作者：Rui LIU, Weifeng ZHANG, Tikun GUAN, Dongjia LI, Zhiping DUAN, Zixin ZENG, Jiawei LI, Kaitong WANG, Sen DU, Yang XU, Li GAO, Jiahuan LIU, Yong CHEN, Bing SHEN,Li CHEN, Yingxiang SUN, Minghua ZHOU, Jianhao SUN,Shengdong LI, Youliang YE,Mingshan QU, Xinxin YE, Yanfeng WANG, Yuexiu JI, Ruijie LIU, Xinping CHEN, Fusuo ZHANG
发表时间： 15 Sept 2025
Sept 2025, Volume 12 Issue 3
· 第十六篇 ·
▎论文ID
Research, production and use of stabilized fertilizers in China: pathways for green transition and sustainable development strategies
中国稳定性肥料的研发、生产与应用：绿色转型路径及可持续发展策略
文章类型：Research Article
发表年份：2025年
第一作者：刘蕊
通讯作者：张卫峰
Email: wfzhang@cau.edu.cn
作者单位：中国农业大学资源与环境学院
Cite this article :
Rui LIU, Weifeng ZHANG, Tikun GUAN, Dongjia LI, Zhiping DUAN, Zixin ZENG, Jiawei LI, Kaitong WANG, Sen DU, Yang XU, Li GAO, Jiahuan LIU, Yong CHEN, Bing SHEN, Li CHEN, Yingxiang SUN, Minghua ZHOU, Jianhao SUN, Shengdong LI, Youliang YE, Mingshan QU, Xinxin YE, Yanfeng WANG, Yuexiu JI, Ruijie LIU, Xinping CHEN, Fusuo ZHANG. Research, production and use of stabilized fertilizers in China: pathways for green transition and sustainable development strategies. Front. Agr. Sci. Eng., 2025, 12(3): 620-647 DOI:10.15302/J-FASE-2025635
· 文 章 摘 要 ·
添加脲酶抑制剂或硝化抑制剂的稳定性肥料，已成为我国农业绿色转型的关键手段，在保障作物产量、提升资源利用效率和维护环境可持续性之间实现平衡。德国等欧盟国家在全球率先推行抑制剂类肥料相关政策，推动农业减排。尽管我国起步较晚，但通过实现核心原料国产化突破、开发六大肥料体系的多元化配方、建立标准化体系等措施，现已占据全球90%的抑制剂原料产能，年产量达300万吨 (占化肥总产量的4%)，跻身世界领先行列。基于2014–2018年间900余项试验的荟萃分析表明：稳定性肥料可使主粮作物增产9.2%，氮肥利用率提升11.2%，氧化亚氮排放量降低28.4%。田间研究进一步揭示了其多重效益，包括氮素利用率提高60%、减排60%、节肥20%–50%，并显著增强作物气候适应能力。为充分发挥潜力，需着力推进技术创新体系完善、应用规范制定与跨部门协同。本文为我国加速农业绿色转型、助力全球气候目标提供了战略参考。
· Graphical abstract ·
· 研 究 内 容 ·
▎稳定性肥料需求的新时代背景
1. 提高肥料效率是我国农业绿色发展的关键任务
氮肥在我国粮食增产中贡献约45%，对保障国家粮食安全至关重要。然而，氮肥生产依赖高能耗，年排放二氧化碳约4亿吨，其施用过程中产生的氧化亚氮占全球排放总量的70%，氨挥发则贡献了约30%的雾霾形成比例。
我国氮肥用量已从2015年的3000万吨降至2024年的2400万吨，氮肥利用率提升至42.6%，但仍低于60%的绿色发展目标。为此，我国自2015年起推动“化肥使用量零增长行动”，并连续出台了多项政策推动农业绿色转型。
2. 稳定性肥料是实现氮肥减损增效的主要途径
在各类高效肥料中，稳定性肥料因功能明确、安全性高而备受关注。欧盟于2019年将含抑制剂的肥料单列类别，德国自2020年起要求尿素必须添加脲酶抑制剂或采用深施的方式。据国际肥料协会统计，2022年全球稳定性肥料消费量约1000万吨。我国2023年稳定性肥料产量为260万吨，预计2030年消费量将达314万吨。
▎我国稳定性肥料的快速发展
1. 我国成为全球抑制剂主要生产国
稳定性肥料的核心技术在于硝化抑制剂和脲酶抑制剂的应用。商业化硝化抑制剂主要包括双氰胺、硝基吡啶和DMPP等，其中DMPP具有高效、低毒、环保等特点。脲酶抑制剂中，NBPT是目前使用最广泛的品种。我国自1970年代开始研究抑制剂，目前已成为全球抑制剂主要生产国。
2. 稳定性肥料生产工艺实现技术创新
近年来，我国企业在添加工艺上实现突破。例如，中化化肥通过DMPP分子结构优化与包覆技术，使其在肥料系统中的保留率从20%–40%提升至60%–70%，氮肥利用率提高15%–20%，减少矿物肥料使用量10%–20%，同时提高作物产量5%–15%。
3. 下游产品呈现多样化发展
我国稳定性肥料已广泛应用于复合肥、氮肥、水溶肥等多种类型。例如，“普滋蓝”与“超控士”采用Limus技术，“威斯汤姆”与“美滋乐”应用DMPP硝化抑制剂。稳定性肥料的多样化还表现在其对不同土壤、气候与作物的精准适配能力。
4. 数据的收集与传输
数据传输装置用于将在线流量计监测的径流流量和壤中流流量传输至数据收集装置；无线传输装置用于将数据收集装置收集到的径流流量和壤中流流量实时发送至客户端。
▎稳定性肥料推动我国农业绿色发展
基于全国23个地点、14种作物的田间试验，稳定性肥料在多个方面表现出显著效益。
在提高产量与品质方面，北方和西北苹果主产区施用含硝化抑制剂的稳定性肥料可使产量平均提高18.6%，固酸比提升20.9% (图1)。华北地区叶用莴苣和结球莴苣单次施用稳定性肥料比多次施用常规肥料产量分别提高48.8%和17.3%，硝酸盐含量显著下降 (图2)。华东地区玉米、水稻和小麦平均增产8.68%，水稻专用肥配合脲酶抑制剂可使产量提高24%–30% (图3)。
图1 我国五地苹果产量与品质在常规与稳定性肥料施用下的差异对比。
图2 散叶莴苣与结球莴苣在常规与稳定性肥料施用下的产量与品质差异。
图3 四种不同肥料对水稻产量的影响效应。
在延长肥效期方面，NBPT有效抑制期超过20天，DMPP可达50–60天。苹果园在果实膨大期施用含DMPP肥料，可实现60天持续供肥。河北莴苣试验表明，DMPP使肥效延长至50天。河北曲周玉米施用DMPP稳定性肥料，肥效期达60天。上海崇明水稻穗肥中添加NBPT，肥效持续约90天；小麦返青期施用NBPT可保障拔节期养分供应。
在提高肥料利用率方面，稳定性肥料可将氮肥利用率提升至50%以上。河西走廊春玉米试验中，添加DMPP和NBPT使氮肥利用率从53%提高至约73%；河北曲周小麦施用含NBPT稳定氮肥，利用率从27.5%提升至51.5%；苹果园中DMPP使氮肥利用率从40.0%提升至83.1%。
在增强作物抗逆性方面，河套灌区干旱条件下，添加抑制剂可增强铵态氮供应，避免减产。河北滦南果树萌芽期低温频发，抑制剂可调节铵硝比例，缓解低温伤害。在高盐胁迫的设施蔬菜系统中，DMPP处理使产量提高48.8%，硝酸盐含量下降61.9%。
▎稳定性肥料的精准施用技术
稳定性肥料的适用领域：硝化抑制剂适用于低温地区和高pH土壤；DMPP在碱性土壤和多雨地区表现良好。脲酶抑制剂在大多数场景下稳定减少氨挥发，适用于高温、表施氮肥和高pH土壤。
稳定性肥料施用的技术创新：欧美标准规定DMPP添加量为0.8%–1.6%，NBPT为0.09%–0.2%。中国农业大学研究团队建议，NBPT添加量应为酰胺态氮总量的0.04%–0.2%，DMPP为总氮量的0.05%–1.2%。具体用量应根据土壤类型、气候条件等灵活调整。
抑制剂与肥料的协同整合：在氮肥用量过高时，抑制剂增产效果不显著。使用抑制剂时应适当降低氮肥用量，使其更贴合作物需求。施肥时需确保抑制剂与肥料同步施用，水肥一体化系统中应充分混匀。
▎抑制剂在我国农业绿色转型中的广阔潜力
以稳定性肥料推动氮肥升级：我国氮肥产业正从规模扩张转向质量效益提升。氯化铵、硫酸铵等工业副产氮肥与尿素复配后特别适用于高pH土壤和水稻，添加抑制剂可实现减排与缓释效果。在灌溉区推广液体氮肥并添加抑制剂，可控制氮素在根区停留。
将氮素调控拓展至水产养殖、草地管理与粪污处理：水产养殖中，稳定性肥料可调控亚硝酸盐含量。人工草地上，添加抑制剂可减缓尿素分解与硝化过程，提高草地生产力。畜禽粪污处理过程中添加抑制剂，能抑制氨气、氧化亚氮等气体排放。
利用稳定性肥料适应气候变化影响：稳定性肥料可维持作物产量稳定性，减少氨挥发和氧化亚氮排放。结合温敏或水敏材料，可实现养分智能释放；开发抗逆肥料可增强作物对极端气候的适应性。
需要加强肥料管理的法规合规与治理：当前我国新型肥料产业起步晚，核心技术不足，市场监管薄弱。应加快构建现代农业制度体系，强化市场监管，提升从业人员专业能力。
▎稳定性肥料的创新与升级方向
合成生物学应用：通过微生物或代谢工程手段优化肥料载体，提升释放效率与稳定性。
高效安全抑制剂研发：开发低环境毒性、可降解的新型抑制剂，优化生产工艺。
与生物制剂融合增效：将硝化抑制剂与生物固氮技术结合，构建新型氮循环模式。
相容性技术提升：推动抑制剂性能优化与肥料产品升级，研发专用肥料。
重点区域与作物布局：重点布局农业强度高、肥料利用率低的地区，覆盖粮食作物与经济作物。
碳排放认证与交易：建立碳排放效益评估体系，推动稳定性肥料进入碳市场。
· 结 论 ·
在全球农业资源紧张与环境挑战加剧的背景下，稳定性肥料将为农业可持续发展作出关键贡献。通过推广稳定性肥料，我国氮肥利用率有望从40%提升至60%，氮肥用量从2300万吨降至2100万吨。DMPP与NBPT需求量预计分别为5–122千吨和1.3–7.2千吨。全国可节约氮肥200万吨，增产5%–8%，每公顷增收600–960元，推广应用面积预计1300–2000万公顷。
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