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印度和亚洲地区灌溉施肥发展趋势

发布日期:2018-06-16   来源:NAI中文版 

微灌:印度缺水带动的新兴技术

JAIN灌溉系统公司高级副总裁兼首席农艺师P.Soman博士虽然因航班问题未能从非洲及时赶来参加本次会议,不过,他针对自己原本要做的报告,特地为 New Ag International 的读者撰写了一篇总结。

印度农业深受当地气候制约,要实现2050年粮食产量达到4.94亿吨的目标,灌溉农田的面积必须要由当前的7900万公顷增加至1.46亿公顷。但是,由于水资源有限,这一目标根本无法实现。我们不能仅仅通过增加种植面积来增加产量,2010至2050年间,种植面积的增加空间仅有200万公顷。

因此,唯一的解决方案就是找到节水灌溉的方法。这里要顺便说一句,滴灌技术能够更好地满足这一需求。

在印度,近些年微灌技术是一种受需求推动而逐渐新兴的技术。到目前为止,微灌技术进入印度已超过25年。2014年,印度微灌覆盖面积为750万公顷(滴灌和喷灌分别占320万和430万公顷)。这期间,微灌意识水平突飞猛进。不过,微灌技术的普及范围仅限于马哈拉施特拉、安得拉邦、古吉拉特邦、泰米尔纳德邦、卡纳塔克邦、中央邦和拉贾斯坦等几个邦。印度北部和东北部诸邦还都仍未纳入微灌的宏图之中。在哈里亚纳邦和旁遮普邦,人们在慢慢地采用沟槽灌溉法。

印度共有2780万公顷土地具有适用滴灌技术的潜力。这包括水果、蔬菜、甘蔗、棉花、烟草、香料、茶、咖啡、橡胶、椰子和花卉作物等。将来随着现代种植方式的应用,将有更多作物适合采用滴灌和喷灌方法。

例如,正在针对豆科作物(尤其是木豆)开展的试验就取得了积极的成果。此类灌溉方法还正在小麦和玉米等主要谷物作物中应用。而水稻作为最后一种待应用的品种,滴灌和灌溉施肥技术也已得到成功使用(Soman,2010年)。

目前,在有潜力采用滴灌技术的农田中仅有58%属于灌溉田。雨水收集和田间集水塘方案要优先在当前靠天吃饭的地区应用,同时在滴灌地区加以使用。

同样的,印度有3870万公顷农田适合采用喷灌。

滴灌施肥技术催生作物种植组合

滴灌的想法不仅仅指塑料管以及水管上所安装的金属或塑料过滤器。运用滴灌技术时,既要全面地掌握作物在不同发育阶段的生理特性,又要了解作物对水和肥料这些主要农资的需求。滴灌的实体组成部分为实现这两者的结合提供了一套有效的工具。充分地了解土壤、气候、作物及其各个生长阶段对于充分发挥这一技术的优势至关重要。使用滴灌技术应能够取得低投入、高产出的效果。因此,这种灌溉技术能够以一种更具可持续性的方式,影响作物的生产率和产量。

Jain公司的灌溉经营模式中特别注意对用户/农民进行指导,以增强其成功运用滴灌/喷灌技术的能力。考虑到印度每户土地面积较小而且位置较为偏远,因此,适合用户需求的微灌技术也是一个非常关键的因素。Soman博士介绍称,“我们必须以‘眼见为实’的方法,通过田间演示,让农民看到微灌技术的用途和好处。”在作物种植组合中还有一项重要的干预措施,那就是让一次安装的滴灌系统满足一年多种作物轮作的需求。这种想法就是实体系统不是专门用于一种作物,而是可通过更改灌溉和灌施施肥计划,支持一系列的轮作作物,帮助农民每年种植两季或三季作物。通过选用高价值作物、优质种子/籽苗以及灌溉施肥技术,加上对农民进行培训和技术支持,有助于在极短的时间内实现这一目标。

微灌和灌溉施肥技术另一个极具影响力的干预项目就是精准农业项目。泰米尔纳德邦最先引入了此类项目,并在生产率、收入甚至创业方面打破了多项纪录。引入该项目的地区降雨时间极短,而且农季长短完全取决于稀缺的水资源的可用性。最终,Jain灌溉公司针对香蕉种植成功开发了一套覆盖培养育苗+滴灌+灌溉施肥+再生管理的高技术组合,并在印度多个地区成功普及。

政府在微灌技术普及中扮演着重要角色

在印度,中央政府和多数邦政府的政策是支持性的。对于目前落后的各邦,应鼓励其参与于国家计划。他们重点应为延长政府支持、通过培训和推广的方式培养农民的意识,以及由职权分明的独立执行机构来实施微灌计划。

未来:滴灌和灌溉施肥技术将在谷类作物中得到应用

目前,已有45种作物证实可以很好地使用此类技术。因此,除了受国家投资能力的约束外,普及滴灌技术不存在其他障碍。每种作物都有适合其特性的微灌技术可以使用。据估计,在未来十年内该技术的使用量有望每年增长30-40%。推广该技术时应以农民为中心,而且技术提供商作为解决方案提供方,应考虑到所有用水者的整体利益。

要在水稻和小麦等重要谷类作物中大规模引进此项技术,需要一个漫长的调整和普及过程。Jain灌溉公司已使用滴灌和灌溉施肥技术成功种植水稻和小麦8年之久。在试验中,这两种作物分别取得了产量提高25-45%,节水50至60% 的出色效果。这一项目还向多个邦的农民展示了这一技术,已有农民开始接受这项技术。Soman博士最后总结说,这显然会成为这种技术应用的未来。

印度的未来:采用了滴灌与灌溉施肥的水稻

Soman 博士,Jain 灌溉公司副总裁:“要在水稻和小麦等重要谷类作物中引入此项技术,需要一个漫长的调整和普及过程。”

印度将成为水溶肥和其他特种肥的领先消费国

“印度的特种肥市场已由20年前的不足500万美元扩张至2014-15年的5.5亿美元,规模增加了数倍。这种扩张规模的取得显然不是一夜之间。这是印度整个行业与强大的农艺支持以及善于接受新事物的印度农民共同努力的结果。”这些话引自Raza Soomar,RNZ International总裁兼CEO的印度会议开幕发言。

印度被认为是带动全球未来发展的引擎。在未来几年印度预计可保持9%的增长速率,GDP有望于2020年超过日本。不断增长的收入以及城镇化将会刺激电力、道路、电信等行业基建设施的投资。强劲的 GDP 增长速度预计会带来人均收入的显著增长,并实现由低收入国家向中等或中高收入国家的巨大转变。

在2015年2月底公布的最新预算中已经透露出这一讯息:印度政府已经承诺在基建设施投入117亿美元,涉及高速公路、桥梁、公路、铁路、港口等多个领域。在农业方面,已经向各短期和长期信贷基金拨付100亿美元,这将大大增加农业资金的可用度。微灌技术作为优先发展项目,已另外获得了高达8.83亿美元的滴灌设备补贴。

尽管随着城镇化和工业化的推进,净播种面积会有所降低,然而,预计农业仍可保持4.3%的平均增长速率。这一数字只是保守估计,随着灌溉设施以及仓储和冷库等农业基建设施的投入,增速还会有所提高。尽管农业保持近4.3%的年增长速率,但是到2020年,农业在GDP总量中所占份额预计将由2011年的14.4% 降低至9.2%。

印度是一个农业大国,以不足2.5%耕地养活了世界17.5%的人口。印度农村人口超过6.15亿,农业仍是重要的就业和谋生手段。在粮食与发展需求上,印度的人口给土地以及其他资源都带来了沉重的压力。人口膨胀加上收入的大幅增长,将会导致印度每年粮食需求量增加250万吨。此外,印度的饮食结构也在发生改变,正由以粮食为主向果蔬、牛奶以及肉类转变。

由于耕地面积以及牲畜数量的增长空间非常有限,因此,将来谷物和非谷物农产品产量要实现增长,就必须提高生产率。为了满足202 年的预期需求,除了继续使用传统肥料外,印度还要使用更多的特种肥。

印度是尿素、DAP、NP/NPK或MOP以及SSP等各种传统肥料的主要市场。不过,特种肥已经蓄势待发。印度政府已经认识到了这一需求,并于2003年在印度FCO中单独添加了水溶肥 (WSF) 产品类别。目前,印度共将水溶肥分成16个等级。印度市场上有以下几种特种肥:

• 水溶肥 (WSF) – 16%市场额

• 作物/田地专用定制肥 - 2%市场份额

• 缓释肥和控释肥(包膜肥)–63%市场额,主要是包覆了印楝的尿素

• 生物刺激素-19% 市场额,包括腐殖质、复合有机质、有益化学元素、无机盐(包括磷酸盐)、海藻提取物、甲壳素和壳聚糖衍生物、抗蒸腾剂、游离氨基酸和其他含氮物质。

印度早在1906年就开始生产和使用传统肥料,但水溶肥只到最近20年才开始使用。在这20年里,水溶肥市场快速发展,2014至2015年市场量已达到150,000公吨,平均年增长率15-20%。

图 1:印度水溶肥市场的发展趋势(单位:千公吨)

图 2:印度各类水溶肥产品的发展情况

水将会成为关键的推动因素。政府对微灌的支持和补贴也将会提高水溶肥通过灌溉施肥的使用量。在未来几年,预计微灌市场将会成倍增长。

随着饮食习惯的转变,果蔬作物种植正在快速发展。水溶肥作为作物各个阶段的叶施肥,用量在持续增长,而且还可与农药一起使用。水溶肥在农产品的产量、质量和保质期方面都为作物带来更高价值。随着印度政府计划将印度打造成领先的果蔬产品出口商,相信水溶肥市场的腾飞已为时不远。

当然,印度也存在一些瓶颈问题,例如新产品的注册以及上市手续过于繁琐耗时。生物刺激素尚未通过认可,尚需按照各种不相关的类别进口。而对传统化肥的大力补贴也影响了更为高效的特种肥的发展。

在印度,特种肥在肥料总用量中所占比例不足1%。这意味着这一行业拥有巨大的发展潜力。不过,政府对微灌技术提供信贷计划以及补贴,还有很长的路要走。而一些私营企业从基础做起,通过在合适的时机,借助合适数量的合适产品所开展的特种肥发展计划也会将特种肥推到新的发展水平。这一征程才刚刚开始……

Raza Soomar,RNZ 公司总裁:“随着政府计划将印度打造成领先的果蔬产品出口商,相信距离水溶肥市场的腾飞已为时不远。”

亚太其他地区的灌溉施肥和水溶肥市场:中国占据领先地位,还有一些其他小型利基市场

SQM 公司亚太地区销售总监 Olaf Rietveld 在印度会议的开幕辞中讲到,缺水是亚太地区主要发展趋势的定调因素。

不过亚太地区的不同国家之间,水溶肥的使用量和水肥一体化技术存在很大差异。

在澳大利亚、新西兰和日本,高科技温室是灌溉施肥技术的主要应用阵地。滴灌设备的技术主要来自荷兰、以色列和美国。单一液肥的市场份额远超复合肥。消费者以及出口产品对质量的高要求推动着新技术的发展(杏仁、蔬菜和水果)。

泰国的种植面积共计2100万公顷,灌溉面积945万公顷(45%)。其中,灌溉施肥或微灌面积为10万公顷(不到灌溉总面积的1%)。在微灌中,滴灌占80%,大型喷灌机和喷灌系统占20%。温室和滴灌技术主要引自以色列、荷兰和中国。

在马来西亚,高科技主要集中在水果和蔬菜产区金巴伦高原。地区出口是主要动力。在该地区,保护种植作物主要栽培于配备滴灌技术的塑料大棚/多跨塑料温室内。当地农民主要使用单质水溶肥。由于缺乏回收技术,这些肥料会对地下水造成严重污染。

在韩国,微灌技术主要是基于荷兰的经验,并且具有经济高效的特点。主要高科技作物包括:西红柿、黄瓜、青椒、草莓、玫瑰和菊花。日本属于主要的出口市场。消费者是技术的主要推动因素。大多数作物都采用了微灌技术,灌溉施肥中所采用的肥料既有单质水溶肥,又有复合肥。

在中国,虽然市场每年都在不断壮大,但是,灌溉和灌溉施肥方面的技术和知识都比较落后,且明显存在基建设施的过度使用。因此,农作效率和利润率都较低。人们对经济作物需求量的增加将成为解决这些问题的主要推动因素,此外,中国还需要找寻新的种植技术。

•农业创新在五年计划中专门提及。此外,还专门提到了节水、提高亩产量以及增加农民的收入。

•现在,已允许农民转租土地。这会激发大规模农业种植。此外,该政策还有助于推动灌溉施肥的普及以及增加水溶肥的使用量。

•有些作物的种植(如土豆、香蕉和棉花)已经给农民带来更多收入:在棉花、土豆和香蕉种植领域,正在实现向特种肥(单质水溶肥)的快速转变。按照作物生长阶段或作物类型在温室作物中使用水溶性复合肥。新疆已有多项叶施肥产品试验项目。

Olaf Rietveld,SQM 公司亚太地区销售总监:“缺水是亚太(AP)地区主要发展趋势的定调因素。”

亚太区微量营养素市场:前景光明

金正大公司技术总监Kevin Moran博士在印度会议的报告中指出,要实现最佳产量和质量,作物不仅需要氮、磷、钾,还需要充足数量的钙、镁、硫等辅助营养素,以及六种主要的微量营养素硼、铜、铁、锰、钼和锌。

在“绿色革命”期间,人们通过施用氮肥创造了产量猛增的奇迹,但同时也导致土壤中的辅助营养素尤其是微量元素的逐渐耗竭,虽然作物对后者的需求量相对较低,

在亚太地区,很多地方的土壤都非常脆弱,因此这种所谓的“营养素淘空”现象尤其严重,从下面的表1可以看出,在“绿色革命”期间及结束以后的时期内,越来越多的营养素被逐渐淘空。

表 1 微量营养素

如果不施用营养均衡的肥料来补充各种关键营养素,土壤最终会退化并变为无用之地。

在一些微量营养素达到警告水平的地区,已经出现了这一情况。这些地区需要借助均衡的施肥计划(包含微量元素)重新对土壤进行修复以恢复农业生产。

此外,土壤中重要微量营养素含量不足还会导致产出的粮食作物微量元素也过低,这会影响人类和牲畜的健康,对于各种主粮和饲料尤其如此。

最近几十年,人们还发现作物在施用氮后增产开始降低,尤其是亚太地区的水稻和小麦,经过研究,人们已将这一现象的元凶确定为当地的常规施肥计划中完全不含微量元素。

作物对氮使用效率(NUE)的降低会让氮流失到环境之中,这会导致地下水、河流和湖泊污染,或是以温室气体(如氨气)的形式挥发到大气之中。

有大量数据已经证实,施用微量营养素可以大大提高氮使用效率。

此外,包含微量营养素的均衡施肥计划还可改善作物的用水效率(WUE)。

氮使用效率与用水效率之间的紧密关系在全球各地都是促进灌溉施肥技术发展和壮大的重要推动因素,而在高效灌溉设备以及相关新技术日益普及的亚太地区更是如此。

微量营养素由于在增强肥料使用效率、提高作物产量和质量以及降低环境影响中发挥着重要作用,因此,全球含有微量营养素的产品都在快速发展和扩张也就不足为奇了。而亚太地区发展势头则最为强劲。

微量营养素的传统土壤施用方法主要为单独施用以及与复合肥一起施用(后者越发普及),这种方法极有可能还会继续得以使用,不过,将来肥料产品及其施用方法会变得越来越复杂。

当然,说到微量元素人们自然会想到叶面施用,而且最近几十年里,此类产品的种类和用途(包括种子处理和肥料包膜)都有显著增加。

叶面施肥已经开始在全球市场中崭露头角,不过,亚太地区发展速度较为缓慢。但是,随着当地高价值作物种植面积的增加,叶面施肥市场最近几年可能会出现快速增长。

上面所提到的灌溉施肥的普及将会成为推动(真正的)螯合微量营养素需求增长的最重要因素(使用 EDTA、DTP 以及更先进的生物降解物,例如 IDHA 和GLDA 形态),因为只有此类产品能够与所使用的高浓度溶液相匹配。

如果我们近观亚太地区,会发现该市场的未来发展态势良好,但各种微量营养素施用方法所占的份额不会发生太大变化,其中,大多数微量营养素都会被添加到越来越多的化合肥料中一起使用,例如单质SSP、水溶肥以及缓释肥和控制肥之中。

亚太地区所使用的微量营养素的市场份额见图 1 所示。

图 1 微量营养素

在未来几年,随着亚太地区农民意识的进步,叶施肥和真正的螯合微量营养素产品将会迎来快速发展。其中,亚太地区微量营养素拥有强劲的发展动力和极为光明的前景,这一点绝对确信无疑。

Kevin Moran 博士,金正大公司技术总监:“叶面施肥已经开始在全球市场中崭露头角,不过,亚太地区目前发展速度较为缓慢。”


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