再论我国氮肥工业应该启动大手笔——探讨液氨直接施肥能否成为我国氮肥工业发展的新亮点

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(1.中国寰球工程公司，北京 100029；2.石油和化学工业规划院，北京 100013)

1 重启液氨施肥的建议

我国的GDP已在2010年超过日本，成为世界上第二大经济体，国际货币基金组织(IMF)将我国在其组织中的投票权配额提升至6.19%，仅次于美国、日本，跃升为IMF的第三大股东。同时，世界舆论要求我国加重世界责任，促使笔者(伍宏业，李志坚)想起我国应承担更多的全球节能减排义务，而我国人多地少，增产粮食靠大量增施氮肥，每年消耗的能量约占全国总能耗的3.29%，十分巨大。查看美国近30年来所用氮肥品种，均以液体氮肥(液氨及氮溶液)为主，约占其所用氮肥总量的60%～65%；液氨与氮溶液(尿素硝铵溶液)约各占一半[1]。

因而于2011年发表了一篇《我国氮肥工业应该启动大手笔——施用液体氮肥 实现粮食增产与节能》的文章[2]，呼吁根据我国上世纪80年代在北京、新疆两地大面积的农田液氨直接施肥试验的经验，结合美国大量使用液体氮肥的实例，建议改变氮肥品种以节约能耗增产粮食，减少污染。

文章发表后呈原化工部领导审阅，原潘连生副部长曾经主持过原化工部在新疆的液氨直接施肥事宜，支持此事，2012年3月就由潘副部长领衔写成《大力推广使用液体氮肥以节约能源和提高化肥利用率的建议》上报[3，4]，并设法得到了温家宝总理及李克强副总理的批示：请发改委、工信部、农业部研究参考。工信部石化化工处薛健处长于2012年4月10日召集原建议人施增琦、伍宏业，以及韩红梅(石油和化工规划院)、马明燕(中国寰球工程公司)、高力(氮肥协会)等，传达了发改委关于贯彻温总理等的批示，及发改委对工信部、农业部的工作分工，并听取了与会人员的建议：希望从恢复原有工作基础的北京、新疆两地液氨直接施肥开始，来启动全国的液氨施肥推广工作等。中国寰球工程公司因原属化工部时，即作为化工部经济技术委员会化肥组的挂靠单位，参加过推动北京、新疆两地液氨施肥工作，现虽隶属于中石油集团，但现任领导表示仍愿意继续从事此项工作，因而派出马明燕任主编，承担了为继续宣传以液氨直接施肥为主要内容的《液体氮肥简报》(内刊；不定期发行)的编辑出版工作[4]，以期推动我国的以液氨直接施肥为主的液体氮肥使用工作。

2 《液体氮肥简报》出刊情况

《液体氮肥简报》自2012年4月出刊第一期以来，在一年多的时间内，已经出刊了四期；每期印刷50份以上，送发改委、工信部、农业部、新疆政协经济委员会、新疆生产建设兵团、中石油、中国农科院、北京农科院植物营养所、石油和化工规划院等与推动我国液氨直接施肥工作有关的单位及专家。一年多来，已凝聚起一批以《液氨直接施肥》一书原主编冯元琦、张鑫为主，以及文克孝、伍宏业、林葆、黄德明、孙伯昌、 李志坚等新老专家的队伍，撰稿宣传，出谋划策，为推动我国液氨施肥凝聚各方共识，起到了很好的作用。上述四期简报先后报道了以下内容。

(1)潘副部长领衔上报建议的主要内容，即液氨直接施肥有节能、提高化肥利用率、降低污染、增产粮食四大好处，美国早有成熟经验。我国现在国力强盛，已有条件实施[3，4]，且上世纪80～90年代，在北京、新疆两地大面积田间试验成功，建议将推广使用液体氮肥列入国家的农业发展纲要和化肥产业升级改造的规划中。并附有温家宝总理及李克强副总理的批示。

(2)率先报道了原新疆兵团农八师等以该课题获得1992年全国科技进步三奖时对液氨直接施肥答辩的详细材料：弄清了液氨施肥增产机理，对各种农作物可增产5%～15%，且建成了年可施肥50万亩的液氨施肥站。后又报道了新疆兵团拟在农八师所在地石河子筹建专供农用液氨的30 kt/a液氨工厂未能建成的经过。

(3)简报编辑组组织有关专家拜访了中国植物营养与肥料学会理事长白由路等，就拟推动恢复新疆液氨施肥工作征求农业专家意见，与农业专家林葆、李家康、黄德明、高祥照等进行座谈。白理事长表示，液体氮肥是先进的，如今要在新疆恢复施用，要与当前新疆的滴灌施肥技术结合；且说液氨直接施肥，既可节能又可增产，可否设法给予农业部的补贴，以利推广。林葆专家指出，液氨直接施肥符合农业部“高浓、长效、复合、液体”的八字方针。黄德明专家指出，液氨施肥可杀死暖棚中的线虫，对农业有益。高祥照处长指出，山东土壤多为酸性，且有大量暖棚种植，可以试验并推广。以及许多支持此一工作的建议。

(4)发表了30多年前伍宏业、徐世照奉派于1981年1月在英国伦敦参加英国“Nifrogen”杂志主办的第四届氮肥技术国际年会后，应邀参观伦敦附近哈本顿的著名的罗塞斯特试验站(Rothamsted Experimental Station)的资料[5]。当时该站即已成立了七十多年，是英国一个从事施肥理论实践综合研究的单位，访问时即遇到好几位国内农业系统在此进修的专业人士；它是英国最大的从事各种施肥方法、肥效、生物化学的综合研究中心，全站共分生物化学、土壤及作物养分学、土壤微生物学、作物病理学等12个分部，共有职工八百人，其中从事研究的科学工程人员五百人，各分部负责人及不少研究员均有博士学位，其直接使用的试验田共4 950亩，在该站站内即见到许多一平方米见方的小型试验田块，在进行不同化肥比例及厩肥与化肥配合的各种小型肥效试验。据介绍，该站从一开始即强调并重视田间实效试验。接待我们的是J.Ashworth博士，其工作室进门处墙上即挂着绿色工程体标出的大幅的氮肥施入土壤后的动态变化机理示意图(图1)。J.Ashworth博士告诉我们，氮肥施肥方法及氮肥增效剂等研究工作的重点，是求得(土壤中)硝化细菌作用速度与农作物吸收氮素养分的速度相配合，尽量减少脱氮细菌的作用，以提高氮肥利用率，这份大型挂图即为警示研究所同仁注意自己工作重点而设立。博士还告诉我们，当土壤温度低于5.6 ℃(42 ℉)时，土壤中硝化细菌是不活泼的，所以液氨及氨水在冬季可作基肥施入土壤，等到来年春天发生作用，以利农事安排。

图1 氮肥施入土壤后的动态变化机理

(5)发表了由新疆政协经委办公室张瑞同志组稿，新疆农科院土肥所冯耀祖、孙宁川专家执笔的《新疆发展液氨直接施肥的可行性调查》一文[6]，提出新疆现有的大型氮肥厂可提供液氨。石河子地区在上世纪80年代中后期曾大规模进行过液氨直接施肥，为兵团各农场所接受，现仍有民营液氨直接施肥企业在为农业服务(但供应量很少)。在新形势下，应尽快成立滴灌液氨施肥技术研究项目，作为滴灌液氨直接施肥技术推广应用的技术支撑。

(6)在此期间，简报编辑组同仁并向原化工部部长秦仲达作了汇报，他表示大力支持。原化工部化肥司总工冯元琦在简报上汇总发表了我国液氨肥料的技术数据，并在其他刊物上介绍了美国总长度为4378km的液氨管道运输系统，还提出了我国推广液氨和氮溶液施用的建议[7]。

(7)报导了《参考消息》2013年3月3日第8版所载《滥施化肥加剧中国氮污染》一文中引自《科学美国人》月刊网站2月27日报导中指出的内容[8]，中国的雾霾中很大一部分是悬浮在空气中的含氮化合物颗粒，氮氧化合物成为光化学烟雾和破坏臭氧的组成部分，是PM2.5的重要组成部分。N2O在大气中的半衰期超过100 a，即使我们现在就减排N2O，仍然要在未来几代人的时间里付出代价。此文体现了Ashworth博士办公室墙上氮肥施入土壤后的动态变化机理示意图所昭示的内容，即流失在土壤中的氮肥经脱氮细菌作用生成的N2O，是构成我国大气雾霾的组成部分，且将长期存在，影响空气质量。这就提醒我们，靠大量增施氮肥增产粮食，必须十分关注氮肥的肥效问题。N2O的半衰期超过100 a，影响子孙后代，我们必须十分重视此一问题。

其后，孙伯昌高工从新疆来信告知：新疆化肥厂已在乌鲁木齐市东约40 km处单独建成了一个以焦炉气为原料年产100 kt液氨的工厂，新疆发展液氨直接施肥的氨源似已有了着落。根据他的调查，在新疆奇台、石河子、奎屯一线，目前仍有进行100～300万亩/年液氨直接施肥的可能性。在北京，市农科院植物营养所在首批液氨获得支持的条件下，已开始液氨直接施肥的试验研究工作，在暖棚直接施用液氨。

3 简报编辑组最近准备向农业部有关司局汇报的内容

根据一年多来《液体氮肥简报》的出刊发行，及与新疆、北京两地相关部门的联系交流，简报编辑组于2013年8月23日在石油和化工规划院召开了有伍宏业、李志坚、黄德明、刘宝存(北京植营所所长)等专家参与的讨论会，一起研究了近一年多的出版发行、联系工作，认为目前已有条件按照温家宝总理的批示，正式向农业部有关司局汇报，寻求在农业部的支持下，正式启动恢复新疆、北京两地的液氨直接施肥工作。并提出了拟汇报的内容，具体如下。

(1)自2012年3月10日经温家宝总理批示后的一年多时间，寰球工程公司编辑组已出版了四期《液体氮肥简报》，以宣传液氨直接施肥为主要内容，并已在部分农业及化工专家中取得共识，可先恢复北京及新疆两地的液氨直接施肥。北京市农科院植物营养所在取得首批液氨供应的条件下，已在北京开始进行暖棚试验研究工作。新疆地区亦已作了酝酿，有条件开展较大规模的液氨直接施肥工作。希望农业部有关司局能正式下文，支持北京、新疆两地恢复液氨直接施肥工作，指定负责单位，批准课题，给予经费支持。并进一步考虑可否将农用液氨正式作为我国新的氮肥品种，以便取得国家优惠政策支持(如新建氨厂与液氨施肥设施时的优惠贷款，产品农用液氨减免税收等)，利于推动此项工作。

(2)液氨直接施肥，经示踪原子测定，可提高氮肥利用率5个百分点[2]。我国地少人多，当前粮食增产只能靠增施氮肥等，氮的利用率已从上世纪的30%～40%下降到现在的26%～28%。液氨施肥既可增产粮食，又可减少污染，且可节约氮肥生产能耗的20%～30%，应请农业部制订鼓励农户采用液氨直接施肥的奖励政策，以利推广。我国氮肥每年的使用量很大，2010年即已达45.211 Mt N(折纯)，早已是世界第一；它消耗了全国总能量的3.29%，十分巨大。故应考虑建立像英国伦敦附近的罗塞斯特试验站那样强而有力的液体氮肥施肥研究机构，加强理论研究以提高氮肥利用率，降低我国的能耗及减少环境污染。例如前文中所述的N2O造成大气雾霾的问题，应该研究明白是否确实存在。这是关系子孙后代的大问题。

(3)液氨直接施肥的实施。首先取决于农业系统的决定及筹划。当今大小氮肥厂均已建生产固体氮肥尿素、碳铵等的装置，在此情况下要转化成大量供应农用液氨，亦需化工系统的筹划及必要的政策支持，故是否应在适当时期由农业部促进召开有新老化工、农业专家参加的座谈会，共同探讨加速发展我国液氨直接施肥的工作，及如何能使现有生产尿素等的大型氮肥厂，增加生产农用液氨这一价廉而肥效较尿素为高的新氮肥品种的问题等。

(4)鉴于液氨直接施肥技术成熟，美国在上世纪60年代，液氨直接施肥即占其氮肥用量的30%左右[1，2]，且在全国建有了3条液氨输送管道，总长4 378 km[7]。我国在新疆、北京等地也有每年直接施用液氨30～50万亩的经验。当前我国经济实力雄厚，中央亦提出要注意发展实体经济，以提升我国的综合国力，液氨直接施肥能够较大幅度提高氮肥利用率，且技术成熟可靠。在恢复北京、新疆两地液氨直接施肥，进一步验证其经济效益后，是否可考虑在全国有步骤地推广液氨直接施肥，逐步规划各地区的液氨直接施肥面积，筹划建立农用液氨供应的贮运系统，考虑全国逐步铺设液氨输送管线，生产液氨直接施肥机具等，以期作为拉动国民经济发展的一个新亮点。希望通过几个五年计划的努力，能对我国氮肥生产的节能、增加粮食产量、减少氮污染等方面，作出一定的贡献。是否有此可能，亦应就此请教于各农业、化工专家。

参考文献：

[1]SRI，Chemical Economic Handbook.1998～2007.

[2]伍宏业，李志坚. 我国氮肥工业应该启动大手笔——施用液体氮肥 实现粮食增产与节能[J]. 化工设计通讯，2011，37(2)：1～6.

[3]伍宏业，冯元琦，李志坚. 我国多生产和使用液体氮肥的时机已到[J].化学工业，2012，30(4)：5～7.

[4]中国寰球工程公司工艺部编[J].液体氮肥简报(内部刊物)，第一期，2012-04.

[5]1981年赴英考察使用液体氮肥资料及当今启示[J].液体氮肥简报(内部刊物)，第三期，2013-03.

[6]冯耀祖，孙宁川.新疆发展液氨施肥的可行性调查[J].液体氮肥简报(内部刊物)，第四期，2013-07.

[7]冯元琦.关于我国推广液氨和氮溶液肥料之管窥[J].化肥设计，2012，51(5)：1～5.

[8]Massive Nitrogen Pullution Accompanies China’s Growth. SCINTIC AMERICANTM，February 27，2013.