許祥富 林明義

摘要 自我國施用化肥以來，我國糧食產(chǎn)量逐年攀升，化學肥料在保證糧食高產(chǎn)方面有著舉足輕重的作用，然而化肥的長期施用所導致的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降、土壤性狀惡化和環(huán)境污染等問題令人擔憂，因此，對環(huán)境友好的新型肥料受到越來越多的關(guān)注。新型肥料具有肥料利用率高、調(diào)節(jié)作物生長機制和改善土壤理化性質(zhì)等特點，其在現(xiàn)實農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應用愈加廣泛，前景巨大。主要從我國化肥利用現(xiàn)狀和問題、新型肥料的種類和發(fā)展現(xiàn)狀以及在水稻上的應用進展等方面進行綜述，并進行展望，以期為新型肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的利用與開發(fā)提供理論依據(jù)，也為其在水稻生產(chǎn)應用的進一步推廣提供參考。

關(guān)鍵詞 新型肥料;研究現(xiàn)狀;水稻;應用進展

中圖分類號 S.511文獻標識碼A文章編號0517-6611（2021）07-0017-03

AbstractSincetheapplicationofchemicalfertilizerinChina，thegrainyieldhasbeenincreasingyearbyyear.Chemicalfertilizerplaysanimportantroleinensuringthehighyieldofgrain.However，thelongtermapplicationofchemicalfertilizerhasledtoproblemssuchasthedeclineofagriculturalproductquality，thedeteriorationofsoilpropertiesandenvironmentalpollution，whichareworrying.Therefore，thenewenvironmentallyfriendlyfertilizerhasattractedmoreandmoreattention.Thenewfertilizerhasthecharacteristicsofhighfertilizerutilizationrate，regulatingthegrowthmechanismofcropsandimprovingthephysicalandchemicalpropertiesofsoil.Itsapplicationintheactualagriculturalproductionismoreandmoreextensive，anditsprospectishuge.Inthispaper，thecurrentsituationandproblemsoffertilizerutilizationinChina，thetypesanddevelopmentofnewfertilizers，andtheapplicationprogressinricewerereviewed，andtheprospectwasmade，inordertoprovidethetheoreticalbasisfortheutilizationanddevelopmentofnewfertilizerinagriculturalproduction，anditprovidesthereferenceforitsfurtherapplicationinriceproduction.

KeywordsNewfertilizer;Researchstatus;Rice;Applicationprogress

作者簡介 許祥富（1984—），男，福建福清人，農(nóng)藝師，碩士，從事作物栽培研究。

20世紀80年代，我國化肥工業(yè)發(fā)展迅速，化肥的大量應用極大地推動了農(nóng)業(yè)的發(fā)展，我國糧食產(chǎn)量也因此增產(chǎn)30%～50%[1]，化肥的投入量與糧食產(chǎn)量呈顯著正相關(guān)[2]，被譽為“植物的糧食”?；实氖┯帽Ｕ狭宋覈哉际澜?%的耕地養(yǎng)活了占世界22%的人口，對我國糧食安全有著至關(guān)重要的作用。然而化肥的長期施用導致的農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降、土壤性狀惡化和環(huán)境污染等問題嚴重影響了我國可持續(xù)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，面對以上負面影響，減少化肥用量已迫在眉睫，在減少化肥施用的基礎(chǔ)上如何保障作物穩(wěn)產(chǎn)或高產(chǎn)已成為現(xiàn)今學者的重要研究方向。新型肥料因具有肥料利用率高、調(diào)節(jié)作物生長機制和改善土壤理化性質(zhì)等特點而備受關(guān)注，具有巨大的應用潛力。筆者主要從我國化肥利用現(xiàn)狀和問題、新型肥料的種類和發(fā)展現(xiàn)狀以及在水稻上的應用進展等方面進行綜述，并進行了展望，以期為新型肥料的研究和進一步推廣提供參考。

1我國化肥的利用現(xiàn)狀和問題

自1843年化學肥料被第一次發(fā)現(xiàn)以來，伴隨著化學工業(yè)的快速發(fā)展，化學肥料在世界范圍內(nèi)被廣泛采用，世界農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷程證明，施用化肥對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)來說是最有效、最快速的增產(chǎn)途徑[1]。從20世紀80年代以來，我國以每年增加4%的化肥供應量支持農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，聯(lián)合國資料顯示，化肥對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有高達45%～50%的貢獻率[2]。至1998年，我國的化肥生產(chǎn)量和使用量（純養(yǎng)分）分別為2956萬和3816萬t，皆居世界第一位，但這并不意味著我國化肥的利用率也處于世界領(lǐng)先水平。在占全球7%的耕地上使用了超過全球30%的化肥，相較發(fā)達國家而言，我國單位面積施肥量大約是其安全上限的2倍[3]，2019年發(fā)達國家三大糧食作物的化肥利用率為50%～60%，而我國僅為39.2%[4]，相比而言還有很大差距。以上皆暴露了我國化肥利用率低的問題?；实牟缓侠砝脤r(nóng)業(yè)健康發(fā)展、生態(tài)環(huán)境等造成了一系列的負面影響[5]。近年來，隨著鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的提出，我國過度依賴資源消耗的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式需要調(diào)整為追求可持續(xù)發(fā)展理念的新模式，其中化肥面源的污染問題亟待解決。2015年我國原農(nóng)業(yè)部出臺了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，同年7月又發(fā)布了《關(guān)于推進化肥行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導意見》，2016—2019年我國中央一號文件接連強調(diào)了“加大治理農(nóng)業(yè)面源污染治理力度，實施化肥農(nóng)藥零增長行動”“開展農(nóng)業(yè)節(jié)肥節(jié)藥行動，實現(xiàn)化肥農(nóng)藥使用量負增長”[6]。在此背景下，綠色、環(huán)保、高效的新型化肥受到越來越多的關(guān)注，大力發(fā)展新型肥料已勢在必行。

2新型肥料的種類和研究現(xiàn)狀

新型肥料指具有一定肥料功能和增產(chǎn)作用，由肥料生產(chǎn)企業(yè)研制生產(chǎn)，符合行業(yè)或企業(yè)標準，含有機、無機、微生物菌劑或兼有上述成分，經(jīng)物理、化學、生物方法加工處理的新品種肥料[6]。與傳統(tǒng)化肥相比，新型肥料具有成分新、形態(tài)新和技術(shù)新的特點，功能上具有高效化、復合化和長效化的特征。目前市場上已存在多種類型新型肥料，按其性質(zhì)和功能可以分為以下5類。

2.1緩/控釋肥料

目前國內(nèi)外對于緩/控釋肥料的概念存在較大爭議，并沒有統(tǒng)一的標準，國際肥料發(fā)展中心發(fā)表的《肥料手冊》中給出的定義指出：緩釋肥料指肥料中的養(yǎng)分以化合態(tài)或某種物理狀態(tài)存在，養(yǎng)分的釋放具有長效性;控釋肥料指肥料中的養(yǎng)分微溶于土壤溶液，其效用貫穿作物的整個生長期，且養(yǎng)分的釋放速率與作物的需求相一致[7]。美國作物營養(yǎng)學會認為緩釋和控釋之間基本沒有區(qū)別，并將緩/控釋肥料定義為養(yǎng)分相比常規(guī)速效肥更加長效的肥料[8]。

緩/控釋肥料通過包膜調(diào)控養(yǎng)分的釋放速率與釋放期來滿足作物不同生長時期的需求，通過改變包膜材料使其養(yǎng)分釋放模式與不同作物相匹配。近年來緩/控釋肥料在我國發(fā)展迅速，其使用量已占全世界的33%[9]，因其節(jié)肥環(huán)保運用愈加廣泛。謝婷婷等[10]將緩/控釋肥運用到貴州春玉米栽培中，結(jié)果表明，緩/控釋肥能顯著提高玉米產(chǎn)量，促進玉米對氮磷鉀的吸收，并顯著提高土壤有效養(yǎng)分。在蕹菜栽培中施用緩釋尿素，可提高蕹菜品質(zhì)性狀和土壤氮素利用率[11]。劉飛等[12]在研究緩釋氮肥在棉花上的應用效果時發(fā)現(xiàn)，在保證棉花纖維品質(zhì)的前提下，緩釋氮肥有利于提高棉花的多種生長指標。緩釋肥也可大幅增加紫色土油菜生物量，提高肥料利用率，減小根區(qū)土壤養(yǎng)分含量變化[13]。

2.2水溶性肥料

我國農(nóng)業(yè)長期面臨著水資源短缺和化肥利用率低的雙重壓力，具有節(jié)水節(jié)肥功效的水溶性肥料滿足了我國可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。我國于2013年發(fā)布了《水溶肥化工行業(yè)標準》，規(guī)范了水溶肥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推動了農(nóng)業(yè)水肥一體化的進程。水溶性肥料是指可以在水中完全溶解且可直接被植物葉面或根部直接吸收利用的一類多元復合肥料[14]，可用于無土栽培和葉面噴施，主要使用于灌溉施肥[15]。水溶性肥料擁有養(yǎng)分全面、利用率高和經(jīng)濟安全等優(yōu)點，應用前景廣泛。

目前在生產(chǎn)中應用較為廣泛的水溶肥有含氨基酸水溶肥、含微量元素水溶肥和含腐殖酸水溶肥等?？紫辇圼16]在甜菜上施用氨基酸水溶肥的應用試驗中發(fā)現(xiàn)，在保證甜菜含糖量的基礎(chǔ)上，施用氨基酸水溶肥可提高甜菜產(chǎn)量。在太子參上施用氨基酸水溶肥可顯著增加太子參產(chǎn)量，增強抗逆性，降低葉斑病發(fā)病率[17]。陳偉等[18]研究表明，在草莓葉面上噴施氨基酸水溶肥可促進草莓發(fā)育，提高草莓果實品質(zhì)，并延長草莓的儲存期。陳瑩等[19]研究發(fā)現(xiàn)，在茶樹上噴施含微量元素的水溶肥可提高茶樹多種生長指標，增加茶葉產(chǎn)量，且該水溶肥安全無污染。在黃瓜栽培上施用有機水溶肥海綠素可提高黃瓜甜度，并減少根結(jié)線蟲的發(fā)生[20]。在棉花上施用大量元素水溶肥，與常規(guī)肥料相比可以延長棉花生長期，達到增產(chǎn)增收的效果[21]。此外，宋修超等[22]研究表明施用含海藻酸有機水溶肥可提高菜椒幼苗對于低溫脅迫的抗逆性，并促進地上部及根系的發(fā)育。

2.3微生物肥料

微生物肥料又稱菌肥、生物肥或接種劑，是以微生物生命活動為作用基礎(chǔ)，直接或間接地影響植物的生理代謝，具有特定肥效的一類肥料，可用于基肥、追肥和拌種等。我國對于微生物肥料的研究已有70多年歷史[23]，最早投入使用的微生物肥料是張憲武[24]研制開發(fā)的根瘤菌菌劑，現(xiàn)如今由于我國的大力支持，微生物肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，從當初僅應用在豆科植物過渡到現(xiàn)在的非豆科植物，菌種的使用也從單一化發(fā)展到多樣化的復合菌種。2015年我國從事微生物肥料研發(fā)生產(chǎn)的企業(yè)已超過1000家，施用面積已逾1333萬hm2;截至2018年，我國微生物肥料年總產(chǎn)量達3000萬t，產(chǎn)值達400億元[25]，發(fā)展前景十分廣闊。

微生物肥料可抑制病原菌增殖，促進土壤中物質(zhì)轉(zhuǎn)化，提高土壤中肥料利用率，改善土壤團粒結(jié)構(gòu)，進而促進植物生長發(fā)育[26]。吳玨等[27]在青菜栽培中減少化肥用量配施微生物肥料可提高青菜產(chǎn)量，帶來更高的經(jīng)濟效益。岳明燦等[28]將減少化肥用量配施微生物肥料應用于櫻桃番茄上，提升了番茄產(chǎn)量及果實品質(zhì)，同時改善了土壤肥力。張志鵬等[29]研究表明，在黃瓜上施用復合微生物菌劑可顯著提高黃瓜產(chǎn)量，降低黃瓜病蟲害發(fā)病率，提升黃瓜的經(jīng)濟效益。在燕麥上減少化肥用量配施微生物肥料，在穩(wěn)產(chǎn)的前提下提高了肥料利用率，改善了燕麥品質(zhì)[30]。肖開興等[31]研究表明，復合微生物肥料可促進茶樹對土壤中礦質(zhì)元素的吸收，提升茶葉的商品價值。

2.4商品有機肥

商品有機肥是畜禽糞便、食用菌菌渣和農(nóng)作物秸稈等富含有機質(zhì)的物質(zhì)為原材料，采用工廠化方式通過微生物分解作用或發(fā)酵生產(chǎn)的有機肥料。我國每年可產(chǎn)生38億t的畜禽糞污，但利用率還不足60%[32]，大量未經(jīng)處理而隨意排放的畜禽糞污嚴重阻礙了我國美麗鄉(xiāng)村的建設進程。2013年國務院發(fā)布了《畜禽規(guī)模養(yǎng)殖污染防治條例》，在政策上大力支持了商品有機肥的發(fā)展[33]，生產(chǎn)和推廣商品有機肥一方面可提高畜禽糞污資源利用率，減輕農(nóng)業(yè)面源污染，另一方面可以減少化肥用量，推動健康農(nóng)業(yè)發(fā)展。目前我國生產(chǎn)的商品有機肥可分為有機肥、有機-無機復混肥和生物有機肥[34]。傳統(tǒng)的有機肥制備過程較為簡單，存在著營養(yǎng)元素比例失衡、攜帶病原菌等缺點，現(xiàn)代生產(chǎn)工藝下的商品有機肥養(yǎng)分含量全面，傳播病蟲草害的風險也大大降低。

施用商品有機肥可增加土壤有機質(zhì)含量，改善土壤物理性狀和微生物群落結(jié)構(gòu)，增加作物產(chǎn)量，提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。張玉娟等[35]在馬鈴薯生產(chǎn)中配施商品有機肥提高了出苗率和單株塊莖重，同時提升了馬鈴薯的產(chǎn)量和品質(zhì)。王道兵等[36]研究發(fā)現(xiàn)，配施生物有機肥可有效提升西蘭花的產(chǎn)量和外觀商品性，并改善土壤基礎(chǔ)理化性質(zhì)。在小麥上用商品有機肥替代部分化學肥料，可顯著提高小麥單位面積產(chǎn)量，減小土壤容重，改善土壤物理性狀[37]。與僅施化肥相比，配施商品有機肥可顯著提高西瓜產(chǎn)量和含糖量，且隨著有機肥比例加大西瓜的產(chǎn)量和含糖量也隨之升高[38]。

2.5中微量元素肥料

中微量元素肥料簡稱微肥，指含有一種或多種植物生長所必需的中、微量元素的一類肥料。通常將作物需求量大的氮、磷、鉀稱為大量元素，硫、鎂、鈣歸為中量元素，鐵、猛、鋅、銅等需求量小的元素稱為微量元素。然而不論需求量多少，大量元素和中微量元素都是植物正常生長必不可少的。近幾十年來，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展中長期大量地施用氮磷鉀肥而忽視了中微量元素的補給，造成了耕地土壤營養(yǎng)元素失衡。有研究顯示，我國超過50%的耕地土壤存在著微量元素的缺乏[39]，這使得投入再多的氮磷鉀肥也無法提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。隨著耕地土壤“營養(yǎng)不良”問題的暴露，“化肥使用量零增長”政策的逐步實施，中微量元素肥料逐漸被重視，使用愈加廣泛。

中微量元素肥料具有提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)、提升化肥利用率、減輕病蟲害和環(huán)境污染等作用[40]。在冬棗上噴施微量元素水溶肥料可顯著提高冬棗產(chǎn)量，增強長勢[41]。韋云東等[42]研究表明，在木薯種植中增施中微量元素可提高鮮薯產(chǎn)量和薯塊淀粉含量。在釀酒葡萄上混合配施多種微量元素可提高葡萄百粒重及還原糖、可溶性糖含量，顯著提升葡萄品質(zhì)[43]。栗海英[44]研究表明，在蘋果生長的各個時期噴施微量元素可改善果實生物學性狀，提升坐果率，與常規(guī)化肥相比可增產(chǎn)1671kg/hm2，增產(chǎn)5.61%。何艷明等[45]研究了微量元素水溶肥料對黃瓜產(chǎn)量的影響，結(jié)果顯示，噴施微量元素肥料顯著增加了黃瓜的重量和長度，可增收7619.4元/hm2，降低了投入產(chǎn)出比。

3新型肥料在水稻上的應用進展

水稻作為我國第一大糧食作物，其產(chǎn)量約占我國糧食總產(chǎn)量的40%，是我國人民主要的消費口糧，消費人群占我國總?cè)丝诘?0%[46]。因此，水稻產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展對于我國糧食安全具有重大意義。目前我國水稻生產(chǎn)仍然面臨著許多挑戰(zhàn)，其中施肥現(xiàn)狀中存在的問題日益突出。首先，我國許多地區(qū)稻田施用氮、磷、鉀肥比例失衡，氮肥用量過多，而鉀肥較少[47];其次，忽視了中微量元素的補充，造成耕地土壤營養(yǎng)元素失衡;最后，與化學肥料相比有機肥的施用所占比重較低，造成土壤理化性狀下降，土壤板結(jié)，肥力下降[48]。隨著新型肥料的發(fā)展，一定程度地緩解了以上問題，并在實際生產(chǎn)中取得了一些效果。

吳文革等[49]研究發(fā)現(xiàn)，施用水稻專用新型肥料可延長水稻分蘗期，增加產(chǎn)量，同時可節(jié)肥184.65kg/hm2，減少人工成本1125元/hm2，達到了節(jié)本增收的效果。吳萍萍等[50]試驗結(jié)果表明，較普通尿素而言施用含鋅和含腐殖酸的尿素可使水稻分別增產(chǎn)5.6%和4.3%，同時提高了水稻的氮素吸收率，改善了土壤理化性質(zhì)。盧俊等[51]研究了11種新型肥料對水稻生產(chǎn)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，施用緩控釋肥相比常規(guī)肥料可增產(chǎn)2.1%～6.4%，增收2.9%～39.0%。張娜[52]研究表明，用商品有機肥替代10%左右的化學肥料可使水稻增產(chǎn)51%，氮肥利用率提高3.3%。伍龍梅等[53]探究了中微量元素對超級雜交稻的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中微量元素可改善水稻葉片形態(tài)，增加葉片SPAD值，促進干物質(zhì)的積累。以上研究結(jié)果皆表明新型肥料對于水稻生產(chǎn)具有增產(chǎn)增收、提高水稻品質(zhì)、改良土壤等優(yōu)點，今后應篩選出更多適合水稻生產(chǎn)的新型肥料，按照因地制宜、科學合理的方式進一步推廣新型肥料在水稻生產(chǎn)上的應用。

4問題與展望

根據(jù)資料顯示，目前我國新型肥料的施用量僅占總體肥料使用量的10%左右[6]，化學肥料仍然是水稻施肥的主體部分，形勢不容樂觀。有關(guān)制約新型肥料發(fā)展推廣的因素，首先，在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，新型肥料相比于傳統(tǒng)肥料成分復雜，生產(chǎn)程序繁多，企業(yè)需要投入更多進行技術(shù)改造升級;由于政策不夠完善，肥料生產(chǎn)企業(yè)皆被視為化工產(chǎn)業(yè)，缺乏政策扶持而發(fā)展受限。以上增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本，導致新型肥料市場價格偏高。其次，在銷售環(huán)節(jié)，新型肥料在經(jīng)歷了冗余的營銷鏈條后被層層加價，銷售商為拓寬銷量而降價，減小了利潤空間，打擊了銷售商的推銷積極性。最后，在使用環(huán)節(jié)，肥料銷售者往往受教育程度偏低，缺乏肥料專業(yè)知識，未能給予農(nóng)戶正確的引導，造成農(nóng)戶對新型肥料認知不足，施用意愿較低。

在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略和農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革的穩(wěn)步推進下，新型肥料的應用與推廣已勢在必行，而稻米作為我國人民最主要的口糧，水稻產(chǎn)業(yè)能否健康發(fā)展，關(guān)乎國民生計。新型肥料在水稻生產(chǎn)上的應用已取得了積極的效果，但目前仍未占主導地位。面對新型肥料的應用與推廣，應當做到：①積極引導新型肥料生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展，給予足夠的政策扶持;②對新型肥料推出專項補貼，降低市場價格;③加強對肥料經(jīng)銷商及農(nóng)戶的專業(yè)知識培訓，使其增加對新型肥料的認知度，提高銷售與施用意愿。

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