Indústria e Mercado de Fertilizantes de Silício

I. Contexto da Indústria

O Silício é um Elemento Essencial para as Plantas

O elemento silício foi confirmado pela comunidade internacional de solos como o quarto elemento nutriente das plantas depois do nitrogênio, fósforo e potássio. Yuan Longping, o “Pai do Arroz Híbrido” e acadêmico da Academia Chinesa de Engenharia, afirmou plenamente o papel do fertilizante de silício no aumento da produção de arroz híbrido. Especialistas do Ministério da Ciência e Tecnologia apontaram durante uma inspeção na área de Xinyang: “Se a promoção do arroz híbrido desencadeou a primeira revolução verde em nosso país, então a promoção do fertilizante de silício certamente desencadeará a segunda revolução verde para o arroz e até mesmo para todas as culturas em nosso país.” “Alto rendimento sem alta qualidade, alta qualidade sem alto rendimento” tem sido um problema que assola o plantio de culturas em nosso país. Especialistas apontaram que, com a melhoria dos níveis de fertilização, a entrada de uma grande quantidade de fertilizantes químicos deve ser acompanhada por fertilizante de silício, e a fertilização cientificamente equilibrada de “nitrogênio, fósforo, potássio + silício” pode alcançar o efeito de alta qualidade e alto rendimento. A capacidade do fertilizante de silício de alterar as características de qualidade das culturas também está atraindo a atenção dos círculos de solo e fertilizantes e dos círculos de nutrição de plantas em todo o mundo.

Em termos de características de fertilizantes, o fertilizante de silício pertence a um tipo de fertilizante de qualidade, fertilizante de saúde e fertilizante regulador de crescimento de plantas, que tem as vantagens de fertilizantes químicos comuns e fertilizantes de oligoelementos. Como um elemento benéfico necessário para o crescimento das plantas, o silício pode ser usado como fertilizante para fornecer nutrientes, especialmente para plantas que amam silício; também pode ser usado como condicionador de solo para melhorar as propriedades do solo. Além disso, o silício também tem as funções de prevenção de doenças, prevenção de insetos e redução de toxicidade. Tem as vantagens de ser atóxico, inodoro, não deteriorante, não fácil de perder e verde e livre de poluição. É a primeira escolha de fertilizante verde, de alta eficiência e alta qualidade para a agricultura moderna. Os principais efeitos do fertilizante de silício nas culturas são os seguintes:

(1) Aumentar o rendimento: O silício ajuda a promover a fotossíntese das culturas, aumentar o teor de clorofila das folhas, tornar os caules e folhas eretos e promover o acúmulo de matéria orgânica;

(2) Resistência ao acamamento: O fertilizante de silício pode aumentar a resistência mecânica dos caules das culturas, tornando os caules eretos, o que é propício ao plantio denso;

(3) Melhorar a resistência: Depois que as culturas absorvem silício, elas podem formar células silicificadas na superfície e dentro da planta, espessando as paredes celulares da camada superficial do caule e da folha, aumentando a cutícula e formando uma camada protetora sólida, dificultando a picada de insetos e a invasão de germes;

(4) O fertilizante de silício pode melhorar a aeração dentro do corpo da cultura, prevenir a podridão das raízes e o envelhecimento prematuro, e tem um efeito significativo na prevenção e controle da doença da podridão das raízes do arroz;

(5) O fertilizante de silício pode regular efetivamente a abertura e o fechamento dos estômatos das folhas, inibir a transpiração da água e aumentar a resistência ao estresse da cultura, como resistência à seca, resistência ao vento quente e seco, resistência ao frio e resistência a baixas temperaturas;

(6) O fertilizante de silício pode aumentar a vitalidade do pólen das culturas. A aplicação de fertilizante de silício durante o período de floração pode melhorar significativamente a taxa de fixação de frutos;

(7) O fertilizante de silício pode reduzir a fixação de fertilizante fosfatado no solo, ativar o P no solo e promover a absorção de P pelas raízes, e melhorar a taxa de utilização do fertilizante fosfatado. Ao mesmo tempo, fortalece a absorção e utilização de Ca e Mg, e pode regular bem a absorção equilibrada de diferentes nutrientes como N, P e K pelas culturas, e pode ser usado como fertilizante regulador de crescimento de plantas;

(8) O fertilizante de silício é um fertilizante de saúde, que pode ativar microorganismos benéficos, melhorar a estrutura do solo, reduzir a acidez do solo, aumentar a base do solo, promover a decomposição de fertilizantes orgânicos, inibir patógenos do solo, resistir ao cultivo contínuo e reduzir a poluição por metais pesados (por exemplo, o plantio contínuo em estufas de plástico por mais de 3 anos encontrará o acúmulo de patógenos transmitidos pelo solo, como mofo, afetando seriamente o rendimento e a qualidade de frutas e vegetais. A aplicação de fertilizante de silício prevenirá efetivamente a sobrevivência e reprodução do mofo);

(9) O fertilizante de silício é um fertilizante de qualidade, que pode melhorar significativamente a qualidade dos produtos agrícolas, prevenir efetivamente rachaduras de frutas, encolhimento de frutas e frutas deformadas, aumentar a dureza das frutas, tornar a forma da fruta correta, a coloração boa, o sabor bom, a mercadoria boa, resistente ao armazenamento e transporte e prolongar o período de conservação.

História do Desenvolvimento do Fertilizante de Silício

Já em 1926, pesquisadores agrícolas americanos apontaram que o silício é um elemento essencial para o bom crescimento do arroz. Posteriormente, a Alemanha e os Estados Unidos usaram sucessivamente escória para desenvolver fertilizante de silício para aplicação. Em 1930, especialistas japoneses começaram a conduzir pesquisas sobre nutrição de silício em arroz, especialmente após a Segunda Guerra Mundial. Para resolver as dificuldades alimentares, os cientistas adotaram várias tecnologias para aumentar a produção de arroz por unidade de área e descobriram que o silício desempenha um papel importante no crescimento do arroz. Em 1954, resíduos industriais foram usados para iniciar a produção e uso de um novo tipo de fertilizante - fertilizante de silício, e ao mesmo tempo, a relação entre arroz e silício foi estudada. Em 1955, o governo japonês aprovou oficialmente o fertilizante de silício como um novo tipo de fertilizante na forma de “Lei de Fertilizantes”, criando um precedente para a aplicação de fertilizante de silício. A Associação Japonesa de Fertilizantes de Silício foi fundada em 1957. Em 1960, o Japão determinou o índice crítico de silício disponível no solo. Em 1965, o Japão usou pela primeira vez escória triturada e peneirada para entrar no mercado na forma de fertilizante de silício comercial. Desde então, a aplicação de fertilizante de silício de escória foi popularizada e resultados notáveis foram alcançados. Em 1972, a Japan Electric Power Company desenvolveu fertilizante de silício de cinzas volantes aprimorado com cálcio, abrindo uma nova maneira para a produção de fertilizante de silício. A quantidade de aplicação de silício no Japão é de mais de 1,35 milhão de toneladas por ano, e existem mais de 30 fábricas de fertilizantes de silicio, com uma produção anual total de mais de 1 milhão de toneladas. Ele usa principalmente escória de fundição (principalmente escória de alto-forno de fabricação de ferro para produzir fertilizante de silício). Posteriormente, a Coreia do Sul, as Filipinas, a Índia, o Sri Lanka, a Tailândia no Sudeste Asiático e a região de Taiwan do nosso país também introduziram sucessivamente a tecnologia de produção de fertilizante de silício do Japão e da Coreia do Norte, e ela foi rapidamente promovida. Ao mesmo tempo, a tecnologia de fertilização de fórmula de nitrogênio, fósforo, fertilizante de potássio e fertilizante de silício também foi ativamente pesquisada e promovida, e resultados notáveis foram alcançados.

O desenvolvimento do fertilizante de silício em nosso país foi relativamente lento. A pesquisa sobre fertilizante de silício começou apenas em meados da década de 1970 e concentrou-se mais na forma e disponibilidade de silício no solo e no efeito do fertilizante de silício. No início da década de 1980, havia apenas aplicações internas e em pequena escala. Entrando na década de 1990, a produção e aplicação de fertilizante de silício em nosso país começaram a se desenvolver rapidamente, e um lote de pequenas e médias empresas de fertilizantes de silício surgiu, como a Dalian Xilin Suoke Industry and Trade Co., Ltd., que pode produzir 200.000 toneladas de fertilizante de silício anualmente. Fábricas como Guangxi Phosphate Chemical Plant, Guizhou Phosphate Plant e Nanjing Chemical Industry Company usam principalmente escória de fósforo amarelo como matéria-prima para produzir fertilizante de silício. A Jiangxi Gaoan Chemical Fertilizer Plant e a Liaoning Xinjin County Chemical Plant usam briquetes de carvão para fabricação de gás para produzir fertilizante de silício. No final da década de 1980, a Fábrica de Fertilizantes de Silício Xinyang da Academia de Ciências de Henan usou escória de alto-forno de fabricação de ferro como matéria-prima para produzir fertilizante de silício e obteve sucesso. Posteriormente, várias pequenas fábricas de fertilizantes de silício foram construídas em Yuanyang, Nanyang, Pingdingshan, Sanmenxia e outros lugares da província. A província de Yunnan iniciou o desenvolvimento e a pesquisa de fertilizante de silício em 1988, e foi listada como um projeto do “Programa Spark” da Comissão Provincial de Ciência e Tecnologia no mesmo ano, e depois listada como um projeto do “Programa Spark” da Comissão Nacional de Ciência e Tecnologia em 1990. Em 1989, uma fábrica de produção experimental de fertilizante de silício - Kunlin Multi-element Fertilizer Plant foi construída. Nos últimos anos, o fertilizante de silício tem recebido atenção crescente em todo o país, e a produção anual de fertilizante de silício em Hunan, Hubei e Jiangsu também ultrapassou 100.000 toneladas. Um lote de fábricas de fertilizantes de silício também foi construído em Hebei, Shandong, Liaoning, Zhejiang, Guangxi, Hainan e outros lugares. Mas em comparação com a demanda anual do nosso país de 30 a 50 milhões de toneladas no mercado de fertilizantes de silício, ainda há uma enorme lacuna e espaço de desenvolvimento na produção de fertilizantes de silício.

Em setembro de 1999, o Departamento de Agricultura dos EUA realizou o primeiro simpósio acadêmico internacional “Silício e Agricultura” na Flórida, marcando que o fertilizante de silício recebeu atenção da indústria global de agricultura e fertilizantes. O levantamento da fertilidade da terra cultivada e o trabalho de avaliação da qualidade realizado pelo Ministério da Agricultura em 2000 listaram o silício disponível no solo no escopo do levantamento pela primeira vez. Em 2000, a Yellow River Publishing House publicou uma coleção de artigos “Pesquisa Chinesa de Nutrição de Silício e Aplicação de Fertilizante de Silício” com 800.000 palavras e a distribuiu em todo o país. Em 2001, como material de treinamento para o Programa Spark do Ministério Nacional de Ciência e Tecnologia, “Fertilizante de Silício e Tecnologia de Fertilizante de Silício” foi publicado. No novo lote de projetos nacionais de promoção de realizações científicas e tecnológicas anunciados pelo Ministério Nacional de Ciência e Tecnologia, o fertilizante de silício liderou a lista. A fórmula nacional de teste de solo tornou a falta de dióxido de silício um padrão técnico. Em 1º de junho de 2004, o Ministério da Agricultura promulgou o padrão da indústria de fertilizantes de silício NY/T797-2004 concluído pelo Instituto de Solos e Fertilizantes da Academia Chinesa de Ciências Agrícolas e outras unidades, marcando que, após anos de pesquisa, experimentos e promoção, o fertilizante de silício se tornou um novo tipo de fertilizante na China no século XXI.

II. Análise de Mercado

Demanda de Mercado

Nosso país é um país com grave deficiência de silício, e o solo deficiente em silício em nosso país representa 50% a 80% da área total de terra cultivada. Tome a província de Fujian como exemplo, ela está localizada em condições bioclimáticas subtropicais. O solo formado sob a ação de dois processos de dessilicação e enriquecimento de alumínio e enriquecimento biológico, o ácido silícico e sua base salina produzidos pelo intemperismo serão lixiviados em grandes quantidades. Embora a fração mássica de SiO2 no solo cultivado seja de 30% a 70%, o teor de silício disponível torna-se muito baixo; além disso, a província de Fujian é uma província que planta culturas que consomem silício (arroz e outras gramíneas e raízes) por um longo tempo, levando a uma grande demanda anual por silício. De acordo com os resultados da análise de 179 amostras de solo pela Academia de Ciências Agrícolas de Fujian, a fração mássica média de silício disponível (SiO2) no solo de Fujian é (8,05±1,72) mg/(100g). A fração mássica de silício disponível abaixo de 5mg/(100g) representa 41,9%, 5~10mg/(100g) representa 37,4%, enquanto aqueles maiores que o valor crítico de 10mg/(100g) representam apenas 20,7%, ou seja, aqueles abaixo de 10mg/(100g) (deficiência de silício) representam 79,3%.

A área de terra cultivada da província de Zhejiang é de 171,5 × 10^4 hm2 (incluindo arrozais 142,6 × 10^4 hm2, terra seca 28,9 × 10^4 hm2), e a área de terra cultivada deficiente em silício é de até 73%. Dados fornecidos pela Estação de Solos e Fertilizantes de Jiangsu mostram que o silício disponível no solo de Jiangsu está diminuindo a uma taxa de 1,2 ~ 6,4 mg / kg ano a ano, e a área de deficiência de silício está se expandindo ano a ano.

A deficiência de silício no solo é quase um resultado inevitável, as principais razões são:

(1) As culturas retiram uma grande quantidade de silício disponível do solo ano após ano. Como outros elementos nutrientes, o silício no solo também sofre um pequeno ciclo biológico, mas o ciclo do silício é um ciclo desequilibrado. As plantas só podem absorver silício na forma de ácido metasilícico na solução do solo. Depois de entrar no corpo da planta, ele é desidratado e depositado nos tecidos da planta para formar opala. Depois que a planta morre, o silício retorna ao solo na forma de opala. A opala não é matéria orgânica, mas dióxido de silício amorfo insolúvel em água. Como o dióxido de silício existente em grandes quantidades no solo, requer vários anos de intemperismo do solo para liberar vestígios de silício para absorção pelas plantas. Mesmo que toda a palha seja devolvida ao campo, ela não pode entrar em um ciclo benigno.

(2) As fontes de material original são diferentes, e o teor de silício disponível no solo também varia muito. Solo de arroz desenvolvido a partir de arenito vermelho, granito, gnaisse e material original de loess montanhoso, o teor de silício disponível é geralmente de cerca de 80mg / kg, e a deficiência de silício é grave. O solo desenvolvido a partir de material original aluvial de rio, lago e mar raso é principalmente de 100 ~ 150 mg / kg, o que é um teor médio.

(3) No processo de formação do solo de solo ácido e ligeiramente ácido, devido à forte lixiviação - deposição, o teor de silício disponível no solo aumenta com o aumento da profundidade do solo. O horizonte iluvial (geralmente aparecendo abaixo de 60 cm) é mais que o dobro da camada arável. A liberdade de ferro no solo superficial é tão alta quanto 40% ~ 60%, e o fenômeno de dessilicação e enriquecimento de ferro em solo ácido é grave.

(4) Solo calcário, com alto teor de carbonato de cálcio, a maior parte do silício disponível existe na forma de compostos inativos de silício-cálcio, que são difíceis de hidrolisar e não fáceis de fornecer para as culturas absorverem e utilizarem.

(5) O silício existe em um estado molecular no solo, nem carregado nem dissociado, e é fácil de lixiviar com lavagem com água. O tempo de submersão em água em áreas de arroz antigas é longo, e o ácido silícico solúvel no solo é gradualmente lixiviado e perdido, especialmente em terras inclinadas, onde a perda de silício é mais grave.

Capacidade de Mercado de Fertilizante de Silício

A área de plantio de arroz perene do nosso país é de 450 milhões de mu, e mais de 50% da terra cultivada é deficiente em silício (o grau de deficiência de silício de Zhejiang atinge 70%). Calculado com base na necessidade de suplementar 55kg de silício por mu por ano (fertilizante de silício sólido, o mesmo abaixo), a demanda anual por fertilizante de silício é de 25 milhões de toneladas. O país planta perenemente 20 milhões de mu de culturas como algodão, amendoim e milho. Calculado com base no uso de 50 kg de fertilizante de silício, a demanda anual é de quase 10 milhões de toneladas. A partir disso, estima-se que a demanda anual doméstica por fertilizante de silício seja de 35 milhões de toneladas ou 1,5 milhão de toneladas de fertilizante de silício solúvel em água.

Atualmente, a produção anual da China de fertilizante de silício de escória é de cerca de 1 milhão de toneladas, o que pode atender apenas 3% da demanda do mercado. No entanto, os defeitos do fertilizante de silício do tipo escória limitaram seu desenvolvimento industrial, deixando um enorme espaço de desenvolvimento de mercado e um ambiente de concorrência de mercado relativamente frouxo para fertilizante de silício solúvel em água.

Concorrência de Mercado

Atualmente, os fertilizantes de silício usados na produção agrícola podem ser divididos aproximadamente em duas categorias: fertilizantes de silício de alta eficiência e fertilizantes de silício de escória de acordo com suas matérias-primas e teor de silício disponível. Fertilizante de silício de alta eficiência: Gerado a partir de vidro solúvel ou areia de quartzo e carbonato de sódio. O componente principal é uma mistura de silicato de sódio e metasilicato de sódio, solúvel em água, e a fração mássica de silício disponível pode atingir 55% ~ 60%. Fertilizante de silício de escória: Refere-se principalmente ao fertilizante de silício produzido a partir de resíduos industriais, como escória de aço e cinzas volantes de forno, principalmente solúveis em citrato, e a fração mássica de silício disponível pode atingir cerca de 10%. Fertilizante de silício solúvel em água: Principalmente silicato de sódio e silicato de potássio, com alto teor de silício disponível e efeito rápido, mas fácil de lixiviar após ser aplicado ao solo, e o efeito do fertilizante é curto. Fertilizante de silício solúvel em citrato: Principalmente silicato de cálcio, com baixo teor de silício disponível e efeito retardado. O silício é liberado lentamente após ser aplicado ao solo, e o efeito do fertilizante é longo. Por exemplo, a quantidade de aplicação de metasilicato de cálcio é de 1,5 t/ha, e seu efeito residual pode atingir mais de 4 anos.

Fertilizante de Silício de Alta Eficiência

Em 20 de agosto, existem 16 tipos de novos fertilizantes de silício que obtiveram certificados de registro de fertilizantes do Ministério da Agricultura. Entre eles estão 12 fertilizantes de silício líquidos e 4 sólidos. Entre os 12 fertilizantes de silício líquidos, 2 são rotulados como nano fertilizantes de silício. (1) Nano fertilizante de silício da marca “Zhongwangsuogui” 110g/L produzido pela Shanghai Lvyouyou Chemical Co., Ltd. A empresa foi fundada em 2009 com um capital registrado de 100.000, e os acionistas são Liang Longhua (13952150592) e Zhu Jingqi. (2) Nano fertilizante de silício solúvel em água “Batian Zhongfen” produzido pela Shenzhen Batian Ecological Engineering Co., Ltd. Batian Shares (Código de Estoque: 002170) foi fundada em 1989, uma empresa listada em Shenzhen, com alta visibilidade e força na indústria de fertilizantes.

Changshu Lufu New Fertilizer R&D Co., Ltd. é uma empresa especializada no desenvolvimento de fertilizante de silício. A empresa foi fundada em 2009, e o suporte técnico é o Professor Ma Tongsheng da Universidade Agrícola de Nanjing, um especialista em fertilizante de silício. Informações de registro industrial e comercial mostram que ela introduziu capital de risco Changshu Guofa Venture Capital Co., Ltd.

US Yuma “Return” é agenciado pelo China Agricultural Materials Group como o agente nacional. O China Agricultural Group conduziu experimentos, demonstrações e promoções de longo prazo neste produto e entrou no mercado de Zhejiang em 2012, mas devido ao seu alto custo, baixos lucros dos revendedores e ao fato de que os agricultores ainda não formaram hábitos de uso, ele não foi amplamente vendido no mercado.

Além disso, outras empresas conhecidas que entram na indústria incluem Anhui Liuguo Chemical (Código de Estoque 600470) (fertilizante de silício instantâneo sólido da marca “Qinqin”) e Beijing Yanhua Yongle (grânulos solúveis em água de composto de silício a 40%).

Existem dois processos de preparação para fertilizante de silício de escória:

(1) Método de Mistura Misture fertilizante de silício ou matérias-primas de fertilizante de silício com fertilizantes de nitrogênio, fósforo e potássio, triture e granule para fazer fertilizante composto, e oligoelementos, elementos de terras raras, etc. também podem ser adicionados. O processo de produção do método de mistura é simples e o consumo de energia é baixo, mas há um problema comum de que o aumento no teor de silício disponível não é óbvio.

(2) Método de Síntese Química

Misture matérias-primas de fertilizante de silício, agentes fundentes e aditivos em uma certa proporção e em alta temperatura

Publicado em: 22 de nov de 2024 · Modificado em: 12 de dez de 2025