農業高效持續發展給肥料提出新要求

□中國科學院南京土壤研究所 尹 斌 董元華 葛仁山

據農業部監測，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%。據測土配方施肥數據，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致氮磷鉀養分供給不平衡，肥料農學利用率降低；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；農作物缺素癥表現更加明顯，面積不斷擴大。

高強度種植引發生態危機

土壤高強度種植會對環境造成一定影響。一是高強度的種植會導致土壤長期疲勞和地力恢復過程缺省。據統計，歐美國家復種指數不到1，我國的復種指數平均在1.55，南方地區普遍高于2，缺少了地力的恢復與培育過程。土壤養分有效容量下降，對作物吸氮量的周年貢獻量小于歐美耕地。二是導致氮磷鉀的不平衡，肥料利用率低。三是會導致農田土壤酸堿度下降。測土配方施肥數據顯示，南方14省（區、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，危及農產品質量安全；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，引發作物鋁中毒。不僅如此，高強度的種植模式對生態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，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；微量元素肥是經過大量的科學試驗與研究，已經證實具有一定生物學意義的，植物正常生長發育不可缺少的那些微量營養元素。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節養分平衡。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分調和的問題：一是土壤中任何一種速效態中微量元素供應不足，作物就會出現特殊的癥狀，產量減少，品質下降，甚至收成無望。二是中微肥的施用要在氮、磷、鉀肥的基礎上才能發揮其肥效。三是在不同的氮、磷、鉀水平下，作物對微量元索的反應也不相同。一般說來，低產土壤容易出現缺乏微量元素的情況；高產土壤，隨著產量水平的不斷提高，作物對微量元素的需要也會相應增多。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，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，防止因水質而產生沉淀，從而影響肥效與滴管效果；對于不同土壤質地與降水及氣候條件，調配中微肥的元素配比，結合測土配方施肥進行科學施用。

研發高效環保肥是可持續發展新要求

土壤有機質可以調節植物生長為光合作用提供原料；調節土壤酸堿度、調節離子平衡、增加陽離子飽和度；平衡物理化學性狀、提高抗逆能力；增加營養成分、提高氮磷鉀利用效率；為土壤生物、微生物提供能源；團粒結構形成、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、提高植物抗逆能力、促進植物生長發育、減少農藥及環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，微生物的發育量可幾倍或近十倍地增長，尤其以細菌的繁殖率快、發育量大，則微生物對礦質氮的吸收量也越高。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，再將其用于農田和肥料生產中其有效性會大大增加。

在農業部提出2020年化肥、農藥使用量零增長的前提下，高產高效施肥與氮肥零增長戰略對氮肥生產也提出了新要求——研發高產、高效、環保、簡便易行的肥料及施用技術，這也是可持續農業與生態保護的要求。例如，生產中微量+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、色彩各異的單質改性肥料顆粒，再采用摻混工藝再采用摻混工藝根據測土施肥需要科學組配與作物全生育期養分需求變化相協調的友好環境、緩釋高效的肥料創新產品。