你有没有听过老农民感叹,现在的地越种越“馋”,化肥越撒越多,庄稼却越长越差?半个多世纪前,著名育种学家、诺贝尔奖获得者N.E.Borlaug就说过,全球粮食增产的一半,功劳要记在肥料身上。可半个世纪过去,过量施用化肥给土地留下了太多伤痛:土壤酸化板结、有机质减少、微生物活性降低、地力一年比一年衰退。要让土地重新活过来,功能型肥料在成为破解这一难题的关键钥匙。
1.什么是功能型肥料
功能型肥料是指通过添加适量具有一定功能的制剂(如土壤改良剂、重金属钝化剂、功能微生物等),所生产的具备消减耕地障碍因子、降低污染物活性、消除连作障碍、增强作物抗逆能力等作用的一类肥料的总称。
2.功能型肥料主要类型
2.1具有改土提质作用的功能型肥料
北方耕地盐渍化、南方耕地酸化、东北黑土变瘦变薄,已经成为被高度关注的现实矛盾。土壤的结构、酸碱度、有机质和微生物活性,决定了“你施进去的肥,最后到底能不能被作物利用”。功能型肥料在这一环节的意义,是让土壤从“被动承受”变成“主动恢复”。
我国土壤改良剂类产品主要包括:矿物类改良剂(如泥炭、褐煤、石灰、石膏等);有机类改良剂(如生物炭、腐植酸、海藻酸、甲壳素等);人工合成高分子类改良剂(如聚丙烯酸类、聚乙烯醇类等)。
生物炭是近年来我国研究最多、产业化发展相对较快的一种土壤改良剂。因生物炭原料较容易获得,且价格较低廉,在未来具有较好前景。腐植酸具有改善土壤结构、提高微生物活性、增强土壤保肥供肥能力等功能,因而在土壤培肥等方面得到了较广泛应用。
2.2具有污染物降活作用的功能型肥料
近年来,土壤污染作为一个全球性的环境问题受到广大关注。过去30年,快速的工业化和城市化等加剧了重金属等污染物向环境的扩散,增加了土壤污染风险,导致污染物在土壤中逐渐积累。2014年的《全国土壤污染状况调查公报》显示,我国耕地土壤中污染物点位超标率为19.4%,主要污染物有镉、镍、铜、砷、汞、铅、DDT和多环芳烃,这已成为农业高质量可持续发展的重要制约因素。
近年来,将钝化剂与肥料复合制备的复合肥逐步受到重视。通过将磷酸钙、磷灰石、海泡石、双金属氧化物、生物炭等钝化剂材料与肥料复合,生产具有钝化重金属等污染物的功能型肥料。它们有一个共同特点:价格相对较低、成本增加较少,市场销售表现较好。
2.3具有调节土壤生物活性和活化土壤养分等作用的功能型肥料
早在1895年,德国就推出了根瘤菌制剂,如今功能型肥料已涵盖五大微生物类。目前,应用较多的微生物制剂主要有以下5大类:
1)细菌类,如根瘤菌、固氮菌肥、解磷菌肥、解钾菌肥、光合菌肥;
2)放线菌类,抗生素菌肥、5406菌肥;
3)真菌类,外生菌根菌剂、内生菌根菌剂等,如木霉类真菌、菌根肥;
4)藻类,如固氮蓝藻菌肥;
5)复合型微生物类,有两种或两种以上微生物按一定比例组合形成。
近年来,我国以生物有机肥为主的微生物菌剂发展迅速,至2023年,全国已超过9万家生物有机肥生产企业,年产量超过3.50´107t;微生物肥料正成为肥料市场的重要板块。
2.4具有协同提升土壤-作物抗逆能力作用的功能型肥料
极端气候事件逐年增加,冷害、干旱等气象灾害频繁发生,作物生长和产量面临更大不确定性。国内诸多公司尝试将提升土壤与作物抗逆能力等功能的调理剂与肥料复合制备功能型肥料,提供提升土壤-作物抗低温冷害、抗干旱等能力等功能性肥料,获得了一些初步结果。
2.5集多种效果与一体的功能型肥料
针对目标区域耕地情况,合理调节肥料养分配比、功能产品种类及添加比例,研制相应生产工艺、机型等,进而更好发挥产品功能。例如,高吸水性树脂(SAP)与肥料的物理混合,制备的保水型缓控释肥料,具有吸水、保水和养分缓释等功能,实现水肥一体化调控,可有效提供水分和肥料利用效率。
3.政策与趋势:为什么说它会成为“新引擎”
功能型肥料的崛起,离不开国家战略的强力牵引。2015年,原农业部印发了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》,开展新型复混肥、水溶肥、缓释肥料等绿色高效肥料产品的研发。2018年发布的《农业绿色发展技术导则(2018-2030)》指出,要研发一批绿色高效的功能型肥料、生物肥料、新型土壤调理剂、集成示范高效复合肥、生物炭基肥料、新型微生物肥料等新产品及生产工艺。当前,我国正处于经济发展转型、农业农村快速发展的关键时期,这为功能型肥料的研究与产业化提供了十分难得的机遇,使其成为农业农村高质量发展、农业强国建设的有利抓手。
资料源于郑重等,中国生态农业学报(中英文),2025年第33卷第12期