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文章:《绿色智能肥料:可持续农业与绿色发展协同的新路径——以创新技术推动农业绿色转型》
期刊:农业科学与工程前沿(Frontiers of Agricultural Science and Engineering),2024年第11卷第1期
作者:王茂莹、程凌云、黄成东、吕阳、张林、鲁振亚、危常州、马文奇、Zed Rengel、申建波、张福锁
评荐:张福锁(中国工程院院士、中国农业大学教授)
肥料作为粮食安全的物质基础,在支撑我国粮食产量、农产品品质、人类营养健康等方面发挥了至关重要的作用。调查显示,1961年以来,我国单位面积化肥用量激增5倍,为我国粮食生产作出了重要贡献,但我国化肥利用率仅有40%,其引发的土壤酸化、环境污染、生物多样性退化等问题日益突出。如何创新肥料生产和使用方式、创制适应农业绿色发展新需求的新型肥料,成为实现“减量增效”、促进农业绿色转型的关键。文章创造性地提出“绿色智能肥料”(Green Intelligent Fertilizers)概念与产业化途径,为化解化肥应用和农业绿色发展之间的矛盾、破解农业与环境协同发展问题提供了新的理论框架与技术路径。
该文系统阐述土壤—植物—微生物—肥料—环境之间的协同原理,构建了匹配土壤、匹配作物、匹配气候环境条件的绿色智能肥料创新学术思路,提出了绿色智能肥料研发路径以及未来突破的重点,为多学科交叉创新、工农融合全产业链绿色发展的解决方案设计与实现提供了借鉴。
该文首先系统剖析了传统化肥发展及其面临的困境:化肥品种单一、浓度高、水溶性强,肥料养分利用率低(氮、磷、钾利用率仅为25%—49%)进一步加剧资源浪费,过量施肥又导致了氮磷流失、土壤酸化及温室气体排放等环境问题。该文将化肥的发展划分为单一/二元肥料、三元复合肥及新型肥料三个阶段,并指出当前缓释肥、纳米肥等虽能控制养分释放、减少养分损失,但仍存在成本高、工艺复杂及二次污染等问题。
绿色智能肥料则是要打破传统化肥所面临的困境,依据根际生命共同体原理,精准匹配土壤、匹配作物、匹配环境,最大限度发挥土壤—植物—微生物—肥料—环境之间的协同效应,通过大数据算法优化养分供需匹配,激活根—肥互馈效应,并整合绿色智能制造和施用技术,最终实现“绿色增产”。
该文指出,绿色智能肥料不仅是技术突破,更是农业与工业全产业链协同转型的枢纽,有望成为可持续农业的核心驱动力,引领全球农业绿色转型,走向高效、低碳的未来。
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