減量增效，聚焦綠色肥料創(chuàng)新與應(yīng)用 第50次國際肥料科學(xué)中心肥料大會(huì)側(cè)記

“這次國際會(huì)議上，有個(gè)國外供應(yīng)商非常認(rèn)可我們的技術(shù)，希望可以合作開發(fā)適合當(dāng)?shù)貧夂蚝屯寥罈l件的肥料產(chǎn)品，我們已經(jīng)進(jìn)行了初步的商談?！敝袊茖W(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所（以下簡稱沈陽生態(tài)所）研究員張麗莉說。

張麗莉提到的國際會(huì)議是9月4日至7日在臨沂召開的第50次國際肥料科學(xué)中心肥料大會(huì)，大會(huì)由國際肥料科學(xué)中心（CIEC）和沈陽生態(tài)所聯(lián)合主辦。來自全球肥料行業(yè)的專家學(xué)者和企業(yè)家代表齊聚一堂，共同探討行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)的重要契機(jī)。

“大會(huì)不僅設(shè)有學(xué)術(shù)交流報(bào)告，還有企業(yè)參觀調(diào)研環(huán)節(jié)，讓科研人員深入企業(yè)車間，了解生產(chǎn)一線的技術(shù)和工藝，挖掘企業(yè)的需求和問題，有利于科研人員進(jìn)一步開展課題研究，并及時(shí)將最新的技術(shù)成果應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)。”中國工程院院士、山西農(nóng)業(yè)大學(xué)教授徐明崗表示，現(xiàn)場調(diào)研對(duì)科研單位與企業(yè)單位的合作有很大的促進(jìn)作用。

用量減少 效益增加

肥料被稱為糧食的糧食。研究發(fā)現(xiàn)，過量的化肥使用不僅會(huì)給土壤和環(huán)境造成負(fù)擔(dān)，也會(huì)對(duì)糧食的增產(chǎn)起到不利影響。

“化肥和農(nóng)藥的大量使用，導(dǎo)致土壤退化，其中土壤酸化就是退化的一種表現(xiàn)形式?！毙烀鲘徃嬖V《中國科學(xué)報(bào)》，“由于大量使用化學(xué)氮肥，使土壤產(chǎn)生更多的氫離子，導(dǎo)致土壤出現(xiàn)酸化。土壤酸化不僅發(fā)生在南方的紅壤地區(qū)，還發(fā)生在東北黑土區(qū)和山東膠東地區(qū)?！?/p>

為了防控土壤退化，徐明崗團(tuán)隊(duì)在30年長期定位觀測實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，建成一張覆蓋全國29個(gè)省、市、自治區(qū)的農(nóng)田土壤質(zhì)量野外站監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)150萬條，積累土壤樣品9萬個(gè)。

利用上述監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，徐明崗團(tuán)隊(duì)不僅揭示了紅壤農(nóng)田酸化過程，還開發(fā)了紅壤酸化分類防控技術(shù)；探明化學(xué)氮肥對(duì)酸化貢獻(xiàn)率達(dá)66%以上，以此開發(fā)的氮肥增效控酸關(guān)鍵技術(shù)使控酸效率提高30%以上。

徐明崗在田間查看土壤。受訪者供圖

發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)顯示，化肥用量減下來，質(zhì)量效益也要跟上去。歐盟和美國通過建立限量標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)替代，使用綠色防控自動(dòng)化、秸稈還田、健全法律法規(guī)、征收使用稅等方式來減量增質(zhì)增效。

我國應(yīng)該如何使化肥減量增效呢？徐明崗團(tuán)隊(duì)找到的解決方法是有機(jī)肥。

“使用有機(jī)肥對(duì)防控土壤酸化的效果特別好。”徐明崗向記者介紹，“我們團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，如果繼續(xù)使用傳統(tǒng)化肥，紅壤經(jīng)過10-15年時(shí)間的耕種后，由于土壤酸化導(dǎo)致作物產(chǎn)量可能會(huì)降低10%～20%。當(dāng)有機(jī)肥替代傳統(tǒng)化肥的比例達(dá)到35%左右的時(shí)候，既能保持糧食高產(chǎn)，又能防止土壤酸化。”

目前，徐明崗團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在江西和湖南等地先后推廣有機(jī)肥，并通過信息化技術(shù)開展土壤肥力的診斷。

“對(duì)農(nóng)民來說，既要簡單實(shí)用，又要經(jīng)濟(jì)效益，所以我們現(xiàn)在的推廣兼顧有機(jī)肥和無機(jī)肥，希望幫助農(nóng)民找到一個(gè)合理的施肥模式，實(shí)現(xiàn)減量增效?！毙烀鲘徴f。

技術(shù)創(chuàng)新 肥力提升

參會(huì)專家學(xué)者一方面針對(duì)不同的土壤問題進(jìn)行科學(xué)診斷，開出合理施肥模式的“藥方”，另一方面圍繞肥料本身技術(shù)的研發(fā)與突破，實(shí)現(xiàn)肥料產(chǎn)業(yè)和農(nóng)業(yè)發(fā)展綠色轉(zhuǎn)型，大家根據(jù)各自團(tuán)隊(duì)的研究工作展開討論交流。

沈陽生態(tài)所有一支科研團(tuán)隊(duì)聚焦于肥料增效方面的研究多年，并開發(fā)出穩(wěn)定性肥料。自2007年以來，沈陽生態(tài)所與施可豐化工股份有限公司（以下簡稱是施可豐）合作建立我國首個(gè)百萬噸長效緩釋復(fù)合肥生產(chǎn)基地，沈陽生態(tài)所已先后與48家肥料企業(yè)開展產(chǎn)學(xué)研合作開發(fā)。

“傳統(tǒng)肥料存在氮元素流失快、吸收利用率低、造成環(huán)境污染等問題。我們通過添加氮素抑制劑和其他功能性添加劑，有效延緩肥料中氮素的釋放，減少氮素的流失，提高了肥料的利用效率。”張麗莉告訴《中國科學(xué)報(bào)》，團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新型肥料不僅延長肥效期，還可以減少環(huán)境污染，推廣至全國22個(gè)省，累計(jì)應(yīng)用面積1.2億畝，提升作物產(chǎn)量8%-10%。

在“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃支持下，張麗莉團(tuán)隊(duì)開發(fā)出具有雙重功能的綠色抑制劑新材料和抑制劑保護(hù)技術(shù)，彌補(bǔ)了脲酶抑制劑作用時(shí)間短，單一硝化抑制劑的技術(shù)弊端，可以實(shí)現(xiàn)降本增效。

“如果使用我們研發(fā)的這款雙效抑制劑材料，可以讓同類產(chǎn)品每噸肥料的添加成本由300元降至65元，這是在肥料領(lǐng)域的一項(xiàng)創(chuàng)新?！睆堺惱蚋嬖V《中國科學(xué)報(bào)》，“該技術(shù)產(chǎn)品前后研發(fā)歷時(shí)近8年，目前有待開展中試研究和工藝定型后進(jìn)一步推廣應(yīng)用。”

同時(shí)，針對(duì)磷肥在土壤中不易移動(dòng)、施肥后難以被植物根系吸收的問題，張麗莉團(tuán)隊(duì)聯(lián)合沈陽中科新型肥料有限公司開發(fā)出磷素促進(jìn)移動(dòng)技術(shù)的解決方案。

“磷素促進(jìn)移動(dòng)技術(shù)基于大分子裹挾功能，通過使用多聚長鏈聚合物和有機(jī)酸小分子片段作為高效營養(yǎng)運(yùn)輸和活化載體，并結(jié)合土壤改良劑，有效防止磷與鈣、鋁形成難溶性鹽，從而保持磷的水溶性?！睆堺惱蚪榻B，該技術(shù)不僅防止了磷的固持，提高了磷在土壤中的移動(dòng)性，還顯著提升了磷肥的利用效率。

據(jù)悉，這項(xiàng)技術(shù)已在施可豐的新疆基地成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，為解決磷肥利用率低的問題提供了切實(shí)可行的途徑。

“肥料材料的研發(fā)有別于其他材料，應(yīng)用成本是一個(gè)很大的限制因素，還有一個(gè)因素是農(nóng)戶的認(rèn)知?！睆堺惱蚋嬖V《中國科學(xué)報(bào)》，“我們每年都會(huì)專門開展農(nóng)業(yè)科技培訓(xùn)，讓更多農(nóng)戶了解和使用我們的產(chǎn)品，只有農(nóng)戶用上這些產(chǎn)品，才能夠?qū)崒?shí)在在減少肥料的用量，提高作物的產(chǎn)量，減少環(huán)境的污染?！?/p>

張麗莉查看技術(shù)應(yīng)用后的作物長勢(shì)。受訪者供圖

因地制宜 合理施肥

近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院和中國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展研究會(huì)聯(lián)合發(fā)布的《中國農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展報(bào)告2023》顯示，2022年，全國水稻、小麥、玉米三大糧食作物化肥利用率和農(nóng)藥利用率分別為41.3%和41.8%，總量下降、效率提升，農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展水平提升。

《中國科學(xué)報(bào)》從主辦方獲悉，第50次國際肥料科學(xué)中心肥料大會(huì)集中展示了來自全球的最新肥料科技成果，特別是在綠色穩(wěn)定性肥料、緩控釋肥料、生物碳基肥料、生物有機(jī)肥料和增值肥料等新材料、新技術(shù)、新工藝等方面，對(duì)加速先進(jìn)技術(shù)廣泛應(yīng)用、實(shí)現(xiàn)技術(shù)的轉(zhuǎn)移與本土化創(chuàng)新、推動(dòng)中國肥料產(chǎn)業(yè)的升級(jí)具有重要意義。

據(jù)了解，國際肥料科學(xué)中心于1933年在意大利羅馬成立，是目前肥料行業(yè)僅有的兩個(gè)非盈利性國際組織之一。2019年9月后，國際肥料科學(xué)中心總部由德國遷移到中國，沈陽生態(tài)所為該中心掛靠單位。

“國外在肥料使用方面，比較注重從整個(gè)生命周期出發(fā)尋求養(yǎng)分的循環(huán)利用，這點(diǎn)挺值得我們學(xué)習(xí)的。”張麗莉表示，“保證糧食產(chǎn)量是我們肥料研究的第一要?jiǎng)?wù)，國外同行的研究則注重追求品質(zhì)和環(huán)境保護(hù)?！?/p>

“這次大會(huì)我們既展示了自己的技術(shù)和產(chǎn)品，也學(xué)習(xí)和借鑒了國外的成熟經(jīng)驗(yàn)?！毙烀鲘徴f，“我國肥料的發(fā)展才走過40多年，目前在某些領(lǐng)域已經(jīng)處于領(lǐng)跑地位，比如我國的控釋肥、增效肥等?！?/p>

徐明崗還指出，我國不同地區(qū)的土壤肥力存在差異，因此需要因地制宜針對(duì)不同地力種植不同作物，并有針對(duì)性地施用專用肥料，這一點(diǎn)還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。