段路路, 董茂忠, 李接励, 牛彦超

    (1.上海化工院检测有限公司 上海 200062;2.山东师范大学 山东济南 250014;3.上海化工研究院有限公司 上海 200062)

    0 前言

    我国是世界上最大的化肥生产国和消费国,化肥产业是现代农业的重要支撑,是关系国计民生的重要基础[1-2]。由于当前存在化肥利用率低、农业面源污染等突出问题,每年氮磷钾养分累计损失超过30 760 kt,造成的经济损失超千亿元,严重损害国民经济和居民健康。化肥在保证粮食安全的同时,也给环境造成了巨大的压力[3],限制了农业绿色发展和乡村振兴战略的实施。因此,大力发展新型肥料已成为当前化肥工业发展的重点方向[4-5]。

    近年来,世界各国都在针对普通化学肥料利用率低,使用过程中容易出现损失且污染环境等问题,纷纷研制养分缓慢释放或控制释放的肥料,使肥料的养分释放规律与作物的养分吸收规律相同步,既可实现一次性施肥省工高效,又可大幅提高肥料的利用率[6]。因此,缓控释肥料是顺应农业可持续发展而产生的新型肥料[7]。虽然我国缓控释肥料产业的发展时间较短,但通过技术研发取得了较多的成果,众多工艺已经达到或超过国际先进水平,生产成本也较国外同类产品大幅降低,已经成为世界上最大的缓控释肥料生产国,我国的缓控释肥料产品已具有较强的国际竞争力,且主要应用于大田农作物。但由于缓控释肥料市场还不够成熟,产品质量和生产技术尚存在一些突出问题亟须研究和解决[8-10]。

    极端温度和盐渍化等非生物逆境也会从形态学、生理学等方面影响作物生长,同样也威胁我国的粮食安全[11-12]。因此,通过各种途径提高作物肥料利用率和抗逆性已成为当前肥料研究领域的热点[13-15]。目前,国际上传统的控释肥料膜材料多为石化产品,不仅成本高,而且资源不可再生[16-18]。研究基于生物基膜材料的增产、提质、促逆等功效的国产化控释肥料,不仅可以填补国际空白,也是节能降耗、绿色发展、优化产业结构、促进肥料产业健康自主发展的重要体现[19]。

    功能型控释肥料是能够提高肥效或增强作物抗逆性或改善土壤性能的一类肥料,即对常规氮、磷、钾肥料,通过一定的工艺、添加某些功能性物质,从而在盐碱胁迫、水资源短缺、连作障碍、寒冷高温等逆境条件下,能发挥其特殊功效的肥料[20-21]。

    本文针对传统控释肥料难以有效克服农业生产中水资源短缺、次生盐渍化和极端气候威胁等因素导致的肥料利用率低和作物生理性障碍等问题,研发了3种具有保水、促生、抗盐等功能的区域化作物专用功能型控释肥料,并对3种功能型控释肥料中总砷、总镉、总铅、总铬、总汞、总铊等有毒有害物质的含量进行检测与评价;同时采用油菜盆栽和大田试验,对油菜全生育期的生物量和产量进行测定,并结合其结果评价3种功能型控释肥料的作物适应性,为深入认识该类肥料的生产、使用提供科学依据 ......