農(nóng)業(yè)高效持續(xù)發(fā)展給肥料提出新要求

□中國科學(xué)院南京土壤研究所 尹 斌 董元華 葛仁山

據(jù)農(nóng)業(yè)部監(jiān)測，目前耕地土壤有效磷平均含量為23.1毫克/公斤，與第二次土壤普查相比增長了294%。據(jù)測土配方施肥數(shù)據(jù)，與第二次土壤普查相比，缺素面積增加近一倍。長期大量施用化肥會導(dǎo)致氮磷鉀養(yǎng)分供給不平衡，肥料農(nóng)學(xué)利用率降低；增強了磷對鈣、鋅、鐵等元素的“拮抗”作用，降低了中微量元素有效性；農(nóng)作物缺素癥表現(xiàn)更加明顯，面積不斷擴大。

高強度種植引發(fā)生態(tài)危機

土壤高強度種植會對環(huán)境造成一定影響。一是高強度的種植會導(dǎo)致土壤長期疲勞和地力恢復(fù)過程缺省。據(jù)統(tǒng)計，歐美國家復(fù)種指數(shù)不到1，我國的復(fù)種指數(shù)平均在1.55，南方地區(qū)普遍高于2，缺少了地力的恢復(fù)與培育過程。土壤養(yǎng)分有效容量下降，對作物吸氮量的周年貢獻量小于歐美耕地。二是導(dǎo)致氮磷鉀的不平衡，肥料利用率低。三是會導(dǎo)致農(nóng)田土壤酸堿度下降。測土配方施肥數(shù)據(jù)顯示，南方14?。▍^(qū)、市）土壤pH小于6.5的比例由30年前的52%擴大到65%，小于5.5的由20%擴大到40%，小于4.5的由1%擴大到4%。四是鎘、鉛等重金屬活性增強，危及農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全；鉀、鈣、鎂等元素溶解性增強，造成鹽基離子大量淋失；嗜酸性細菌增加，造成有益微生物減少；土壤鋁離子釋放速度加快，引發(fā)作物鋁中毒。不僅如此，高強度的種植模式對生態(tài)方面造成的影響更是甚大，土壤中的氮和生物圈、水圈、大氣圈和巖石圈中的氮不斷進行交換。2007年太湖藍藻爆發(fā)，造成水源污染，城市停水，對淡水湖的影響空前。對近海的影響，造成滸苔大面積爆發(fā)的情景。另外，對霧霾的影響也是日趨頻繁。

施用中微量元素要全面考慮

作物施肥中常量元素肥是莊稼吸收消耗數(shù)量大的肥料，比如氮肥、磷肥、鉀肥；中量元素肥有鈣肥、鎂肥、硫肥等；微量元素肥是經(jīng)過大量的科學(xué)試驗與研究，已經(jīng)證實具有一定生物學(xué)意義的，植物正常生長發(fā)育不可缺少的那些微量營養(yǎng)元素。比如硼肥、鋅肥、錳肥、鉬肥、銅肥、鐵肥、鈷肥都屬于微肥。

而土壤中離不開中微量元素，作物施肥也要施入含有中微量元素的肥料來調(diào)節(jié)養(yǎng)分平衡。作物對中微量元素需要量雖然較少或很少，但是，它們同常量元素一樣，對作物是同等重要的，不可互相代替，所以，中微量元素施用時需要注意養(yǎng)分調(diào)和的問題：一是土壤中任何一種速效態(tài)中微量元素供應(yīng)不足，作物就會出現(xiàn)特殊的癥狀，產(chǎn)量減少，品質(zhì)下降，甚至收成無望。二是中微肥的施用要在氮、磷、鉀肥的基礎(chǔ)上才能發(fā)揮其肥效。三是在不同的氮、磷、鉀水平下，作物對微量元索的反應(yīng)也不相同。一般說來，低產(chǎn)土壤容易出現(xiàn)缺乏微量元素的情況；高產(chǎn)土壤，隨著產(chǎn)量水平的不斷提高，作物對微量元素的需要也會相應(yīng)增多。但若企圖減少大量元素肥料的施用量，而只靠增施微肥來獲得高產(chǎn)，也是錯誤的。

中微量元素肥料施用中還需注意到，對于全水溶性中微量元素肥要注意施肥地的水質(zhì)，防止因水質(zhì)而產(chǎn)生沉淀，從而影響肥效與滴管效果；對于不同土壤質(zhì)地與降水及氣候條件，調(diào)配中微肥的元素配比，結(jié)合測土配方施肥進行科學(xué)施用。

研發(fā)高效環(huán)保肥是可持續(xù)發(fā)展新要求

土壤有機質(zhì)可以調(diào)節(jié)植物生長為光合作用提供原料；調(diào)節(jié)土壤酸堿度、調(diào)節(jié)離子平衡、增加陽離子飽和度；平衡物理化學(xué)性狀、提高抗逆能力；增加營養(yǎng)成分、提高氮磷鉀利用效率；為土壤生物、微生物提供能源；團粒結(jié)構(gòu)形成、土壤疏松通透。而腐植酸具有改良土壤、提高肥效、改善植物品質(zhì)、提高植物抗逆能力、促進植物生長發(fā)育、減少農(nóng)藥及環(huán)境污染與毒害等功能。加入腐植酸可為土壤微生物提供能源和碳源；但是這些碳源一般來說分子量很大，需要一段時間才能分解成土壤微生物能利用的小分子碳源。通常在條件適宜的土壤中施入有效碳源后，微生物的發(fā)育量可幾倍或近十倍地增長，尤其以細菌的繁殖率快、發(fā)育量大，則微生物對礦質(zhì)氮的吸收量也越高。有研究表明，對于完成氮的礦化作用和固定作用來說，有意義的不是土壤中含氮有機物質(zhì)的總儲量，而是其中所含對微生物有效組分的多少。因此，先將腐植酸進行活化處理，再將其用于農(nóng)田和肥料生產(chǎn)中其有效性會大大增加。

在農(nóng)業(yè)部提出2020年化肥、農(nóng)藥使用量零增長的前提下，高產(chǎn)高效施肥與氮肥零增長戰(zhàn)略對氮肥生產(chǎn)也提出了新要求——研發(fā)高產(chǎn)、高效、環(huán)保、簡便易行的肥料及施用技術(shù)，這也是可持續(xù)農(nóng)業(yè)與生態(tài)保護的要求。例如，生產(chǎn)中微量+腐植酸涂層肥料，腐植酸涂層緩釋BB肥采用與氮、磷、鉀肥料顆粒表面具有較強的親和能力和成膜特性的涂層材料，分別涂布在不同肥料顆粒表面，形成一層或多層包膜，成為具有“控氮、促磷、保鉀、補微”功能，粒度均勻、色彩各異的單質(zhì)改性肥料顆粒，再采用摻混工藝再采用摻混工藝根據(jù)測土施肥需要科學(xué)組配與作物全生育期養(yǎng)分需求變化相協(xié)調(diào)的友好環(huán)境、緩釋高效的肥料創(chuàng)新產(chǎn)品。