查明化肥副作用仿生绿肥人称颂

　　原题：用创新技术破解化学农业难题

　　——记西北农林科技大学资环学院副教授刘存寿

西北农林科技大学资环学院副教授刘存寿

　　农业部副部长张桃林在国新办发布会上表示，中国农业资源环境遭受着外源性污染和内源性污染的双重压力，农业可持续发展遭遇瓶颈。因此，农业部制定了化肥、农药“双减”计划，以期到2020年实现化肥、农药零增长。既要将化肥、农药用量降下来，又要保障作物高产量、高品质，这个在多数人看来难以企及的目标，西北农林科技大学副教授刘存寿用“两个创新”给出了肯定的答案。

　　理论创新：从自然植物营养原理中找到化肥副作用成因

　　对于化肥副作用产生的原因，刘存寿翻阅了大量国内外文献，提出了独到的见解：“化肥工业化后，凡是施用化肥的国家，无一例外地出现化肥副作用问题，并且副作用形式、次序完全一致。说明化肥副作用存在深层次原因。”1996年，刘存寿从森林腐殖土壤植物营养转化过程入手研究森林土壤植物营养转化特性，成功地从土壤水溶性腐殖酸中测定到2000余种有机活性物质，并发现了自然植物营养原理，找到了化肥副作用的成因。

　　他将组成土壤水溶性腐殖酸的有机活性物质按植物生理功能分为植物内源激素、氨基酸及小肽、细胞膜稳定物及信号物、辅酶等，找到了有机肥料刺激植物生长、增强植物抗性的基础物质；经分析发现，水溶性腐殖酸中90%以上氮、磷元素以结构元素存在有机分子中，土壤中铁、锌、锰等植物矿物营养元素也以有机配位化合物形态存在；用ICP分析仪从土壤水溶性腐殖酸测定到38种矿物元素。

　　在此基础上，他进行了土壤水溶性腐殖酸中矿物元素种类与植物吸收的关系、有益元素对植物生长发育的影响、植物根系对有机小分子（有机营养）的吸收利用等研究项目，得到三条自然植物营养原理：（1）植物健康生长需要吸收多种矿物营养；（2）矿元素的有机配位化合物植物生物有效性高于无机离子；（3）植物根系能够将水溶腐殖酸中的各种有机小分子作为营养直接吸收利用。

　　化肥副作用产生的原因就显而易见了：以无机盐形态、仅含氮磷钾三种营养元素、不含任何有机营养组分的化学肥料，在矿物养分种类、矿物养分的化学形态和植物有机营养三个方面均不符合自然植物营养原理。

　　技术创新：研制绿色肥料

　　针对化肥引发的副作用，研究符合自然植物营养原理的绿色肥料生产工艺成为新的方向。经过5年反复实验，刘存寿团队成功利用人工模拟微生物降解天然有机物原理，将天然有机物工厂化快速降解成水溶性腐殖酸，有机碳转化率高达98%、转化速度是微生物的120倍，抗生素无害化转化率97.6%、有害微生物杀灭率100%、动物激素降解率100%。他利用小分子有机物与多种无机矿物和氮磷钾化肥按比例进行配位反应，制备成仿生有机复合肥。

　　仿生有机复合肥克服了传统有机肥和化肥的缺点，强化了两者优点，实现了土壤生态恢复、作物高产优质和可再生资源无害化高效利用“三位一体”。如今，仿生有机复合肥的效果已在多地、多种作物上得到验证。陕西乾县苹果示范园连续5年施用有机全营养复合肥料，苹果产量提高42%，在化肥用量减少近50%，亩产高达6000公斤。同时，仿生有机复合肥现已规模化工业生产，陕西旺辰实业投资1.2亿，年产60万吨系列肥料生产线2015年投产。

　　刘存寿的研究成果在业界产生了广泛的影响，他因此进入赵玉芬院士“中国化肥问题与对策”项目专家组，并在2015年5月的“建立绿色肥料技术体系的重大科学问题”香山科学会议上作了“依据自然植物营养原理生产绿色肥料”专题报告。（马静）