文/本刊記者 楊陽

1月8日上午，2018年度國家科學(xué)技術(shù)獎勵大會在人民大會堂舉行。中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所（以下簡稱熱科院南亞所）所長徐明崗研究員主持，并率領(lǐng)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院等科研團隊的“我國典型紅壤區(qū)農(nóng)田酸化特征及防治關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)建與應(yīng)用”獲得國家科技進步二等獎。項目完成人還有徐仁扣，周世偉，馬常寶，李九玉，文石林，魯艷紅，彭春瑞，張青，詹紹軍等。

創(chuàng)新突破：近30年的不懈攻關(guān)

南方紅壤地區(qū)是我國農(nóng)產(chǎn)品重要產(chǎn)區(qū)，近年來，紅壤以自然條件下上萬倍的速率酸化，導(dǎo)致紅壤酸上加酸，作物減產(chǎn)，嚴(yán)重威脅國家糧食安全和生態(tài)安全。由于存在酸化定量難、驅(qū)動因子貢獻率不明確、酸化和酸害閾值難以獲得等瓶頸，缺乏精準(zhǔn)防治技術(shù)。針對紅壤區(qū)高度集約化種植模式下農(nóng)田酸化時空演變特征及其驅(qū)動因素不明確、精準(zhǔn)高效的防治技術(shù)缺乏等問題，徐明崗牽頭組織相關(guān)單位面向典型紅壤區(qū)集約化種植農(nóng)田，通過點面結(jié)合、示范和推廣結(jié)合的方法，經(jīng)近30年的不懈攻關(guān)，取得多方面創(chuàng)新性成果。

通過多點位長期監(jiān)測及土壤大數(shù)據(jù)庫，突破了土壤酸化時空跨度大難以監(jiān)測的技術(shù)瓶頸，首次實現(xiàn)了紅壤酸化的定量化?；?個典型省域100多個持續(xù)30年監(jiān)測點數(shù)據(jù)的整合分析，發(fā)現(xiàn)紅壤農(nóng)田酸化呈現(xiàn)明顯的階段性，1995-2008年平均降低0.6個pH單位，pH ≤5.5的農(nóng)田面積增加7000萬畝；由此繪制出了我國第一張紅壤酸化趨勢圖，為分區(qū)分類防控奠定了基礎(chǔ)。建立酸化速率估算方法，預(yù)測6省農(nóng)田土壤20年后需改良面積占比73%以上。

探明了紅壤酸化主控因子，揭示了化學(xué)氮肥驅(qū)動、有機肥阻控土壤酸化的機制。依托長期監(jiān)測大數(shù)據(jù)庫和大量輔助實驗及數(shù)學(xué)模型，揭示化學(xué)氮肥是農(nóng)田土壤酸化的主要驅(qū)動力，貢獻占66%以上；隨氮肥用量，其對酸化貢獻呈指數(shù)增加。闡明有機肥能有效阻控土壤酸化，其機制有4個：富含堿性物質(zhì)（58-372 cmol/kg）、絡(luò)合 降低活性鋁（95%以上）、增加土壤酸緩沖能力（66%-81%）、降低硝化潛勢（67%）。

率先構(gòu)建了土壤酸化效應(yīng)模型及酸化閾值預(yù)警方法，創(chuàng)建了減酸控酸為核心的酸化防治關(guān)鍵技術(shù)。建立土壤酸化效應(yīng)模型和作物響應(yīng)模型，獲得不同作物系統(tǒng)最佳施氮量及主要作物的pH臨界值（酸害閾值）。最佳施氮量（kg N/公頃/年）：水稻100、小麥150、玉米200，最佳有機無機肥配比：100 kg N+550 kg 干 豬 糞（10% 有機 N）、150 kg N+990 kg 干 豬 糞（18% 有 機 N）、200 kg N+1650 kg干豬糞（30%有機N），創(chuàng)建了控酸氮用量減施技術(shù)和雙配雙增阻酸技術(shù)。確定了石灰需要量及施用間隔年限，形成了石灰精準(zhǔn)施用降酸關(guān)鍵技術(shù)：pH ≤ 4.5，75-160 kg/ 畝，2.5-3 年；pH 4.5-5，45-90 kg/ 畝，2-2.5 年；pH 5-5.5，25-50 kg/畝，1-2 年。

集成創(chuàng)新了不同酸度土壤防治的綜合技術(shù)模式，大面積推廣應(yīng)用，社會經(jīng)濟效益顯著。根據(jù)土壤酸度特征及土壤養(yǎng)分狀況，遵循“分類管控”、“防治結(jié)合”、“改良與培肥雙贏”的理念，整合關(guān)鍵技術(shù)及配套技術(shù)，提出了極強酸土壤降酸治理、強酸性土壤控酸增產(chǎn)、酸性土壤調(diào)酸增效以及弱酸土壤阻酸穩(wěn)產(chǎn)等4個綜合防治技術(shù)模式，經(jīng)多省大田試驗示范，提高土壤pH 0.2-0.6個單位，農(nóng)作物平均增產(chǎn)11%-27%。

〉徐明崗在農(nóng)田中查看土壤情況

效益顯著：帶動產(chǎn)業(yè)變革

在中國農(nóng)學(xué)會組織科技成果評價會上，院士專家一致認(rèn)為該成果“首次闡明了我國典型區(qū)域農(nóng)田土壤酸化的時空演變規(guī)律，創(chuàng)建了土壤酸化速率估算與預(yù)測預(yù)警方法”、“證實并量化了氮肥驅(qū)動農(nóng)田土壤酸化、有機肥阻控酸化的貢獻，創(chuàng)建了‘減化肥氮增有機肥’防控土壤酸化的關(guān)鍵技術(shù)”、“提出了主要作物的酸害閾值，確定了石灰需要量及施用間隔年限，構(gòu)建操作性強的石灰類物質(zhì)修復(fù)土壤酸化的關(guān)鍵技術(shù)”。成果總體達到同類研究的國際先進水平，在“基于南方紅壤區(qū)長期定位監(jiān)測和點面結(jié)合研究土壤酸化特征及酸化驅(qū)動機制方面，處于國際領(lǐng)先水平”。

針對我國典型紅壤區(qū)農(nóng)田土壤酸化防治重大需求，徐明崗等項目研究團隊從2008年開始，采取邊研究、邊推廣、邊示范的方式，通過長期定位試驗的引領(lǐng)、典型縣的示范帶動、土壤酸化防治技術(shù)宣傳手冊等資料發(fā)放、推廣技術(shù)人員培訓(xùn)及現(xiàn)場會等方式進行推廣應(yīng)用。從2010年開始在農(nóng)業(yè)農(nóng)村部組織的農(nóng)田土壤酸化改良及有機質(zhì)提升項目中逐步示范和應(yīng)用，明顯促進了南方紅壤地區(qū)有機肥施用和石灰改良劑的大面積應(yīng)用，示范區(qū)耕地土壤酸度得到明顯改良、作物產(chǎn)量得到顯著提高。

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徐明崗，中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所所長，中國土壤學(xué)會副理事長，中國植物營養(yǎng)與肥料學(xué)會常務(wù)理事、土壤養(yǎng)分循環(huán)與環(huán)境專業(yè)委員會主任，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕地質(zhì)量建設(shè)與管理專家組組長，《中國土壤與肥料》主編，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代農(nóng)業(yè)土壤學(xué)一級崗位杰出人才。1984年西北農(nóng)業(yè)大學(xué)畢業(yè)后，于陜西省農(nóng)科院土肥所從事低產(chǎn)田改良和旱地優(yōu)化施肥研究；1994年于西北農(nóng)業(yè)大學(xué)獲農(nóng)學(xué)博士學(xué)位，1994-1996年在中國科學(xué)院南京土壤所作土壤化學(xué)博士后研究。

長期從事土壤肥力演變與培肥研究，引領(lǐng)我國耕地質(zhì)量長期試驗網(wǎng)，主持公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）專項、國家“973”課題、國家自然科學(xué)基金重點國際合作項目、中歐國際合作項目等。近10年來，先后獲得國家科技進步二等獎3項，省部級一等獎2項；以第一或通訊作者發(fā)表論文192篇，其中SCI論文46篇，出版專著6部，其中《中國土壤肥力演變》獲第六屆中華優(yōu)秀出版物（圖書）獎；培養(yǎng)博士后及博士研究生30余位。獲得周光召基金會首屆“農(nóng)業(yè)科學(xué)獎”、國務(wù)院特殊津貼專家、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部突出貢獻中青年專家；多次獲科技部先進個人、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部優(yōu)秀黨員等榮譽稱號。

2013-2015年，在湖南、江西、福建、廣西、廣東、安徽等省及其周邊地區(qū)累計示范和推廣面積8099萬畝，累計新增純收入91.6億元。土壤酸化防治技術(shù)的應(yīng)用，既促進了酸化農(nóng)田區(qū)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，為實現(xiàn)耕地數(shù)量質(zhì)量并重管理、堅守耕地質(zhì)量紅線提供了重要支撐，又促進了畜禽糞便、秸稈等有機廢棄物資源的高效利用，產(chǎn)生了積極的社會、經(jīng)濟、環(huán)境和生態(tài)效益。

成果共獲授權(quán)專利19項，其中發(fā)明專利17項；制定行業(yè)和地方標(biāo)準(zhǔn)各1項；發(fā)表論文171篇，其中SCI收錄64篇；出版專著7部。2013-2015年，在湖南、江西等省累積推廣8099萬畝，累計增收91.6億元。既促進了酸化農(nóng)田區(qū)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，又促進了畜禽糞便和秸稈等有機廢棄物資源的高效利用；推動了國家耕地質(zhì)量建設(shè)政策和行動，帶動了酸性土壤調(diào)理劑等相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

同時，成果也為農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定國家政策和規(guī)劃提供了依據(jù)。該成果為農(nóng)業(yè)農(nóng)村部“2020年化肥使用零增長行動方案”、“耕地質(zhì)量保護與提升技術(shù)模式”、“酸化耕地土壤改良評價技術(shù)規(guī)范”及“土壤有機質(zhì)提升技術(shù)模式概要”等規(guī)劃編制和項目實施提供了可靠的依據(jù)和技術(shù)模式。

成果核心技術(shù)成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，成果得到農(nóng)技推廣部門的認(rèn)可。作物酸害閾值與石灰需要量等核心技術(shù)形成了農(nóng)業(yè)農(nóng)村部行業(yè)技術(shù)規(guī)范--《酸性土壤改良評價技術(shù)規(guī)范》（附件2.9）；集成的以“減化肥氮增有機肥”和“石灰需要量”為核心的酸性土壤關(guān)鍵防治技術(shù)及研發(fā)的酸性土壤調(diào)理劑，作為“酸化土壤改良技術(shù)”，于2010-2015年被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部作為主推技術(shù)在全國推介發(fā)布。