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　　控釋尿素遇水后微觀形貌

　　肥東控釋肥示范田

　　糧食“八連增”，是近期大家津津樂道的一件喜事，畢竟在“七連增”的高起點上得來不易。

　　但我們不能不注意到喜訊背后，化肥有效成分流失造成的損失和農業面源污染：每年肥效流失的損失高達1000多億元，流失的氮素還直接導致水體富營養化，致使土壤板結變硬、有害物質嚴重超標，造成地下水大面積硝態氮超標。

　　在此背景下，科學使用化肥顯得尤為重要。這包含了兩個方面：一是正確合理的使用；一是使用正確合理的。由中科院離子束生物工程學重點實驗室研發的化肥養分控失技術，可在很大程度上化解豐產與農業面源污染之間的矛盾。

　　1000多家化肥企業的產量白白倒進地里

　　糧食豐產與農業面源污染治理的矛盾似乎不可化解，而利用氮循環也被美國工程院列為“21世紀工程學面對的14項主要挑戰”

　　“（化肥）養活了一半的中國人？”這一說法不太準確，但并不夸張。

　　中科院合肥物質科學研究院技術生物與農業工程研究所所長吳躍進告訴本報記者，化肥對糧食的貢獻率約為40%，化肥占據了我國農業投入的1/2，支撐著我國1/2以上的農產品產量。

　　我國已經成為最大的化肥生產和消費國，但我國肥料利用率卻非常低，使用的常規化肥的肥效只有30%左右,其中，氮、磷、鉀肥的當季利用率分別為30%—35%、10%—25%、35%—50%。

　　吳躍進解釋說，普通化肥的施肥方式要求分次追肥，費時費工，很多農民做不到。另外，目前市場上六成以上的化肥都是全溶、速溶、速散的品種，追肥時表施肥料損失量大，因為暴露在外，其成分揮發后會進入空氣，遇到下雨會匯入地表徑流，或者直接滲入地下水。

　　每年由化肥有效成分流失造成的損失巨大，折合人民幣高達1000多億元，這“相當于全國1000多家化肥企業的產量白白倒進地里”，而我國農民每年購買化肥的費用是多少呢？1300億元。

　　農業面源污染的后果令人揪心。農田當季未回收的氮素50%—60%進入水體和大氣，據估計，流入河、湖中的氮素約有60%來自化肥，直接導致水體富營養化，引起藻類瘋長、水質惡化、水生生物死亡；而殘留在農田中的則致使土壤板結變硬，有害物質嚴重超標；滲入地下的，又造成地下水大面積硝態氮超標。“氧化亞氮是進入大氣的氮素重要形式，這種物質造成溫室效應的能力是二氧化碳的三百多倍。”吳躍進說。

　　糧食豐產與農業面源污染治理的矛盾似乎不可化解，而利用氮循環也被美國工程院列為“21世紀工程學面對的14項主要挑戰”。

　　讓化肥形成微米到納米尺度的內置網

　　這種天然的和生物高分子材料復配物輻射改性能“固定”根季周圍的氮素。從某種意義上說，線蟲成為了這項研究的“拋磚引玉者”

　　近期，在安徽六安市徐集鎮東方紅農業合作社1200畝水稻高產示范田里， 剛剛測算的數據令人眼前一亮：每畝增產84.5公斤，增產幅度達20.1%；單季水稻每畝節約工本50元；按照今年粳糯稻收購價計算，每畝增收250.12元；尤其是有效地消減因化肥養分流失造成的農業面源污染。

　　這得益于一種原理獨特的新型緩控釋化肥。

　　作為該項目研發的負責人，吳躍進介紹：“氮肥進入土壤后，微生物分泌一種酶將其分解，形成氨態氮或者硝態氮才被作物吸收，穩定性的緩釋化肥是在其中加入抑制劑，降低了酶的活性，從而達到緩慢釋放肥效的目的。”

　　“而我們的原理是將天然和無機高分子材料添加到化肥中，在土壤中遇水時它們形成微米到納米尺度的內置網，加上控失劑材料具有保水性，通過對化肥營養元素進行"包裹"，"網"住養分和水分，水肥耦合，達到緩慢釋放、減少流失、提高化肥利用率的作用。”

　　有意思的是，形成這個“網”的物質是中科院等離子體所的研究人員在研究線蟲時發現的——這種天然的和生物高分子材料復配物輻射改性能“固定”根季周圍的氮素。從某種意義上說，線蟲成為了這項研究的“拋磚引玉者”。

　　有效緩解農業面源污染

　　兩者有機結合，效果會更好，科學化肥需要科學的使用方式。全社會都應來關注科學使用化肥，以及使用效果更好的緩控釋化肥

　　幾年的試驗示范研究表明，應用該技術的化肥成本很低，低等養分成本增加5%左右，而氮素利用率提高6個百分點以上，一般增加產量10%以上，減量20%不減產，可以減少施肥次數和生產用工，而且工藝簡單，生產成本較低。

　　據介紹，這種內置網型化肥養分釋放緩慢，有效供給養分時間長，有效期可達110—150天，可以滿足我國絕大多數農作物全生育期對養分的需求，其平均養分利用率也平均比普通復合肥提高11%—22%。

　　重要的是，有效緩解農業面源污染的情況。吳躍進說：“添加的控失劑具有保水性和網狀結構，使用后可以疏松土壤、增加土壤的保水性能，長期使用有利于培肥地力，改善土壤結構。”

　　而下面的這組數據可充分說明其降低環境污染的能力：氯化銨加入控失劑和普通氯化銨相比，檢測15分鐘氮氧揮發物含量顯示，揮發損失減少79.34%。傅立葉變換紅外光譜儀檢測土壤控失化肥NH3揮發結果表明：控失氯化銨、尿素和復合肥較普通氯化銨、尿素和復合肥相比NH3揮發分別減少18%、17%和32%。

　　在科技部、安徽省政府和中科院的支持下，控失性緩釋化肥生產技術已經成功實現了成果轉化。這一新型肥料也在各地顯露身手：2009年，在安徽宿松的復興、匯口、州頭三個鄉鎮開展大面積示范獲得成功。一般施肥減少2—3次，產量增加1—2成，一次性施肥節約用工2.3個，增效130元以上。今年安徽省生產銷售13萬噸以上，在巢湖流域等地推廣應用320萬畝以上，為農民增收、削減面源污染發揮一定的作用。

　　安徽重要的棉花產地無為縣，政府通過每畝補貼80元推廣新型控失性緩釋，今年推廣面積2萬畝以上。當地棉農認為，控失肥不僅節肥省工，還有利于進城打工，棉花取得較好收成，棉花專用控失肥功不可沒。

　　耕地的“亞健康”到底該如何治理？

　　南京農業大學植物營養系主任徐陽春曾對媒體表示，“化肥就好比生病吃藥，有機肥好比調理進補，兩者缺一不可，是改變目前土壤"亞健康"狀態的有效手段”。

　　對此，吳躍進非常認同，兩者有機結合，效果會更好，科學化肥需要科學的使用方式。全社會都應來關注科學使用化肥，以及使用效果更好的緩控釋化肥。來源科技網)