保障我国粮食安全的肥料问题

肥料在保障我国粮食安全中起着不可替代的支撑作用,同时化肥养分利用率低又产生了对环境的不良影响。因此用好肥料资源、提高肥料利用效率是关系到国家粮食安全和环境质量的重大科技问题。本文实事求是地分析了我国人多、地少、耕地质量差、农田生态环境脆弱的基本国情和肥料领域面临的严重挑战;对国家种植业发展对肥料的需求,有机养分和化肥利用现状和问题、农田中化学氮肥的损失及其对环境的影响等问题进行了较为全面地综述;提出了"区域用量控制与田块微调相结合"的推荐施肥的理念和技术路线;形成和发展了适合分散经营和规模经营的分区养分管理和精准施肥技术体系;同时对新型肥料和有机养分资源在我国研究应用的现状和存在的问题进行了分析评述。在此基础上,提出了提高耕地综合生产能力、依靠科技进步高效利用肥料资源、按照增产潜力做好施肥区域布局等技术政策,建议针对肥料科学技术的发展形成稳定的政策支持和保障。  

不同作物还田秸秆的养分释放特征试验

为了探索秸秆还田与化肥的合理搭配施用，采用尼龙网袋法，研究了水稻秸秆、小麦秸秆、油菜秸秆在淹水培养下养分释放特征。结果表明，供试秸秆腐解速率均表现在培养前期腐解较快，不同秸秆之间表现为油菜秸秆大于水稻秸秆和小麦秸秆；后期腐解速率逐渐变慢，3种秸秆之间差异不明显。经过124 d的培养，水稻秸秆、小麦秸秆、油菜秸秆的累积腐解率分别为49.17%、52.17%和49.81%。秸秆中养分释放速率均表现为K＞P＞C＞N，释放量表现为C＞K＞N＞P。经过124 d的腐解，水稻秸秆、小麦秸秆、油菜秸秆的碳释放率分别为7.53%、66.58%、52.54%；氮分别为42.05%、49.26%、57.83%；磷分别为68.28%、59.93%、67.32%；钾在培养12 d后释放率均达到98%。根据秸秆腐解特征及养分含量，作物推荐施肥量中可以减少钾肥用量，并适当延后施用；在还田初期可以不调整氮磷肥的施用量。  

我国控释肥料研究的现状和展望

本文结合作者长期从事控释肥料研究的心得和经验，在参阅国内外大量研究资料的基础上，比较系统地综述了我国控释肥料的研究进展。论文指出了我国控释肥料研究的学术价值和经济意义，阐述了我国控释肥料研发的切入点和目标、研制与社会需求、研制与我国经济发展。论述了控释肥料和缓释肥料的内涵和区别、区分控释肥料和缓释肥料的意义和作用。参阅1979年以来的研究资料，回顾了我国控释肥料研究的历史和现状，将我国控释肥料研制划分为3个阶段：1）缓控释肥料的探索阶段；2）控释肥料研究普及阶段；3）控释肥料关键技术深化和技术集成与产业化，概括了各个阶段的研究成果。在此基础上，通过对我国控释肥料研制与国际同类研究差距对比、我国控释肥料研究与发展总体趋势和特点分析、控释肥料研究的前沿领域之讨论，对我国控释肥料研究进行了展望，并提出了今后的研究方向。  

一次性施用控释肥对水稻植株生长及产量的影响

连续两年(2002—2003年)共4季的盆栽试验,研究了几种国产控释肥一次性施用对水稻植株生长和产量的影响。结果表明,国产控释肥1一次施用(BNCRF)、国产控释肥2一次施用(BLCRF)和国产聚合物包膜尿素复混肥一次施用(BRCU)处理的水稻分蘖动态与水稻专用肥一次施用(BNRSF)和分次施用(SNRSF,对照)处理间非常接近。等养分比例的控释肥与专用肥处理间水稻株高也无明显差异。施用控释肥明显影响地上部生物量变化,在水稻生长前期BNCRF处理显著增加,BLCRF处理早稻增加,晚稻降低,而BRCU处理早、晚稻均明显降低;收获期3种控释肥处理较对照SNRSF处理均显著提高。一次性施用控释肥处理均显著增加了水稻成穗数,每穗粒数亦有增加趋势,但对粒重无明显影响;BNCRF、BLCRF和BRCU处理稻谷产量比SNRSF处理早稻分别增产10.75%、15.81%和15.91%,晚稻分别增产7.66%、4.76%和14.05%,而专用肥BNRSF处理稻谷产量与SNRSF处理无明显差异。  

华北小麦-玉米轮作区缓控释肥应用效果分析

田间试验以常规施肥为对照，分析了华北平原北部小麦-玉米轮作区缓控释肥不同配比和用量土壤硝态氮含量和产量性状的变化。结果表明，常规用量分次施肥（100%UD）处理，土壤中NO^-₃-N含量在小麦生育后期仍然维持较高的水平，并且穗数、千粒重以及产量相对较高; 缓控释肥处理土壤中硝态氮（NO^-₃-N）含量与100%UD相比处于较低的水平，但产量无显著差异。玉米生长季缓控释肥表现出了明显优势，肥料利用率提高，玉米穗秃尖长度减小; 其中减少20%用量的缓控释肥处理（80%SCR）产量显著高于常规施肥处理，增产达到18.3 %。缓控释肥缓慢释放的特性有利于被作物及时充分吸收，减少了在土壤中因淋失而造成浪费的机会，从而使得肥料利用率提高。从小麦、玉米两季的变化情况来看，还需要进一步优化肥料在不同生长季之间的配置，使缓控释肥料发挥其最大潜力，实现小麦玉米产量双高产和经济效益、环境效益同步提高。  

麦秆、油菜秆还田腐解速率及养分释放规律研究

采用尼龙网袋法直接覆盖还田和组织结构切片方法，研究了麦秆、油菜秆还田后的腐解速率及养分释放规律。结果表明，麦秆、油菜秆还田后，腐解速率均表现为前期快，后期慢。试验期间（100 d），麦秆、油菜秆的累计腐解率分别为66.18%和55.62%；养分释放均为钾>磷>氮。麦秆、油菜秆还田前10 d内，钾的释放分别达到98.92%和98.74%。在麦秆腐解过程中，前50d未见任何明显的结构破坏；50 d后，组织结构的破坏主要发生在基本组织的薄壁细胞及其所包围的维管束，表皮和机械组织以及其所包围的维管束的破坏仍不明显。在油菜秆腐解过程中，组织结构的破坏主要发生在腐解的前10 d，次生木质部以上的维管形成层、韧皮纤维、皮层薄壁组织和表皮均受到破坏而脱落。结果说明，秸秆中的钾是水可浸提的，为速效钾，作物推荐施肥量中可减去所用秸秆的钾含量；由于秸秆中氮、磷含量较低，特别是磷，因此在还田初期可不考虑调整氮、磷肥用量。  

保水缓/控释肥料的研究进展

肥料与保水剂复合一体化使用是水肥调控的重要技术，是肥料研究的国际前沿。该文主要对保水剂与化肥的复合方式与工艺，保水剂与肥料养分相互作用及其研究方法，以及保水及保水肥料应用的水肥效应方面的进展进行综述，并指出了保水缓/控释肥料研究存在的问题和今后努力的方向。保水剂与肥料可以通过物理混合(吸附或造粒)、包膜或化学合成3种方式结合为材料与功能复合一体化的保水缓/控释肥料，包膜和化学合成是高养分含量保水缓/控释肥料制备的先进工艺。肥料或盐影响保水剂的吸水膨胀及吸附作用，因肥料及盐的种类和离子电价而异。7 d溶解量法、土壤淋洗法及土壤培养法等是研究保水剂及保水缓释肥料养分吸附解吸的常用方法。保水剂或保水缓/控释肥料对一些养分的缓释作用报道基本一致，对土壤水分改善作用存在不一致的报道，与高盐含量和保水剂用量有关。保水缓/控释肥料今后发展方向应加强养分含量与吸水倍率指标标准、保水材料及其与肥料复合机制的创新、以及湿润及养分控释机理的研究，还应加强中试及产业化技术开发研究。  

控/缓释肥料减少氨挥发和氮淋溶的效果研究

采用“静态吸收法”和“土柱淋溶法”室内模拟实验，分别研究了6种控／缓释肥料施入土壤中的氨挥发和氮淋溶情况。结果表明：6种控／缓释肥料处理都不同程度的降低了氨挥发量和N素淋溶量。与尿素比较，6种控／缓释肥料氨挥发量分别较普通尿素减少16．62％，23．78％，32．15％，0．11％，16．59％和37、78％，氮淋溶量分别较普通尿素减少15．84％，38．27％，68．87％，46．17％，52．51%和62．01％。试验还表明控／缓释氮肥氨挥发量与不同氮肥引起的土壤脲酶活性、pH值有密切关系。  

不同控释肥类型及施肥方式对肥料利用率和氮素平衡的影响

采用草莓盆栽试验研究了3种肥料类型（普通肥料、控释氮肥、控释复合肥）及其不同施肥方式对氮磷钾利用率、氮素在土壤一作物体系中的平衡及草莓生长的影响。结果表明，相对于普通肥料、控释氮肥和控释复合肥提高了土壤中有效养分的含量，促进了草莓生长，提高了草莓糖酸比和维生紊C含量。不同肥料类型间，植株干重、草莓产量和氮磷钾利用率大小顺序为：控释复合肥〉控释氮肥〉普通肥料。控释氮肥处理土壤中氮的残留率最高，其次为控释复合肥。氮的损失率大小顺序为：普通肥料〉控释氮肥〉控释复合肥。不同施肥方式间草莓糖酸比和维生素C含量、土壤氮残留率差异不显著。植株干重、草莓产量、氮钾利用率大小顺序为：底施〉混施和侧施〉表施；底施处理的磷素利用率最高，其他处理间差异不显著，氮损失率大小顺序为：表施〉混施和侧施〉底施。  

缓/控释肥对小麦增产与提高氮肥利用率的效果研究

以不施氮肥、尿素基施和尿素基追比5∶5等3个处理做对照,对3种包膜缓/控释肥处理冬小麦产量、产量相关因子、不同时期植株含氮量及肥料利用率进行了分析比较。结果表明,缓/控释肥处理的以上几个指标均接近于尿素基追比5∶5处理。与尿素基施相比,包膜缓/控释肥增产10.03%~11.17%,有效穗数和穗粒数增加,返青-拔节期植株含氮量明显提高,氮肥利用率提高了6.18%~11.57%。3种缓/控释肥相比较,产量、产量因子、植株含氮量及肥料利用率没有显著性差异。