化肥：瞄准绿色替代技术潜力无限

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化肥：瞄准绿色替代技术潜力无限

科技部近期公布的国家重点研发计划重点专项提出，研发适合不同区域主要土壤类型的肥力快速恢复的秸秆快速分解制剂、缓释肥、水溶性肥、有机肥、绿肥、生物肥、机械配套施用肥料、高效螯合肥料、根际养分增效剂、高肥效生长调节剂等绿色替代产品与技术。上海化工研究院化肥所副所长陈明良教授告诉记者，此技术真可谓百花齐放，发展空间很大，潜力无限，适用于农业劳动力短缺而形成的施肥 “一炮轰”，有利于减少肥料施用量，提高肥料利用率。

现状：肥料施用量多与利用率低

我国是肥料使用大国，单位面积肥料施用量也多于大部分国家，尤其是氮肥的施用量。

陈明良分析，肥料施用量多的原因无外乎两个方面：一是土壤肥力。我国大部分耕地开垦年代较久，土壤利用强度又高，肥力较低。旱地土壤有机质只有1.0%～1.5%，土壤全氮仅为0.07%～0.10%。而美国和俄罗斯等国土壤有机质一般3.0%～5.0%，土壤全氮为0.2%～0.4%。我国土壤肥力不高，要获得高产只能提高施肥量。

二是种植结构。随着农业结构的调整，经济作物种植面积增加较多，经济作物施肥量要比粮食作物施肥量高，通常是粮食作物的1.5～2.0倍，糖料是1.5倍、茶园1.6倍、果园1.8倍、蔬菜为2.6倍。我国化肥施用量中已超过45%为经济作物用肥，人均蔬菜份额达到了250千克/人年，大大高于世界120公斤/人年的平均水平，在水果和蔬菜施用肥量占到了34%。

陈明良认为，肥料利用率低与肥料结构、施肥方式、土地类别相关。植物对氮素的吸收效率与土壤、作物、温度、水环境和施肥方法有关，作物当技。这让我们化肥行业吃了定心丸，化肥行业还是大有可为的。（本刊）季吸收利用一般为30%～50%，氮素损失可达20%～60%，土壤中残留约25%～35%。氮肥损失量和损失途径与土壤性质、耕作载培制度、气候环境条件密切相关，也受到农业措施的影响。

一是土壤肥力。肥料利用率直接与土地中的有机质相关。有机质高，土地肥力强，可增加土地养分库容和保肥性能及作物对养分的利用，残留于土壤中约25%～35%氮素养分就可以保留在土壤中供下季作物使用，提高了氮利用率，而且减少磷素的固定。我国土壤有机质含量东部在1.5%左右，西部1.5%以下。

二是过量施用。我国人多地少，种植指数高，为了在地力不足的土壤上得到高产，必然要增加化肥施用量，肥料利用率直接与施用量有关，用量越多，利用率越低。

三是施用方法。氮肥深施及分次施肥可提高利用率，尿素和碳铵深施可提高利用率7.2%～12.8%。采用施肥时间和施氮量与作物对氮肥的需求相吻合可提高氮肥利用率34%～40%，降低习惯施肥量38.7%～41.3%，产量提高2.5%～3.5%。我国现在农村劳动力不足，劳动力成本较高，又没有达到农业机械化程度，在许多地方采用“一炮轰”、表面撒施等肥料施用方法，难于实施发达国家已得到验证的测土施肥保证土壤养分间的平衡，减少了因过量施肥而造成的浪费和对环境的污染。

四是肥料结构。美国的化肥利用率比中国高出20%。除了美国土壤肥力高，且播种系数低 （美国低于1，我国在1.5以上），施用适量化肥即可达到高产，所以化肥利用率高，还与美国肥料品种结构有关，实施测土施肥，大量使用液体肥料，大部分氮素按作物需要以水肥一体化形式低成本施用，并且重视硝氮和铵氮配合施用，利用率就高。

土壤肥力：关乎肥料施用量和利用率

陈明良认为，土壤肥力是影响肥料施用量和利用率的关键因素，秸秆还田既可以减少农业废弃物，还可以提高土壤的有机质，但一直存在还田难的问题，虽然科技工作者做了很多努力，取得了不少成绩，但是技术推广应用难度较大。

施用有机肥和绿肥也是增加土壤肥力的方法，应重视有机肥的开发，尤其是有机-无机复混肥。有机无机复混肥兼有无机肥的快速和有机肥平衡持久的优点，可以减缓氮肥的释放速度，提高肥料无机养分利用率，改良土壤；适当的比例可使有机无机复混肥具有适宜的供肥强度，又能维持较长时间，克服无机供肥大起大落和农家肥供肥强度不足、肥效慢的特点；通过调节有机肥和无机肥比例，使供肥过程与作物生长的各阶段的需要相适应；根据不同的农作物、土壤及气候条件施用相应的有机无机复混肥，可提高农作物的产量，改善作物的品质，促进农业生产的发展，保护土壤的生态平衡。但有机肥原料来源太广，部分原料会带来的二次污染，应该对有机肥原料作出规定。

随着氮磷钾化肥的大量使用，单位面积土壤作物产量的提升，随作物带走的土壤中的中微量元素养分没有得到补给，使缺乏中、微量元素的土壤越来越广泛，成了木桶短板。但大部分中、微量元素价格较高，使用于土壤后容易被固定，降低高价值的微量元素的使用效率。并且作物需要量少，很容易造成过量中毒，因此要重视中微量元素肥料种类和使用方法，采用高效螯合方法可以提高微量元素的利用率。根际养分增效剂、高肥效生长调节剂都是提高植物吸收养分的添加剂，有较大的研究价值。

发展方向：瞄准绿色替代产品与技术

陈明良表示，对北方缺水地区水肥一体化是提高水和肥料的利用率的一个有效方法，但现在国内水溶性肥料对原料的要求过高，造成水溶性肥料成了高价肥的代名词。按照植物营养理论，多数作物的幼苗期，对磷比较敏感，是磷素营养的临界期，生长后期作物主要通过体内磷的再分配和再利用来满足后期各器官的需要。因此，多数作物只要在前期养分充足后就基本能满足生命期磷素营养的需要，而钾素营养临界期也都在作物生育的早期，作物吸钾在中、前期猛烈，后期显著减少，甚至在成熟期部分钾从根部溢出。因此，一般磷钾大部分以基肥形式施用。假如磷和钾也全部以水溶肥追肥形式加入，由于磷、钾移动性差，可能无法被植物根际吸收，造成植物后期缺磷缺钾。从作物养分吸收规律来看，水肥一体化更适合于氮肥和微量元素的追施，磷和钾以基肥方式施用更合理，这样也可以解决北方地区由于水中钙镁较高造成的磷素沉淀问题，提高水溶肥的性价比。

陈明良认为，我国的缓/控释肥料研究虽然起步较晚，但研究特色明显，树脂包衣、营养材料包裹、基质复合、胶结控释、酶抑制、缓控释掺混肥料、控失肥、肽肥等产品和工艺百花齐放。特别是近几年，国家和地方政府非常重视缓/控释新型肥料的研究与产业化，国内缓控释肥料是肥料领域的研究热点和重点。基于氮磷钾养分的特性，缓控释肥料的总体方向应该是 “控氮释放、促磷增效、防钾淋失”，核心是控氮，尤其是尿素的缓控释。

目前我国缓控释肥料的发展以面向大田作物为重点。大田使用缓释肥的目的是为了适应肥料 “一炮轰”施用，提高肥料利用率。大田作物生产期短，从性价比考虑，并不需要肥料的养分释放速率与作物养分吸收相同步，因此以树脂包裹缓控释肥不应当是我们的发展重点。并且美国和欧盟均严禁树脂包裹尿素在耕地上使用，因为树脂在土壤中降解周期为30～50年，长期施用将破坏土地结构。

陈明良表示，我国缓控释肥料的目标应当是：以可再生、可循环、对环境友好的物质为主要材料，开发价格低廉、无毒害、生产和使用环境友好的缓控释肥料制造技术。将肥料养分与可降低其溶解性的物质混合制成养分缓慢释放的缓控释肥料应当是我国发展的重点。稳定性缓释肥生产成本低、工艺简单，但应加强田间应用试验，尤其要重视对土壤环境的影响评价。

现在许多产品价格较高，性价比低。如果土地集约化程度更高，推广机械化施肥，解决氮肥追施问题，缓释肥市场会萎缩。农村劳动力不足的趋势会越来越严重，土地集约化的进度会加快，集约化农业精细准确地调整土地和作物管理措施，方便地实行机械化种植和施肥，与机械化配套施用的肥料研究缺乏，这些应该加以重视。

不过，陈明良认为，从当前生产实践来看，肥料工作的重点还是应该放在提高科学施肥水平上，完善施肥技术、推广平衡施肥理念上，常规肥料在今后相当长的时间内仍将是肥料应用的主角。

（陈传武）