丁仕奇(中國石化聯(lián)合會農(nóng)化辦合肥研究中心 安徽帝元生物科技有限公司)

肥效保持技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用

丁仕奇(中國石化聯(lián)合會農(nóng)化辦合肥研究中心 安徽帝元生物科技有限公司)

介紹了肥效保持技術(shù)的研發(fā)背景，并從肥效保持劑的組成、功能及應(yīng)用情況等方面進(jìn)行了闡述；重點(diǎn)闡述了肥效保持技術(shù)原理和產(chǎn)品特點(diǎn)；保持性肥料的大田應(yīng)用效果表明，肥效保持技術(shù)具有良好增產(chǎn)效果，市場前景廣闊，值得大面積推廣應(yīng)用。

肥效保持劑；特點(diǎn)；機(jī)理；應(yīng)用

1 研發(fā)背景

傳統(tǒng)肥料施入土壤后，不能被作物完全吸收利用，其中絕大部分因?yàn)榱苁А]發(fā)或被土壤固定等因素而轉(zhuǎn)化為作物難以利用的形態(tài)。特別是常規(guī)肥料養(yǎng)分利用率低，肥效期短，無法滿足作物生長發(fā)育需要，肥料整體利用率不到30%。由此造成的資源消耗嚴(yán)重，環(huán)境污染加劇，農(nóng)民施肥成本高，作物脫肥減產(chǎn)等問題日益加劇。因此，從作物、肥料自身特性出發(fā)，添加新型肥料助劑，開發(fā)新型肥料產(chǎn)品，減少化肥養(yǎng)分損失、保持肥效、提高作物養(yǎng)分利用率，不僅是未來新型肥料發(fā)展的必然趨勢，同時(shí)也是資源利用、環(huán)境保護(hù)、企業(yè)發(fā)展的必然要求。2015年李克強(qiáng)總理在兩會上提出，到2020年，要實(shí)現(xiàn)中國農(nóng)藥、化肥使用量“零增長”。創(chuàng)制新型肥料及助劑，克服常規(guī)肥料養(yǎng)分流失快、施肥量大、利用率低的缺點(diǎn)，也是國家的戰(zhàn)略發(fā)展要求。

基于上述原因，圍繞如何開發(fā)高效新型肥料助劑，提高作物養(yǎng)分吸收利用效率，減少施肥與追肥量等問題，中國石化聯(lián)合會農(nóng)化辦合肥研究中心與中國科學(xué)院合肥物質(zhì)研究院科學(xué)家團(tuán)隊(duì)通過集成化肥養(yǎng)分保持技術(shù)、高分子合成技術(shù)、養(yǎng)分轉(zhuǎn)化調(diào)控技術(shù)，在數(shù)年技術(shù)攻關(guān)基礎(chǔ)上，成功研制出了一款綠色環(huán)保、無毒無害、針對性強(qiáng)、附加值高的新型肥料助劑——肥效保持劑。將其按比例添加到肥料生產(chǎn)工藝中，即可得到具有養(yǎng)分損失少、肥效期長、利用率高的保持性肥料。

2 肥效保持技術(shù)原理介紹

(1)肥效保持劑定義 肥效保持劑是以中科院離子束改性無機(jī)材料為主體，與養(yǎng)分調(diào)控劑、生物活性能等材料精制而成的粉體產(chǎn)品；具有減緩肥料氮素?fù)p失，促進(jìn)土壤遲效磷向速效磷轉(zhuǎn)化，延長肥料有效期，促進(jìn)作物對養(yǎng)分吸收，提高肥料養(yǎng)分利用率的功效。

(2)肥效保持技術(shù)原理與特點(diǎn) ①養(yǎng)分保得?。悍市П３謩┨砑又锌圃弘x子束改性材料，內(nèi)部富含微尺度養(yǎng)分存儲網(wǎng)絡(luò)、孔道結(jié)構(gòu)，表面呈纖維狀、層鏈狀，凹凸相間并布滿溝槽。以上結(jié)構(gòu)決定了這種材料有很好的離子交換性、保水性和粘結(jié)性，其表面、內(nèi)部比表面積較大，它擁有豐富的羧基、羥基等活性基團(tuán)，施入土壤后，通過絡(luò)合、螯合、吸附等作用，微觀尺度上，改性材料內(nèi)部層間結(jié)構(gòu)可以吸附NH4+、K+等肥料養(yǎng)分，使其緩慢釋放；宏觀尺度上，當(dāng)改性材料遇水后，會形成微小的具有粘性的棉絮狀交叉網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并緊密吸附于土壤膠體之上，有效提高土壤陽離子交換量，促進(jìn)土壤團(tuán)聚體的形成，進(jìn)一步增強(qiáng)土壤的保水保肥能力，大幅降低因降水、灌溉等因素導(dǎo)致的肥料養(yǎng)分隨水流失。

②肥效持更久:肥效保持劑中含有氮素轉(zhuǎn)化調(diào)控劑，通過調(diào)節(jié)氮素轉(zhuǎn)化過程，保證作物氮的營養(yǎng)大部分以最易吸收的銨態(tài)氮形式吸收，降低作物吸收養(yǎng)分能量消耗，同時(shí)可以減少肥料氨揮發(fā)損失，大幅延長了銨態(tài)氮供應(yīng)時(shí)間和供應(yīng)強(qiáng)度，克服了常規(guī)肥料養(yǎng)分轉(zhuǎn)化時(shí)間短，分解轉(zhuǎn)化強(qiáng)度高，養(yǎng)分損失快的缺點(diǎn)。肥料中的磷素養(yǎng)分在施入土壤后，極易被土壤中重金屬離子通過各種方式固定成為難溶磷，不能被作物吸收。肥效保持劑中含有有機(jī)螯合劑成分，可以將土壤中沉淀態(tài)、吸附態(tài)、閉蓄態(tài)的磷素再次解離、溶出，增加土壤水溶磷含量；同時(shí)絡(luò)合、鈍化一部分土壤金屬離子，使溶出的水溶磷不易再次被吸附、固定；肥效保持劑中含有的生物活性能成分，可以促進(jìn)土壤團(tuán)粒體形成，改善土壤微環(huán)境，提高溶磷微生物活性，加速將土壤中遲效磷轉(zhuǎn)化為有效磷，并對肥料中的可溶磷形成保護(hù)作用，使之保持更長的有效性，顯著提高作物磷素利用率。

③功能可檢測化：肥效保持劑創(chuàng)造性地將產(chǎn)品功能與檢測指標(biāo)很好地融合在一起。經(jīng)多輪實(shí)驗(yàn)室嚴(yán)格驗(yàn)證，將養(yǎng)分保持、減少氮素?fù)p失、增加磷素溶出等功能轉(zhuǎn)化為檢測指標(biāo)，并具有很好的準(zhǔn)確性、客觀性、可重現(xiàn)性，讓功能“看得見，摸得著”。

④綠色環(huán)保無污染：肥效保持劑經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)毒理檢測，屬實(shí)際無毒類產(chǎn)品，不含有污染環(huán)境、危害動植物的成分，可應(yīng)用于各類生態(tài)肥料及有機(jī)農(nóng)產(chǎn)品的種植。

總之，肥效保持劑在空間上，調(diào)節(jié)肥料全養(yǎng)分在土壤中的遷移過程，減少凈流失；時(shí)間上，調(diào)節(jié)土壤中養(yǎng)分形態(tài)轉(zhuǎn)化過程，大幅降低肥料養(yǎng)分轉(zhuǎn)化過程中的損失，從而有效減少肥料養(yǎng)分損失，延長肥效，提高作物養(yǎng)分利用率。

3 肥效保持技術(shù)應(yīng)用情況

好產(chǎn)品不僅要有過硬的技術(shù)，更要經(jīng)得起實(shí)踐的檢驗(yàn)。含有肥效保持劑的保持性復(fù)合肥、保持性磷酸二銨、保持性摻混肥等新型肥料品種，通過參加“十二五”國家糧食豐產(chǎn)科技工程、國家水專項(xiàng)農(nóng)業(yè)清潔小流域治理等國家重大專項(xiàng)，在我國華北、東北地區(qū)的玉米、小麥、水稻上進(jìn)行了多季大田試驗(yàn)示范，均取得了很好的效果。安徽省農(nóng)技推廣總站以及安徽濉溪楊柳、阜陽太和的大田試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，添加肥效保持劑的銨態(tài)氮肥在土壤中的釋放的高峰期可比普通肥料延后25～30天，氮素利用率達(dá)到常規(guī)復(fù)合肥的的一倍以上，施磷后土壤中磷素在58天以上仍保持較高有效性，作物可吸收的養(yǎng)分總量顯著增加。東北地區(qū)的測產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，保持性肥料在減量施肥20%條件下，仍能保證作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，在等量施肥條件下，作物增產(chǎn)幅度平均達(dá)10.8%。

4 展望

近年來，我國由于化肥長期過量使用，因肥料流失、利用率低下導(dǎo)致的農(nóng)業(yè)面源污染、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降問題日益凸顯，對新型高效環(huán)保肥料及助劑的研發(fā)與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)資源的高效利用、保護(hù)環(huán)境及節(jié)本增效意義重大。中國石化聯(lián)合會農(nóng)化辦合肥研究中心有著先進(jìn)的技術(shù)理念，創(chuàng)制出具有優(yōu)異的應(yīng)用效果和廣闊的市場前景的肥效保持技術(shù)及其保持性肥料，相信未來一定會成為新型肥料產(chǎn)品中一顆璀璨的明珠。