如何通過化肥控制土壤養(yǎng)分流失？

糧食“八連增”，是近期大家津津樂道的一件喜事，畢竟在“七連增”的高起點(diǎn)上得來不易。

但我們不能不注意到喜訊背后，化肥有效成分流失造成的損失和農(nóng)業(yè)面源污染：每年肥效流失的損失高達(dá)1000多億元，流失的氮素還直接導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，致使土壤板結(jié)變硬、有害物質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)，造成地下水大面積硝態(tài)氮超標(biāo)。

在此背景下，科學(xué)使用化肥顯得尤為重要。這包含了兩個(gè)方面：

一是正確合理的使用；一是使用正確合理的。由中科院離子束生物工程學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研發(fā)的化肥養(yǎng)分控失技術(shù)，可在很大程度上化解豐產(chǎn)與農(nóng)業(yè)面源污染之間的矛盾。

1000多家化肥企業(yè)的產(chǎn)量白白倒進(jìn)地里

糧食豐產(chǎn)與農(nóng)業(yè)面源污染治理的矛盾似乎不可化解，而利用氮循環(huán)也被美國工程院列為“21世紀(jì)工程學(xué)面對的14項(xiàng)主要挑戰(zhàn)”

“（化肥）養(yǎng)活了一半的中國人？”這一說法不太準(zhǔn)確，但并不夸張。

中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院技術(shù)生物與農(nóng)業(yè)工程研究所所長吳躍進(jìn)告訴本報(bào)記者，化肥對糧食的貢獻(xiàn)率約為40%，化肥占據(jù)了我國農(nóng)業(yè)投入的1/2，支撐著我國1/2以上的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量。

我國已經(jīng)成為最大的化肥生產(chǎn)和消費(fèi)國，但我國肥料利用率卻非常低，使用的常規(guī)化肥的肥效只有30%左右,其中，氮、磷、鉀肥的當(dāng)季利用率分別為30%―35%、10%―25%、35%―50%。

吳躍進(jìn)解釋說，普通化肥的施肥方式要求分次追肥，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，很多農(nóng)民做不到。另外，目前市場上六成以上的化肥都是全溶、速溶、速散的品種，追肥時(shí)表施肥料損失量大，因?yàn)楸┞对谕�，其成分揮發(fā)后會(huì)進(jìn)入空氣，遇到下雨會(huì)匯入地表徑流，或者直接滲入地下水。

每年由化肥有效成分流失造成的損失巨大，折合人民幣高達(dá)1000多億元，這“相當(dāng)于全國1000多家化肥企業(yè)的產(chǎn)量白白倒進(jìn)地里”，而我國農(nóng)民每年購買化肥的費(fèi)用是多少呢？1300億元。

農(nóng)業(yè)面源污染的后果令人揪心。農(nóng)田當(dāng)季未回收的氮素50%―60%進(jìn)入水體和大氣，據(jù)估計(jì)，流入河、湖中的氮素約有60%來自化肥，直接導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，引起藻類瘋長、水質(zhì)惡化、水生生物死亡；而殘留在農(nóng)田中的則致使土壤板結(jié)變硬，有害物質(zhì)嚴(yán)重超標(biāo)；滲入地下的，又造成地下水大面積硝態(tài)氮超標(biāo)�！把趸瘉喌�是進(jìn)入大氣的氮素重要形式，這種物質(zhì)造成溫室效應(yīng)的能力是二氧化碳的三百多倍�！眳擒S進(jìn)說。

糧食豐產(chǎn)與農(nóng)業(yè)面源污染治理的矛盾似乎不可化解，而利用氮循環(huán)也被美國工程院列為“21世紀(jì)工程學(xué)面對的14項(xiàng)主要挑戰(zhàn)”。

讓化肥形成微米到納米尺度的內(nèi)置網(wǎng)

這種天然的和生物高分子材料復(fù)配物輻射改性能“固定”根季周圍的氮素。從某種意義上說，線蟲成為了這項(xiàng)研究的“拋磚引玉者”

近期，在安徽六安市徐集鎮(zhèn)東方紅農(nóng)業(yè)合作社1200畝水稻高產(chǎn)示范田里，剛剛測算的數(shù)據(jù)令人眼前一亮：每畝增產(chǎn)84.5公斤，增產(chǎn)幅度達(dá)20.1%；單季水稻每畝節(jié)約工本50元；按照今年粳糯稻收購價(jià)計(jì)算，每畝增收250.12元；尤其是有效地消減因化肥養(yǎng)分流失造成的農(nóng)業(yè)面源污染。

這得益于一種原理獨(dú)特的新型緩控釋化肥。

作為該項(xiàng)目研發(fā)的負(fù)責(zé)人，吳躍進(jìn)介紹：“氮肥進(jìn)入土壤后，微生物分泌一種酶將其分解，形成氨態(tài)氮或者硝態(tài)氮才被作物吸收，穩(wěn)定性的緩釋化肥是在其中加入抑制劑，降低了酶的活性，從而達(dá)到緩慢釋放肥效的目的�！�

“而我們的原理是將天然和無機(jī)高分子材料添加到化肥中，在土壤中遇水時(shí)它們形成微米到納米尺度的內(nèi)置網(wǎng)，加上控失劑材料具有保水性，通過對化肥營養(yǎng)元素進(jìn)行"包裹"，"網(wǎng)"住養(yǎng)分和水分，水肥耦合，達(dá)到緩慢釋放、減少流失、提高化肥利用率的作用。”

有意思的是，形成這個(gè)“網(wǎng)”的物質(zhì)是中科院等離子體所的研究人員在研究線蟲時(shí)發(fā)現(xiàn)的――這種天然的和生物高分子材料復(fù)配物輻射改性能“固定”根季周圍的氮素。從某種意義上說，線蟲成為了這項(xiàng)研究的“拋磚引玉者”。

有效緩解農(nóng)業(yè)面源污染

兩者有機(jī)結(jié)合，效果會(huì)更好，科學(xué)化肥需要科學(xué)的使用方式。全社會(huì)都應(yīng)來關(guān)注科學(xué)使用化肥，以及使用效果更好的緩控釋化肥

幾年的試驗(yàn)示范研究表明，應(yīng)用該技術(shù)的化肥成本很低，低等養(yǎng)分成本增加5%左右，而氮素利用率提高6個(gè)百分點(diǎn)以上，一般增加產(chǎn)量10%以上，減量20%不減產(chǎn)，可以減少施肥次數(shù)和生產(chǎn)用工，而且工藝簡單，生產(chǎn)成本較低。

據(jù)介紹，這種內(nèi)置網(wǎng)型化肥養(yǎng)分釋放緩慢，有效供給養(yǎng)分時(shí)間長，有效期可達(dá)110―150天，可以滿足我國絕大多數(shù)農(nóng)作物全生育期對養(yǎng)分的需求，其平均養(yǎng)分利用率也平均比普通復(fù)合肥提高11%―22%。

重要的是，有效緩解農(nóng)業(yè)面源污染的情況。吳躍進(jìn)說：“添加的控失劑具有保水性和網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，使用后可以疏松土壤、增加土壤的保水性能，長期使用有利于培肥地力，改善土壤結(jié)構(gòu)�！�

而下面的這組數(shù)據(jù)可充分說明其降低環(huán)境污染的能力：氯化銨加入控失劑和普通氯化銨相比，檢測15分鐘氮氧揮發(fā)物含量顯示，揮發(fā)損失減少79.34%。傅立葉變換紅外光譜儀檢測土壤控失化肥nh3揮發(fā)結(jié)果表明：控失氯化銨、尿素和復(fù)合肥較普通氯化銨、尿素和復(fù)合肥相比nh3揮發(fā)分別減少18%、17%和32%。

在科技部、安徽省政府和中科院的支持下，控失性緩釋化肥生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了成果轉(zhuǎn)化。這一新型肥料也在各地顯露身手：2009年，在安徽宿松的復(fù)興、匯口、州頭三個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)開展大面積示范獲得成功。一般施肥減少2―3次，產(chǎn)量增加1―2成，一次性施肥節(jié)約用工2.3個(gè)，增效130元以上。今年安徽省生產(chǎn)銷售13萬噸以上，在巢湖流域等地推廣應(yīng)用320萬畝以上，為農(nóng)民增收、削減面源污染發(fā)揮一定的作用。

安徽重要的棉花產(chǎn)地?zé)o為縣，政府通過每畝補(bǔ)貼80元推廣新型控失性緩釋，今年推廣面積2萬畝以上。當(dāng)?shù)孛揶r(nóng)認(rèn)為，控失肥不僅節(jié)肥省工，還有利于進(jìn)城打工，棉花取得較好收成，棉花專用控失肥功不可沒。

耕地的“亞健康”到底該如何治理？

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)植物營養(yǎng)系主任徐陽春曾對媒體表示，“化肥就好比生病吃藥，有機(jī)肥好比調(diào)理進(jìn)補(bǔ)，兩者缺一不可，是改變目前土壤"亞健康"狀態(tài)的有效手段”。

對此，吳躍進(jìn)非常認(rèn)同，兩者有機(jī)結(jié)合，效果會(huì)更好，科學(xué)化肥需要科學(xué)的使用方式。全社會(huì)都應(yīng)來關(guān)注科學(xué)使用化肥，以及使用效果更好的緩控釋化肥。

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