■武志杰 張麗莉

目前，國(guó)內(nèi)外明確提出綠色肥料定義和概念的文章尚不多見(jiàn)。

浙江大學(xué)教授黃立章認(rèn)為，綠色肥料是利用現(xiàn)代技術(shù)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的，最大限度減少肥料對(duì)人類(lèi)健康的危害、減輕環(huán)境污染并維持較高的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和品質(zhì)的肥料品種。它具有最少資源和能源消耗、最輕環(huán)境污染且最大養(yǎng)分可循環(huán)利用的特征。

近期，中國(guó)工程院院士張福鎖提出綠色智能肥料的概念。他認(rèn)為，綠色智能肥料是指根據(jù)作物—土壤—環(huán)境相匹配的植物營(yíng)養(yǎng)調(diào)控原理，采用大數(shù)據(jù)智能算法進(jìn)行有針對(duì)性的定向匹配設(shè)計(jì)，應(yīng)用先進(jìn)綠色制造工藝生產(chǎn)的具有作物根際效應(yīng)激發(fā)、養(yǎng)分精準(zhǔn)匹配和礦產(chǎn)資源全量利用的一類(lèi)新型高品質(zhì)肥料，具有養(yǎng)分高效、低碳環(huán)保、低排無(wú)廢、資源全量利用的綠色特點(diǎn)。

近年來(lái)，中科院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所（以下簡(jiǎn)稱沈陽(yáng)生態(tài)所）新型肥料研究團(tuán)隊(duì)一直致力于環(huán)境友好型穩(wěn)定性肥料的研究和高效利用的工作，并依托沈陽(yáng)生態(tài)所牽頭建設(shè)的中科院綠色肥料工程實(shí)驗(yàn)室，在原有工作基礎(chǔ)上在綠色肥料的技術(shù)工藝、環(huán)境友好型調(diào)控材料、施用技術(shù)等方面開(kāi)展研究。

我們理解的綠色肥料產(chǎn)業(yè)體系是在肥料的原料、生產(chǎn)、產(chǎn)品、流通、施用上全鏈條的“五位一體”，即質(zhì)量安全的綠色原料、低碳環(huán)保的綠色生產(chǎn)、環(huán)境友好的綠色產(chǎn)品、節(jié)能降耗的綠色流通，以及精準(zhǔn)施用的綠色施肥。在此基礎(chǔ)上，綠色肥料的概念和定義應(yīng)為，應(yīng)用質(zhì)量安全原料、低碳環(huán)保工藝，采用物理—化學(xué)—生物改性增效技術(shù)生產(chǎn)和使用的，具有沃土功能，而且養(yǎng)分高效均衡、固碳減排環(huán)保的一類(lèi)肥料。

化肥產(chǎn)能?chē)?yán)重過(guò)剩

莊稼一枝花，全靠肥當(dāng)家。化肥作為糧食的“糧食”，是近現(xiàn)代工業(yè)革命最偉大的產(chǎn)物之一。今天，化肥已經(jīng)成為糧食高產(chǎn)的最大功臣。化肥為全球糧食增產(chǎn)作出了50%以上的貢獻(xiàn)，在發(fā)展中國(guó)家化肥增產(chǎn)作用更大，可以達(dá)到60%左右。

為了有效增加化肥供應(yīng)，保障糧食安全，我國(guó)在20世紀(jì)80~90年代對(duì)化肥價(jià)格進(jìn)行了調(diào)控，在電價(jià)、天然氣價(jià)格、鐵路運(yùn)輸、稅收等諸多方面給予化肥企業(yè)優(yōu)惠。經(jīng)歷了幾十年的發(fā)展，全球化肥生產(chǎn)企業(yè)70%在中國(guó)，中國(guó)化肥生產(chǎn)量約占全球的1/4，產(chǎn)值占全球的1/3。

截至目前，我國(guó)化肥產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能已嚴(yán)重過(guò)剩，并形成了肥料供給側(cè)企業(yè)“多、小、雜”的局面。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)有機(jī)廢棄物資源總量有60多億噸，其蘊(yùn)含著18億噸有機(jī)質(zhì)、4000多萬(wàn)噸礦物質(zhì)，是一筆巨大的財(cái)富。

如何實(shí)現(xiàn)化肥的綠色轉(zhuǎn)型、有機(jī)肥資源的高效低成本利用？這就要求化肥產(chǎn)業(yè)不斷吐故納新，革新傳統(tǒng)化肥和有機(jī)肥不合理的生產(chǎn)方式和施用方式，創(chuàng)制綠色肥料，推動(dòng)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

如何“綠化”

為此，我們建議，適時(shí)建立合理的市場(chǎng)機(jī)制，深化肥料供給側(cè)改革，淘汰落后產(chǎn)能；加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，制定我國(guó)綠色肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，科學(xué)布局肥料數(shù)量、品種、原料、生產(chǎn)、流通各環(huán)節(jié)，從肥料“原料質(zhì)量安全、資源節(jié)約，制造工藝低碳節(jié)能、生態(tài)環(huán)保，產(chǎn)品安全高效、環(huán)境友好，流通過(guò)程布局合理、減排高效，施用科學(xué)合理、精準(zhǔn)變量”5個(gè)方面全面綠色化，優(yōu)化企業(yè)綠色產(chǎn)業(yè)鏈；規(guī)范市場(chǎng)貿(mào)易、進(jìn)出口、政策法規(guī)等管理體系，制定頒布綠色肥料行業(yè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；建立農(nóng)村生態(tài)環(huán)境保護(hù)制度，從源頭、過(guò)程和末端全鏈條管控養(yǎng)分資源，保障農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展。

從農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)觀點(diǎn)出發(fā)，我們建議，綜合利用所有自然和化工、生物合成的植物養(yǎng)分資源，通過(guò)有機(jī)肥與化肥的精準(zhǔn)配伍、土壤培肥與土壤保護(hù)、生物固氮、植物改良措施，綜合協(xié)調(diào)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中養(yǎng)分的投入產(chǎn)出平衡，調(diào)節(jié)養(yǎng)分供應(yīng)與利用強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)養(yǎng)分資源高效利用；優(yōu)先開(kāi)展天然固氮體系的網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制、人工固氮線路的適配優(yōu)化機(jī)制以及新型固氮產(chǎn)品的先進(jìn)智造工藝研究；通過(guò)合理利用有機(jī)養(yǎng)分資源（有機(jī)肥+秸稈+綠肥等），加強(qiáng)和支持廄肥漚制、生物有機(jī)肥補(bǔ)充、秸稈還田、糧草輪作，用有機(jī)肥養(yǎng)分替代30%化肥養(yǎng)分，實(shí)現(xiàn)有機(jī)無(wú)機(jī)相結(jié)合，使有機(jī)營(yíng)養(yǎng)與無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)比例達(dá)到3：7，提升耕地基礎(chǔ)地力，以耕地內(nèi)在養(yǎng)分替代外來(lái)化肥養(yǎng)分投入；優(yōu)化氮、磷、鉀數(shù)量及形態(tài)配比，促進(jìn)大量元素與中微量元素的區(qū)域性“適地適作”配伍，發(fā)揮營(yíng)養(yǎng)元素形態(tài)互作增效優(yōu)勢(shì)，適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展需要，引導(dǎo)肥料產(chǎn)品優(yōu)化升級(jí)。

攻克核心技術(shù)

基于中科院綠色肥料工程實(shí)驗(yàn)室，我們聯(lián)合國(guó)內(nèi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)，加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流與合作，一起攻克綠色肥料產(chǎn)業(yè)鏈核心技術(shù)。

在產(chǎn)品方面，我們通過(guò)研究肥料原料有害物質(zhì)去除及提高資源利用效率，創(chuàng)新了先進(jìn)高效煤氣化技術(shù)、高端濕法磷酸精制技術(shù)、鹽湖承壓鹵水采礦集成技術(shù)；通過(guò)探究“養(yǎng)分供需”與“精準(zhǔn)控釋”規(guī)律，深化不同區(qū)域、不同作物的需肥規(guī)律和土壤供肥能力研究，探索營(yíng)養(yǎng)代謝產(chǎn)物信號(hào)機(jī)理，篩選合成了新型環(huán)境友好生化抑制劑、包膜材料、微生物菌劑、肥料助劑等新材料，并集成創(chuàng)新精準(zhǔn)控釋技術(shù)，創(chuàng)制穩(wěn)定性肥料、微生物肥料、緩控釋肥料、有機(jī)—無(wú)機(jī)復(fù)合肥料、增值肥料、功能性肥料等新產(chǎn)品。

此外，我們還建立了農(nóng)田肥料限量投入指標(biāo)體系，研制了精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)與水肥一體化智能體系、有機(jī)類(lèi)肥料及液體肥料高效施用機(jī)械等綠色施肥技術(shù)與裝備。

通過(guò)綠色肥料新體系構(gòu)建，以養(yǎng)分資源綜合管理為核心，我們一邊開(kāi)展有機(jī)—大量元素—中微量元素肥料平衡協(xié)同原理創(chuàng)新研究，發(fā)展智能化綠色肥料產(chǎn)品及精準(zhǔn)施肥技術(shù)，開(kāi)發(fā)養(yǎng)分高效型、固碳培肥型、增效及提高養(yǎng)分轉(zhuǎn)化效率型、養(yǎng)分均衡型和增值型綠色肥料；一邊開(kāi)展新產(chǎn)品試驗(yàn)、示范、推廣及評(píng)價(jià)等方面的研究工作，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)和規(guī)?；瘧?yīng)用，希望為保障國(guó)家糧食安全、食品安全、生態(tài)安全和農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供強(qiáng)有力的科技支撐。

（作者單位：中科院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所）

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2022-05-18 第3版 領(lǐng)域)

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