化肥有效養分高效化產品創新的技術趨勢

中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所研究員 趙秉強

化肥有效養分高效化產品創新，是繼無效養分有效化產品創新之后逐漸發展起來的，從20世紀六七十年代開始逐漸受到重視，其增效理論、產業技術和產品體系正處于不斷發展和完善的過程中，這一過程還將持續相當長的時間。未來化肥有效養分高效化產品創新發展，主要呈現以下七大技術趨勢。

1） 以綠色增產為主要目標 作物增產是高效肥料產品創新的首要目標。與常規肥料相比，高效肥料新產品在用量大幅度減少的同時實現綠色增產。常規化肥產品的物理和化學特性存在諸多短板，如氮肥易損失、磷肥易固定，導致供肥性能差、營養效率低，作物高產須建立在肥料高投入基礎之上，高產施肥的環境矛盾突出。高效化肥新產品通過強化根系吸收、優化養分供應、增強作物抗逆、調節體內代謝等，實現從提供營養到改善營養的轉變，肥料養分效率更高，較常規肥料不僅實現“等量增產”，而且還能實現“減量增產”。

2） 技術途徑向系統性綜合調控發展 高效肥料產品創新從被動調控肥料向主動調控根系轉變，從單一重視調控氮肥向大、中、微量元素綜合調控轉變，實現對“肥料-作物-土壤”系統的綜合調控，更大幅度改善肥效。化肥有效養分高效化產品創新，不僅要重視調控和優化肥料養分的供應，而且要更加重視提高根系主動吸收養分的能力；不僅能調控氮素增效，同時還能綜合調控其他大、中、微量元素增效，通過調控肥際土壤過程和土壤環境，活化土壤中的營養元素，改善養分供應。因此，肥料新產品只有實現對“肥料-作物-土壤”系統綜合調控，才能更大幅度改善肥效和提高肥料利用率。技術途徑向系統性綜合調控發展，是未來化肥有效養分高效化產品創新的重要技術趨勢，其中，新產品能夠調控作物根系數量和分布，強化和調動根系的養分吸收功能尤為重要，應當是化肥有效養分高效化產品創新的技術綱領。

3） 肥料產品功能向多元化發展 化肥有效養分高效化產品創新，重視賦予肥料新產品改善農產品品質、增強作物抗逆能力、保護和改良土壤等功能。肥料高效產品，通過優化養分供應、調控植物代謝、注入增效因子等，改善和提升農產品品質。通過開發功能物質，賦予肥料高效產品提高作物抗逆性的功能，保障作物高產優質。肥料高效產品還應具有增強土壤緩沖性、防止土壤酸化及結構退化等功能。肥料產品功能向多元化發展，是有效養分高效化產品創新的重要技術趨勢。

4） 增效材料向綠色化發展 綠色增效材料是研發綠色高效肥料產品和實現農業綠色增產不可或缺的環節。研制高效肥料創制所需的膜材料、增效材料等，應重視研發和應用安全、環保、可降解的天然/植物源材。腐植酸類、海洋生物提取物、氨基酸類、微生物發酵代謝物等綠色環保材料，在開發高效肥料產品中的應用將越來越受到人們的重視。這些天然/植物源材料使新產品實現對“肥料-作物-土壤”系統的綜合調控，更大幅度提高肥效，與此同時，還可賦予肥料新產品以提高作物抗逆、改善品質等功能。

5） 高效肥料創新更重視學科交叉與融合 高效肥料創制不僅重視農業相關學科的交叉，而且逐漸重視與化學等學科之間的交叉融合。隨著肥料新產品功能的不斷拓展，產品創新需要融入更多的增效技術策略，學科交叉融合發展的重要性日益凸顯。在農業領域，高效肥料產品創制將更加重視與栽培、育種、植保、植物生理、生物技術等學科的交叉；在工業領域，更加重視與化學、化工、材料等學科的融合。通過吸收多學科知識，使新產品實現多策略、多機制、多途徑綜合增效，不斷提升產品應用效果、拓展高效產品的功能。

6） 重視產品研發與產業化結合 高效肥料生產與常規肥料大型生產裝置相結合，實現大產能、低成本，加速成果轉化。過去化肥有效養分高效化產品創新，相對缺乏與大型化肥生產裝置的結合，產能低、成本高、產品施用技術復雜，嚴重制約了新產品產業規模化發展和大面積推廣應用。高效肥料新產品生產與常規大型化肥裝置相結合，實現高效產品產業化，推動尿素、磷銨、復合肥等大宗化肥實現全面高效化和產品綠色升級，真正助推農業綠色發展。微量高效生物活性載體增效制肥策略，為高效肥料生產與常規肥料大型生產裝置相結合開辟了可行的技術和產業途徑。

7） 重視滿足農業生產對高效產品性能的關鍵需求 肥料新產品不僅要養分高效，還要滿足肥料施用中的一些關鍵需求，如種肥同播不燒苗，一次性施肥不脫肥，管道化施肥溶解快，蔬菜種植肥效快，機械化施用不堵管等。另外，肥料產品還要滿足機械化收獲作業對作物抗倒伏、集中成熟等特殊需求，以及農產品著色、貨架壽命等商品性需求。

綜上所述，化肥有效養分高效化產品創新，以農業綠色增產為總目標，需要多途徑調控、多學科交叉、多策略集成，實現產品功能化、高效化、綠色化，滿足農業生產的多樣化需求。