1840年是现代植物营养与肥料的创始年，李比希创立的“矿质营养学说”领导了全世界植物营养与肥料的研究与应用，为人类的发展作出了巨大贡献，仅氮肥一项就被后人评价为“养活了地球上48%的人口”。“矿质营养学说”至今还被认为是现代农业的三大理论基础之一。但是，随着人们对植物营养与肥料学科研究的深入，以及我国肥料产业的不断发展，现代农业所面临的形势发生了较大的变化，所以我们不得不从另一个角度思考与研究植物营养与肥料学科所面临的新问题与解决途径。
一、植物营养与肥料学科面临的挑战
1.施肥目标发生了变化
新中国成立后至1980年，我国遇到的最大问题是粮食供应紧缺，当时人均粮食年占有量低于350公斤，甚至还出现了人均粮食长时间不足300公斤的情况。所以，提高土壤肥力和作物产量成为农业生产的重要任务，主要手段是积极研制有机肥料，充分利用有机养分。这一时期，土壤肥料科技工作者进行了大量的提高肥料利用率的研究，此阶段研究的目的是提高作物产量，减少肥料浪费，防止其影响作物产量的提高。
2.肥料供需环境发生了变化
新中国成立之初，我国化肥年产量仅0.6万吨，农业生产所需的养分主要由有机肥料提供，此后我国进行了大规模化学肥料基础工业建设。20世纪70年代建成了一批以合成氨为基础的碳酸氢铵工厂，缓解了我国化肥不足的局面，农业化肥用量也大幅度增加。到2000年，我国化肥工业自足的局面已经形成。从1980年至2000年，我国化学肥料替代有机肥料的现象日趋增多，有机肥料用量减少，化肥用量开始增加。
2004年，我国化肥的生产量首次超过肥料的施用量。2010年以后，由于我国化肥工业产能过剩，化肥产业的竞争几乎白热化，每年中央电视台上的化肥广告数量几乎占广告总数量的三分之一。至此，我国化学肥料的产销平衡彻底由卖方市场转向了买方市场。特别是2015年农业部提出“化肥农药零增长行动方案”以后，肥料厂家忧心忡忡，为了保持所占的市场份额，肥料技术创新成了大家的共识。
3.施肥方式发生了变化
长期以来，由于我国农业高度分散和高强度开发，施肥方式主要以人工为主，20世纪90年代以后，逐渐开始了机械施肥，2000年以后，由于社会劳动力成本的提高和施肥技术的改进，产生了“精准施肥”“灌溉施肥”等一系列新技术，简化施肥方式、提高肥料效益成了当今肥料发展的重要需求。为了适应施肥方式的变化，缓控释肥料、水溶肥料等肥料新品种不断出现，所以在今后一段时间内，是施肥机械主导肥料剂型发展，还是肥料剂型主导施肥机械尚不明朗。但是，肥料简便化施用是我国今后一段时间内重要的发展方向。
4.肥料的负面作用日益明显
实际上，肥料特别是化学肥料的负面作用一直存在。20世纪70年代，化肥污染在全世界引起重视，如美国Chesapeake湾的污染被认为有一半来源于化肥；美国密西西比河下游7000平方英里的“死亡区”也被认为与化肥施用有关；我国2007年4月太湖发生大面积蓝藻水华、滇池水污染等也被很多人认为与农业施肥有关。
近年来，我国频繁出现大面积雾霾，其中PM2.5的组成中，NH4+是重要成分，其主要来源于农业。通过对PM2.5组成的分析，我国农业大省河南省的PM2.5中铵盐贡献率为13%，并在秋季达到最大比例16%，绝对浓度22μg/m3。我国每年农业上的氨排放量为967万吨，其中农田排放量为543万吨，给我国大气治理造成了巨大压力。
解决以上问题的方法主要还是靠植物营养与肥料学科的创新。既要保证粮食安全，生产出更多的粮食满足日益增长的人口需求，又要减少肥料的用量，保护人们赖以生存的生态环境，减少化肥对环境的影响。同时，还需要面对产能过剩和农户施肥方式变化的需求。所以，在目前情况下，植物营养与肥料学科面临着严峻的挑战，同时也是植物营养与肥料学科发展的新机遇。
二、我国肥料产业的发展机遇与创新途径
我国肥料产业的新形势以及目前肥料产业面临的新问题，给我国肥料产业带来了前所未有的产业整合和发展机遇。
新中国成立后，我国肥料发展经历了几个机遇期，一是上世纪60年代开始的“小化肥”建设，由于当时化肥供应严重不足，在计划经济的体制下，为满足国内化肥需求，我国自力更生，建设了一大批年产合成氨3000～5000吨的化肥厂，大多以生产碳酸氢铵为主。
二是改革开放后，我国一方面开始大化肥的建设，另一方面我国20世纪90年代以后的复(混) 合肥料的生产，目前我国一大批知名复合肥生产企业都是那个时期成立的。2000年以后，我国肥料产业体系基本成型，2010年我国肥料产业产能过剩现象开始出现。但是我国肥料产业集中度较低，据统计数据显示，我国合成氨企业一共472家，平均规模14万吨，其中249家的生产规模小于8万吨；有磷酸装置的企业90多家，80%生产规模小于10万吨；复 (混) 合肥企业有4400多家，产量30万吨以上的仅200家；目前共有有机肥企业2282家，其中有机肥企业986家（43%），生物有机肥296家（13%），有机无机复混肥809家（35%），其它企业192家（9%）。全国有机肥设计产能仅3482万吨，年产量仅1630万吨。
在如此分散的产业体系中，随着产能过剩的日益明显，市场竞争的加剧，一些工艺落后、创新能力不强、市场信誉度低、服务差的企业必定会被淘汰。同时，一些创新能力强、产品适应性强的企业会赢得更大的市场，给企业创造一个良好的发展机遇。
当前，我国化肥产业面临产能严重过剩，市场价格低迷，肥料产品的同质化严重，市场应对能力不足等现状。在这样的情况下，某些肥料生产企业被淘汰是必然的结果，按我国目前6000万吨的农业肥料刚性需求量而言，我国肥料的生产总量会保证在一定的数量水平，但随着我国现代农业技术、农业生产结构及农业生产组织的改革与完善，适应我国农业生产需求、环境友好的肥料将会成为我国肥料的主体，肥料产业的发展也会向着养分高效化、施用简便化、成本经济化、环境影响生态化等方向发展。这给我国目前肥料企业的创新发展造成巨大的压力，同时也会给肥料产业的技术进步创造良好的发展机遇。
三、当前影响我国肥料产业创新因素与对策
肥料是现代农业生产必不可少的生产资料，目前我国肥料产业领域正处在前所未有的创新发展阶段，新剂型、新技术和新产品不断涌现，相关的肥料标准也逐步出台，正在进行着一场肥料产业的革命。然而，影响我国肥料创新的因素也不少，应避免这些因素的干扰，趋利避害。
1.过分炒作概念
肥料作为商品，需要消费者了解和认知，肥料企业的宣传是十分正常的。但是将肥料产品过分炒作，或用科学概念包装的伪科学概念蒙骗消费者的现象屡见不鲜。将植物所有必需元素都说成是肥料养分，甚至将影响植物生长的所有因素都以“肥”来推销，市场出现了所谓的“氧肥”“光肥”“磁肥”，可能还会出现“量子肥”等匪夷所思的肥料概念。
2.无限延伸肥料功能
追求肥料品种的差异化，本是肥料创新的重要切入点，但在我国则称为“卖点”。然而，我国目前肥料的“卖点”大多以肥料功能的外延为其基本内容，如防病、杀虫、除草、抗旱、抗盐碱、抑制重金属等，反而把肥料最基本的功能淡化甚至忽略。
3.对肥料的概念没有充分把握
肥料，这个极为通俗的名词，在过去很多权威性著作里都找不到其定义，但人们不会因为没有确切的定义而引起概念上的混乱。然而，在现代商品时代，一个没有疑义的概念变得极其复杂。实际上，目前肥料概念复杂的原因就是什么物质可以作为肥料进行商品的生产与交易，这里面就涉及什么是肥料，什么不是肥料的问题。由于肥料在农业生产中有着十分重要的作用，目前肥料的定义碎片化，包括政府部门在内的肥料管理部门也将许多不能称为肥料的物质作为肥料。这里涉及植物营养学科中肥料的概念、肥料作为商品时肥料的概念、政府部门对肥料管理时肥料的概念等。分不清肥料在不同层次上的概念会严重影响肥料创新的方向。
4.热衷概念，缺乏深入研究
近年来，我国出现了一批大胆“否定”的所谓学者，不断提出一些“新理论”，大胆否定“矿质营养学说”，有些还著书立说。仔细研究后发现其连李比希的“矿质营养学说”都没理解。这些年我国出现了很多新型肥料，但是大多缺乏深入的机理研究，仅凭一些现象就认为是肥料的创新，很多将不是肥料主要功能的现象认为是新发现，任意夸大肥料可能具有的一些次要功能。这种现象如不能克服，只会将我国肥料的创新引向歧途。
5.肥料标准过细，影响肥料创新
标准是从事同一行业生产所遵循的统一准则。而我国一些企业把制定标准作为企业实力的表现，受国外“一流企业做标准、二流企业做产品”的影响，一些企业甚至把达到某一标准就认为是国际领先水平。我国目前是“科学立法”，标准虽不是法律，但是将一些没有通过长期科学试验确认的东西确定为标准也是不符合科学立法精神的，同时也不利于肥料产业的创新发展。
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