謝金蘭，李長寧，何為中，梁 強，李毅杰，劉曉燕，梁 闐，羅亞偉，譚宏偉，王維贊

（中國農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究中心/廣西農(nóng)科業(yè)學院甘蔗研究所/廣西作物遺傳改良生物技術(shù)重點開放實驗室，南寧530007）

甘蔗化肥減量增效的栽培技術(shù)

謝金蘭，李長寧，何為中，梁 強，李毅杰，劉曉燕，梁 闐，羅亞偉，譚宏偉*，王維贊

（中國農(nóng)業(yè)科學院甘蔗研究中心/廣西農(nóng)科業(yè)學院甘蔗研究所/廣西作物遺傳改良生物技術(shù)重點開放實驗室，南寧530007）

闡述了我國當前甘蔗生產(chǎn)的施肥現(xiàn)狀，并提出蔗地機械深耕深松、測土配方施肥、增施有機肥、蔗葉還田、合理灌溉等相應的化肥減量增效栽培技術(shù)措施。

甘蔗；化肥；減量；增效

中國是世界第三大甘蔗糖生產(chǎn)國，甘蔗種植面積僅次于巴西和印度。我國甘蔗生產(chǎn)中化肥施用量較大，平均施肥量為世界平均水平的3倍，是發(fā)達國家的5～10倍[1]。甘蔗生產(chǎn)中肥料投入成本高、肥料利用率低，過量施用化肥還導致土壤酸化、板結(jié)、有毒物質(zhì)積累、肥力下降等。同時，肥料流失引起的水體污染和富營養(yǎng)化等環(huán)境問題也日趨嚴重。

2015年，“中央1號文件”和全國農(nóng)業(yè)工作會議提出了“大力推進化肥減量提效、農(nóng)藥減量控害，積極探索產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展之路”。國家農(nóng)業(yè)部制定發(fā)布了“到2020年化肥使用量零增長行動方案”。因此，通過多途徑提高土壤肥力，提高化肥當季利用率，減少甘蔗生產(chǎn)中化肥投入量，將成為我國甘蔗產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展的重要舉措。

1 我國甘蔗生產(chǎn)施肥現(xiàn)狀

1.1 化肥施用量大，肥料利用率低

我國是農(nóng)業(yè)化肥使用的大國，化肥施用量遠遠高于世界平均水平，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本高、效益低，缺乏國際競爭力。目前，我國甘蔗生產(chǎn)施肥以化肥為主，普遍存在偏施、盲目過量施用化肥的現(xiàn)象。根據(jù)粵西蔗區(qū)的調(diào)查分析，平均每公頃甘蔗生產(chǎn)成本達21000元，其中肥料投入成本達7500元，占總生產(chǎn)成本的35.71%[2]。另有報道，廣東蔗區(qū)中高施肥水平，尿素施用量為750～900kg/hm2、過磷酸鈣為1500～2250kg/hm2、氯化鉀為450～750kg/hm2[3]。在廣西興賓桂寶蔗區(qū)的調(diào)查中，復合肥的施用量最大，平均用量為1909.2kg/hm2，尿素平均用量為657.9kg/hm2[4]。另有調(diào)研，在廣西蔗區(qū)尿素施用水平一般為500～700kg/hm2，在廣東、云南、福建等蔗區(qū)的施用量大多數(shù)為600～750kg/hm2，施氮量是巴西蔗區(qū)的6～8倍[5-6]。

我國甘蔗生產(chǎn)中，化肥當季利用率較低。據(jù)譚宏偉等5年田間試驗結(jié)果統(tǒng)計，甘蔗對氮肥利用率為14.5%～24.7%（平均21.2%）；對磷肥利用率為6.7%～13.4%（平均11.6%）；對鉀肥利用率為15.6%～26.9%（平均21.1%）[7]。還有試驗表明，甘蔗常規(guī)施肥中，氮肥利用率為18.9%～22.2%；磷肥利用率為7.5%～8.1%[8]。而一些發(fā)達國家的甘蔗氮肥利用率較高，如巴西氮肥利用率高達60%，阿根廷為70%，美國、墨西哥為40%[9]。

1.2 施肥結(jié)構(gòu)不合理，養(yǎng)分比例失衡

甘蔗生長周期長，需肥量較多，不但需要吸收氮、磷、鉀等大量元素，同時還要吸收鈣、鎂、硅、鋅、硼、錳等多種微量元素。甘蔗所需的氮、磷、鉀一般是通過常規(guī)施肥進行補給，而各種中微量元素主要來源是土壤。

甘蔗是喜鉀作物，對氮、磷、鉀的吸收量以鉀最多，其次是氮，磷最少，三者的吸收比例為氮（純N）∶磷（P2O5）∶鉀（K2O）=1.0∶0.6～0.7∶1.2～1.6[10]。一般每生產(chǎn)1t原料蔗，需吸收N 1.08～3.20 kg、P2O50.27～0.70 kg、K2O 1.01～3.34 kg[11]。然而，在我國甘蔗生產(chǎn)上，往往是氮的施用量最大，其次為磷，鉀最少。在廣西興賓桂寶蔗區(qū)的調(diào)查中，31%的農(nóng)戶在甘蔗生產(chǎn)中尿素施用量為750～1050kg/hm2，16%的蔗農(nóng)尿素施用量高達1050～1500kg/ hm2；57%的農(nóng)戶僅通過施用復合肥補充鉀素，鉀肥平均用量僅為184.2kg/hm2，遠遠不能滿足甘蔗生長所需[4]。在廣東雷州半島蔗區(qū)，甘蔗施肥中的氮磷鉀比例常見為4∶1∶2，其中施土雜肥15～22.5t/hm2，尿素975～1050kg/ hm2，過磷酸鈣675～750kg/hm2，鉀肥375～450kg/hm2[12]。而在云南文山蔗區(qū)，氮肥（純N）投入量在102～552kg/ hm2，平均施用量為235.5kg/hm2；磷肥（P2O5）施用量在0～240kg/hm2，平均施用量為120kg/hm2，鉀肥（K2O）施用量在0～375kg/hm2，平均施用量僅為72 kg/hm2，氮、磷、鉀配比不合理，鉀肥施用量不足最為突出[13]。

1.3 有機肥施用嚴重不足

有機肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一種重要肥料，含有作物生長所需要的各種大量元素和微量元素，肥效慢但營養(yǎng)全面。施用有機肥對改良土壤理化性狀、培肥土壤、提高肥料利用率、增加作物產(chǎn)量、提高農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)等均有很好促進作用。

改革開放以來，隨著我國化肥生產(chǎn)的快速發(fā)展，化肥施用量逐年遞增，有機肥的施用顯著減少，一些農(nóng)戶甚至在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中忽略有機肥的施用。在我國甘蔗生產(chǎn)中，同樣存在重化肥、輕或無有機肥的現(xiàn)狀。在廣西興賓桂寶蔗區(qū)的調(diào)查中，82%的甘蔗種植戶在甘蔗生產(chǎn)中不施用有機肥[4]；在興賓區(qū)的另一調(diào)查結(jié)果顯示，蔗農(nóng)施用有機肥更少，施用有機肥僅占調(diào)查面積的11.2%，占調(diào)查農(nóng)戶總數(shù)的13%，施用有機肥的蔗地平均施用量為6447.5kg/hm2[14]。云南文山蔗區(qū)有機肥施用情況比其他蔗區(qū)略好，占甘蔗調(diào)查面積的39.5%，占調(diào)查農(nóng)戶的53.8%；但是，在施用量方面仍顯不足，施用有機肥的蔗地平均施用量只有6870kg/hm2，按調(diào)查總面積平均施用量不足3300kg/hm2[13]。

1.4 肥料施用技術(shù)不當

在甘蔗生產(chǎn)中，一些蔗農(nóng)施肥技術(shù)不當：有的蔗農(nóng)在甘蔗種植時一次性施用大量常規(guī)肥料（非緩釋肥）作基肥，造成甘蔗燒苗，萌芽出苗率低；有的沒有按照甘蔗生長需肥規(guī)律進行施肥，不追肥或追肥不及時，甘蔗伸長期供肥不足；有的蔗農(nóng)在宿根蔗管理上，沒有進行破壟開溝而直接施肥于蔗蔸，不及時培土，肥料在施用后隨水流失、揮發(fā)嚴重；有的蔗區(qū)，如廣西崇左，一些蔗農(nóng)在甘蔗生產(chǎn)管理中新植蔗和宿根蔗均不進行中耕培土，而常常選擇在雨天撒施肥料，認為這樣省工省時，結(jié)果造成肥料流失大、利用率低。

2 甘蔗生產(chǎn)化肥減量增效的技術(shù)措施

2.1 蔗地機械深耕深松技術(shù)

機械深耕深松可以打破犁底層，調(diào)整土壤結(jié)構(gòu)，加厚耕作層，提高土壤蓄水保墑能力；可以改善土壤通透性，抑制土壤厭氧細菌活動，促進土壤熟化，加速養(yǎng)分的分解和積累。

20世紀90年代初，我國廣西開始大力推廣蔗地機械深耕深松技術(shù)，最初是在農(nóng)墾和監(jiān)獄系統(tǒng)推廣，隨后逐漸擴大到了農(nóng)村蔗區(qū)。據(jù)統(tǒng)計，2011年全區(qū)蔗地機械深耕面積達到34.04萬公頃[15]。廖青等的研究結(jié)果表明，機械化深耕深松栽培能增加土壤的含水量，甘蔗出苗率比常規(guī)耕作栽培的高17.8%，分蘗率高13.4%，甘蔗根系發(fā)達、生長快、抗旱能力強，原料蔗增產(chǎn)7.22t/hm2，增收2347元/hm2[16]。廣西興賓蔗區(qū)，采用機械深耕深松技術(shù)，甘蔗產(chǎn)量達到106.7t/hm2，比常規(guī)耕作增產(chǎn)17.1%，增加收益7140元/hm2[17]。廣西農(nóng)科院甘蔗研究所科技人員在廣西興賓桂寶蔗區(qū)調(diào)查中，有一位甘蔗種植戶也反映，同樣的肥料施用水平和田間管理方法，采用132.3kW深耕機進行耕翻，當年新植蔗增產(chǎn)12～15t/hm2。因此，在甘蔗生產(chǎn)中，機械深耕深松技術(shù)對化肥減量增效方面仍發(fā)揮著重要的作用。

2.2 推廣測土配方施肥技術(shù)

甘蔗測土配方施肥是以蔗區(qū)土壤養(yǎng)分測定和肥料田間試驗為基礎(chǔ)，依甘蔗生長需肥規(guī)律、蔗地土壤供肥能力和肥料效應，提出合理的施肥方案。甘蔗缺什么就補充什么，需要多少補多少，實現(xiàn)各種養(yǎng)分平衡供應，滿足甘蔗生長的需要，達到提高肥料利用率和減少用量、提高甘蔗產(chǎn)量、改善品質(zhì)、節(jié)支增收的目的。

在廣西崇左蔗區(qū)，通過測定蔗地土壤養(yǎng)分，按照測土配方施肥專家系統(tǒng)軟件的施肥建議卡，在試驗區(qū)實施測土配方施肥。結(jié)果表明，測土配方施肥比常規(guī)施肥節(jié)約化肥投入1636元/hm2，增產(chǎn)12.73%，增收4842元/hm2，節(jié)支增收6478元/hm2[18]。廣西羅城縣蔗區(qū)以新臺糖22號作為試驗品種，進行配方施肥試驗，同等的甘蔗產(chǎn)量，配方施肥區(qū)比當?shù)爻Ｒ?guī)施肥區(qū)肥料成本降低22.13%[19]。云南蔗區(qū)研制了多個適宜當?shù)夭煌收岱N植區(qū)域土壤生態(tài)類型的施肥配方，累計推廣應用面積達5.7萬hm2。據(jù)測定，甘蔗平均增產(chǎn)8.10～10.95t/ hm2，蔗糖分提高0.21%～0.5%，節(jié)省化肥投入72～225元/hm2，實現(xiàn)甘蔗測土配方施肥的節(jié)本增效[20]。

2.3 增施有機肥，推廣有機肥替代部分無機肥的技術(shù)

有機肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要肥源，其養(yǎng)分全面，肥效均衡持久，既能改善土壤結(jié)構(gòu)、培肥改土，促進土壤養(yǎng)分的釋放，又能供應、改善作物營養(yǎng)，具有化學肥料不可替代的優(yōu)越性。

在廣西興賓桂寶蔗區(qū)的甘蔗種植戶問卷調(diào)查中，有23%的種植戶認為蔗地地力下降是造成當前甘蔗低產(chǎn)的主要原因之一[4]。廣西蔗區(qū)大部分蔗地為連作10年以上，加上連年單施、重施化肥尤其是氮肥，土壤有機質(zhì)逐年下降，土壤板結(jié)、理化性狀惡化，地力明顯下降，甘蔗種植的投入產(chǎn)出比逐年增加。因此，甘蔗生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展需要重視有機肥的投入，推廣有機肥替代部分無機肥，改良和培肥蔗地土壤。

關(guān)于有機肥在甘蔗上的應用報道以生物有機肥居多。在廣西來賓蔗區(qū)連續(xù)3年施用生物有機肥，施生物有機肥+化肥處理甘蔗平均產(chǎn)量為120.70t/hm2，比僅施用化肥的常規(guī)施肥處理增產(chǎn)19.11t/hm2，增產(chǎn)率為18.8%；連續(xù)3年施用生物有機肥后，土壤有機質(zhì)、速效氮、速效磷和速效鉀含量均比常規(guī)施肥處理高；施用生物有機肥有利于提高甘蔗對氮、磷和鉀吸收利用，氮、磷、鉀利用率比常規(guī)施肥處理分別提高15.0%、4.5%和30.8%[21]。陸興倫等在廣西扶綏、邕寧、馬山等縣甘蔗產(chǎn)區(qū)進行生物有機肥試驗，施用生物有機肥2250kg/hm2，甘蔗產(chǎn)量比施用單質(zhì)化肥處理增加17.08t/hm2，增產(chǎn)21.3%，增產(chǎn)效果顯著[22]。

除了生物有機肥，應通過多途徑、多渠道增加蔗地有機物料的投入，比如：堆肥、廄肥、畜禽糞肥、糖廠濾泥、糖廠酒精發(fā)酵液、間作豆科綠肥壓青等等。在巴西、美國、澳大利亞等發(fā)達國家，甘蔗種植重視有機肥的投入和地力的培肥。如巴西的甘蔗種植中，宿根甘蔗不施用化肥，而是每年施1次酒精發(fā)酵液，新植蔗的化肥施用量也僅為100kg/hm2左右，而甘蔗產(chǎn)量達到80t/hm2[23]。

2.4 推廣蔗葉還田技術(shù)

甘蔗葉含有氮、磷、鉀、鈣、硫等大量、微量營養(yǎng)元素，是豐富的可再生肥料資源。據(jù)測定，鮮蔗葉（以干物計）的氮、磷、鉀含量分別為0.7%、0.31%、2.2%，每公頃蔗田約有15000kg鮮蔗葉，把蔗葉全部粉碎還田，相當于施尿素110kg、鈣鎂磷肥150kg、氯化鉀275kg[24]。蔗葉還田能改善土壤的結(jié)構(gòu)和理化性狀，增加有機質(zhì)含量，增強土壤貯存水分、養(yǎng)分能力，提高肥料利用率，促進甘蔗持續(xù)增產(chǎn)。

廣西農(nóng)科院甘蔗研究所試驗場連續(xù)9年機械粉碎蔗葉還田。經(jīng)測定，土壤有機質(zhì)含量平均提高了3.32g/ kg；土壤全鉀提高0.408個百分點，增幅達到43.3%相對值；土壤速效氮含量提高了28.87mg/kg，占相對值為31.9%；速效磷提高了5.97mg/kg，占相對值為16.7%；土壤生態(tài)環(huán)境得到很好的改善，甘蔗增產(chǎn)增收[25]。廣西農(nóng)墾國有黔江農(nóng)場經(jīng)過20多年蔗葉還田并進行跟蹤測定土壤養(yǎng)分，結(jié)果表明：長期蔗葉還田，蔗地土壤的各項養(yǎng)分都得到了提升，有機質(zhì)由原來的1.79%提高到2.60%，全氮從0.09%增加到0.14%，速效磷從13.37mg/kg增加到43.25mg/kg，速效鉀從79.63mg/kg增加到233.33mg/kg[26]。

蔗葉還田促進甘蔗增產(chǎn)也有相關(guān)的研究報道。廣西農(nóng)墾金光農(nóng)場在向陽、龍山、壇井分場進行蔗葉還田對照試驗，結(jié)果表明蔗葉還田可增產(chǎn)9.6%～27.27%，增產(chǎn)效果十分顯著[27]。2003—2005年在廣西馬山縣蔗區(qū)進行蔗葉還田試驗，單產(chǎn)達77.58t/hm2，比蔗葉就地焚燒處理增產(chǎn)9.16%[28]。在云南隴川農(nóng)場從1993年至2007年連續(xù)15年實施蔗葉還田，蔗葉還田前10年（1983—1993年）的甘蔗單產(chǎn)呈現(xiàn)下降趨勢，而蔗葉還田后甘蔗的單產(chǎn)呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢。在實施蔗葉還田前10年的甘蔗平均單產(chǎn)為84.48t/hm2，蔗葉還田后15年的平均單產(chǎn)為100.61t/hm2，是蔗葉還田前的1.2倍。2003—2007年的平均單產(chǎn)為117.72t/hm2，是蔗葉還田前的1.4倍。由此可見，蔗葉多年連續(xù)還田，蔗地土壤得到較好的培肥，促進了甘蔗持續(xù)增產(chǎn)[29]。

2.5 灌溉條件下的化肥減量技術(shù)

甘蔗生長期長，植株高大，葉面積指數(shù)大，蒸騰作用旺盛，是需水量較大的一種作物。據(jù)調(diào)查，每生產(chǎn)1t原料蔗，耗水量為83.5～289.2m3（平均為150.2m3）[30]。而我國甘蔗主產(chǎn)區(qū)廣西、云南70%以上甘蔗種植在旱坡地，春秋兩季頻現(xiàn)的季節(jié)性干旱導致了甘蔗生產(chǎn)中肥料利用率低、施用肥料浪費嚴重等現(xiàn)象。因此，合理灌溉在提高肥料利用率、降低化肥用量、提高甘蔗產(chǎn)量和質(zhì)量等方面發(fā)揮著重要作用。

譚宏偉等研究滴灌條件下的甘蔗減量施肥，在N（純氮）減少8.7%、磷（P2O5）減少27.8%、鉀（K2O）減少9.1%的條件下實施滴灌區(qū)土層施肥（A）和滴灌區(qū)土層施肥+滴灌施肥（B），從甘蔗吸收養(yǎng)分量來看，以滴灌減量施肥的B最高，與對照無灌溉區(qū)的常規(guī)土層施肥差異顯著，B處理甘蔗產(chǎn)量高達183.86t/hm2，A處理甘蔗產(chǎn)量為134.46t/hm2，分別比無灌溉區(qū)常規(guī)施肥處理增產(chǎn)了70.88t/hm2和21.48t/hm2，增幅分別達62.73%和19.01%[31]。在大棚內(nèi)人工控制灌水量的試驗，同一施肥水平下灌水量對甘蔗蔗莖產(chǎn)量的促進作用更為顯著。甘蔗伸長期（7—10月）土壤相對含水量保持在70%左右的處理比土壤相對含水量保持在50%的處理蔗莖產(chǎn)量增產(chǎn)127.23%[32]。可見，土壤水分供給對提高肥料利用率、增加甘蔗產(chǎn)量效應顯著。

2.6 優(yōu)化施肥技術(shù)

施肥是甘蔗高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵措施之一，如何合理施肥，才能較好發(fā)揮肥料對甘蔗生長的促進作用，是廣大科研工作者和蔗農(nóng)共同關(guān)心的問題。

首先要明確甘蔗需肥特點，總的來說是“兩頭少、中間多”，即苗期和成熟期少，伸長期多。甘蔗苗期需肥少但迫切，所以生產(chǎn)上應注意施足基肥，基肥以有機肥、磷肥、鉀肥為主，氮肥施用量占總氮施用量的5%～10%即可。甘蔗分蘗后期至伸長初期對肥料的需求量最大，占整個生育期的50%以上，這個階段是甘蔗的營養(yǎng)高效期，應重施，以氮肥為主，結(jié)合甘蔗大培土進行追肥。甘蔗正常生長情況下，后期一般不再追施肥料。如果在甘蔗種植時一次性施用肥料，應因地制宜選擇緩控釋肥。

在甘蔗出苗較好，苗齊、苗壯的前提條件下，可適當早追肥，春植蔗在分蘗期（5月上旬）即可追肥培土。如果前期甘蔗出苗差，則應在蔗苗4～5葉期及時追施尿素75～150kg/hm2，促進早分蘗，提高分蘗的成莖率。

有條件的蔗區(qū)，可以推行甘蔗水肥一體化技術(shù)。在廣西貴港市覃塘蔗區(qū)示范基地的甘蔗水肥一體化技術(shù)應用試驗中，甘蔗產(chǎn)量比常規(guī)處理增產(chǎn)47.85t/hm2，產(chǎn)量提高42.93%，比滴灌處理增產(chǎn)25.77t/hm2，產(chǎn)量提高30.06%[33]。在廣東國營火炬農(nóng)場，推廣甘蔗水肥一體化技術(shù)后，甘蔗平均單產(chǎn)達到91.65t/hm2，比常規(guī)施肥增產(chǎn)69.25%[34]。另有報道，甘蔗生產(chǎn)使用滴灌水肥一體化技術(shù)，氮肥利用率高達58%～65%，對比溝灌利用率提高20%～25%，可節(jié)省氮肥30%左右[35]。

3 展望

甘蔗生產(chǎn)實現(xiàn)化肥減量施用，種植戶從觀念上首先要改變，改變“高產(chǎn)就要高肥”的種植管理習慣。相關(guān)政府部門、科技人員深入基層，加強現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科學知識的宣傳力度，提高和改善廣大農(nóng)民的科學施肥意識。同時，需要加大農(nóng)業(yè)技術(shù)培訓、應用示范及推廣的力度。

隨著糖料蔗“雙高”基地建設(shè)的推進，部分蔗區(qū)將實現(xiàn)甘蔗種植規(guī)?；?、良種化、生產(chǎn)機械化、水利現(xiàn)代化等，更有利于通過機械深耕深松、測土配方施肥、機械碎葉還田、水肥一體化等栽培技術(shù)實現(xiàn)甘蔗生產(chǎn)中化肥減量增效的目標。

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Cultivation Techniques of Reducing Fertilizer and Increasing Efficiency on Sugarcane

XIE Jin-lan,LI Chang-ning,HE Wei-zhong,LIANG Qiang,LI Yi-jie,LIU Xiao-yan,LIANG Tian,et al
(Sugarcane Research Center,Chinese Academy of Agricultural Sciences/Sugarcane Institute,Guangxi Academy of Agricultural Sciences/Guangxi Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement,Nanning 530007)

It describes the current status of fertilization of sugarcane production,and proposes cultivation techniques of reducing fertilizer and increasing efficiency on sugarcane,such as mechanical deep plowing subsoiling,soil testing fertilization,increasing organic fertilizer,cane-leaf returning,and reasonable irrigation.

sugarcane;fertilizer;reduction;increasing efficiency

S566.106

B

1007－2624（2017）01－0038－04

10.13570/j.cnki.scc.2017.01.014

2016-09-22

廣西蔗糖產(chǎn)業(yè)協(xié)同創(chuàng)新團隊項目；廣西自然科學基金項目（2016GXNSFAA380020）；廣西農(nóng)科院特色農(nóng)業(yè)興賓甘蔗試驗站；廣西農(nóng)業(yè)科學院基本科研業(yè)務專項（桂農(nóng)科2016YM05、2015YT05、2015JZ03）。

謝金蘭（1977-），女，助理研究員，主要研究甘蔗栽培技術(shù)、土壤與肥料。E-mail：xiejinlan2008@126.com

譚宏偉（1961-），男，研究員，研究方向：土壤和植物營養(yǎng)及肥料。E-mail：hwtan@gxaas.net