溶肥料、中量元素水溶肥料、微量元素水溶肥料无需在农业农村部登记,改为备案,这项政策的出台缩短了上述水溶肥料产品市场化的周期,加快了水溶肥料的发展。
2009年我国水溶肥料的产量仅为300 kt[7],随着水溶肥料产业的不断发展以及近年来相关国家政策的支持,我国水溶肥料行业进入快速发展期,2020年我国水溶肥料的产量已经增长至5 600 kt,占化肥总产量的10%左右,但与美国的占比40%和以色列的占比90%相比还有较大的差距[8]。
近年来水溶肥料能够不断快速发展,除了相关的国家政策利好以及部分地区对水溶肥料产品的补贴政策外,还与水溶肥料的一些自有属性有关,这也是其不同于其他肥料能够生存和发展的主要原因。
根据水溶肥料的产品特性、施用方法、效果以及实际使用端调研的结果,本文将水溶肥料有别于其他传统肥料的优劣势进行了归纳和分析。
(1) 产品生产。水溶肥料作为农业生产中直接施用的产品,其主要的养分来源还是化肥,除了大量、中量、微量元素水溶肥料外,即使是含腐殖酸/氨基酸的水溶肥料,其主要生产原料也是富含养分的无机盐类。这些水溶肥料为了满足作物生长所需,一般都会包含多种营养元素。从上述角度来看,与水溶肥料相近的对标产品是复合肥料。比较水溶肥料与复合肥料的生产工艺,水溶肥料的生产过程要简单得多,也就意味着更容易产品化。水溶肥料一般为粉状固体或液体,而复合肥料为圆颗粒固体,所以水溶肥料的生产无造粒过程,不需要造粒后的烘干、冷却以及筛分等生产流程,其生产过程主要是原料均匀混合,生产工艺流程大大缩短。此外,因生产流程简单,更容易在水溶肥料中添加一些热敏感的肥料增效剂、生物刺激素等物质,成为功能性肥料产品。
(2) 施用方式。一般水溶肥料产品都需要用水稀释200倍以上再进行施用,基于这一使用特性,可以实现农业生产过程的水肥一体化,简化了农业日常种植过程的工作流程。此外,水溶肥料基本都是全水溶的,在利用农业设施施肥过程中不会出现堵喷头和滴管的现象。水溶肥料与农业设施配合使用,相较于传统的人工施肥,可大大减少农业劳动力的投入需求。
(3) 施用效果。由于水溶肥料基本都是全水溶的,所以肥料溶于水后,更容易随水到达作物根系附近,并与水一起被作物根系吸收。此外,水溶肥料所使用的原料比复合肥料的纯度更高,其中有些原料为工业级产品,纯度高于肥料级,使水溶肥料更易被作物吸收,起到肥料的速效作用,进而提升肥料的利用率。大量研究表明,与传统灌溉施肥相比,水肥同施的肥料利用率可提高30%~50%[9],这也符合我国近年来提出的化肥减施增效的要求。
(1) 产品质量。根据《肥料登记管理办法》,我国大量、中量、微量元素水溶肥料产品采用备案制管理,而其他类别的水溶肥料则采用登记制管理(即产品上市需要肥料登记证),相对于复合肥料的双证(生产许可证、肥料登记证)管理而言,水溶肥料的生产无生产许可证的要求,所以水溶肥料生产企业准入门槛较低,在产品生产上也少了一道管理环节,这是现今市场上水溶肥料产品质量良莠不齐的原因之一。根据2020年江苏省农产品质量检验测试中心完成的641批次肥料检测结果,复合肥料的合格率为93.4%,而水溶肥料的合格率只有40.4%,不及复合肥料的一半[8]。肥料产品作为农业生产必需的生产资料,产品质量直接影响农产品品质,所以应加大对水溶肥料产品质量的控制和监管。
(2) 使用的广泛性。水溶肥料因自身特性,需兑水稀释后再进行喷施或灌施,通常需要配合农业设施、灌溉设备才能发挥其特点,所以水溶肥料在设施相对齐全的大棚中使用较广泛。不同于颗粒状的复合肥料,水溶肥料一般为粉状固体或液体,不适用于人工或机械撒施。如今,生产企业也逐步认识到了水溶肥料的使用局限性,已有不少企业开始进行水溶肥料颗粒化的尝试。
(3) 产品价格。根据微观经济学理论,价格作为核心因素直接影响产品的市场需求和供给,当需求量等于供给量时,即达到了均衡价格。同样,水溶肥料产品的市场价格对于水溶肥料的发展有着重要的影响。在肥料行业内,水溶肥料通常被誉为高端肥料产品,原因是水溶肥料价格通常较高。以大量元素水溶肥料为例,价格通常在6 000元/t以上,甚至超过10 000元/t,而复合肥料价格一般为2 000~4 000元/t,即在含有相同大量元素养分的情况下,水溶肥料的价格基本上是复合肥料的2倍以上,因此水溶肥料的利润率比复合肥料的高得多。在高价位的情况下,通常对肥料投入成本不太敏感的、利润空间较大的经济作物才会施用水溶肥料,而对肥料价格敏感的大田作物或是每亩产值较低的农作物,根本不会使用水溶肥料。
水溶肥料作为大宗农用商品,产品实际市场情况更贴近于垄断竞争市场,所以相较于复合肥料等化肥产品,水溶肥料单位产品的利润比较可观。水溶肥料市场受诸多因素的影响,这些因素可分为内部、外部两个层次,内部层次为市场环境因素,外部层次为宏观环境因素。本文结合Michael Porter五力分析模型以及PESTEL分析模型建立了水溶肥料市场影响因素模型,见图 2。
(1) 供应商(原料)市场。水溶肥料上游的各类原料产品市场保持稳定的价格以及持续有效的供应,是确保水溶肥料市场产品稳定供给的重要因素。目前,水溶肥料原料市场基本稳定,能够确保水溶肥料市场所需原料的正常供应。
(2) 客户市场。客户/消费者市场作为水溶肥料市场的下游使用端,直接影响水溶肥料市场的需求。从营销学角度来说,“有需求就有市场”,所以客户市场对于水溶肥料市场发展具有决定性影响。从目前水溶肥料的产量、消费量发展趋势看,我国水溶肥料客户市场正不断壮大和发展,对水溶肥料市场的发展起到了支撑的作用。
(3) 代替品市场。目前水溶肥料主要的对标产品为复合肥料,相对于传统的复合肥料,水溶肥料常被业内定义为新型肥料,且复合肥料的应用远早于水溶肥料,所以水溶肥料对复合肥料市场的冲击较大。
(4) 潜在竞争市场。从肥料行业来看,潜在竞争市场主要为生物刺激素类产品,但这类产品现在并没有明确的产品标准,主要是作为添加剂、增效剂加入到肥料产品中,并不单独作为一类肥料产品直接销售、使用,所以对水溶肥料市场的影响较小。
(1) 政策因素。政策因素对于一个产品的市场极为重要,有时能直接决定一类产品的生存情况。从我国目前的政策看,水溶肥料基本属于国家支持的产品。我国部分地区对水溶肥料产品有较大的补贴力度,这对于产品市场的发展非常有利。此外,很多国家政策是有利于推动水肥一体化实施的,所以政策因素是有利于水溶肥料市场快速发展的。
(2) 经济因素。国家有关经济结构、产业布局等,对行业、市场的发展具有引领性、指导性作用,也是影响行业市场发展的重要因素之一。从目前水溶肥料市场看,经济因素对水溶肥料市场无负面影响,甚至很多经济政策是有利于水溶肥料市场发展的。
(3) 社会文化因素。社会环境的变化对于行业的发展会产生影响,特别是与民生相关的行业。水溶肥料作为农业生产要素,其市场发展也会受到社会文化因素的影响,如人口数量的变化会影响对农作物的需求,进而影响对农业生产要素的需求。同理,人口结构、饮食结构、饮食文化的变化,都会影响水溶肥料的市场发展。
(4) 技术因素。社会、行业的发展离不开技术的创新和升级,技术的发展有利于提高产品生产效率、优化能源和资源的使用以及降低产品的成本,这对于产品市场的发展非常重要。
(5) 环境因素。我国经济高质量发展的同时非常注重与生态环境的和谐共处,绿色经济发展也因此被广为关注。水溶肥料市场的发展同样也离不开环境因素的影响,很多污染物排放超标的肥料企业都已被责令停业整改。相对于复合肥料,水溶肥料的单位产品能耗及污染物排放要少得多,所以更贴合绿色经济发展的要求。因此,环境因素对水溶肥料市场的发展更为有利。
(6) 法律因素。法律是社会活动有序开展的保障及底线,任何产品市场的发展都必须遵守相关法律要求。有些法律的颁布、修订对于相关行业具有重要影响,水溶肥料市场的发展同样受到了各相关法律法规的影响。
通过对上述影响水溶肥料市场各因素的分析可以看出,目前是非常有利于水溶肥料市场整体发展的,与近年来水溶肥料产量不断增长的客观情况相互印证。
此外,根据表 3中历年水溶肥料的产量数据[7-8],并假设水溶肥料市场各影响因素不出现大的变化,本文对水溶肥料产量变化情况建立了相关的趋势分析模型。
我国水溶肥料产量变化情况
年份 | 产量/kt | 环比增速/% | 年份 | 产量/kt | 环比增速/% | |
2009 | 300 | 2013 | 2 790 | 21.3 | ||
2010 | 600 | 100.0 | 2014 | 3 100 | 11.1 | |
2011 | 1 590 | 165.0 | 2015 | 3 700 | 19.4 | |
2012 | 2 300 | 44.7 | 2020 | 5 600 |
基于2009—2015年的数据进行产量趋势回归分析,见图 3。
从图 3可以看出:以2015年前的数据预测2020年的水溶肥料产量约为5 000 kt,与2020年实际产量5 600 kt略有差距。将2020年的水溶肥料产量数据加入产量趋势回归分析中,得到的回归方程及拟合曲线见图 4,R2>0.99,拟合效果较好。
由图 4可知,预计2025年我国水溶肥料的产量将超过6 000 kt,假设水溶肥料的平均价格为10 000元/t,2025年水溶肥料市场的产值将达到600亿元以上。
根据农业绿色经济发展所注重和关心的内容,结合水溶肥料自身的特点和优势,本文对水溶肥料有助于农业绿色经济发展的作用进行了分析和概述。
提升农资投入品的使用效率、减少浪费是农业绿色经济发展的重要部分。肥料特别是化肥,作为农业生产过程中必备的生产要素,近年来国家一直要求减施增效,提高化肥的利用率。国务院印发的《“十四五”节能减排综合工作方案》中就提出了到2025年主要农作物化肥、农药利用率均要达到43%以上,这是宏观角度上国家对化肥使用效果的要求。从微观角度考虑,提升肥料利用率,即代表了在总养分需求量不变的情况下,可以减少肥料的使用量,农业种植主体可以减少在肥料方面的投入成本,具有经济性意义。根据研究,与传统灌溉施肥相比,水肥同施的水溶肥肥料利用率可提高30%~50%,甚至有些情况下其利用效率比传统肥料高一倍[7, 9]。水溶肥料的使用,有助于提升生产原料资源的利用效率,有益于农业绿色经济发展。
根据大量研究,业内已基本明确了水溶肥料比传统化肥具有更高的肥料养分利用率,在肥料利用率提高的条件下,可以减施肥料,保持作物养分吸收总量不变,从而减少养分的浪费和流失。此外,在化肥养分流失的过程中,氮和磷的化合物会溶入水体,出现氮素和磷素的富集,产生富营养化,破坏原有水体环境,造成严重的水体污染。化肥污染是一种面源污染,水溶肥料的施用可以减少养分的流失,进而减少富营养化的污染。
能耗以及污染物排放是绿色经济发展过程中非常重要的两个方面。《中国制造2025》将“全面推行绿色制造”作为九大战略任务之一,并提出“制定绿色产品、绿色工厂、绿色园区、绿色企业标准体系,开展绿色评价”。目前,我国各行各业都已逐步开展绿色工厂和绿色产品的创建。在绿色工厂和绿色产品相关标准的制定中,能耗以及污染物排放情况都是必须考虑的内容。水溶肥料的生产工艺流程比传统复合肥料的简单很多,水溶肥料生产过程中的能耗远小于复合肥料的;水溶肥料生产过程中由于无烘干和冷却流程,对热能的需求也远小于复合肥料的,只有部分液体水溶肥料的生产过程对于液体物料的加热存在一定的需求;此外,由于水溶肥料生产过程中的排风量大幅减少,且不存在使用氨气或尿素受热分解的情况,生产过程中的气体污染物排放量也大幅减少。按照现行国家标准《温室气体排放核算与报告要求第10部分:化工生产企业》(GB/T 32151.10—2015)中的温室气体核算方法,水溶肥料由于电能、热能使用量较少,其单位产品碳排放也会低于传统复合肥料的,从产品生产角度考虑,更符合绿色、低碳发展的要求。
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