譚德水，劉兆輝

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一次性施肥技術(shù)實(shí)現(xiàn)三大糧食作物輕簡化綠色生產(chǎn)

譚德水，劉兆輝

（山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境研究所/農(nóng)業(yè)部廢棄物基質(zhì)化利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/山東省植物營養(yǎng)與肥料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，濟(jì)南 250100）

保證糧食增產(chǎn)的同時(shí)協(xié)同提高養(yǎng)分利用效率和減少環(huán)境污染，是21世紀(jì)世界農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的巨大挑戰(zhàn)[1-2]，也是當(dāng)前國際農(nóng)業(yè)科學(xué)界高度關(guān)注的重大科學(xué)問題[3]。作為世界上最大的發(fā)展中國家，我國用占世界9%的耕地養(yǎng)活了世界上21%的人口[4]，保證糧食安全決定了農(nóng)業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中的首要地位。玉米、小麥和水稻三大糧食作物常年的總播種面積和總產(chǎn)量占全部糧食作物的80%和90%以上[5]，在保障我國糧食安全中具有重要的地位和作用。未來農(nóng)業(yè)的可持續(xù)生產(chǎn)不僅要保障作物產(chǎn)量，提高養(yǎng)分利用效率，同時(shí)還要降低環(huán)境負(fù)面效應(yīng)影響和提高產(chǎn)品品質(zhì)，實(shí)現(xiàn)“綠色發(fā)展”的目標(biāo)[3, 6]，施肥在其中扮演著重要的角色。

近20年，我國科研工作者在植物營養(yǎng)學(xué)、科學(xué)施肥理論與應(yīng)用技術(shù)上取得了很大進(jìn)展[7-9]，在植物營養(yǎng)生物學(xué)、根際營養(yǎng)和養(yǎng)分資源管理等方面的理論創(chuàng)新和實(shí)踐應(yīng)用都已位居世界前列[6]，為保障國家糧食安全和環(huán)境安全做出了重要貢獻(xiàn)。然而，由于當(dāng)前我國社會(huì)發(fā)展迅速導(dǎo)致農(nóng)村勞動(dòng)力由第一產(chǎn)業(yè)向第二和第三產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，農(nóng)業(yè)從業(yè)人員所占比例已從1980年的68.7%下降到2009年的38.1%[10]。而農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中高產(chǎn)高效科學(xué)施肥技術(shù)的農(nóng)藝操作環(huán)節(jié)相對(duì)較多，用工增多，有悖于高效輕簡化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)，而受勞動(dòng)力所限，科學(xué)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)。此外，我國小農(nóng)戶分散經(jīng)營的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)特點(diǎn)導(dǎo)致傳統(tǒng)科學(xué)施肥技術(shù)很難在區(qū)域尺度上發(fā)揮作用[11]。實(shí)際上我國糧食生產(chǎn)中過量施肥、不合理施肥的現(xiàn)象仍普遍存在，施肥依然有較大盲目性[12-14]，這不僅造成我國糧食作物的肥料利用率遠(yuǎn)低于先進(jìn)國家水平[15]，而且導(dǎo)致地下水硝酸鹽污染[16]、水體氮磷富營養(yǎng)化[17]和溫室氣體排放增加[18-19]等環(huán)境問題加劇，嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境以及人類健康[20-21]?；谖覈r(nóng)業(yè)生產(chǎn)地塊面積小、分散經(jīng)營的基本國情，費(fèi)時(shí)、耗力的勞動(dòng)密集型糧食生產(chǎn)方式受到了嚴(yán)重限制和前所未有的挑戰(zhàn)，因此，節(jié)本、省工、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、高效、綠色的輕簡化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式越來越受到重視[10]。一次性施肥狹義來講，是指在作物整個(gè)生育期只施用一次肥料的生產(chǎn)技術(shù)，該技術(shù)既可實(shí)現(xiàn)糧食生產(chǎn)的高產(chǎn)高效和節(jié)本增收、提高農(nóng)民種糧積極性，又可節(jié)約勞動(dòng)力、解決第二三產(chǎn)業(yè)發(fā)展“用工荒”的難題，對(duì)促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展和有效解決“三農(nóng)”問題等具有重要的意義，也是當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力缺乏條件下保障國家糧食安全的迫切需求。

不同于將普通速效肥料底肥一次性施入不再進(jìn)行追肥的“一炮轟”施肥方式[22]，一次性施肥技術(shù)核心是綠色新型肥料產(chǎn)品和機(jī)械產(chǎn)品的研發(fā)與應(yīng)用，通過專用機(jī)械將作物專用緩控釋肥料一次施用，實(shí)現(xiàn)肥料養(yǎng)分釋放與作物生長養(yǎng)分需求的時(shí)空匹配。本刊中所述糧食作物一次性施肥技術(shù)的主要載體是緩控釋氮肥，如不同包膜型、添加劑型、腐植酸型等。目前國內(nèi)外關(guān)于緩控釋肥的研究工作主要集中在包膜材料的選用、研制與緩控釋機(jī)制的研究方面[23-24]，由于成本的限制，較少關(guān)注緩控釋肥料在糧食作物上的應(yīng)用效果。在我國糧食作物生產(chǎn)上，一次性施肥技術(shù)存在基礎(chǔ)理論研究薄弱、低成本適宜緩釋肥料產(chǎn)品、配套機(jī)械和核心技術(shù)缺乏等難題。本?？龅恼撐囊苑€(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)、養(yǎng)分高效和生態(tài)友好為目標(biāo)，以省工、節(jié)本、減肥為主攻方向，從作物養(yǎng)分需求規(guī)律[25-26]、研發(fā)篩選專用緩控釋肥[27-28]、一次性施肥關(guān)鍵技術(shù)[29-31]、養(yǎng)分效率[32-36]、生產(chǎn)效益和環(huán)境影響[37-39]等方面，對(duì)糧食作物一次性施肥技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究和評(píng)價(jià)，為三大糧食作物輕簡化和綠色生產(chǎn)提供了技術(shù)支撐。

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（責(zé)任編輯 李云霞）

One-off Fertilization Technology Realized Light-Simplified and Green Production for the Three Major Grain Crops

TAN DeShui, LIU ZhaoHui

10.3864/j.issn.0578-1752.2018.20.001

2018-10-09；

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國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201303103）

譚德水，E-mail：tandeshui@163.com