农业高效持续发展给肥料提出新要求

□中国科学院南京土壤研究所 尹 斌 董元华 葛仁山

据农业部监测，目前耕地土壤有效磷平均含量为23.1毫克/公斤，与第二次土壤普查相比增长了294%。据测土配方施肥数据，与第二次土壤普查相比，缺素面积增加近一倍。长期大量施用化肥会导致氮磷钾养分供给不平衡，肥料农学利用率降低；增强了磷对钙、锌、铁等元素的“拮抗”作用，降低了中微量元素有效性；农作物缺素症表现更加明显，面积不断扩大。

高强度种植引发生态危机

土壤高强度种植会对环境造成一定影响。一是高强度的种植会导致土壤长期疲劳和地力恢复过程缺省。据统计，欧美国家复种指数不到1，我国的复种指数平均在1.55，南方地区普遍高于2，缺少了地力的恢复与培育过程。土壤养分有效容量下降，对作物吸氮量的周年贡献量小于欧美耕地。二是导致氮磷钾的不平衡，肥料利用率低。三是会导致农田土壤酸碱度下降。测土配方施肥数据显示，南方14省（区、市）土壤pH小于6.5的比例由30年前的52%扩大到65%，小于5.5的由20%扩大到40%，小于4.5的由1%扩大到4%。四是镉、铅等重金属活性增强，危及农产品质量安全；钾、钙、镁等元素溶解性增强，造成盐基离子大量淋失；嗜酸性细菌增加，造成有益微生物减少；土壤铝离子释放速度加快，引发作物铝中毒。不仅如此，高强度的种植模式对生态方面造成的影响更是甚大，土壤中的氮和生物圈、水圈、大气圈和岩石圈中的氮不断进行交换。2007年太湖蓝藻爆发，造成水源污染，城市停水，对淡水湖的影响空前。对近海的影响，造成浒苔大面积爆发的情景。另外，对雾霾的影响也是日趋频繁。

施用中微量元素要全面考虑

作物施肥中常量元素肥是庄稼吸收消耗数量大的肥料，比如氮肥、磷肥、钾肥；中量元素肥有钙肥、镁肥、硫肥等；微量元素肥是经过大量的科学试验与研究，已经证实具有一定生物学意义的，植物正常生长发育不可缺少的那些微量营养元素。比如硼肥、锌肥、锰肥、钼肥、铜肥、铁肥、钴肥都属于微肥。

而土壤中离不开中微量元素，作物施肥也要施入含有中微量元素的肥料来调节养分平衡。作物对中微量元素需要量虽然较少或很少，但是，它们同常量元素一样，对作物是同等重要的，不可互相代替，所以，中微量元素施用时需要注意养分调和的问题：一是土壤中任何一种速效态中微量元素供应不足，作物就会出现特殊的症状，产量减少，品质下降，甚至收成无望。二是中微肥的施用要在氮、磷、钾肥的基础上才能发挥其肥效。三是在不同的氮、磷、钾水平下，作物对微量元索的反应也不相同。一般说来，低产土壤容易出现缺乏微量元素的情况；高产土壤，随着产量水平的不断提高，作物对微量元素的需要也会相应增多。但若企图减少大量元素肥料的施用量，而只靠增施微肥来获得高产，也是错误的。

中微量元素肥料施用中还需注意到，对于全水溶性中微量元素肥要注意施肥地的水质，防止因水质而产生沉淀，从而影响肥效与滴管效果；对于不同土壤质地与降水及气候条件，调配中微肥的元素配比，结合测土配方施肥进行科学施用。

研发高效环保肥是可持续发展新要求

土壤有机质可以调节植物生长为光合作用提供原料；调节土壤酸碱度、调节离子平衡、增加阳离子饱和度；平衡物理化学性状、提高抗逆能力；增加营养成分、提高氮磷钾利用效率；为土壤生物、微生物提供能源；团粒结构形成、土壤疏松通透。而腐植酸具有改良土壤、提高肥效、改善植物品质、提高植物抗逆能力、促进植物生长发育、减少农药及环境污染与毒害等功能。加入腐植酸可为土壤微生物提供能源和碳源；但是这些碳源一般来说分子量很大，需要一段时间才能分解成土壤微生物能利用的小分子碳源。通常在条件适宜的土壤中施入有效碳源后，微生物的发育量可几倍或近十倍地增长，尤其以细菌的繁殖率快、发育量大，则微生物对矿质氮的吸收量也越高。有研究表明，对于完成氮的矿化作用和固定作用来说，有意义的不是土壤中含氮有机物质的总储量，而是其中所含对微生物有效组分的多少。因此，先将腐植酸进行活化处理，再将其用于农田和肥料生产中其有效性会大大增加。

在农业部提出2020年化肥、农药使用量零增长的前提下，高产高效施肥与氮肥零增长战略对氮肥生产也提出了新要求——研发高产、高效、环保、简便易行的肥料及施用技术，这也是可持续农业与生态保护的要求。例如，生产中微量+腐植酸涂层肥料，腐植酸涂层缓释BB肥采用与氮、磷、钾肥料颗粒表面具有较强的亲和能力和成膜特性的涂层材料，分别涂布在不同肥料颗粒表面，形成一层或多层包膜，成为具有“控氮、促磷、保钾、补微”功能，粒度均匀、色彩各异的单质改性肥料颗粒，再采用掺混工艺再采用掺混工艺根据测土施肥需要科学组配与作物全生育期养分需求变化相协调的友好环境、缓释高效的肥料创新产品。