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【中国新闻网】南农大沈其荣教授团队破解有机肥作用机制关键难题

2016-01-11来源:中国新闻网 作者:党委宣传部 

    传统化肥养分高,见效快,能促进农作物产量大幅度提高,解决人类的温饱问题。然而,随着人们生活水平的提高,消费者对农作物的品质要求也日趋增高,越来越多的人不仅仅满足于“有的吃”,还要能“吃得好”。传统有机肥能提高农产品的品质,改善口味,增加营养,而且能有效解决长期施用化肥造成的土壤板结问题,显著提高土壤微生物量、多样性及土壤酶活性。但传统有机肥异味大,难储存,很难大量生产和堆放,在生产生活中,往往形成大量固体有机废弃物而被随处弃置,浪费养分资源,污染环境。

  化肥、有机肥各有长处和不足,如何扬长避短,进一步提高农产品品质,改善土壤环境?南农大沈其荣教授团队的研究成果“有机肥作用机制和产业化关键技术研究与推广”,针对这些“长短”,创新研究了有机肥、有机无机复混肥养分在土壤-植物-动物体系中的循环与转化及对土壤性质的影响,研发出商品有机肥和有机无机复混肥生产工艺与技术,进行推广施用。此举不仅发挥了两者之“长”,而且通过关键技术的研发,使这种“扬长避短”成为可能。

  扬长!抓住“氮”,让农作物生长更快

  氮(N)是植物生长需要量最大的元素,为了提高产量,农业生产过程中,农民往往大量施用氮肥。然而,氮同时又是十分活跃的元素,极易流失,不仅影响产量、造成浪费,还会对水体环境和人类健康造成危害。沈其荣告诉记者,研究团队首次建立了采用同位素13C15N双标记作物秸秆、畜禽粪便等有机肥料的技术。通过研究揭示,土壤中残留的有机13C约有15%存在于土壤腐殖酸类物质中,80%在土壤胡敏素中,5%左右在土壤微生物体内。也就是说,通过有机肥使化肥15N快速转化成微生物有机15N,再被矿化出无机氮,构成土壤有效氮的存储“过渡库”,使土壤氮素供应过程与作物吸氮更相吻合,减少了氮素的挥发和浪费。这项有机无机肥料氮素协同增效的主要机制改变了以往化肥无机氮供应太快、土壤有机氮供应太慢的特性,用碳素“抓牢”氮素,为确保作物高产稳产提供了良好的氮素供应模式,为国内外同行运用氮素进行相关研究打通了“快速通道”。

  避短!少施化肥,让环境变得更好

  长期施用化肥会让土壤板结,有机肥到底是如何解决板结问题、改善土壤质量的呢?长期有机培肥真的比用化肥好吗?沈教授团队给出了科学证据。研究结果表明,与施用化肥相比,长期有机培肥不仅显著提高土壤微生物量、多样性及土壤酶活性,更使土壤微生物类群分布均匀,植物有益菌类群,如假单胞菌、芽孢杆菌、拟杆菌等丰富度增加,而喜酸环境的酸杆菌类显著减少,这是长期有机培肥抑制土壤酸化根本原因。有机培肥还使土壤氮素循环相关的功能基因拷贝数显著增多。此外,施用有机肥和有机无机复混肥还能降低土壤有机质分解,并有助于土壤有机质积累和土壤团粒结构。这些研究结果的取得为提高有机肥施用量,减少化肥用量提供了重要的理论支撑。

  为了让更多的农民能用上有机肥,该项目还建立了新鲜畜禽粪便生物脱水工艺。和传统的固液分离工艺相比,新工艺不仅降低了脱水成本、减少环境污染,也减少了脱水环节的养分流失。研究人员在此基础上还建立了适合于现代畜禽粪便的腐熟度检测方法企业用比色法,使有机肥的生产更加方便高效。

  推动“扬长避短”成为行业新标准

  有机肥作用机制关键问题的解决,使得具有“扬长避短”特点的商品有机肥和有机无机复混肥产品得到大面积推广应用。在此基础上,南农的科研人员修订了有机肥料的行业标准,提高了有机肥养分含量,这一举措不仅为有机肥产业快速发展保驾护航,还将有效促进威尼斯人亚洲服永久关闭国耕地质量的提升。商品有机肥和有机无机复混肥产品对生产和环境显而易见的优势,也得到了相关部门的充分肯定,财政部国家税务总局出台有机肥产品免征增值税政策,农业部出台土壤有机质提升和商品有机肥补贴政策,提高了农民施用有机肥的积极性。

  优秀团队带头攻关

  “有机肥作用机制和产业化关键技术研究与推广”成果利国利民,不仅在国内具有当然的领先优势,也是一项造福人类的先进技术。而带头进行科研攻关的正是由沈其荣为首的威尼斯人亚洲服永久关闭有机肥和土壤微生物研究团队,这支科研队伍由20多名中青年高水平科研人员组成,多年来从事有机肥和土壤微生物领域的学术前沿研究和科技攻关,以及有机肥生产新工艺的推广应用。作为行业的领头羊,团队先后主持过国家973项目、国家基金重点项目和公益性农业行业专项等重大项目,带领全国同行长期进行有机肥的基础和应用研究,使中国有机肥研究进入世界领先行业。

  多年的研究工作也为团队带来了诸多荣誉。团队研发的“克服土壤连作障碍的微生物有机肥产品研制与产业化开发”成果获2011年国家技术发明奖二等奖和2010年江苏省科学技术奖一等奖;“有机肥作用机制和产业化关键技术研究与推广”成果获2015年国家科技进步奖二等奖和2013年教育部科技进步奖一等奖;“一种能防除连作作物枯萎病的拮抗菌及其微生物肥料”专利获2010年国家专利金奖和2009年江苏省专利金奖;“有机(类)肥料产品研发和推广”成果获第四届中国技术市场协会奖金桥奖(2009);有机肥与土壤微生物创新团队于2015年获得农业部和中华农业科技奖(优秀创新团队奖)。(陈洁)

编辑:林世龙 许天颖

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