化肥有效養(yǎng)分高效化產品創(chuàng)新的技術趨勢

中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所研究員 趙秉強

化肥有效養(yǎng)分高效化產品創(chuàng)新，是繼無效養(yǎng)分有效化產品創(chuàng)新之后逐漸發(fā)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(yè)技術和產品體系正處于不斷發(fā)展和完善的過程中，這一過程還將持續(xù)相當長的時間。未來化肥有效養(yǎng)分高效化產品創(chuàng)新發(fā)展，主要呈現(xiàn)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(chuàng)新的首要目標。與常規(guī)肥料相比，高效肥料新產品在用量大幅度減少的同時實現(xiàn)綠色增產。常規(guī)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(yǎng)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(huán)境矛盾突出。高效化肥新產品通過強化根系吸收、優(yōu)化養(yǎng)分供應、增強作物抗逆、調節(jié)體內代謝等，實現(xiàn)從提供營養(yǎng)到改善營養(yǎng)的轉變，肥料養(yǎng)分效率更高，較常規(guī)肥料不僅實現(xiàn)“等量增產”，而且還能實現(xiàn)“減量增產”。

2） 技術途徑向系統(tǒng)性綜合調控發(fā)展 高效肥料產品創(chuàng)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(xiàn)對“肥料-作物-土壤”系統(tǒng)的綜合調控，更大幅度改善肥效?；视行юB(yǎng)分高效化產品創(chuàng)新，不僅要重視調控和優(yōu)化肥料養(yǎng)分的供應，而且要更加重視提高根系主動吸收養(yǎng)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(huán)境，活化土壤中的營養(yǎng)元素，改善養(yǎng)分供應。因此，肥料新產品只有實現(xiàn)對“肥料-作物-土壤”系統(tǒng)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(tǒng)性綜合調控發(fā)展，是未來化肥有效養(yǎng)分高效化產品創(chuàng)新的重要技術趨勢，其中，新產品能夠調控作物根系數(shù)量和分布，強化和調動根系的養(yǎng)分吸收功能尤為重要，應當是化肥有效養(yǎng)分高效化產品創(chuàng)新的技術綱領。

3） 肥料產品功能向多元化發(fā)展 化肥有效養(yǎng)分高效化產品創(chuàng)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(yōu)化養(yǎng)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(fā)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(yōu)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(fā)展，是有效養(yǎng)分高效化產品創(chuàng)新的重要技術趨勢。

4） 增效材料向綠色化發(fā)展 綠色增效材料是研發(fā)綠色高效肥料產品和實現(xiàn)農業(yè)綠色增產不可或缺的環(huán)節(jié)。研制高效肥料創(chuàng)制所需的膜材料、增效材料等，應重視研發(fā)和應用安全、環(huán)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(fā)酵代謝物等綠色環(huán)保材料，在開發(fā)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(xiàn)對“肥料-作物-土壤”系統(tǒng)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(chuàng)新更重視學科交叉與融合 高效肥料創(chuàng)制不僅重視農業(yè)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(chuàng)新需要融入更多的增效技術策略，學科交叉融合發(fā)展的重要性日益凸顯。在農業(yè)領域，高效肥料產品創(chuàng)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(yè)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(xiàn)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(fā)與產業(yè)化結合 高效肥料生產與常規(guī)肥料大型生產裝置相結合，實現(xiàn)大產能、低成本，加速成果轉化。過去化肥有效養(yǎng)分高效化產品創(chuàng)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(yè)規(guī)?；l(fā)展和大面積推廣應用。高效肥料新產品生產與常規(guī)大型化肥裝置相結合，實現(xiàn)高效產品產業(yè)化，推動尿素、磷銨、復合肥等大宗化肥實現(xiàn)全面高效化和產品綠色升級，真正助推農業(yè)綠色發(fā)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(guī)肥料大型生產裝置相結合開辟了可行的技術和產業(yè)途徑。

7） 重視滿足農業(yè)生產對高效產品性能的關鍵需求 肥料新產品不僅要養(yǎng)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(yè)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(yǎng)分高效化產品創(chuàng)新，以農業(yè)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(xiàn)產品功能化、高效化、綠色化，滿足農業(yè)生產的多樣化需求。