2019-03-07 14:57:47
肥料是國家糧食安全的重要保障，養(yǎng)分資源高效利用是保證農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的永恒主題。
我國肥料利用率偏低，常年的化肥用量達到6000萬噸，占到世界化肥消費總量的35%。單位耕地面積的化肥用量是世界平均水平的3倍，肥料利用率只有30%到35%，遠低于發(fā)達國家50%到60%的水平。
“肥料養(yǎng)分利用不充分的情況必然導致一個結(jié)果就是面源污染加劇。與發(fā)達國家相比，我國肥料高投入、高產(chǎn)出的集約化生產(chǎn)體系要協(xié)同高產(chǎn)、高效以及環(huán)境保護多重目標，這一命題更具有特殊性和挑戰(zhàn)性。”中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所植物營養(yǎng)團隊首席科學家周衛(wèi)表示。
據(jù)了解，植物生長需要16種必要的營養(yǎng)物質(zhì)，有碳、氫、氧、氮、磷、鉀6種大量元素，鈣、鎂、硫3種中量元素，鐵、錳、硼、鋅、銅、鉬、氯7種微量元素。按照人們以往的施肥習慣，只注重氮磷鉀，而忽略了其他的中量和微量元素，給作物生長帶來了影響。
周衛(wèi)帶領(lǐng)植物營養(yǎng)團隊針對我國低產(chǎn)田面積大、化肥利用率低等問題，開展理論、方法、技術(shù)、產(chǎn)品創(chuàng)新，構(gòu)建養(yǎng)分資源高效利用的方法、理論、技術(shù)體系。他們在研究中發(fā)現(xiàn)，硫和鈣兩種中量元素對植物的生長起著重要作用，而往往這兩種元素在施肥過程中容易被人們所忽略。
硫是構(gòu)成含硫氨基酸和蛋白質(zhì)的基本元素，也是合成其他生物活性物質(zhì)的重要成分，直接參與作物新陳代謝。合理使用硫肥，可提高農(nóng)作物的營養(yǎng)價值及商品率，還可以提升大量元素和微量元素的利用率。缺鈣則會引起果樹、蔬菜一系列生理病態(tài)，影響作物產(chǎn)量和農(nóng)產(chǎn)品的競爭力。
針對上述問題，周衛(wèi)團隊首次研究了淹水條件下土壤有機硫礦化、硫磺的氧化、外源硫在土壤中的轉(zhuǎn)化與生物有效性，發(fā)現(xiàn)土壤中存在有機硫與無機硫相互轉(zhuǎn)化的固定和釋放機制，為硫肥高效施用提供科學依據(jù)。同時，他們提出了鈣養(yǎng)分的非維管束吸收機理和果面營養(yǎng)概念，為作物高效補鈣提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)途徑。
多年來，團隊研發(fā)了作物、蔬菜和果樹等高效硫肥與高效鈣肥等新型肥料，為遏制土壤缺硫和缺鈣的發(fā)生提供了可行途徑，相關(guān)成果獲得國家科技進步獎二等獎。
此外，植物營養(yǎng)團隊建立了養(yǎng)分推薦方法，應(yīng)用計算機軟件技術(shù)，研制了作物養(yǎng)分專家系統(tǒng)，實現(xiàn)了4R（肥料用量、品種、施肥時期、施肥位置）養(yǎng)分管理，實現(xiàn)小麥和玉米減施氮肥30%以上，提高作物氮素利用率10%以上。團隊還實施了有機肥料替代化肥養(yǎng)分策略，與習慣施肥比較，氮素有機替代增產(chǎn)4.6%至25%，可減施化學氮肥32%至44%，氮肥利用率提高11%至26%，為化肥減施增效提供了有效技術(shù)途徑。
周衛(wèi)表示，團隊未來將圍繞糧食作物、經(jīng)濟作物、蔬菜、果樹4類作物，力爭在建立肥料減控標準、集成減施技術(shù)模式和創(chuàng)新產(chǎn)品裝備等方面實現(xiàn)新突破，為我國化肥減施增效行動提供科技支撐。
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