本報(bào)記者 張 曄 通訊員 陳 潔
化肥見(jiàn)效快，但是土壤易板結(jié)；有機(jī)肥能改善土壤質(zhì)量，但是見(jiàn)效慢。
記者走訪發(fā)現(xiàn)，許多農(nóng)民面對(duì)化肥和有機(jī)肥也有“選擇困難癥”。那么，有沒(méi)有好辦法能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短，疊加化肥和有機(jī)肥的優(yōu)勢(shì)，解決農(nóng)民的困惑呢？
南京農(nóng)業(yè)大學(xué)沈其榮教授團(tuán)隊(duì)的研究成果“有機(jī)肥作用機(jī)制和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與推廣”，針對(duì)這些“長(zhǎng)短”，研究了有機(jī)肥、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥養(yǎng)分在土壤—植物—動(dòng)物體系中的循環(huán)與轉(zhuǎn)化及對(duì)土壤性質(zhì)的影響，研發(fā)出商品有機(jī)肥和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥生產(chǎn)工藝與技術(shù)，進(jìn)行推廣施用，并摘得2015年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
肥料處置不當(dāng)污染大
氮（N）是植物生長(zhǎng)需要量最大的元素，同時(shí)又是十分活躍的元素，極易流失。目前，我國(guó)化學(xué)氮肥利用率在30%左右，也就是說(shuō)100公斤尿素施到土壤里，30公斤給當(dāng)季作物利用了，60公斤損失掉了，還有10公斤殘留在土壤里。
我國(guó)是世界上消耗化肥最多的國(guó)家，每年達(dá)5800多萬(wàn)噸，其中約一半流失到環(huán)境中，造成大量面源污染，局部地區(qū)的環(huán)境承受能力已經(jīng)達(dá)到極限。
與此同時(shí)，我國(guó)的有機(jī)肥使用率僅有20%，而歐盟國(guó)家已達(dá)到50%以上。畜禽糞便、秸稈、食品廢料等大量有機(jī)廢棄物得不到利用，又成為新的污染源。
我國(guó)在肥料使用上似乎已經(jīng)走入死胡同，如何破解？
“肥”冤家結(jié)對(duì)，讓農(nóng)作物生長(zhǎng)更快
“由于過(guò)量施用化肥,導(dǎo)致我國(guó)土壤酸化,降低化肥用量已成為大勢(shì)所趨,但糧食產(chǎn)量不能降,甚至還要穩(wěn)步提升,怎么辦？”
沈其榮告訴記者，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)多年來(lái)專攻有機(jī)肥和土壤微生物領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究和科技攻關(guān)，以及有機(jī)肥生產(chǎn)新工藝的推廣應(yīng)用。
為了找到合理使用化肥和有機(jī)肥的途徑，他們首次建立了采用同位素13C15N雙標(biāo)記作物秸稈、畜禽糞便等有機(jī)肥料的技術(shù)。
通過(guò)研究揭示，土壤中殘留的有機(jī)13C約有15%存在于土壤腐殖酸類物質(zhì)中，80%在土壤胡敏素中，5%左右在土壤微生物體內(nèi)。也就是說(shuō)，通過(guò)有機(jī)肥使化肥15N快速轉(zhuǎn)化成微生物有機(jī)15N，再被礦化出無(wú)機(jī)氮，構(gòu)成土壤有效氮的存儲(chǔ)“過(guò)渡庫(kù)”，使土壤氮素供應(yīng)過(guò)程與作物吸氮更相吻合，減少了氮素的揮發(fā)和浪費(fèi)。
這項(xiàng)有機(jī)無(wú)機(jī)肥料氮素協(xié)同增效的主要機(jī)制，改變了以往化肥無(wú)機(jī)氮供應(yīng)太快、土壤有機(jī)氮供應(yīng)太慢的特性，用碳素“抓牢”氮素，為確保作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供了良好的氮素供應(yīng)模式，為國(guó)內(nèi)外同行運(yùn)用氮素進(jìn)行相關(guān)研究打通了“快速通道”。
莊稼“減”肥環(huán)境更美
在江蘇常熟古里鎮(zhèn)，年近70的高健浩回憶說(shuō)，他年輕時(shí)，大家對(duì)有機(jī)肥重視得很，河泥、雜草、秸稈、人畜糞便、草木灰都用來(lái)漚肥還田，整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中幾乎沒(méi)有多余的廢物產(chǎn)生。
但是，如今每到夏收秋收季節(jié)，田間地頭時(shí)常可見(jiàn)濃煙滾滾、火光沖天，大量秸稈不僅燒壞了土壤，也污染了空氣。而像江蘇這樣的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，農(nóng)村的畜禽養(yǎng)殖大戶越來(lái)越多，畜禽糞便量猛增，糟蹋了環(huán)境，還污染了水源。
一方面大量使用化肥造成浪費(fèi)和污染，另一方面農(nóng)業(yè)廢棄物得到循環(huán)利用，資源變成了污染源。
可是，假設(shè)把兩者顛倒一下，結(jié)果會(huì)怎樣呢？沈教授團(tuán)隊(duì)給出了科學(xué)證據(jù)。
研究結(jié)果表明，與施用化肥相比，長(zhǎng)期有機(jī)培肥不僅顯著提高土壤微生物量、多樣性及土壤酶活性，更使土壤微生物類群分布均勻，植物有益菌類群，如假單胞菌、芽孢桿菌、擬桿菌等豐富度增加，而喜酸環(huán)境的酸桿菌類顯著減少，有效抑制了土壤酸化。
有機(jī)培肥還使土壤氮素循環(huán)相關(guān)的功能基因拷貝數(shù)顯著增多。此外，施用有機(jī)肥和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥還能降低土壤有機(jī)質(zhì)分解，并有助于土壤有機(jī)質(zhì)積累和土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。這些研究結(jié)果的取得為提高有機(jī)肥施用量，減少化肥用量提供了重要的理論支撐。
為了讓更多的農(nóng)民能用上有機(jī)肥，該項(xiàng)目還建立了新鮮畜禽糞便生物脫水工藝。和傳統(tǒng)的固液分離工藝相比，新工藝不僅降低了脫水成本、減少環(huán)境污染，也減少了脫水環(huán)節(jié)的養(yǎng)分流失。研究人員在此基礎(chǔ)上還建立了適合于現(xiàn)代畜禽糞便的腐熟度檢測(cè)方法企業(yè)用比色法，使有機(jī)肥的生產(chǎn)更加方便高效。
原文鏈接：http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2016-01/10/content_329305.htm?div=-1
化肥見(jiàn)效快，但是土壤易板結(jié)；有機(jī)肥能改善土壤質(zhì)量，但是見(jiàn)效慢。
記者走訪發(fā)現(xiàn)，許多農(nóng)民面對(duì)化肥和有機(jī)肥也有“選擇困難癥”。那么，有沒(méi)有好辦法能夠揚(yáng)長(zhǎng)避短，疊加化肥和有機(jī)肥的優(yōu)勢(shì)，解決農(nóng)民的困惑呢？
南京農(nóng)業(yè)大學(xué)沈其榮教授團(tuán)隊(duì)的研究成果“有機(jī)肥作用機(jī)制和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)研究與推廣”，針對(duì)這些“長(zhǎng)短”，研究了有機(jī)肥、有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥養(yǎng)分在土壤—植物—動(dòng)物體系中的循環(huán)與轉(zhuǎn)化及對(duì)土壤性質(zhì)的影響，研發(fā)出商品有機(jī)肥和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥生產(chǎn)工藝與技術(shù)，進(jìn)行推廣施用，并摘得2015年度國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
肥料處置不當(dāng)污染大
氮（N）是植物生長(zhǎng)需要量最大的元素，同時(shí)又是十分活躍的元素，極易流失。目前，我國(guó)化學(xué)氮肥利用率在30%左右，也就是說(shuō)100公斤尿素施到土壤里，30公斤給當(dāng)季作物利用了，60公斤損失掉了，還有10公斤殘留在土壤里。
我國(guó)是世界上消耗化肥最多的國(guó)家，每年達(dá)5800多萬(wàn)噸，其中約一半流失到環(huán)境中，造成大量面源污染，局部地區(qū)的環(huán)境承受能力已經(jīng)達(dá)到極限。
與此同時(shí)，我國(guó)的有機(jī)肥使用率僅有20%，而歐盟國(guó)家已達(dá)到50%以上。畜禽糞便、秸稈、食品廢料等大量有機(jī)廢棄物得不到利用，又成為新的污染源。
我國(guó)在肥料使用上似乎已經(jīng)走入死胡同，如何破解？
“肥”冤家結(jié)對(duì)，讓農(nóng)作物生長(zhǎng)更快
“由于過(guò)量施用化肥,導(dǎo)致我國(guó)土壤酸化,降低化肥用量已成為大勢(shì)所趨,但糧食產(chǎn)量不能降,甚至還要穩(wěn)步提升,怎么辦？”
沈其榮告訴記者，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)多年來(lái)專攻有機(jī)肥和土壤微生物領(lǐng)域的學(xué)術(shù)研究和科技攻關(guān)，以及有機(jī)肥生產(chǎn)新工藝的推廣應(yīng)用。
為了找到合理使用化肥和有機(jī)肥的途徑，他們首次建立了采用同位素13C15N雙標(biāo)記作物秸稈、畜禽糞便等有機(jī)肥料的技術(shù)。
通過(guò)研究揭示，土壤中殘留的有機(jī)13C約有15%存在于土壤腐殖酸類物質(zhì)中，80%在土壤胡敏素中，5%左右在土壤微生物體內(nèi)。也就是說(shuō)，通過(guò)有機(jī)肥使化肥15N快速轉(zhuǎn)化成微生物有機(jī)15N，再被礦化出無(wú)機(jī)氮，構(gòu)成土壤有效氮的存儲(chǔ)“過(guò)渡庫(kù)”，使土壤氮素供應(yīng)過(guò)程與作物吸氮更相吻合，減少了氮素的揮發(fā)和浪費(fèi)。
這項(xiàng)有機(jī)無(wú)機(jī)肥料氮素協(xié)同增效的主要機(jī)制，改變了以往化肥無(wú)機(jī)氮供應(yīng)太快、土壤有機(jī)氮供應(yīng)太慢的特性，用碳素“抓牢”氮素，為確保作物高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)提供了良好的氮素供應(yīng)模式，為國(guó)內(nèi)外同行運(yùn)用氮素進(jìn)行相關(guān)研究打通了“快速通道”。
莊稼“減”肥環(huán)境更美
在江蘇常熟古里鎮(zhèn)，年近70的高健浩回憶說(shuō)，他年輕時(shí)，大家對(duì)有機(jī)肥重視得很，河泥、雜草、秸稈、人畜糞便、草木灰都用來(lái)漚肥還田，整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中幾乎沒(méi)有多余的廢物產(chǎn)生。
但是，如今每到夏收秋收季節(jié)，田間地頭時(shí)常可見(jiàn)濃煙滾滾、火光沖天，大量秸稈不僅燒壞了土壤，也污染了空氣。而像江蘇這樣的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，農(nóng)村的畜禽養(yǎng)殖大戶越來(lái)越多，畜禽糞便量猛增，糟蹋了環(huán)境，還污染了水源。
一方面大量使用化肥造成浪費(fèi)和污染，另一方面農(nóng)業(yè)廢棄物得到循環(huán)利用，資源變成了污染源。
可是，假設(shè)把兩者顛倒一下，結(jié)果會(huì)怎樣呢？沈教授團(tuán)隊(duì)給出了科學(xué)證據(jù)。
研究結(jié)果表明，與施用化肥相比，長(zhǎng)期有機(jī)培肥不僅顯著提高土壤微生物量、多樣性及土壤酶活性，更使土壤微生物類群分布均勻，植物有益菌類群，如假單胞菌、芽孢桿菌、擬桿菌等豐富度增加，而喜酸環(huán)境的酸桿菌類顯著減少，有效抑制了土壤酸化。
有機(jī)培肥還使土壤氮素循環(huán)相關(guān)的功能基因拷貝數(shù)顯著增多。此外，施用有機(jī)肥和有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥還能降低土壤有機(jī)質(zhì)分解，并有助于土壤有機(jī)質(zhì)積累和土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。這些研究結(jié)果的取得為提高有機(jī)肥施用量，減少化肥用量提供了重要的理論支撐。
為了讓更多的農(nóng)民能用上有機(jī)肥，該項(xiàng)目還建立了新鮮畜禽糞便生物脫水工藝。和傳統(tǒng)的固液分離工藝相比，新工藝不僅降低了脫水成本、減少環(huán)境污染，也減少了脫水環(huán)節(jié)的養(yǎng)分流失。研究人員在此基礎(chǔ)上還建立了適合于現(xiàn)代畜禽糞便的腐熟度檢測(cè)方法企業(yè)用比色法，使有機(jī)肥的生產(chǎn)更加方便高效。
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