肥料高效利用方法研究

張萬伍，徐柏琪，袁鐵英，李 勇

（1.吉林省種子管理總站；2.吉林省農(nóng)業(yè)資源與區(qū)劃研究所，吉林長春130033）

世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的實踐證明，肥料施用是增加產(chǎn)量的最高效措施之一。在我國，化肥的使用占農(nóng)業(yè)成本的20%。但肥料利用率低下不僅給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴重污染，而且直接制約農(nóng)業(yè)由傳統(tǒng)向現(xiàn)代化的轉型。要想從根本上解決我國目前施肥的現(xiàn)狀，就必須采取高效施肥的方法，其也是推動我國農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中的必經(jīng)之路和必然選擇。

1 傳統(tǒng)肥料高效利用研究

1.1 合理的氮肥施用量

在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，許多數(shù)據(jù)表明，隨著施氮量的增加，產(chǎn)量逐漸增加，但隨著施氮量的增加，各種方式的氮肥用量也逐漸增加，氮素利用率呈下降趨勢。因此，氮的用量應控制在最佳應用范圍內(nèi)，過多則不利于環(huán)境保護。

1.2 肥水調(diào)控及施肥技術

了解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最佳施氮量和供水量，綜合應用各種作物的生長周期和特點，有利于提高化肥的整體使用效率。其中“無水層混合法”和“含水氮法”等追加施肥的方法，在水稻田中平均可以提高20%的施用率。

1.3 平衡施肥

為避免作物生長過程中因缺乏某些營養(yǎng)成分，而限制或降低其他營養(yǎng)成分的吸收，可采取平衡施肥的方法，均衡施用氮、磷、鉀、培養(yǎng)基和其他微量元素，均衡調(diào)節(jié)不同養(yǎng)分施用的類型和比例大小，滿足作物在不同生長階段對各種養(yǎng)分的需求，進而達到肥料供應度和作物生長需求之間的平衡。

2 現(xiàn)代肥料高效利用研究

2.1 實時實地氮肥管理

在田間，可以檢測到植物葉片中葉綠素的相對含量而沒有損害。根據(jù)與植物氮含量的關系，確定了氮診斷的葉色值，推斷了作物的氮含量，簡化了傳統(tǒng)氮肥推薦方法的許多復雜過程?；谧魑锏漠a(chǎn)量大小、秸稈營養(yǎng)成分的多少、外界氣候特征變化，以及土壤中氮、磷、鉀含量的多少和比例大小等相關參數(shù)，進而形成田間氮素管理的方法，它是通過對施肥決策系統(tǒng)中多種因素和各種參數(shù)的綜合分析和考量，從而確定作物在不同生長階段的最佳施肥量作為閾值。盡管葉綠素計具有許多優(yōu)于傳統(tǒng)方法的優(yōu)點，但其樣品測試還是具有局限性和有限點，因此，氮含量的具體值也只能通過測試點的樣品來估算，精準度還是有待提升。

2.2 緩/控釋肥料

緩/控釋肥料使用各種機制來控制常規(guī)肥料的水溶性。它在保證作物生長養(yǎng)分需求供給的基礎上，在一定程度上能協(xié)調(diào)養(yǎng)分需求的調(diào)配，從而達到提高作物產(chǎn)量的目的，因此，被認為是減少肥料流失、提高其綜合利用率的最簡單、最高效的方法。目前，國際緩/控釋肥料可分為四類：第一種是有機合成微溶性緩釋氮肥，現(xiàn)階段市場對這種肥料的需求逐年下降；第二種是包膜（包裹）緩/控釋肥料；第三種是水泥有機-無機緩釋肥料；第四種是生物生化抑制型肥料。同時，緩/控釋肥料在創(chuàng)新研發(fā)過程中還有幾大難點需要攻克：一是如何把控降低緩/控釋肥料的成本，進而降低市場價格和農(nóng)民的肥料投入資金；二是國家或企業(yè)協(xié)會應建立并發(fā)布一系列相關規(guī)范和標準，重點是緩釋/控釋肥料釋放性能，這樣才能確保產(chǎn)品使用的質量和效果；三是建立國家級公共福利體系和企業(yè)制度共同參與的研發(fā)平臺，解決國家目標，企業(yè)目標和生產(chǎn)中迫切需要解決的關鍵技術問題。

2.3 農(nóng)田養(yǎng)分精準配方施肥

根據(jù)作物生長的所處的土壤條件，以及不同生長階段對肥料需求，應采取及時、恰當?shù)氖┓?，以滿足不同時期作物對肥料養(yǎng)分的需求，用盡可能少的化肥使用量來達到更高更好的經(jīng)濟效益，既提高化肥的綜合利用率，也保護了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，實行農(nóng)業(yè)種植的可持續(xù)發(fā)展。精準施肥是在農(nóng)業(yè)決策分析使用中最成熟、最廣泛的應用技術。收集土壤基本情況和養(yǎng)分含量數(shù)據(jù)以及作物在不同生長時期的狀況數(shù)據(jù)，利用遙感GIS應用技術區(qū)別作物農(nóng)田空間屬性的差異，結合作物生長模型和養(yǎng)分需求規(guī)律，應用變量施肥決策分析系統(tǒng)，來獲得最終的施肥決策。然后，通過差異全球定位系統(tǒng)和可變施肥控制技術實現(xiàn)精確施肥。

2.4 脲酶抑制劑和硝化抑制劑

在我國，使用氮化肥最廣泛的就是尿素，其施用量占所有化肥氮使用量的50%以上。由于土壤脲酶很容易水解的特性，導致尿素在施用于土壤后，導致農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染。脲酶抑制劑通過延遲尿素的水解來延遲受精點處尿素的水解，能夠減少氨的揮發(fā)損失。單獨的脲酶抑制劑或硝化抑制劑只能抑制尿素氮轉化過程，使用效果并不明顯。理想中的脲酶抑制劑或硝化抑制劑應該對作物的生長和發(fā)育沒有不利影響，并且還能保障作物對養(yǎng)分的充分吸收，從而達到增產(chǎn)的目的。經(jīng)過國內(nèi)外專家不懈的努力，進行了數(shù)百次相關實驗和分析，確定脲酶抑制劑在田間的生長大多在5%左右，可以達到最好的使用效果。對硝化抑制劑的研究也表明，它可以提高氮的利用效率，但大多數(shù)不會提高氮的利用效率，也不會減少氮的損失。

3 結語

我國已經(jīng)成熟使用一種合理的方法來有效利用三種傳統(tǒng)肥料，如施氮量，肥水調(diào)控和施肥技術，以及平衡施肥。這些方法雖然存在一些弊端，但是在當時的社會經(jīng)濟和技術條件下，為實現(xiàn)肥料高效利用做出了巨大的貢獻。在傳統(tǒng)方法的基礎上，已經(jīng)出現(xiàn)了四種現(xiàn)代肥料有效的利用方法，從實踐角度實施氮肥管理，雖然比傳統(tǒng)方法更有效、更方便，但其存在的問題不容忽視。如何解決好這些問題和如何構建一套符合我國國情的肥料高效利用方法體系，需要進一步探討。