Промышленность и рынок кремниевых удобрений

I. Отраслевой фон

Кремний является важным элементом для растений

Кремний был признан международным почвенным сообществом четвертым элементом питания растений после азота, фосфора и калия. Юань Лунпин, «отец гибридного риса» и академик Китайской инженерной академии, полностью подтвердил роль кремниевых удобрений в повышении урожайности гибридного риса. Эксперты Министерства науки и технологий отметили во время инспекции в районе Синьян: «Если продвижение гибридного риса положило начало первой зеленой революции в нашей стране, то продвижение кремниевых удобрений, несомненно, положит начало второй зеленой революции для риса и даже всех сельскохозяйственных культур в нашей стране». «Высокая урожайность без высокого качества, высокое качество без высокой урожайности» — это проблема, которая преследует растениеводство в нашей стране. Эксперты отметили, что с повышением уровня удобрения внесение большого количества химических удобрений должно сопровождаться кремниевыми удобрениями, а научно сбалансированное удобрение «азот, фосфор, калий + кремний» может достичь эффекта высокого качества и высокой урожайности. Способность кремниевых удобрений изменять качественные характеристики сельскохозяйственных культур также привлекает внимание кругов почвоведения и удобрений, а также кругов питания растений во всем мире.

С точки зрения характеристик удобрений, кремниевые удобрения относятся к виду качественных удобрений, оздоровительных удобрений и удобрений, регулирующих рост растений, которые обладают преимуществами как обычных химических удобрений, так и удобрений с микроэлементами. Как полезный элемент, необходимый для роста растений, кремний может использоваться в качестве удобрения для обеспечения питательными веществами, особенно для кремниелюбивых растений; он также может использоваться в качестве кондиционера почвы для улучшения свойств почвы. Кроме того, кремний также выполняет функции профилактики заболеваний, защиты от насекомых и снижения токсичности. Он обладает преимуществами нетоксичности, отсутствия запаха, не портится, его нелегко потерять, он экологичен и не загрязняет окружающую среду. Это лучший выбор экологически чистого, высокоэффективного и высококачественного удобрения для современного сельского хозяйства. Основные эффекты кремниевых удобрений на сельскохозяйственные культуры заключаются в следующем:

(1) Повышение урожайности: кремний способствует фотосинтезу сельскохозяйственных культур, увеличивает содержание хлорофилла в листьях, делает стебли и листья прямостоячими и способствует накоплению органического вещества;

(2) Устойчивость к полеганию: кремниевые удобрения могут повысить механическую прочность стеблей сельскохозяйственных культур, делая стебли прямостоячими, что способствует плотной посадке;

(3) Повышение устойчивости: после того, как сельскохозяйственные культуры поглощают кремний, они могут образовывать окремневшие клетки на поверхности и внутри растения, утолщая клеточные стенки поверхностного слоя стебля и листьев, увеличивая кутикулу и образуя прочный защитный слой, что затрудняет укусы насекомых и вторжение микробов;

(4) Кремниевые удобрения могут улучшить аэрацию внутри тела культуры, предотвратить корневую гниль и преждевременное старение, а также оказывают значительное влияние на профилактику и борьбу с корневой гнилью риса;

(5) Кремниевые удобрения могут эффективно регулировать открытие и закрытие устьиц листьев, подавлять транспирацию воды и повышать стрессоустойчивость культуры, такую как засухоустойчивость, устойчивость к суховеям, холодостойкость и устойчивость к низким температурам;

(6) Кремниевые удобрения могут повысить жизнеспособность пыльцы сельскохозяйственных культур. Внесение кремниевых удобрений в период цветения может значительно повысить скорость завязывания плодов;

(7) Кремниевые удобрения могут уменьшить фиксацию фосфорных удобрений в почве, активировать P в почве и способствовать поглощению P корнями, а также повысить коэффициент использования фосфорных удобрений. В то же время они усиливают поглощение и использование Ca и Mg, и могут хорошо регулировать сбалансированное поглощение различных питательных веществ, таких как N, P и K, сельскохозяйственными культурами, и могут использоваться в качестве удобрения, регулирующего рост растений;

(8) Кремниевые удобрения — это оздоровительные удобрения, которые могут активировать полезные микроорганизмы, улучшать структуру почвы, снижать кислотность почвы, увеличивать почвенное основание, способствовать разложению органических удобрений, подавлять почвенные патогены, противостоять непрерывному возделыванию и уменьшать загрязнение тяжелыми металлами (например, непрерывная посадка в пластиковых теплицах более 3 лет приведет к накоплению передающихся через почву патогенов, таких как плесень, что серьезно повлияет на урожайность и качество фруктов и овощей. Внесение кремниевых удобрений эффективно предотвратит выживание и размножение плесени);

(9) Кремниевые удобрения — это качественные удобрения, которые могут значительно улучшить качество сельскохозяйственной продукции, эффективно предотвращать растрескивание плодов, усыхание плодов и деформацию плодов, повышать твердость плодов, делать форму плодов правильной, окраску хорошей, вкус хорошим, товарность хорошей, устойчивыми к хранению и транспортировке и продлевать период сохранения свежести.

История развития кремниевых удобрений

Еще в 1926 году американские исследователи сельского хозяйства отметили, что кремний является важным элементом для хорошего роста риса. Впоследствии Германия и США последовательно использовали шлак для разработки кремниевых удобрений для применения. В 1930 году японские эксперты начали проводить исследования по кремниевому питанию риса, особенно после Второй мировой войны. Чтобы решить продовольственные трудности, ученые применяли различные технологии для повышения урожайности риса с единицы площади и обнаружили, что кремний играет важную роль в росте риса. В 1954 году промышленные отходы были использованы для начала производства и использования нового типа удобрений — кремниевых удобрений, и в то же время изучалась взаимосвязь между рисом и кремнием. В 1955 году правительство Японии официально одобрило кремниевые удобрения как новый тип удобрений в форме «Закона об удобрениях», создав прецедент для применения кремниевых удобрений. Японская ассоциация кремниевых удобрений была создана в 1957 году. В 1960 году Япония определила критический индекс доступного кремния в почве. В 1965 году Япония впервые использовала дробленый и просеянный шлак для выхода на рынок в виде коммерческого кремниевого удобрения. С тех пор применение шлаковых кремниевых удобрений стало популярным, и были достигнуты замечательные результаты. В 1972 году Japan Electric Power Company разработала кремниевое удобрение из летучей золы, обогащенное кальцием, открыв новый путь для производства кремниевых удобрений. Объем применения кремния в Японии составляет более 1,35 млн тонн в год, и существует более 30 заводов по производству кремниевых удобрений с общим годовым объемом производства более 1 млн тонн. В основном используется плавильный шлак (в основном доменный шлак чугунолитейного производства для производства кремниевых удобрений). Впоследствии Южная Корея, Филиппины, Индия, Шри-Ланка, Таиланд в Юго-Восточной Азии и регион Тайвань нашей страны также последовательно внедрили технологию производства кремниевых удобрений из Японии и Северной Кореи, и она была быстро продвинута. В то же время технология формульного удобрения азотом, фосфором, калийными удобрениями и кремниевыми удобрениями также активно исследовалась и продвигалась, и были достигнуты замечательные результаты.

Развитие кремниевых удобрений в нашей стране шло относительно медленно. Исследования кремниевых удобрений начались только в середине 1970-х годов, и они были больше сосредоточены на форме и доступности кремния в почве и эффекте кремниевых удобрений. К началу 1980-х годов существовали только внутренние и мелкомасштабные применения. Вступая в 1990-е годы, производство и применение кремниевых удобрений в нашей стране начало быстро развиваться, и появилась группа малых и средних предприятий по производству кремниевых удобрений, таких как Dalian Xilin Suoke Industry and Trade Co., Ltd., которая может производить 200 000 тонн кремниевых удобрений ежегодно. Такие заводы, как Guangxi Phosphate Chemical Plant, Guizhou Phosphate Plant и Nanjing Chemical Industry Company, в основном используют шлак желтого фосфора в качестве сырья для производства кремниевых удобрений. Jiangxi Gaoan Chemical Fertilizer Plant и Liaoning Xinjin County Chemical Plant используют газогенераторные угольные брикеты для производства кремниевых удобрений. В конце 1980-х годов завод кремниевых удобрений Синьян Академии наук Хэнань использовал доменный шлак чугунолитейного производства в качестве сырья для производства кремниевых удобрений и добился успеха. Впоследствии в Юаньяне, Наньяне, Пиндиншане, Саньмэнься и других местах провинции был построен ряд небольших заводов по производству кремниевых удобрений. Провинция Юньнань начала разработку и исследование кремниевых удобрений в 1988 году, и в том же году они были включены в проект «Программа Искра» Провинциальной комиссии по науке и технологиям, а затем включены в проект «Программа Искра» Национальной комиссии по науке и технологиям в 1990 году. В 1989 году был построен экспериментальный завод по производству кремниевых удобрений — завод многоэлементных удобрений Куньлинь. В последние годы кремниевые удобрения привлекают все большее внимание по всей стране, и годовой объем производства кремниевых удобрений в Хунани, Хубэе и Цзянсу также превысил 100 000 тонн. Ряд заводов по производству кремниевых удобрений также был построен в Хэбэе, Шаньдуне, Ляонине, Чжэцзяне, Гуанси, Хайнане и других местах. Но по сравнению с годовым спросом нашей страны в 30–50 млн тонн на рынке кремниевых удобрений, в производстве кремниевых удобрений все еще существует огромный разрыв и пространство для развития.

В сентябре 1999 года Министерство сельского хозяйства США провело первый международный академический симпозиум «Кремний и сельское хозяйство» во Флориде, отметив, что кремниевые удобрения привлекли внимание мировой сельскохозяйственной и удобрительной промышленности. Обследование плодородия пахотных земель и работа по оценке качества, проведенные Министерством сельского хозяйства в 2000 году, впервые включили доступный кремний в почве в сферу обследования. В 2000 году издательство «Желтая река» опубликовало сборник статей «Китайские исследования кремниевого питания и применение кремниевых удобрений» объемом 800 000 слов и распространило его по всей стране. В 2001 году в качестве учебного материала для программы «Искра» Национального министерства науки и технологий была опубликована книга «Кремниевые удобрения и технология кремниевых удобрений». В новой партии национальных ключевых проектов по продвижению научно-технических достижений, объявленных Национальным министерством науки и технологий, кремниевые удобрения возглавили список. Национальная формула тестирования почвы сделала отсутствие диоксида кремния техническим стандартом. 1 июня 2004 года Министерство сельского хозяйства обнародовало отраслевой стандарт кремниевых удобрений NY/T797-2004, разработанный Институтом почв и удобрений Китайской академии сельскохозяйственных наук и другими подразделениями, отметив, что после многих лет исследований, экспериментов и продвижения кремниевые удобрения стали новым типом удобрений в Китае в 21 веке.

II. Анализ рынка

Рыночный спрос

Наша страна — страна с серьезным дефицитом кремния, и почвы с дефицитом кремния в нашей стране составляют от 50% до 80% от общей площади пахотных земель. Возьмем, к примеру, провинцию Фуцзянь, она расположена в субтропических биоклиматических условиях. Почва, образовавшаяся под действием двух процессов обескремнивания и обогащения алюминием и биологического обогащения, кремниевая кислота и ее солевое основание, образующиеся при выветривании, будут выщелачиваться в больших количествах. Хотя массовая доля SiO2 в почве пахотных земель составляет от 30% до 70%, содержание доступного кремния становится очень низким; кроме того, провинция Фуцзянь — это провинция, которая в течение длительного времени выращивает кремниепотребляющие культуры (рис и другие злаковые и корнеплоды), что приводит к большой ежегодной потребности в кремнии. Согласно результатам анализа 179 образцов почвы, проведенного Академией сельскохозяйственных наук Фуцзянь, средняя массовая доля доступного кремния (SiO2) в почве Фуцзянь составляет (8,05±1,72) мг/(100 г). Массовая доля доступного кремния ниже 5 мг/(100 г) составляет 41,9%, 5~10 мг/(100 г) составляет 37,4%, в то время как те, которые превышают критическое значение 10 мг/(100 г), составляют только 20,7%, то есть те, которые ниже 10 мг/(100 г) (дефицит кремния), составляют 79,3%.

Площадь пахотных земель провинции Чжэцзян составляет 171,5 × 10^4 гм2 (включая рисовые поля 142,6 × 10^4 гм2, сухие земли 28,9 × 10^4 гм2), а площадь пахотных земель с дефицитом кремния достигает 73%. Данные, предоставленные Станцией почв и удобрений Цзянсу, показывают, что доступный кремний в почве Цзянсу уменьшается со скоростью 1,2 ~ 6,4 мг / кг из года в год, а площадь дефицита кремния расширяется из года в год.

Дефицит кремния в почве является почти неизбежным результатом, основные причины:

(1) Сельскохозяйственные культуры год за годом забирают большое количество доступного кремния из почвы. Как и другие питательные элементы, кремний в почве также подвергается биологическому малому циклу, но цикл кремния является несбалансированным циклом. Растения могут поглощать кремний только в форме метакремниевой кислоты в почвенном растворе. После попадания в организм растения он обезвоживается и откладывается в тканях растения с образованием опала. После гибели растения кремний возвращается в почву в виде опала. Опал — это не органическое вещество, а нерастворимый в воде аморфный диоксид кремния. Как и диоксид кремния, существующий в больших количествах в почве, ему требуется несколько лет выветривания почвы, чтобы высвободить следовые количества кремния для поглощения растениями. Даже если вся солома будет возвращена на поле, она не сможет войти в благоприятный цикл.

(2) Источники материнского материала различны, и содержание доступного кремния в почве также сильно варьируется. Рисовая почва, образованная из красного песчаника, гранита, гнейса и холмистого лессового материнского материала, содержание доступного кремния обычно составляет около 80 мг / кг, и дефицит кремния серьезен. Почва, образованная из речного, озерного и мелководного аллювиального материнского материала, в основном составляет 100 ~ 150 мг / кг, что является средним содержанием.

(3) В процессе почвообразования кислых и слабокислых почв из-за сильного выщелачивания - отложения содержание доступного кремния в почве увеличивается с увеличением глубины почвы. Иллювиальный горизонт (обычно появляющийся ниже 60 см) более чем в два раза превышает пахотный слой. Свобода железа в поверхностном слое почвы достигает 40% ~ 60%, и явление обескремнивания и обогащения железом в кислых почвах является серьезным.

(4) Известковая почва с высоким содержанием карбоната кальция, большая часть доступного кремния существует в виде неактивных соединений кремния и кальция, которые трудно гидролизуются и нелегко поставляются для поглощения и использования сельскохозяйственными культурами.

(5) Кремний существует в молекулярном состоянии в почве, не заряжен и не диссоциирован, и его легко выщелачивать при промывке водой. Время затопления водой в старых рисовых районах длительное, и растворимая кремниевая кислота в почве постепенно выщелачивается и теряется, особенно на наклонных землях, где потеря кремния более серьезна.

Емкость рынка кремниевых удобрений

Площадь посадки многолетнего риса в нашей стране составляет 450 миллионов му, и более 50% пахотных земель испытывают дефицит кремния (степень дефицита кремния в Чжэцзяне достигает 70%). Рассчитано на основе необходимости добавления 55 кг кремния на му в год (твердое кремниевое удобрение, то же самое ниже), годовая потребность в кремниевых удобрениях составляет 25 миллионов тонн. Страна постоянно сажает 20 миллионов му сельскохозяйственных культур, таких как хлопок, арахис и кукуруза. Рассчитано на основе использования 50 кг кремниевых удобрений, годовая потребность составляет почти 10 миллионов тонн. Исходя из этого, оценивается, что внутренняя годовая потребность в кремниевых удобрениях составляет 35 миллионов тонн или 1,5 миллиона тонн водорастворимых кремниевых удобрений.

В настоящее время годовой объем производства шлаковых кремниевых удобрений в Китае составляет около 1 миллиона тонн, что может удовлетворить только 3% рыночного спроса. Однако дефекты шлакового кремниевого удобрения сами по себе ограничили его промышленное развитие, оставив огромное пространство для развития рынка и относительно свободную конкурентную среду на рынке для водорастворимых кремниевых удобрений.

Рыночная конкуренция

В настоящее время кремниевые удобрения, используемые в сельскохозяйственном производстве, можно условно разделить на две категории: высокоэффективные кремниевые удобрения и шлаковые кремниевые удобрения в зависимости от их сырья и содержания доступного кремния. Высокоэффективное кремниевое удобрение: Производится из жидкого стекла или кварцевого песка и карбоната натрия. Основным компонентом является смесь силиката натрия и метасиликата натрия, водорастворимая, а массовая доля доступного кремния может достигать 55% ~ 60%. Шлаковое кремниевое удобрение: В основном относится к кремниевому удобрению, произведенному из промышленных отходов, таких как стальной шлак и летучая зола печи, в основном цитраторастворимое, а массовая доля доступного кремния может достигать около 10%. Водорастворимое кремниевое удобрение: В основном силикат натрия и силикат калия, с высоким содержанием доступного кремния и быстрым эффектом, но легко выщелачивается после внесения в почву, а эффект удобрения короткий. Цитраторастворимое кремниевое удобрение: В основном силикат кальция, с низким содержанием доступного кремния и отсроченным эффектом. Кремний высвобождается медленно после внесения в почву, а эффект удобрения длительный. Например, количество внесения метасиликата кальция составляет 1,5 т/га, а его остаточный эффект может достигать более 4 лет.

Высокоэффективное кремниевое удобрение

По состоянию на 20 августа существует 16 видов новых кремниевых удобрений, получивших свидетельства о регистрации удобрений от Министерства сельского хозяйства. Среди них 12 жидких кремниевых удобрений и 4 твердых. Среди 12 жидких кремниевых удобрений 2 помечены как нанокремниевые удобрения. (1) Нанокремниевое удобрение марки «Zhongwangsuogui» 110 г/л производства Shanghai Lvyouyou Chemical Co., Ltd. Компания была создана в 2009 году с уставным капиталом 100 000, а акционерами являются Лян Лунхуа (13952150592) и Чжу Цзинцзи. (2) Водорастворимое нанокремниевое удобрение «Batian Zhongfen» производства Shenzhen Batian Ecological Engineering Co., Ltd. Batian Shares (биржевой код: 002170) была создана в 1989 году, котирующаяся на бирже Шэньчжэня компания с высокой известностью и силой в индустрии удобрений.

Changshu Lufu New Fertilizer R&D Co., Ltd. — компания, специализирующаяся на разработке кремниевых удобрений. Компания была создана в 2009 году, а техническую поддержку оказывает профессор Ма Туншэн из Нанкинского сельскохозяйственного университета, эксперт по кремниевым удобрениям. Информация о промышленной и коммерческой регистрации показывает, что она привлекла венчурный капитал Changshu Guofa Venture Capital Co., Ltd.

US Yuma «Return» представлен China Agricultural Materials Group в качестве национального агента. China Agricultural Group провела долгосрочные эксперименты, демонстрации и продвижение этого продукта и вышла на рынок Чжэцзяна в 2012 году, но из-за его высокой стоимости, низкой прибыли дилеров и того факта, что у фермеров еще не сформировались привычки использования, он не получил широкого распространения на рынке.

Кроме того, другие известные компании, входящие в отрасль, включают Anhui Liuguo Chemical (биржевой код 600470) (твердое быстрорастворимое кремниевое удобрение марки «Qinqin») и Beijing Yanhua Yongle (40% составные кремниевые водорастворимые гранулы).

Существует два процесса приготовления шлакового кремниевого удобрения:

(1) Метод смешивания Смешайте кремниевое удобрение или сырье для кремниевого удобрения с азотными, фосфорными и калийными удобрениями, измельчите и гранулируйте для получения сложного удобрения, также можно добавить микроэлементы, редкоземельные элементы и т. д. Процесс производства методом смешивания прост, а потребление энергии низкое, но существует общая проблема, заключающаяся в том, что увеличение содержания доступного кремния не является очевидным.

(2) Метод химического синтеза

Смешайте сырье для кремниевого удобрения, флюсующие агенты и добавки в определенной пропорции и при высокой температуре

Опубликовано: 22 нояб. 2024 г. · Изменено: 14 янв. 2026 г.