减量增效，聚焦绿色肥料创新与应用

“这次国际会议上，有个国外供应商非常认可我们的技术，希望可以合作开发适合当地气候和土壤条件的肥料产品，我们已经进行了初步的商谈。”中国科学院沈阳应用生态研究所（以下简称沈阳生态所）研究员张丽莉说。

张丽莉提到的国际会议是9月4日至7日在临沂召开的第50次国际肥料科学中心肥料大会，大会由国际肥料科学中心（CIEC）和沈阳生态所联合主办。来自全球肥料行业的专家学者和企业家代表齐聚一堂，共同探讨行业发展趋势的重要契机。

“大会不仅设有学术交流报告，还有企业参观调研环节，让科研人员深入企业车间，了解生产一线的技术和工艺，挖掘企业的需求和问题，有利于科研人员进一步开展课题研究，并及时将最新的技术成果应用于企业生产。”中国工程院院士、山西农业大学教授徐明岗表示，现场调研对科研单位与企业单位的合作有很大的促进作用。

用量减少 效益增加

肥料被称为粮食的粮食。研究发现，过量的化肥使用不仅会给土壤和环境造成负担，也会对粮食的增产起到不利影响。

“化肥和农药的大量使用，导致土壤退化，其中土壤酸化就是退化的一种表现形式。”徐明岗告诉《中国科学报》，“由于大量使用化学氮肥，使土壤产生更多的氢离子，导致土壤出现酸化。土壤酸化不仅发生在南方的红壤地区，还发生在东北黑土区和山东胶东地区。”

为了防控土壤退化，徐明岗团队在30年长期定位观测实验的基础上，建成一张覆盖全国29个省、市、自治区的农田土壤质量野外站监测网络，获得监测数据150万条，积累土壤样品9万个。

利用上述监测网络，徐明岗团队不仅揭示了红壤农田酸化过程，还开发了红壤酸化分类防控技术；探明化学氮肥对酸化贡献率达66%以上，以此开发的氮肥增效控酸关键技术使控酸效率提高30%以上。

徐明岗在田间查看土壤。受访者供图

发达国家的经验显示，化肥用量减下来，质量效益也要跟上去。欧盟和美国通过建立限量标准有机替代，使用绿色防控自动化、秸秆还田、健全法律法规、征收使用税等方式来减量增质增效。

我国应该如何使化肥减量增效呢？徐明岗团队找到的解决方法是有机肥。

“使用有机肥对防控土壤酸化的效果特别好。”徐明岗向记者介绍，“我们团队研究发现，如果继续使用传统化肥，红壤经过10-15年时间的耕种后，由于土壤酸化导致作物产量可能会降低10%～20%。当有机肥替代传统化肥的比例达到35%左右的时候，既能保持粮食高产，又能防止土壤酸化。”

目前，徐明岗团队已经在江西和湖南等地先后推广有机肥，并通过信息化技术开展土壤肥力的诊断。

“对农民来说，既要简单实用，又要经济效益，所以我们现在的推广兼顾有机肥和无机肥，希望帮助农民找到一个合理的施肥模式，实现减量增效。”徐明岗说。

技术创新 肥力提升

参会专家学者一方面针对不同的土壤问题进行科学诊断，开出合理施肥模式的“药方”，另一方面围绕肥料本身技术的研发与突破，实现肥料产业和农业发展绿色转型，大家根据各自团队的研究工作展开讨论交流。

沈阳生态所有一支科研团队聚焦于肥料增效方面的研究多年，并开发出稳定性肥料。自2007年以来，沈阳生态所与施可丰化工股份有限公司（以下简称是施可丰）合作建立我国首个百万吨长效缓释复合肥生产基地，沈阳生态所已先后与48家肥料企业开展产学研合作开发。

“传统肥料存在氮元素流失快、吸收利用率低、造成环境污染等问题。我们通过添加氮素抑制剂和其他功能性添加剂，有效延缓肥料中氮素的释放，减少氮素的流失，提高了肥料的利用效率。”张丽莉告诉《中国科学报》，团队研发的新型肥料不仅延长肥效期，还可以减少环境污染，推广至全国22个省，累计应用面积1.2亿亩，提升作物产量8%-10%。

在“十三五”重点研发计划支持下，张丽莉团队开发出具有双重功能的绿色抑制剂新材料和抑制剂保护技术，弥补了脲酶抑制剂作用时间短，单一硝化抑制剂的技术弊端，可以实现降本增效。

“如果使用我们研发的这款双效抑制剂材料，可以让同类产品每吨肥料的添加成本由300元降至65元，这是在肥料领域的一项创新。”张丽莉告诉《中国科学报》，“该技术产品前后研发历时近8年，目前有待开展中试研究和工艺定型后进一步推广应用。”

同时，针对磷肥在土壤中不易移动、施肥后难以被植物根系吸收的问题，张丽莉团队联合沈阳中科新型肥料有限公司开发出磷素促进移动技术的解决方案。

“磷素促进移动技术基于大分子裹挟功能，通过使用多聚长链聚合物和有机酸小分子片段作为高效营养运输和活化载体，并结合土壤改良剂，有效防止磷与钙、铝形成难溶性盐，从而保持磷的水溶性。”张丽莉介绍，该技术不仅防止了磷的固持，提高了磷在土壤中的移动性，还显著提升了磷肥的利用效率。

据悉，这项技术已在施可丰的新疆基地成功实现产业化，为解决磷肥利用率低的问题提供了切实可行的途径。

“肥料材料的研发有别于其他材料，应用成本是一个很大的限制因素，还有一个因素是农户的认知。”张丽莉告诉《中国科学报》，“我们每年都会专门开展农业科技培训，让更多农户了解和使用我们的产品，只有农户用上这些产品，才能够实实在在减少肥料的用量，提高作物的产量，减少环境的污染。”

张丽莉查看技术应用后的作物长势。受访者供图

因地制宜 合理施肥

近日，中国农业科学院和中国农业绿色发展研究会联合发布的《中国农业绿色发展报告2023》显示，2022年，全国水稻、小麦、玉米三大粮食作物化肥利用率和农药利用率分别为41.3%和41.8%，总量下降、效率提升，农业绿色发展水平提升。

《中国科学报》从主办方获悉，第50次国际肥料科学中心肥料大会集中展示了来自全球的最新肥料科技成果，特别是在绿色稳定性肥料、缓控释肥料、生物碳基肥料、生物有机肥料和增值肥料等新材料、新技术、新工艺等方面，对加速先进技术广泛应用、实现技术的转移与本土化创新、推动中国肥料产业的升级具有重要意义。

据了解，国际肥料科学中心于1933年在意大利罗马成立，是目前肥料行业仅有的两个非盈利性国际组织之一。2019年9月后，国际肥料科学中心总部由德国迁移到中国，沈阳生态所为该中心挂靠单位。

“国外在肥料使用方面，比较注重从整个生命周期出发寻求养分的循环利用，这点挺值得我们学习的。”张丽莉表示，“保证粮食产量是我们肥料研究的第一要务，国外同行的研究则注重追求品质和环境保护。”

“这次大会我们既展示了自己的技术和产品，也学习和借鉴了国外的成熟经验。”徐明岗说，“我国肥料的发展才走过40多年，目前在某些领域已经处于领跑地位，比如我国的控释肥、增效肥等。”

徐明岗还指出，我国不同地区的土壤肥力存在差异，因此需要因地制宜针对不同地力种植不同作物，并有针对性地施用专用肥料，这一点还有待进一步加强。