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碳肥—世界肥料界的一场革命!
2018-3-23 14:40:53 宝石莱肥业 林农  
 

诗人艾青有一句著名的诗:“为什么我眼中噙满泪水,因为我对这土地爱得深沉”。这句话也写出了西北农林科技大学资源环境学院植物营养学教授刘存寿的心声。


中国,这个世界闻名的农业大国,拥有着4000多年农耕文明史,农耕文明发展史也是用天然有机废弃物维持土壤肥力和提高粮食产量技术的发展史。中国有着非常丰富的土地资源,但土地生产率却相对低下。化肥的发明和施用对提高粮食产量,养活世界日益增长的人口世界做出了巨大贡献。然而,随着化肥试用期延长和使用量增加,无论发达国家还是发展中国家无一例外地遭遇化肥副作用问题,肥料效益递减、土壤环境恶化、农产品品质下降、作物抗性降低、面源污染、食品安全相继产生,使农业发展遭遇瓶颈。如何改变我国土壤目前的现状,实现实现农业生态可持续发展,成了目前我国农业研究的一个重要课题。


我们的时代需要一个能沉下心来寻求解决办法的人,需要一个在喧嚣物欲时代保持清醒头脑的智者,西北农林科技大学资环学院副教授刘存寿就是。他是一个对土地爱得深沉的人。身为植物营养学博士的他,在大半生的研究生涯中,并没有像本领域其他专家那样把研究的方向聚焦在一点上,而是从土壤与植物的相互关系入手,通过理清前因后果的关系,找到解决问题的方法。20年前他就提出中国的化肥副作用问题会比美国更严重。他认为现在凸显的化肥副作用问题,并不是农民不会施肥的问题而是由于化肥自身原因造成的。



选择投身农业,只为实现人人吃饱饭的心愿


刘存寿为何要投身农业?具体原因还要从他的经历说起。经历饥荒和“文革”动乱的他,因潜藏内心深处挥之不去的“饥饿”感而考取了中专院校的农学专业,只为实现人人吃饱饭的朴素理想。尽管毕业被分配到一个不错的单位,但在工作中总是感觉学到的知识还远远不够,于是工作之余他继续读书学习,并顺利考取陕西师范大学化学系。工作几年后,他再次选择读书深造,并考取高级植物生理学博士学位。后一直在从事西北农林科技大学资源环境学院植物营养学的研究。



透过表象看本质,坚守科研数十年


求学的曲折经历与长期博采众长的知识积淀让刘存寿形成了一个多元化的视角。他在看待植物学研究的时候,会从农业发展的整个体系出发进行思考,一切从解决生产实际问题出发。

刘存寿很早开始思考一个问题。为什么中国农业文明发展了几千年,没有出现土壤退化的问题,而且我们食用的蔬果等食物也保持了原汁原味。而现代化农业短短几十年时间的发展却引发了一系列食品安全问题。但让他没想到的是,这一问题的提出在当时的植物学研究领域过于超前,在研究经费极度紧张的时代,人微言轻的他很难申请到科研经费。无奈之下,他唯有拿出自己微薄的工资来支持自己的科研工作。为了保证研究计划能够长久持续地进行下去,他又找来很多中小型企业进行合作。就在这样的艰苦条件下,一坚持就是二十年。

植物碳基营养新概念的提出


为了搞清楚这一问题,刘存寿教授带领团队从腐殖质丰富的森林土壤入手,认真研究了原始森林土壤的植物营养循环过程和循环特性,希望从中找到化肥副作用形成的原因。通过仪器反复测试和验证,并得出土壤水溶性腐殖酸的物质组成。得出三个重要结论:

首先,他通过测试证明植物在营养循环过程中所释放出来的有效矿物质多达几十种,这与土壤中所含有的矿物质种类保持高度吻合。而现代农业生产中使用的化肥只有氮磷钾三种元素,显然是不能供给植物生长需求的。其次,他通过分析证实所有元素均以无机离子和有机配合物两种化学形态赋存,而且以有机配合物为主。此外,他和团队成功测定出水溶性腐植酸中2000多种有机小分子物质,并证明植物是通过矿质元素与小分子有机物相互作用来获取营养的,长期单一施用化肥会消耗土壤里小分子有机物,长此以往土壤里有机小分子缺乏会使植物在生长过程中不能获得足够营养,而这种恶性循环作用就好像多米诺骨牌,会使土壤环境越来越恶化。

他提出了植物碳基营养的新概念,完善了在世界化肥工业统治170多年的德国科学家李比希矿物质营养学说,从而开拓了农业施肥的新理论。这一理论的提出不仅在土壤肥料专业领域形成颠覆性的影响,而且对全球资源保护、人类生态环境优化起到跨时代的作用。

碳基全营养肥的问世


有了全新的碳基理论的支撑,解决实际问题成为当仁不让的选择。刘存寿教授在理论创新基础上首创了天然有机物“仿生化学法”快速降解新技术,将天然生物大分子快速降解成全水溶小分子有机物的新工艺,解决了自然微生物堆肥降解慢、有机碳损失大的世界性难题,并和团队开发出碳基全营养肥,并且实现产业化。

这种新型肥料,保留了传统有机肥和化肥的全部优点,又克服了二者的缺点,在高产优质、培肥土壤、促进植物根系生长、激活微生物等方面表现出显著优势。农民称这种肥料是一种像化肥一样方便使用的有机肥,用这种肥料种出的庄稼是有机的品质、化肥的产量。



碳基营养肥的实际效果


肥效是检验理论研究和加工技术的唯一标准。多年、多地、多作物的肥效试验、示范和大面积应用,碳基营养肥显示出全面显著的肥效。测定和观察得到的肥效概况为:①苹果百叶重提高50%~80%,叶片叶绿素含量增加40%~46.5%,光合速率提高45%;②促进根系发育。施肥两年后,苹果和猕猴桃毛细根总量增加100%以上;③抑制果树大小年,提高果实产量。连续6年水溶性全营养生态有机肥施肥示范苹果园,没有出现大小年现象。苹果产量提高42%,在化肥用量减少近50%,肥料投资减少26%的情况下,亩产高达6000公斤;④防除早期落叶,叶片功能期延长30天以上。猕猴桃黄花、苹果腐烂病的连作障碍减轻40~85%;蔬菜发病显著减轻;⑤提高作物抗性。在同样条件下,碳基营养肥施肥示范果园发病很轻;⑥改善农产品品质。肥效示范生产的大米、马铃薯和苹果,经农业部认证检测机构按有机农产品项目检验,均达到有机农产品指标。 

2016年7月10日,陕西省科技厅组织专家对刘存寿教授主持完成的“植物碳基营养机理与天然有机物料高肥效利用技术研究项目”进行成果鉴定,以赵玉芬为主任由4位院士3位专家教授组成的鉴定委员会一致认为,该项研究成果达到了国际领先水平。赵玉芬院士称其为“这是世界肥料界的一场革命”。这些研究成果在国际上处于领先水平,对于实现“肥药两减”,治理农业面源污染具有重大现实意义和示范作用





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