我国肥料产业面临的挑战与发展机遇

本文从我国农业对肥料的需求入手,分析了我国肥料产业面临着种植业施肥目标、肥料供需环境、肥料施用方式的变化以及肥料负面作用受到人们重视的客观现实。厘清我国植物营养与施肥在不同时期的任务和目标,肥料产业存在的问题,对指导我国肥料产业健康发展具有重要的参考意义。建国以来直到上世纪末,粮食和农业初级产品短缺一直困扰着国民经济的发展,提高肥料投入来增加供给是肥料施用和养分高效的主要目的。随着我国经济的发展,肥料施用从单纯的提高产量到产量与环境并重,而且环境要求越来越严,农业生产迫切需要养分效率高、环境友好型的肥料。肥料生产由卖方市场向买方市场的根本性转变加剧了肥料企业间的不正当竞争。我国肥料产业发展中出现了过分炒作概念、无限延伸肥料功能、肥料概念把握不科学、行业浮躁、踏实精神不足等问题,肥料标准过细等也影响着我国肥料产业的创新与发展。我国经济的连续快速发展,农业资金投入的大幅增加和农村劳动力的转移,规模化种植的推广,对我国肥料从产品、剂型到施用技术都提出了新的要求,为产业的发展提供了新的机遇。生产养分浓度、养分比例和养分形态适应不同作物和土壤环境容量的肥料产品,适应简化施肥技术的缓控释肥,适应肥水一体化的全水溶肥料都要求肥料助剂的创新。     

气候-土壤-作物之间氮形态契合在氮肥管理中的关键作用

采用合理的作物养分管理措施对粮食安全保障、土壤与农业可持续发展和生态环境保护至关重要。正确的养分管理策略应是针对某一特定气候-土壤-作物条件选择特定的肥料品种、用量、施用时间和施用位置。然而,当前的氮肥管理措施大多未考虑作物氮形态喜好特性、土壤氮素转化特点以及气候条件等因素的影响,以致在实际生产中效果欠佳。本文提出最大化满足作物氮形态喜好,氮肥形态、土壤氮素转化特点以及气候条件高度契合才能显著提高氮肥利用率,同时降低施氮量、减少活性氮向环境的扩散;气候-土壤-作物之间氮形态契合程度也是引进新的作物或者实施新的施肥措施的重要依据。本文为因地制宜地制定农业减氮增效措施指出了另一个方向。     

肥料-土壤-作物系统镁-磷营养互作研究进展

镁和磷是植物生长所必需的营养元素,当前镁营养缺乏和磷利用效率低已成为限制我国种植业绿色发展的关键养分管理问题。镁、磷养分供应不能满足作物生育期的养分需求,导致作物产量下降和品质降低,在南方酸性土壤中表现尤为明显。镁-磷营养间存在着复杂的交互作用,在肥料中,镁-磷互作影响镁、磷养分在肥料中的生物有效性;在土壤中,镁-磷互作影响镁、磷养分的固定与释放;在作物生长过程中,镁-磷互作促进了作物对镁、磷养分高效吸收和利用,提高作物产量并改善作物品质。综上所述,镁和磷在肥料-土壤-作物系统中存在着不同类型的交互作用,需要系统地认知和理解二者在肥料、土壤和作物中的交互过程及作用机制,为绿色高效肥料产品创新设计和农田养分高效管理与利用提供科学依据。     

做强粮食产业 保障粮食安全

分析贺州市八步区粮食产业发展现状及存在问题,按照粮食供给保障要求,提出新形势下通过建立提高粮食安全生产机制,落实惠农政策、加强基础设施建设、依靠科技提高粮食产量、培育新型种粮主体、规模经营提效益、以粮经作物缓解稻谷需求压力、依法从事粮食经营活动、加强产品全程监管等方面做强粮食产业,以期为八步区粮食保障供给提供参考。     

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。     

新型聚氨酸增效肥料对小白菜根系活性与产量的影响

为探究新型聚氨酸增效肥料增产节肥的作用途径和机理,采用盆栽试验方法,研究该肥料对土壤养分可利用性、小白菜植株的养分吸收能力和同化能力的影响。结果表明:与普通肥料相比,施用新型聚氨酸增效肥料后,使土壤微生物量碳、微生物量氮、脲酶、磷酸酶和脱氢酶分别增加3.0%～33.3%、7.1%～7.8%、7.4%～21.2%、4.7%～26.9%和9.6%～36.3%;根系生物量显著增加34.33%～80.33%,根系活力显著增强8.3%～63.3%,导致植株养分吸收能力大幅提高;收获后,小白菜鲜重、植株中碳、氮、磷和钾含量分别显著提高15.7%、15.0%、13.5%、23.9%和20.4%。说明新型聚氨酸增效肥料能够通过加强植株根系养分吸收能力,促进微生物、酶活性和调节养分可利用性来提高蔬菜产量,适宜在农业生产中推广应用。     

绿色智能肥料：矿产资源养分全量利用的创新思路与产业化途径

肥料是工农业绿色发展的纽带,是支撑绿色转型发展的重要物质。新时期我国工业和农业绿色发展均面临着生产环境代价大、资源利用效率低等重大挑战,尤其是肥料生产过程中产生了大量的养分资源无法实现高效利用。为更好解决工农业发展所面临的关键问题,本文提出了矿产资源养分全量利用思路与产业化途径,着重介绍了矿产资源养分全量利用的基本概念与内涵、利用策略和产业化途径,以期为工农交叉融合创新的绿色智能肥料产业发展提供解决方案,促进科技创新解决产业关键问题,为创新绿色智能肥料与推动化肥产业绿色转型升级提供战略支撑。     

根区施肥 ¾¾ 提高肥料养分利用率和减少面源污染的关键和必需措施

如何提高肥料利用率是当前农业发展和环境保护迫切需要解决的问题。本文对多种提高肥料利用率的方法进行了简评,对我国肥料养分利用率低的原因进行了分析。认为肥料向环境的迁移损失是肥料养分低效的根本原因,而土壤对肥料养分的吸附固定总体上不会导致肥料养分利用率下降。肥料养分当季利用率低主要因大部分肥料养分分布于根系不能高效吸收的土体范围而致。根据土壤中肥料养分迁移扩散能力有限、作物根系高效吸收养分的土体范围有限以及养分供应浓度（(强度）)直接决定养分吸收效率等研究结论,本文论述了根区施肥是未来大幅度提高肥料当季利用率的必然和关键措施。并对根区施肥进行了定义,提出了根区施肥的适用条件和未来需要研究的科学问题。     

我国水溶性肥料产业发展趋势与挑战

水溶性肥料是随水肥一体化技术普及而发展的一类新型肥料,由于管道和微孔滴水器对肥料浓度、溶解速率和水不溶物含量等方面的特殊要求,水溶性肥料有其特定的产品标准。最近几年我国水溶性肥料行业发展迅速,但出现了技术研发滞后、产品种类繁杂、质量参差不齐等问题,给产业发展带来一定的影响。本文通过文献调研,并结合对行业发展的过程分析,综述了水溶性肥料的概念和产品特点,回顾了水溶性肥料在产品标准、配方、工艺、功能和施用等方面的发展变化,从作物营养理论角度分析根区施用水溶性肥料产品的养分高效利用理论基础,明确根区环境和水肥调控是实现作物健康及优质高产高效的关键,而保证合适的养分供应配比、施用量、施用时间、施肥位置和良好的土壤环境是综合调控的主要内容。根系健康与土壤养分供应强度、容量及溶液中的离子平衡和土壤缓冲性等存在相互影响。本文根据上述理论分析指出了肥料产品和灌溉设备结合及农化服务保障的必要性,而基于当前市场发展现状,提升水溶性肥料产业需要开展原料创新和功能挖掘,加快推动产品的农化服务,创新技术营销和服务模式,进一步完善相关产品标准。文章预测功能型液体水溶性肥料 (氨基酸类、腐植酸类和有机类) 是未来最具有竞争性的水溶性肥料产品,而规模化经营会引导大量元素水溶性肥料产品低成本化,并逐步实现套餐施肥产品组合与技术服务的结合, 这些都可能刺激功能性水溶性肥料产品市场的发展。     

肥料投入与平衡土壤养分及产出效应研究

通过地力调查及土壤、施肥情况动态监测 ,找出制约农业生产发展的土壤养分限制因子 ,依据土壤养分、肥料变化状况及作物产出效应 ,分阶段提出培肥改土的施肥方针和技术措施 ,进行试验示范。根据试验示范结果 ,得出不同时期、不同作物的土地生产力和氮、磷肥利用率 ,使肥料结构逐步趋于合理 ,充分发挥肥料的产出效应     

有机农业能否养活中国?——氮肥供应获得的启示

近年来,有机农业在全球得到了较快发展,然而对于其在农业中的定位和作用以及发展策略,尚存在较大争议。本研究从氮素供应角度,评估不施用化学合成氮肥对于中国粮食生产和消费的影响,以期为我国现代农业发展特别是氮素管理提供支撑。研究以中国整体农业生态系统为对象,基于共生固氮数量、农产品贸易对氮素供应影响以及粮食生产,分析在不同粮食消费水平情形下,有机农业能够养活的人口数量。研究发现,如果全部耕地按照有机方式管理,中国每年共生固氮量为15.41×10~6t。在不施用化学合成氮肥情形下,1979年和2018年粮食总产量分别为381.96×10~6 t和420.72×10~6t。不考虑蔬菜和水果,分别能养活0.81×10~9～1.24×10~9人和0.50×10~9～0.77×10~9人,即中国耕地全部转化为有机农业方式,在当前耕地面积和科学技术条件下,难以养活全国人口。将进口农产品考虑在内,2018年实际人均粮食(折纯,不包括蔬菜和水果)消费量达689.35 kg·a~(-1)。减少食物浪费、调整食物结构和增加粮食特别是豆类进口,是解决中国粮食问题的重要举措,进口大豆等农产品对于中国化肥减量起到了重要作用。化学合成氮肥对中国粮食生产做出了巨大贡献,但氮素利用率仍有较大提升空间。有机和生态农业强调整体、协调、循环和再生,是引领中国农业可持续发展的理论基础和技术保障,在全国范围内应通过种养结合等措施促进养分的循环利用,降低资源浪费和环境污染。在政策和法律法规层面,可以通过生态补偿和种养循环等举措,提高氮素利用效率,实现粮食数量和质量安全以及生态安全等农业的多重目标。     

新型肥料对全球三大粮食作物产量和土壤生物学活性影响的Meta分析

  【目的】  随着近年来农业发展方式从资源消耗型向绿色生态型的转变,发展绿色新型肥料成为一大热门。已有研究大多关注新型肥料对三大粮食作物 (小麦、玉米和水稻) 产量、氮吸收和氮利用效率的影响,但关于新型肥料对土壤生物学活性影响的系统研究相对较少。本研究旨在整合已有的研究结果,定量分析新型肥料对三大作物产量和土壤生物学活性的影响,进而为加快新型肥料的研发与推广提供科学依据。  【方法】  本研究数据来源于“中国知网 (CNKI) ”及“Web of Science”数据库,以“小麦”、“玉米”、“水稻”、“产量”、“微生物量”、“酶活性”、“新型肥料”为主要关键词检索相关的田间试验文献,共筛选出文献29篇,包含32个独立试验,共545组数据。以施用传统化学肥料为对照组,施用新型肥料为试验组,采用Meta分析的方法,整合分析施用新型肥料对作物产量、土壤微生物量及酶活性的影响。  【结果】  与施用传统化学肥料相比,施用新型肥料显著提高三大作物产量、地上部吸氮量和氮肥利用效率,分别提高8.4%、9.9%和36.8%。施用新型肥料显著增加土壤微生物量氮 (14.6%),但对土壤微生物量碳无显著影响。施用新型肥料显著提高了土壤磷代谢酶活性 (8.6%) 和氧化相关酶活性 (5.7%),但对土壤碳代谢酶活性和氮代谢酶活性无显著影响。  【结论】  施用新型肥料提高了三大作物产量、地上部吸氮量和氮肥利用效率,同时增加了土壤微生物量氮、土壤磷代谢酶活性和氧化相关酶活性,提高了农田生态系统土壤生物学活性。     

中国食物链养分流动与管理研究

为寻求食物生产与消费系统中粮食安全、资源高效和环境友好的协调和农业绿色发展途径,研究团队构建了"土壤-作物-畜牧-家庭-环境"(简称食物链系统)研究体系,运用物质流动和养分代谢理论方法创立了养分流动模型,深入研究了该系统养分流动规律及调控机理,经过近十多年系统研究,获得结果如下:(1)提出食物链养分流动金字塔概念模型,创建了食物链系统养分流动模型。通过分析养分在"土壤-作物-畜牧-家庭-环境"系统的行为特征,发现养分从"土壤-作物-畜牧"向"家庭"的流动呈金字塔状,其形状决定了系统生产力、养分效率和环境效应。处于金字塔顶端的"家庭"消费驱动了系统养分流动,决定了养分效率;"土壤-作物-畜牧"位于金字塔底层,支撑顶层"家庭"消费,决定了系统养分通量,也是养分调控的核心。在此基础上,开发了食物系统养分流动模型——UFER,构建了参数体系,实现了国家和区域尺度食物链氮磷流量、利用效率和环境排放的定量分析。(2)揭示了食物链系统氮磷养分流量、利用效率及其资源环境代价的时空变化特征。阐明了我国土壤-作物系统、农牧系统和整个食物链系统氮磷养分流量、养分效率和环境排放的时空分异特征;明确了土壤作物、畜牧和家庭各子系统对整个食物链养分环境排放的贡献;提出了食物氮(磷)代价概念,发现我国食物生产和消费的资源环境代价增速很快,已远远超过发达国家。(3)明确了食物链系统养分流动的驱动因素,阐明了提高养分效率和降低环境排放的调控机理。明确了决定食物链系统养分效率的关键环节,发现城镇化、食物结构变化和畜牧业发展是食物链养分流动加速的主要驱动因子;阐明了增加粮食和饲料进口、优化膳食结构和改善农牧业养分管理技术等对食物链系统优化的效应及作用机制。发现农牧结合和粪尿资源化利用是大幅度减少化肥需求和环境排放的关键途径,是实现农业绿色发展和食物链养分优化管理的重要突破口。     

中国奶业全产业链绿色发展指标的时空变化特征

奶业是关乎国民健康和食品安全的战略性农业产业,本文从社会发展、经济效益、产品生产、资源投入和生态环境5个方面选取28项指标,发展和完善了中国奶业全产业链绿色发展指标体系和分级标准。基于该指标体系,利用NUFER-animal模型,定量分析了1990—2017年中国奶业绿色发展指标的时空分布特征,剖析了产业绿色发展的限制因素,阐明了优化途径。结果表明:中国人均奶制品消费量稳步提高,从2.0kg?cap.?1?a?1增加到12.5kg?cap.?1?a?1;奶牛单产水平不断提高,从2.4t?head?1?a?1增加到7.0t?head?1?a?1,种养系统氮素利用效率由8.4%提升至14.4%;单位牛奶的资源投入和环境代价均呈下降趋势,生产单位牛奶的蓝水足迹由0.5 m3?kg?1降低到0.2 m3·kg?1,耕地资源投入量由18.5 m2?kg?1降低到3.3 m2?kg?1;养殖系统氨挥发量指标由21.9 g(N)?kg?1降低到7.0 g(N)?kg?1,但仍远远高于欧美国家水平;牛奶生产和加工成本逐年增加,利润却低于欧美等先进国家的水平。空间特征分析表明:农牧交错带和东部沿海地区产品生产、资源投入和生态环境绿色发展水平相对较高,北方地区牛奶及奶制品的生产、消费水平均高于南方地区。发展种养一体化产业链融合绿色发展技术与模式、构建产销一体化产业链融合绿色发展利益共享机制和形成全产业链质量追踪服务体系与国民消费信任机制是促进中国奶业振兴和绿色发展的有效途径。     

新阶段化肥减量增效战略研究

我国农业生产中化肥过量施用问题较为普遍,肥料利用率不高、资源浪费、环境污染等问题时有发生。“十三五”期间国家开展了化肥减量增效行动计划,取得了积极成效,在生产层面实现了化肥消费总量负增长,但化肥绿色增效的基础理论研究与技术创新不足,推广应用覆盖面不够,政策法规仍有待完善。当前我国化肥减量增效工作步入了全面攻坚期,本文调查分析了国际化肥减量增效的经验,总结了我国前期化肥减量增效工作取得的成效和存在问题,结合我国具体国情农情,以“精准、高效、绿色、智能”为指导原则,提出了新阶段全面推进化肥减量增效的战略导向和具体举措建议,为保障国家粮食安全和生态环境安全提供科技支撑。     

农业工程科技创新推进农业绿色发展

农业绿色发展是农业发展观的一场深刻革命。该文全面论述了农业工程科技创新对农业绿色发展的重要作用,深入分析了中国在农业资源利用、产地环境治理、生态系统保育和农产品绿色供给等方面取得的成效和存在的问题。提出了围绕农业绿色发展,农业资源监测、水土资源利用、农业投入品使用、农业机械化和农业废弃物资源利用等农业工程科技创新的前沿进展和主攻方向。从强化农业绿色发展理念、建立技术创新与推广体系、完善标准体系和加强政策支持4个方面提出了政策建议。该文可为农业绿色发展背景下农业工程科技研发提供重要的指导和参考。     

化肥产品创新驱动产业转型升级

化肥产品创新主要包括两个过程,一是无效养分有效化,二是有效养分高效化.化肥无效养分有效化产品创新,以植物矿质营养理论为指导,建立了以合成氨和湿法磷酸为代表的现代化肥产业技术体系和产品体系,为世界农业发展和粮食安全做出了巨大贡献.化肥有效养分高效化产品创新,以农业绿色增产为目标,通过多途径调控、多学科交叉、多策略集成,实...     

控释掺混肥结合增密对水稻氮肥利用效率和氨挥发的影响

为探究控释掺混肥结合增密对水稻产量、氮素吸收、施肥经济效益和氨挥发损失的影响,该研究以扬籼优418为供试材料,设不施氮对照（CK）、常规施氮（Farmer''s Fertilization Practice,FFP）、优化施氮（Optimized Nitrogen Application,OPT）、控释掺混肥（Controlled Release Blended Fertilizer,CRBF）和控释掺混肥结合增密（Controlled Release Blended Fertilizer Combined with Dense Planting,CRFDP）共5个处理,对比分析了不同处理的水稻产量及构成因子、氮素吸收和氮肥利用效率、经济效益和氨挥发损失的差异。结果发现,CRFDP处理的水稻有效穗数和每穗实粒数显著高于其他处理（P<0.05）,较FFP分别增加26.1%和18.7%。CRFDP处理较FFP处理水稻增产33.3%。与FFP相比,CRFDP的氮肥吸收利用率、氮肥偏生产率、氮肥农学利用率分别提高160%、22.8 kg/kg、16.27 kg/kg。CRFDP较CRBF处理的氮肥吸收利用率显著提高10.0个百分点,氮肥偏生产率、氮肥农学利用率和氮素生理利用率则没有显著差异（P>0.05）;与FFP处理相比,3个优化施氮处理（OPT、CRBF和CRFDP）在氮肥用量降低20%的情况下,水稻每公顷净收益增加3 328～8 968元,其中CRFDP处理的水稻产值和净收益最高。施氮显著提高了水稻生长季的田面水铵态氮浓度和土壤脲酶活性,与FFP处理相比,CRFDP处理的氨挥发强度和累积氨挥发损失分别降低62.5%和46.3%。综上,控释掺混肥与增密结合可兼顾水稻高产、氮肥高效利用和氨减排。研究结果可为水稻高产及环境友好和资源高效的水稻种植新模式数据支持和理论支撑。     

绿色智能肥料：从原理创新到产业化实现*

肥料作为粮食安全的物质基础，在支撑我国粮食产量、农产品品质、人类营养健康等方面发挥了至关重要的作用。迈入新时代，在全国社会经济特别是工农业绿色转型的大好形势下，肥料创新面临着协同实现粮食安全、资源高效、环境友好、营养健康、绿色低碳的巨大挑战。为破解这一重大难题，本文提出了绿色智能肥料概念与产业化途径，通过系统阐述土壤-植物-微生物-肥料-环境之间的协同原理，构建了匹配土壤、匹配作物、匹配气候环境条件的绿色智能肥料创制新学术思路，提出了绿色智能肥料的理论框架、关键科学问题、研发路径以及未来突破的重点，为多学科交叉创新、工农融合全产业链绿色发展的解决方案设计与实现提供借鉴，旨在推动我国化肥产业绿色转型升级，支撑农业绿色发展。