규소 비료 산업 및 시장

I. 산업 배경

규소는 식물에게 필수적인 원소입니다

규소 원소는 국제 토양 학계에서 질소, 인, 칼륨에 이어 네 번째 식물 영양 원소로 확인되었습니다. “하이브리드 쌀의 아버지”이자 중국 공학 아카데미의 학자인 위안 룽핑(Yuan Longping)은 하이브리드 쌀의 수확량을 늘리는 데 있어 규소 비료의 역할을 완전히 확인했습니다. 과학기술부 전문가들은 신양 지역 시찰 중 “하이브리드 쌀의 보급이 우리나라에서 1차 녹색 혁명을 일으켰다면, 규소 비료의 보급은 분명히 우리나라 쌀, 심지어 모든 작물에 대한 2차 녹색 혁명을 일으킬 것”이라고 지적했습니다. “고품질 없는 고수확, 고수확 없는 고품질”은 우리나라 작물 재배를 괴롭히는 문제였습니다. 전문가들은 시비 수준이 향상됨에 따라 다량의 화학 비료 투입에는 규소 비료가 동반되어야 하며, “질소, 인, 칼륨 + 규소”의 과학적으로 균형 잡힌 시비는 고품질과 고수확의 효과를 얻을 수 있다고 지적했습니다. 규소 비료가 작물 품질 특성을 변화시키는 능력은 전 세계 토양 및 비료 학계와 식물 영양 학계의 관심도 끌고 있습니다.

비료 특성 측면에서 규소 비료는 일종의 품질 비료, 건강 비료 및 식물 성장 조절 비료에 속하며 일반 화학 비료와 미량 원소 비료의 장점을 모두 가지고 있습니다. 식물 성장에 필요한 유익한 원소로서 규소는 특히 규소를 좋아하는 식물에 영양분을 공급하는 비료로 사용할 수 있으며, 토양 특성을 개선하는 토양 개량제로도 사용할 수 있습니다. 또한 규소는 질병 예방, 해충 예방 및 독성 감소 기능도 있습니다. 무독성, 무취, 변질되지 않음, 쉽게 손실되지 않음, 녹색 및 무공해라는 장점이 있습니다. 현대 농업을 위한 녹색, 고효율 및 고품질 비료의 첫 번째 선택입니다. 작물에 대한 규소 비료의 주요 효과는 다음과 같습니다.

(1) 수확량 증가: 규소는 작물의 광합성을 촉진하고 잎 엽록소 함량을 높이며 줄기와 잎을 똑바로 세우고 유기물 축적을 촉진하는 데 도움이 됩니다.

(2) 도복 저항성: 규소 비료는 작물 줄기의 기계적 강도를 높여 줄기를 똑바로 세울 수 있어 밀식에 유리합니다.

(3) 저항성 향상: 작물이 규소를 흡수한 후 식물 표면과 내부에 규화 세포를 형성하여 줄기와 잎 표면층의 세포벽을 두껍게 하고 큐티클을 증가시키며 단단한 보호층을 형성하여 곤충이 물기 어렵고 세균이 침입하기 어렵게 만듭니다.

(4) 규소 비료는 작물 내부의 통기를 향상시키고 뿌리 썩음과 조기 노화를 예방할 수 있으며 벼 뿌리 썩음병의 예방 및 통제에 상당한 효과가 있습니다.

(5) 규소 비료는 잎 기공의 개폐를 효과적으로 조절하고 수분 증산을 억제하며 가뭄 저항성, 건조 열풍 저항성, 내한성 및 저온 저항성과 같은 작물의 스트레스 저항성을 향상시킬 수 있습니다.

(6) 규소 비료는 작물의 꽃가루 활력을 향상시킬 수 있습니다. 개화기에 규소 비료를 시비하면 착과율을 크게 향상시킬 수 있습니다.

(7) 규소 비료는 토양 내 인산 비료의 고정을 줄이고 토양 내 P를 활성화하며 뿌리의 P 흡수를 촉진하고 인산 비료의 이용률을 향상시킬 수 있습니다. 동시에 Ca와 Mg의 흡수 및 이용을 강화하고 작물에 의한 N, P, K와 같은 다양한 영양소의 균형 잡힌 흡수를 잘 조절할 수 있으며 식물 성장 조절 비료로 사용할 수 있습니다.

(8) 규소 비료는 건강 비료로 유익한 미생물을 활성화하고 토양 구조를 개선하며 토양 산도를 낮추고 토양 염기를 증가시키며 유기 비료 분해를 촉진하고 토양 병원균을 억제하며 연작에 저항하고 중금속 오염을 줄일 수 있습니다(예: 플라스틱 온실에서 3년 이상 연속 재배하면 곰팡이와 같은 토양 매개 병원균이 축적되어 과일과 채소의 수확량과 품질에 심각한 영향을 미칩니다. 규소 비료를 시비하면 곰팡이의 생존과 번식을 효과적으로 방지할 수 있습니다).

(9) 규소 비료는 품질 비료로 농산물의 품질을 크게 향상시키고 과일 갈라짐, 과일 수축 및 기형 과일을 효과적으로 예방하고 과일 경도를 높이며 과일 모양을 올바르게 하고 착색을 좋게 하며 맛을 좋게 하고 상품성을 좋게 하며 저장 및 운송에 강하고 신선도 유지 기간을 연장할 수 있습니다.

규소 비료의 발전 역사

일찍이 1926년에 미국 농업 연구자들은 규소가 벼의 좋은 성장에 필수적인 원소라고 지적했습니다. 그 후 독일과 미국은 잇달아 슬래그를 사용하여 살포용 규소 비료를 개발했습니다. 1930년에 일본 전문가들은 벼 규소 영양에 대한 연구를 수행하기 시작했으며, 특히 제2차 세계 대전 이후 식량난을 해결하기 위해 과학자들은 단위 면적당 벼 수확량을 늘리기 위해 다양한 기술을 채택하고 규소가 벼 성장에 중요한 역할을 한다는 것을 발견했습니다. 1954년 산업 폐기물 잔류물을 사용하여 새로운 유형의 비료인 규소 비료의 생산 및 사용을 시작했으며 동시에 벼와 규소의 관계를 연구했습니다. 1955년 일본 정부는 “비료법”의 형태로 규소 비료를 새로운 유형의 비료로 공식 승인하여 규소 비료 적용의 선례를 만들었습니다. 일본 규소 비료 협회는 1957년에 설립되었습니다. 1960년 일본은 토양 유효 규소의 임계 지수를 결정했습니다. 1965년 일본은 처음으로 분쇄 및 체질된 슬래그를 사용하여 상업용 규소 비료 형태로 시장에 진입했습니다. 그 이후로 슬래그 규소 비료의 적용이 대중화되었고 놀라운 결과가 달성되었습니다. 1972년 일본 전력 회사는 칼슘 강화 비산회 규소 비료를 개발하여 규소 비료 생산을 위한 새로운 길을 열었습니다. 일본의 규소 사용량은 연간 135만 톤 이상이며 30개 이상의 규소 비료 공장이 있으며 연간 총 생산량은 100만 톤 이상입니다. 주로 제련 슬래그(주로 제철 고로 슬래그를 사용하여 규소 비료 생산)를 사용합니다. 그 후 한국, 필리핀, 인도, 스리랑카, 동남아시아의 태국 및 우리나라 대만 지역도 일본과 북한에서 규소 비료 생산 기술을 잇달아 도입하여 빠르게 홍보되었습니다. 동시에 질소, 인, 칼륨 비료 및 규소 비료의 배합 시비 기술도 적극적으로 연구 및 홍보되었으며 놀라운 결과가 달성되었습니다.

우리나라의 규소 비료 개발은 비교적 느렸습니다. 규소 비료에 대한 연구는 1970년대 중반에야 시작되었으며 토양 내 규소의 형태와 가용성 및 규소 비료의 효과에 더 중점을 두었습니다. 1980년대 초반까지는 실내 및 소규모 적용만 있었습니다. 1990년대에 들어서면서 우리나라의 규소 비료 생산 및 적용이 빠르게 발전하기 시작했으며 연간 20만 톤의 규소 비료를 생산할 수 있는 Dalian Xilin Suoke Industry and Trade Co., Ltd.와 같은 중소 규소 비료 기업이 다수 등장했습니다. Guangxi Phosphate Chemical Plant, Guizhou Phosphate Plant 및 Nanjing Chemical Industry Company와 같은 공장은 주로 황린 슬래그를 원료로 사용하여 규소 비료를 생산합니다. Jiangxi Gaoan Chemical Fertilizer Plant 및 Liaoning Xinjin County Chemical Plant는 가스 제조용 석탄 연탄을 사용하여 규소 비료를 생산합니다. 1980년대 후반 허난성 과학원 신양 규소 비료 공장은 제철 고로 슬래그를 원료로 사용하여 규소 비료를 생산하여 성공을 거두었습니다. 그 후 성 내 위안양, 난양, 핑딩산, 산먼샤 등지에 다수의 소형 규소 비료 공장이 건설되었습니다. 윈난성은 1988년에 규소 비료 개발 및 연구를 시작했으며 같은 해 성 과학기술위원회의 “스파크 프로그램” 프로젝트로 선정되었으며 1990년 국가 과학기술위원회의 “스파크 프로그램” 프로젝트로 선정되었습니다. 1989년 규소 비료 실험 생산 공장인 쿤린 다원소 비료 공장이 건설되었습니다. 최근 몇 년 동안 규소 비료는 전국적으로 점점 더 많은 관심을 받고 있으며 후난, 후베이 및 장쑤의 규소 비료 연간 생산량도 10만 톤을 초과했습니다. 허베이, 산동, 랴오닝, 저장, 광시, 하이난 등지에도 다수의 규소 비료 공장이 건설되었습니다. 그러나 규소 비료 시장에서 우리나라의 연간 수요인 3,000만~5,000만 톤에 비해 규소 비료 생산에는 여전히 큰 격차와 개발 공간이 있습니다.

1999년 9월 미국 농무부는 플로리다에서 제1회 “규소와 농업” 국제 학술 심포지엄을 개최하여 규소 비료가 세계 농업 및 비료 산업의 주목을 받았음을 알렸습니다. 2000년 농업부가 실시한 경작지 비옥도 조사 및 품질 평가 작업에서는 처음으로 조사 범위에 토양 유효 규소를 포함시켰습니다. 2000년 황하 출판사는 80만 자 분량의 논문집 “중국 규소 영양 연구 및 규소 비료 적용”을 출판하여 전국에 배포했습니다. 2001년 국가 과학기술부 스파크 프로그램의 교육 자료로 “규소 비료 및 규소 비료 기술”이 출판되었습니다. 국가 과학기술부가 발표한 새로운 국가 주요 과학 기술 성과 홍보 프로젝트 배치에서 규소 비료가 1위를 차지했습니다. 국가 토양 테스트 공식은 이산화규소 부족 여부를 기술 표준으로 만들었습니다. 2004년 6월 1일 농업부는 중국 농업 과학원 토양 비료 연구소 및 기타 단위가 완료한 규소 비료 산업 표준 NY/T797-2004를 공포하여 수년간의 연구, 실험 및 홍보 끝에 규소 비료가 21세기 중국의 새로운 유형의 비료가 되었음을 알렸습니다.

II. 시장 분석

시장 수요

우리나라는 심각한 규소 결핍 국가이며 우리나라의 규소 결핍 토양은 전체 경작지 면적의 50%~80%를 차지합니다. 푸젠성을 예로 들면 아열대 생물 기후 조건에 위치하고 있습니다. 탈규소화 및 알루미늄 농축과 생물학적 농축의 두 가지 과정의 작용으로 형성된 토양은 풍화에 의해 생성된 규산과 그 염기 염기가 다량으로 용탈됩니다. 경작지 토양의 SiO2 질량 분율은 30%70%이지만 유효 규소 함량은 매우 낮아집니다. 또한 푸젠성은 규소 소비 작물(벼 및 기타 벼과 및 뿌리 작물)을 오랫동안 심는 성으로 연간 규소 수요가 큽니다. 푸젠성 농업 과학원의 179개 토양 샘플 분석 결과에 따르면 푸젠성 토양의 유효 규소(SiO2) 평균 질량 분율은 (8.05±1.72) mg/(100g)입니다. 유효 규소 질량 분율이 5mg/(100g) 미만인 것이 41.9%, 510mg/(100g)인 것이 37.4%를 차지하는 반면 임계값인 10mg/(100g)보다 큰 것은 20.7%에 불과합니다. 즉, 10mg/(100g) 미만(규소 결핍)이 79.3%를 차지합니다.

저장성의 경작지 면적은 171.5×10^4 hm2(논 142.6×10^4 hm2, 밭 28.9×10^4 hm2 포함)이며 규소 결핍 경작지 면적은 73%에 달합니다. 장쑤성 토양 비료 스테이션에서 제공한 데이터에 따르면 장쑤성 토양의 유효 규소는 매년 1.2 ~ 6.4 mg / kg의 속도로 감소하고 있으며 규소 결핍 지역은 매년 확대되고 있습니다.

토양 규소 결핍은 거의 불가피한 결과이며 주요 원인은 다음과 같습니다.

(1) 작물은 매년 토양에서 다량의 유효 규소를 가져갑니다. 다른 영양소와 마찬가지로 토양의 규소도 생물학적 소순환을 겪지만 규소 순환은 불균형 순환입니다. 식물은 토양 용액의 메타규산 형태로만 규소를 흡수할 수 있습니다. 식물체에 들어간 후 탈수되어 식물 조직에 침착되어 오팔을 형성합니다. 식물이 죽은 후 규소는 오팔 형태로 토양으로 돌아갑니다. 오팔은 유기물이 아니라 수불용성 비정질 이산화규소입니다. 토양에 다량 존재하는 이산화규소와 마찬가지로 식물 흡수를 위해 미량의 규소를 방출하려면 수년의 토양 풍화가 필요합니다. 모든 짚을 밭으로 돌려보내더라도 선순환에 들어갈 수 없습니다.

(2) 모재 공급원이 다르고 토양 유효 규소 함량도 크게 다릅니다. 붉은 사암, 화강암, 편마암 및 구릉 황토 모재에서 발달한 논 토양의 유효 규소 함량은 일반적으로 약 80mg / kg이며 규소 결핍이 심각합니다. 강, 호수 및 얕은 바다 충적 모재에서 발달한 토양은 대부분 100 ~ 150 mg / kg으로 중간 함량입니다.

(3) 산성 및 약산성 토양의 토양 형성 과정에서 강한 용탈-퇴적 작용으로 인해 토양 깊이가 증가함에 따라 토양 유효 규소 함량이 증가합니다. 집적층(일반적으로 60cm 미만에서 나타남)은 경작층의 두 배 이상입니다. 표층 토양의 철 자유도는 40% ~ 60%로 높고 산성 토양의 탈규소화 및 철 농축 현상이 심각합니다.

(4) 탄산칼슘 함량이 높은 석회질 토양은 대부분의 유효 규소가 비활성 규소-칼슘 화합물 형태로 존재하여 가수분해하기 어렵고 작물이 흡수하고 이용하도록 공급하기 쉽지 않습니다.

(5) 규소는 토양에서 분자 상태로 존재하며 전하를 띠지 않고 해리되지 않으며 물 세척으로 쉽게 용탈됩니다. 오래된 벼 재배 지역의 침수 시간은 길고 토양의 수용성 규산은 점차 용탈되어 손실되며 특히 경사지에서는 규소 손실이 더 심각합니다.

규소 비료 시장 용량

우리나라의 다년생 벼 재배 면적은 4.5억 무이며 경작지의 50% 이상이 규소 결핍입니다(저장성의 규소 결핍 정도는 70%에 달함). 무당 연간 55kg의 규소를 보충해야 한다는 점을 기준으로 계산하면(고체 규소 비료, 이하 동일) 규소 비료의 연간 수요는 2,500만 톤입니다. 국가는 목화, 땅콩, 옥수수와 같은 작물을 2,000만 무 영구적으로 심습니다. 50kg의 규소 비료 사용을 기준으로 계산하면 연간 수요는 거의 1,000만 톤입니다. 이를 통해 국내 규소 비료 연간 수요는 3,500만 톤 또는 수용성 규소 비료 150만 톤으로 추정됩니다.

현재 중국의 슬래그 규소 비료 연간 생산량은 약 100만 톤으로 시장 수요의 3%만 충족할 수 있습니다. 그러나 슬래그형 규소 비료 자체의 결함으로 인해 산업 발전이 제한되어 수용성 규소 비료에 거대한 시장 개발 공간과 비교적 느슨한 시장 경쟁 환경을 남겼습니다.

시장 경쟁

현재 농업 생산에 사용되는 규소 비료는 원료와 유효 규소 함량에 따라 고효율 규소 비료와 슬래그 규소 비료의 두 가지 범주로 크게 나눌 수 있습니다. 고효율 규소 비료: 물유리 또는 석영 모래와 탄산나트륨에서 생성됩니다. 주성분은 규산나트륨과 메타규산나트륨의 혼합물로 수용성이고 유효 규소 질량 분율은 55%~60%에 달할 수 있습니다. 슬래그 규소 비료: 주로 제강 슬래그 및 용광로 비산회와 같은 산업 폐기물 잔류물에서 생산되는 규소 비료를 말하며 대부분 구연산 용해성이고 유효 규소 질량 분율은 약 10%에 달할 수 있습니다. 수용성 규소 비료: 주로 규산나트륨과 규산칼륨으로 유효 규소 함량이 높고 효과가 빠르지만 토양에 시비한 후 용탈되기 쉽고 비료 효과가 짧습니다. 구연산 용해성 규소 비료: 주로 규산칼슘으로 유효 규소 함량이 낮고 효과가 지연됩니다. 규소는 토양에 시비한 후 천천히 방출되며 비료 효과가 깁니다. 예를 들어 메타규산칼슘의 시비량은 1.5t/ha이며 잔류 효과는 4년 이상에 달할 수 있습니다.

고효율 규소 비료

8월 20일 현재 농업부로부터 비료 등록 증명서를 획득한 새로운 규소 비료는 16종입니다. 그 중 12종은 액체 규소 비료이고 4종은 고체입니다. 12종의 액체 규소 비료 중 2종은 나노 규소 비료로 표시되어 있습니다. (1) Shanghai Lvyouyou Chemical Co., Ltd.에서 생산한 “Zhongwangsuogui” 브랜드 110g/L 나노 규소 비료. 회사는 2009년에 설립되었으며 등록 자본금은 10만이고 주주는 Liang Longhua(13952150592)와 Zhu Jingqi입니다. (2) Shenzhen Batian Ecological Engineering Co., Ltd.에서 생산한 “Batian Zhongfen” 수용성 나노 규소 비료. Batian Shares(주식 코드: 002170)는 1989년에 설립된 선전 상장 회사로 비료 산업에서 높은 인지도와 강점을 가지고 있습니다.

Changshu Lufu New Fertilizer R&D Co., Ltd.는 규소 비료 개발을 전문으로 하는 회사입니다. 회사는 2009년에 설립되었으며 기술 지원은 난징 농업 대학의 규소 비료 전문가인 Ma Tongsheng 교수입니다. 산업 및 상업 등록 정보에 따르면 벤처 캐피탈 Changshu Guofa Venture Capital Co., Ltd.를 도입했습니다.

미국 Yuma “Return”은 China Agricultural Materials Group이 국가 대리점으로 대리합니다. China Agricultural Group은 이 제품에 대해 장기적인 실험, 시연 및 홍보를 수행했으며 2012년 저장 시장에 진입했지만 높은 비용, 낮은 딜러 이익 및 농부들이 아직 사용 습관을 형성하지 않았다는 사실로 인해 시장에서 널리 판매되지 않았습니다.

또한 업계에 진입한 다른 유명 기업으로는 Anhui Liuguo Chemical(주식 코드 600470)(“Qinqin” 브랜드 고체 인스턴트 규소 비료) 및 Beijing Yanhua Yongle(40% 복합 규소 수용성 과립)이 있습니다.

슬래그 규소 비료 제조 공정에는 두 가지가 있습니다:

(1) 혼합법 규소 비료 또는 규소 비료 원료를 질소, 인 및 칼륨 비료와 혼합하고 분쇄 및 과립화하여 복합 비료를 만들고 미량 원소, 희토류 원소 등을 추가할 수도 있습니다. 혼합법 생산 공정은 간단하고 에너지 소비가 낮지만 유효 규소 함량 증가가 뚜렷하지 않다는 일반적인 문제가 있습니다.

(2) 화학 합성법

규소 비료 원료, 융제 및 첨가제를 일정 비율로 혼합하고 고온에서

게시일: 2024년 11월 22일 · 수정일: 2025년 12월 12일