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控释尿素在太湖地区稻麦农田的农学和环境效应评价

责任编辑:191新闻 2014-06-21 16:01



中科院南京土壤所研究员王慎强



对于缓控释肥来说,我们关注的是三个方面,对于我们企业主来说,以及农民来说,最关注的是增产不增产,在增产基础之上,我们再算一算经济帐,划算不划算,种地买这个肥料能不能挣钱,有利可图。第三就是从我专业背景上来讲,我更关注的是环境问题。因为过去没什么吃的时候,我们首先要想吃饱,现在吃饱吃好了,我们想提高生活质量,要求就高了,也就是说,对我们的缓控释肥从政府层面,从白领,甚至我们生活水平越来越高的人关注环境,环境涉及两个方面,一个是农业面污染,现在在我们国家上升到很重要的程度。第二是全球变化,这是二十年前热起来的全球关注的事情,现在仍然在关注。缓控释肥能否提高氮肥利用率,减少氮肥的损失,如果这方面的问题解决了,结合它的增产效应,我相信我们的缓控释肥将来有很好的应用前景。通过田间试验应该是四年,在水稻上它的应用潜力是很大的。

这几张照片是我照的,太湖蓝藻爆发,在农田里面蓝藻非常蓝,对于纯粹的农田来说,它为什么产生这么多蓝藻,肯定是我们的氮磷使得太多了。第二,我们关注的热点问题就是PM2.5雾霾,这两年开始严重了,与我们的肥料应该是有关系的,为什么?雾霾形成主要是雾颗粒物直接排放,第二是PM2.5的前体物质,有氨、氮氧化物,这些是与我们肥料相关的,如果前体物质太多了,很容易在大气当中发生反应,加重雾霾,这也是我们研究肥料对环境影响很重要的方面。为什么要做这件事情呢?对控释氮肥大面积推广施用后的环境效应,国内尚缺乏长期、系统、深入研究,需要足够的科学数据支撑,在国家方面还缺乏一些相关的研究,应该说这是一个公益性很强的工作,对于农民来讲很需要,但是对于企业家来说很不愿意做这样的投入,但是金正大却和我们做了,做的主要是控释尿素对氨挥发、氮淋融和地表径流的影响,控释尿素的作物利用率、土壤残留率和总损失率,控释尿素对温室气体排放的影响,控释尿素在太湖流域大田作物的增产效应。

基本思路是什么呢?首先是基础研究到应用研究到示范推广,在同位素包膜温室盆栽试验,田间微区、小区试验。第二个应用基础这是推广的田间小区试验,第三个向面上推广,进行一系列试验。首先我们确定了氮15的同位素包膜,有了这个东西只求,同位素包膜就很容易,首先我们在控释尿素进行盆栽试验,为将来工艺上改进提供依据。包括在小区试验,田间试验,因为同位素不可能像尿素一样施这么多,一平方施一克,右下角的图是做氨挥发,用杆子采样,往天上跑了多少,地下跑了多少,有四个径流渗漏,对于环境效应,我们看不见,摸不着的,从方法上一定要严格,采样上一定要非常谨慎。在田间试验有一些辅助设施,电磁流量计,原位渗漏计等等。这是田间施工情况,先把田间打透,再把我的产品埋进去。我们平时测的渗漏测出来的是浓度,通过下渗的速度来计算地下埋的渗漏计的情况。而且在施工的时候不能破坏土壤,要用圆状桶,在地下压实。保证非扰动土,这是试验的全景,这是田间试验小区,包括不同处理。这是插完秧的情况。

我们看看结果,首先看氮数据,第一个是普通尿素,第二个是70%的包膜尿素+30%普通尿素,第三个是全部是控释肥。三年平均下来氮素总损失降低5%—25%,氮利用效率提高了2—13个百分点。在减少氨挥发方面,肥料氨挥发减少了3%—8%,另外通过氧化亚排放量,与普通尿素相比,应该可以降低40%—60%,我们看不同比较结果,一种是不施肥的,第二种60%+40,第三种是70%+30%,第四种是全部包膜肥的。现在我们看一下径流与淋洗损失,三年下来通过径流减少27%,淋洗减少74%。在产量上我们关注环境效应的同时,一定要关注产量,产量第一年还是比较好的增长效果,第二年和第三年基本上都是增产的,因为太湖地区的土地非常肥沃。

总结来看,第一,与普通尿素相比,不同包膜厚度及其不同配比施用均能提高氮素利用率,且可在一定程度提高氮肥后效。第二,与普通尿素相比,控释肥能降低肥料氮的总损失,有效降低稻田肥料氮的水氨挥发,径流淋洗损失和氧化亚氮排放也在降低。第三,从环境效果评价考虑,控释氮肥在水稻生产中有很好的应用前景。最近两年,我们基地也引起了大家的关注,江苏省土壤协会年会的时候参观,这些人至少三次到了我们现场。前不久我们日本农环所一个著名教授到我们那里也了,他们的一些新型肥料准备到我们这里推广试验。

刚才讲的定位试验都是定量研究,下面结合国家科技支撑计划,在无锡我们也开展了一些试验。在桃树上也做了专用肥试验。我们看一下农户施肥和新型肥料处理,总量上应该说没有太大差异,但是肥料上我们是减施30%。从我们减排来说,施的农田当中,把农田当做生态系统的话,在出水口检测它的氮排放量,缓控释尿素处理能在保证稻季产量和效益的前提下,氮肥用量减少30%,环境氮减排20%。我相信越来越多的企业家或者肥料生产者都在关注,山东农大飞业科技有限公司在北方做旱作环境为主的试验,在河南封丘和黑龙江都做了相关试验,还有我们安徽地联科技有限公司也去了他们现场勘查,另外是安徽帝元生物科技有限公司的控失肥农学环境效应田间试验,最后谢谢各位领导和专家,欢迎你们到基地去参观指导。如果有机会的话,欢迎各位去看,最漂亮的季节应该是六月底七月初插秧的时候,应该说我们也是自动化程度比较高的农业基地,现在我们已经有初步规划,已经成为云南科学院和江苏农科院的综合性研究基地,谢谢!
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