長期以來,農田高投入、高產出與施肥環境風險并存一直是困擾我國農業高產與環境保護協調發展的重大課題。到底如何來實現化肥減量、綠色增產?
5月15日,山東德州召開的化肥減施增效長期試驗與新型肥料示范現場會上,中國農業科學院德州實驗站30年肥料定位監測試驗結果給出了答案:有機/無機科學配合施肥,實現高產、培肥、環境保護協調發展的理論體系;發展新型高效肥料,通過化肥增效實現減量,是破解高產施肥環境矛盾、實現綠色增產的又一戰略途徑。中國農業科學院黨組書記陳萌山現場會后將實驗站30年肥料定位監測試驗結果定性為國家戰略性科研成果。參會專家認為兩項重要成果回答“化肥減量、綠色增產”的重大科學命題。
農業部、中國農業科學院相關司局領導及山東、山西、河北、河南四省農業廳土肥總站、農科院專家實地考察了實驗站的化肥減施增效長期定位監測試驗群、增值肥料綠色超高產創建試驗,施肥制度長期定位監測試驗群,增值肥料綠色超高產創建示范田后紛紛表示,德州實驗站開展的有機/無機配合施肥定位監測試驗群是世界上設計最完整、持續時間最長的定位試驗,幾十年磨一劍,成果豐碩。
據中國農業科學院德州站站長、新型肥料與施肥技術首席科學家趙秉強研究員介紹,從1986年開始,德州實驗站在禹城和陵縣兩個試驗基地陸續布置了一批以有機肥培肥改良土壤、化肥有機替代減量為主要研究內容的一系列長期定位試驗,形成了以化肥與有機肥結合為特色的不同施肥制度長期定位試驗群。
“1986年開始開展化肥、有機肥、有機/無機配合施肥制度長期定位監測試驗;2006開始開展化肥、有機肥不同用量長期定位監測試驗,監測化肥、有機肥等養分投入下產量、品質、土壤質量、肥料效率、環境等演變規律;2007年開始化肥與有機肥組合優化施肥長期監測試驗;2014年開始開展不同類型有機肥與化肥配合施肥長期試驗;2015年開始開展施肥制度養分循環過程定量化研究。從今天的科研成果來看,長期肥料試驗是發現和研究重大科學與生產問題不可多得的重要平臺,德州實驗站正在以持續170多年的長期定位試驗群的英國洛桑實驗站為榜樣,為國家和區域農業發展做出重大貢獻。”趙秉強說。
趙秉強表示,30年的長期定位試驗得出這樣的重要結論:1.要想實現高產優質,必須走有機/無機相結合的科學施肥道路,100%施用有機肥,短期內作物不易獲得高產、優質;有機肥氮素的環境風險小,磷素環境風險大,但過量施用有機肥氮素風險依然加大;黃淮海冬小麥-夏玉米農田有機/無機(1/2化肥+1/2有機肥)配合施肥,是破解高產施肥環境矛盾,實現高產優質、土壤培肥與環境保護協調發展的有效途徑。通過有機無機結合,可實現氨揮發降低30%,氧化亞氮排放降低17%,硝酸鹽淋洗降低43%,土壤有機質和全氮提高40%,土壤微生物量碳提高60%,磷素風險較單施有機肥平均降低60%。該結果無疑很好地回答了有機無機配合施用是實現“化肥減量、綠色增產”的科學命題。
據了解,除了有機無機配合施用外,中國農業科學院新型肥料創新團隊協同德州實驗站,以“十年磨一劍”的精神,建立載體增效制肥新理念,創立了利用“生物活性增效載體”提升化肥產品性能與功能、開發高效肥料新產品的技術途徑,開拓增值肥料新產業,研究發明的增值尿素、增值磷銨、增值復合肥料等系列新產品是實現化肥增效減量,破解高產施肥環境矛盾、實現綠色增產的又一戰略途徑。“通過增值肥料產品,改變了過去單純依靠調控肥料營養功能改善肥效的技術策略,而是通過生物活性增效載體與肥料科學配伍,實現對‘肥料-作物-土壤’進行綜合調控,更大幅度地提高肥料利用率的目的。”趙秉強說。
考察團一行來到位于德州市經濟技術開發區的增值肥料綠色超高產創建示范田后,被眼前的小麥長勢迷住了。陳萌山書記在麥田感慨地說:“這樣的小麥高產場景真不多見。”據趙秉強介紹,增值肥料綠色超高產創建充分集成了增值肥料新產品、平衡施肥、高產品種、群體質量控制技術、病蟲草害全程防控等現有先進技術,相比農民常規栽培技術,黃淮海平原冬小麥、夏玉米增產潛力可以達到25%-30%。2015年6月和9月,德州實驗站增值肥料綠色超高產創建田經農業部專家組現場實打驗收,小麥和玉米畝產分別達到789.1公斤和1004.1公斤,實現全年畝產糧食1793.2公斤,突破魯西北地區糧食高產新紀錄,為黃淮海地區大面積創建畝產噸半糧綠色超高產,提供了樣板。
農業部種植業管理司副司長陳友權考察了定位試驗后表示,中國農業科學院德州實驗站30年肥料定位監測試驗很好地回答了有機肥如何部分替代化肥,對開展化肥減施,綠色增產具有重要意義,在引導公眾正確認識化學肥料,避免妖魔化方面起到積極作用。“定位試驗中我們看到了,只有將有機肥與化學肥料合理配施才是最佳的選擇。”陳友權說。
陳萌山表示,實現科學施肥,一個重要措施就是要把中國傳統的農耕文明與現代的科學施肥結合起來,把化肥和有機肥結合起來,德州實驗站幾十年的科學實驗給了我們很好的模式、方法,這些定位實驗數據明確回答了如何減施增效等一系列重大科學問題,用實踐告訴我們采取什么樣的方法。其次,我非常同意增效減量這種提法,通過提質增效實現化肥減量,是破解環境矛盾,實現綠色增產的一個便利途徑,在科學上很有創新性。