近幾年，我國農(nóng)業(yè)取得了非常可喜的成績。糧食連年增產(chǎn)，農(nóng)民收入不斷增長，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定提高，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境不斷改善。但我國農(nóng)業(yè)也面臨很多壓力，在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量方面，社會需求不斷增長，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)壓力不斷加大。在生態(tài)環(huán)境方面，農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境受到的壓力也在不斷增加。農(nóng)業(yè)部對此做了很多努力，如2014年提出的“一控、兩減、三基本”：“一控”是控制水資源用量，“兩減”就是減少化肥和農(nóng)藥的用量，“三基本”包括秸稈資源能夠充分利用，化肥包裝、農(nóng)藥包裝等農(nóng)用廢棄物能夠基本回收利用，農(nóng)業(yè)養(yǎng)殖廢棄物能夠基本上得到應(yīng)用。
農(nóng)業(yè)是一個復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，不僅包括種植業(yè)，還包括養(yǎng)殖業(yè)、漁業(yè)等。在理論上應(yīng)從生態(tài)角度上更好地保護(hù)農(nóng)業(yè)。近幾年，業(yè)界特別強(qiáng)調(diào)養(yǎng)殖規(guī)模化，強(qiáng)調(diào)養(yǎng)殖補(bǔ)貼，但養(yǎng)殖的補(bǔ)貼，往往從養(yǎng)殖的水平出發(fā)，忽略了種植和養(yǎng)殖的關(guān)系，造成很多地方種植業(yè)生產(chǎn)很發(fā)達(dá)，但養(yǎng)殖業(yè)不發(fā)達(dá)。所以出現(xiàn)了“東北種糧、南方養(yǎng)羊”的范式，但南方因農(nóng)田少，養(yǎng)殖廢棄物很難得到回收利用，于是又帶來生態(tài)環(huán)境的壓力。
肥料吸收和轉(zhuǎn)化至關(guān)重要
目前有一個非常嚴(yán)峻的問題，盡管肥料用量充足，但缺乏好的使用方法，就不能產(chǎn)生很好的效果。在磷肥的集中施用方面，有數(shù)據(jù)表明，如果磷肥像現(xiàn)在這樣撒施或施用翻耕，盡管大力推廣化肥深施，但在這種情況下，肥料均勻分布在土壤里，因作物根系在土壤里有限，60%肥料都接觸不到作物根系，只有1/3的磷可用。例如北方大棚蔬菜種植區(qū)，農(nóng)民希望高產(chǎn)，且希望盡量減少施肥次數(shù)，以減少勞動量。但是如果施肥過于集中，澆水后就會出現(xiàn)濃度過高的問題。農(nóng)民通常兩個禮拜澆一次水，兩個禮拜施一次肥，常常是肥料濃度過高而造成燒根。一般施肥后的第2、3天，根拔出來后卻是黃的。等到兩個禮拜后根恢復(fù)了，又開始施肥，如此這般，作物根部經(jīng)常性受傷，極大影響?zhàn)B分吸收，降低肥料利用率。
肥料施到土壤中，要經(jīng)過水的溶解，作物的吸收和轉(zhuǎn)化，甚至有的在土壤里面就進(jìn)行轉(zhuǎn)化。我們有不少研究成果只停留在實驗室里、試驗田中，沒有很好地轉(zhuǎn)化到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中，更沒有轉(zhuǎn)化到肥料產(chǎn)品中。過去往往注重氮磷鉀等養(yǎng)分的用量研究，下一步更應(yīng)注重肥料或植物營養(yǎng)的研究，應(yīng)多關(guān)注不同的養(yǎng)分形態(tài)，不同的肥料品種在水、土壤、植物中的運(yùn)輸和轉(zhuǎn)化的方式，即WSFP系統(tǒng)（W是水，S是土，F(xiàn)是肥料，P是植物）。這個系統(tǒng)的研究，不再是簡單地就養(yǎng)分而研究養(yǎng)分。例如磷，過去的磷多是磷肥，根據(jù)磷肥中水溶磷含量的多少來判斷磷肥的好壞。水溶磷和枸溶磷在不同土壤類型里面，作用方式是不一樣的。有人認(rèn)為土壤里殘留的磷肥，后期還能用。但是改革開放三十多年了，本應(yīng)殘留很多了，但是現(xiàn)在磷肥用量卻不能減，少用了就減產(chǎn)。所以對于磷肥殘留在土壤里的行為應(yīng)引起高度重視，認(rèn)真研究不同形態(tài)的養(yǎng)分在WSFP系統(tǒng)中的行為和方式。
氮肥不同應(yīng)用形態(tài)的啟發(fā)
前兩年，我們做了氮肥不同形態(tài)的應(yīng)用研究。氮是非常復(fù)雜的系統(tǒng)，有銨態(tài)氮、硝態(tài)氮、酰胺態(tài)氮、有機(jī)態(tài)等不同形態(tài)。很多人認(rèn)為測土配方時測了氮就可以施肥了，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是那么簡單。國外到現(xiàn)在為止，也未能通過測出氮來推薦施用氮肥。而是用整個流域里面氮的平衡狀況，來推斷氮的需求和不同形態(tài)氮的供應(yīng)方式。氮肥發(fā)展方向，就是減少淋失，控制肥效發(fā)揮，有的需要緩效，但有時也需要加速，如葉菜施有機(jī)肥，到了收獲時，氮肥養(yǎng)分還未完全釋放，必然導(dǎo)致硝酸鹽含量高。大力推廣有機(jī)肥，需要分清什么作物在什么樣的氣候條件和土壤狀況下能施用。例如，有人說東北玉米施緩控釋肥好，但東北氣候條件特殊，前期干旱，中期正常，到了7-8月份，就會大量降雨。如果施緩控施肥，多數(shù)都被淋走，等到8月底需要灌漿的時候，養(yǎng)分就會跟不上。所以需要根據(jù)作物和土壤、氣候等特點(diǎn)，深入研究如何做好肥料作用的發(fā)揮。
同時，還要配合一些添加劑，達(dá)到養(yǎng)分的平衡。不同形態(tài)的氮對作物品質(zhì)影響很大，如在華北地區(qū)，種土豆時多用硝態(tài)氮追肥，但煮著吃后土豆就不會像過去那么粉，也咬不動，長此以往，工廠將因土豆出粉率低而不再收購。
中國肥料已經(jīng)進(jìn)入由等養(yǎng)分等效向形態(tài)、含量、助劑共同發(fā)展的新的理論指導(dǎo)下的時代。原來說養(yǎng)分是等養(yǎng)分等效，而同樣的養(yǎng)分，不同的形態(tài)、不同的助劑，作用就不大一樣�，F(xiàn)在，磷也有多個肥料品種，從過去的過磷酸鈣到一銨、二銨、磷酸二氫鉀和復(fù)合肥料，現(xiàn)在又準(zhǔn)備把復(fù)合肥料混在一起。磷本身形態(tài)有黑磷、白磷、紅磷，從肥料來說有水溶磷、枸溶磷、難溶磷，正磷酸鹽、偏磷酸鹽、亞磷酸鹽，到肥料里面要進(jìn)行轉(zhuǎn)化。我們做過土壤磷的分級，包括交換性的、鋁結(jié)合的，還有有機(jī)磷和碎片，這些形態(tài)作物的利用效率都不一樣。更重要的是要進(jìn)行轉(zhuǎn)化。如水分控制不同，同樣的養(yǎng)分，轉(zhuǎn)化形式就不一樣。所以其不僅與肥料和土壤有關(guān)，還和水的應(yīng)用方式有關(guān)。如山東的蘋果，大量出現(xiàn)疾病，90%以上是因為水分養(yǎng)分不合理造成的。從這個角度分析，與土壤的水肥管理有關(guān)系。但仔細(xì)一看，當(dāng)?shù)胤菜蕳l件比較好、產(chǎn)量比較高的，多有疾病。但果園的濕度控制比較好的情況下，就沒有植物病害。這就要做好土壤水和空氣濕度的協(xié)調(diào)配合。
聚磷酸銨
是磷肥未來發(fā)展方向
磷肥利用率不高，跟磷肥產(chǎn)品本身有很大關(guān)系。聚磷酸銨的發(fā)展，能夠帶動國家磷肥工業(yè)的一個大的進(jìn)步和變革。中國的磷肥利用率有可能提高將近一倍，由現(xiàn)在的18%左右達(dá)到33%-34%。從理論上講，可以減少一半左右的磷礦。從科學(xué)家角度來講，應(yīng)該投入更多精力，去研究磷的行為，包括磷與根的關(guān)系，菌根以及根系如何受到磷的影響。
下一步磷的發(fā)展方向主要有四個方面，一是土壤中要減少固定。包括隔離、減少與土壤的接觸和科學(xué)集中的施肥方法；二是提高肥效，主要是水溶磷肥防止固定和拮抗；三是方便施用，增加移動性。氮肥比較容易隨著水到根部，鉀肥和銨離子一樣稍困難，現(xiàn)在是讓磷能夠跟隨水方便進(jìn)入根系，加大灌水量是一種做法，而聚磷酸銨可能給了我們一個新的思路或方式；四是與添加劑的配合。好的添加劑，能夠很好保護(hù)肥料有效性，促進(jìn)作物生長，提高對養(yǎng)分的吸收。
