一次性施肥技术实现三大粮食作物轻简化绿色生产

谭德水，刘兆辉



一次性施肥技术实现三大粮食作物轻简化绿色生产

谭德水，刘兆辉

（山东省农业科学院农业资源与环境研究所/农业部废弃物基质化利用重点实验室/山东省植物营养与肥料重点实验室，济南 250100）

保证粮食增产的同时协同提高养分利用效率和减少环境污染，是21世纪世界农业发展面临的巨大挑战[1-2]，也是当前国际农业科学界高度关注的重大科学问题[3]。作为世界上最大的发展中国家，我国用占世界9%的耕地养活了世界上21%的人口[4]，保证粮食安全决定了农业在我国国民经济中的首要地位。玉米、小麦和水稻三大粮食作物常年的总播种面积和总产量占全部粮食作物的80%和90%以上[5]，在保障我国粮食安全中具有重要的地位和作用。未来农业的可持续生产不仅要保障作物产量，提高养分利用效率，同时还要降低环境负面效应影响和提高产品品质，实现“绿色发展”的目标[3, 6]，施肥在其中扮演着重要的角色。

近20年，我国科研工作者在植物营养学、科学施肥理论与应用技术上取得了很大进展[7-9]，在植物营养生物学、根际营养和养分资源管理等方面的理论创新和实践应用都已位居世界前列[6]，为保障国家粮食安全和环境安全做出了重要贡献。然而，由于当前我国社会发展迅速导致农村劳动力由第一产业向第二和第三产业转移，农业从业人员所占比例已从1980年的68.7%下降到2009年的38.1%[10]。而农业生产中高产高效科学施肥技术的农艺操作环节相对较多，用工增多，有悖于高效轻简化的农业生产发展趋势，而受劳动力所限，科学技术难以实现。此外，我国小农户分散经营的农业生产特点导致传统科学施肥技术很难在区域尺度上发挥作用[11]。实际上我国粮食生产中过量施肥、不合理施肥的现象仍普遍存在，施肥依然有较大盲目性[12-14]，这不仅造成我国粮食作物的肥料利用率远低于先进国家水平[15]，而且导致地下水硝酸盐污染[16]、水体氮磷富营养化[17]和温室气体排放增加[18-19]等环境问题加剧，严重影响了农业生态环境以及人类健康[20-21]。基于我国农业生产地块面积小、分散经营的基本国情，费时、耗力的劳动密集型粮食生产方式受到了严重限制和前所未有的挑战，因此，节本、省工、稳产高产、高效、绿色的轻简化农业生产方式越来越受到重视[10]。一次性施肥狭义来讲，是指在作物整个生育期只施用一次肥料的生产技术，该技术既可实现粮食生产的高产高效和节本增收、提高农民种粮积极性，又可节约劳动力、解决第二三产业发展“用工荒”的难题，对促进国民经济协调发展和有效解决“三农”问题等具有重要的意义，也是当前我国农业劳动力缺乏条件下保障国家粮食安全的迫切需求。

不同于将普通速效肥料底肥一次性施入不再进行追肥的“一炮轰”施肥方式[22]，一次性施肥技术核心是绿色新型肥料产品和机械产品的研发与应用，通过专用机械将作物专用缓控释肥料一次施用，实现肥料养分释放与作物生长养分需求的时空匹配。本刊中所述粮食作物一次性施肥技术的主要载体是缓控释氮肥，如不同包膜型、添加剂型、腐植酸型等。目前国内外关于缓控释肥的研究工作主要集中在包膜材料的选用、研制与缓控释机制的研究方面[23-24]，由于成本的限制，较少关注缓控释肥料在粮食作物上的应用效果。在我国粮食作物生产上，一次性施肥技术存在基础理论研究薄弱、低成本适宜缓释肥料产品、配套机械和核心技术缺乏等难题。本专刊刊出的论文以稳产高产、养分高效和生态友好为目标，以省工、节本、减肥为主攻方向，从作物养分需求规律[25-26]、研发筛选专用缓控释肥[27-28]、一次性施肥关键技术[29-31]、养分效率[32-36]、生产效益和环境影响[37-39]等方面，对粮食作物一次性施肥技术进行了系统研究和评价，为三大粮食作物轻简化和绿色生产提供了技术支撑。

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（责任编辑 李云霞）

One-off Fertilization Technology Realized Light-Simplified and Green Production for the Three Major Grain Crops

TAN DeShui, LIU ZhaoHui

10.3864/j.issn.0578-1752.2018.20.001

2018-10-09；

2018-10-15

国家公益性行业（农业）科研专项（201303103）

谭德水，E-mail：tandeshui@163.com