1、緩/控釋肥研究的技術(shù)趨勢(shì)
降低成本,面向大田作物。目前影響控釋肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的主要問(wèn)題是肥料價(jià)格高,主要原因包括控釋材料高價(jià)位、工藝高成本、生產(chǎn)設(shè)備規(guī)模小等。大田作物是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和肥料消費(fèi)的主體,因此未來(lái)控釋肥料發(fā)展的主攻方向是面向大田作物。目前控釋肥料主要用于非農(nóng)業(yè)市場(chǎng)的原因,除價(jià)格因素外,還有認(rèn)識(shí)上的問(wèn)題。認(rèn)為控釋肥料是高檔消費(fèi)肥料,包膜肥料披著“金衣”不可能走向大田,只能用于草坪、花卉等高檔消費(fèi)領(lǐng)域,所以科學(xué)家沒(méi)有真正把精力投入到研制大田作物控釋肥料上。
大田作物生長(zhǎng)期短,對(duì)肥料養(yǎng)分的釋放要求與草坪、花卉等有很大差異,因此肥料的控釋材料、生產(chǎn)工藝、設(shè)備要求可能與目前的控釋肥料生產(chǎn)有很大不同,降低成本完全有可能。國(guó)家863計(jì)劃資助的“環(huán)境友好性肥料研制與產(chǎn)業(yè)化”課題(2001AA246023)利用營(yíng)養(yǎng)材料、工農(nóng)業(yè)廢棄物改性材料等作為控釋材料,通過(guò)包裹、基質(zhì)復(fù)合、膠結(jié)等新工藝,在普通設(shè)備上制作的控釋肥料,價(jià)格只比普通肥料高10~20%,有些產(chǎn)品甚至低于普通肥料,唯恐施肥料走向大田奠定料價(jià)格基礎(chǔ)。
2、開(kāi)發(fā)新型高效控釋材料
控釋材料技術(shù),使控釋肥料研究的前沿技術(shù)。聚合物包膜控釋材料的技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)是可降解,養(yǎng)分是防空只要收到環(huán)境因素影響小,實(shí)現(xiàn)“智能”控制釋放;包膜材料溶劑要求廉價(jià)高效無(wú)毒。營(yíng)養(yǎng)材料包膜,主要技術(shù)難題是提高控釋能力。另外,對(duì)木質(zhì)素、纖維素、工農(nóng)業(yè)無(wú)機(jī)和有機(jī)廢棄物、草炭、風(fēng)化煤類等材料進(jìn)行控釋改性,制作廉價(jià)高效的包膜、基質(zhì)復(fù)合、膠結(jié)控釋材料,以及篩選環(huán)境友好的土壤脲酶抑制劑、硝化抑制劑等新材料,具有較大發(fā)展?jié)摿Α?nbsp;
3、研究控釋新工藝、配套新設(shè)備
居高五包膜工藝要求溶劑低毒或無(wú)毒且臉頰,回收率高,設(shè)備生產(chǎn)要連續(xù)性。研究開(kāi)發(fā)包裹、基質(zhì)復(fù)合、膠結(jié)控釋肥的新工藝,力爭(zhēng)在常溫條件,運(yùn)用普通設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)高廉價(jià)的控釋肥料。
控釋肥技術(shù)與評(píng)價(jià),開(kāi)展控釋肥實(shí)用技術(shù)研究,建立質(zhì)量檢測(cè)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。
微生物肥料研究的技術(shù)趨勢(shì)
長(zhǎng)期以來(lái)微生物肥料的研究與發(fā)展,主要在根瘤菌肥料方面。近20年來(lái),隨著生物技術(shù)等新技術(shù)的不斷發(fā)展,微生物肥料的研究與應(yīng)用有了很大的發(fā)展,主要技術(shù)趨勢(shì):
1、微生物肥料品種類型不斷增加,PGPR是研究熱點(diǎn),根瘤菌肥料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類豆科作物和牧草。微生物肥料研制使用的微生物種類包括了細(xì)菌、真菌、放線菌;產(chǎn)品用途有溶磷、解鉀、促生、防病、秸稈腐熟等各種類型,PGPR具有營(yíng)養(yǎng)、促生、防病、降解土壤污染物的多項(xiàng)功能。是當(dāng)前微生物肥料研究的熱點(diǎn)。發(fā)達(dá)國(guó)家重點(diǎn)致力于篩選和利用生物技術(shù)構(gòu)建高效PGPR菌株,研制由PGPR功能的新的新型微生物肥料。
2、加強(qiáng)微生物肥料應(yīng)用基礎(chǔ)研究,微生物肥料的作用受許多條件制約。研究這些制約條件諸如微生物和宿主之間的關(guān)系,品種轉(zhuǎn)性和廣譜性的機(jī)制,肥料微生物進(jìn)入土壤后發(fā)揮作用的環(huán)境條件和制約因素等,對(duì)微生物肥料發(fā)揮效果十分重要。隨著微生物肥料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,應(yīng)用基礎(chǔ)研究顯得越來(lái)越重要。
3、生物技術(shù)在菌株篩選中發(fā)揮重要作用,利用分子生物技術(shù),對(duì)肥料微生物資源進(jìn)行遺傳形狀分析、基因克隆、利用基因工程技術(shù)改良和構(gòu)建高效功能君主,在發(fā)達(dá)國(guó)家研究有很大發(fā)展。
4、發(fā)展微生物肥料新劑型,改善生產(chǎn)條件和工藝,構(gòu)建多功能組合菌群料,微生物肥料的劑型除草炭載體粉劑外,還研制液體劑型、凍干劑型、礦油封面劑型、顆粒劑型等,以適應(yīng)不同條件。粘著劑,提高接種效果的營(yíng)養(yǎng)添加劑技術(shù)也不斷發(fā)展。研制多功能菌株聯(lián)合微生物肥料是一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì),如“根瘤菌+PGPR”復(fù)合菌肥。聯(lián)合菌群的應(yīng)用是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題,在深入了解有關(guān)微生物特性的基礎(chǔ)上,利用載體、劑型、工藝等多個(gè)技術(shù)手段,巧妙組合,使聯(lián)合菌群發(fā)揮互惠、協(xié)同作用。
5、加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)研究近10年來(lái),分子生物學(xué)技術(shù)為微生物肥料質(zhì)檢提供了先進(jìn),可靠的手段。RFLP技術(shù)可把根瘤菌肥中同一血清組菌株嚴(yán)格區(qū)分出來(lái);PCR技術(shù)和遺傳基因標(biāo)記技術(shù)是近幾年發(fā)展得更為先進(jìn)的快速、準(zhǔn)確技術(shù)。微生物肥料是一種容易造假和失效的肥料產(chǎn)品,許多國(guó)家都建立了自己的行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),以及相應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量檢查監(jiān)督機(jī)構(gòu)。
有機(jī)肥料研究技術(shù)趨勢(shì)
20世紀(jì)90年代以來(lái),國(guó)內(nèi)外有機(jī)肥料向著工廠化、產(chǎn)業(yè)化、商品化方向發(fā)展。主要技術(shù)趨勢(shì):
1、商品化有機(jī)肥的生產(chǎn)與畜禽廢棄物處理相結(jié)合,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,出現(xiàn)作物秸稈大量剩余;規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖的發(fā)展,糞便量大、集中。因此廢棄物工廠化集中處理技術(shù)在國(guó)外不斷發(fā)展。發(fā)達(dá)國(guó)家將廢棄物工廠化處理與有機(jī)肥料生產(chǎn)相結(jié)合,發(fā)展商品華有機(jī)肥料。
2、快速法教與除臭技術(shù)常委發(fā)展商品有機(jī)肥的技術(shù)關(guān)鍵,只有實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量快速發(fā)酵,才能提高肥料生產(chǎn)能力和規(guī)模。因此快速發(fā)酵技術(shù)是工廠化生產(chǎn)商品有機(jī)肥的技術(shù)關(guān)鍵。發(fā)達(dá)國(guó)家都致力于研究高溫好氧快速連續(xù)發(fā)酵技術(shù)。技術(shù)重點(diǎn),一是篩選和利用生物技術(shù)構(gòu)建高溫發(fā)酵菌劑,二是篩選促進(jìn)發(fā)酵的廉價(jià)化學(xué)材料,發(fā)展生物-化學(xué)-物理連用快速綜合發(fā)酵系統(tǒng),三是發(fā)酵設(shè)備向低能耗、連續(xù)發(fā)酵、大型生物反應(yīng)器方向發(fā)展,除臭為發(fā)酵過(guò)程中的又一關(guān)鍵技術(shù),也向著生物-化學(xué)-物理連用綜合除臭的方向發(fā)展。
3、肥料制作的關(guān)鍵技術(shù)在于肥料畸形、有機(jī)無(wú)機(jī)配伍,發(fā)酵物料制成商品化有機(jī)肥料產(chǎn)品,根據(jù)需要加工成許多機(jī)型。與微生物肥料相結(jié)合,研制生物有機(jī)肥料;與無(wú)機(jī)肥料科學(xué)配伍,制成有機(jī)復(fù)合作物專用肥料、有機(jī)復(fù)合緩釋肥料;通過(guò)造粒粘結(jié)劑制成顆粒有機(jī)肥料或有機(jī)復(fù)肥禍患是有機(jī)復(fù)肥等。
功能性肥料的技術(shù)趨勢(shì)
根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域特點(diǎn),研究開(kāi)發(fā)改善水分利用的肥料、高利用率的肥料、改善土壤結(jié)構(gòu)的肥料、適應(yīng)優(yōu)良品種特性的肥料、改善品質(zhì)的肥料、改善作物抗倒伏的肥料、防治雜草的肥料、抗病蟲(chóng)害的肥料、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)肥料、沖施肥料等系列多功能肥料,也是新型肥料研制與開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域:1)研制促進(jìn)作物很細(xì)向縱深發(fā)展的肥料,適應(yīng)干旱、半干旱地區(qū)的作物生產(chǎn)的需要;2)研發(fā)堅(jiān)強(qiáng)作物挺立型抗倒伏功能的肥料;3)義務(wù)及營(yíng)養(yǎng)元素取代有機(jī)殺蟲(chóng)(菌)劑的環(huán)境友好型肥料;4)研制用水溶性磷肥提供灌溉施肥(Fertigation)磷源的肥料;5)保水型肥料等
降低成本,面向大田作物。目前影響控釋肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上廣泛應(yīng)用的主要問(wèn)題是肥料價(jià)格高,主要原因包括控釋材料高價(jià)位、工藝高成本、生產(chǎn)設(shè)備規(guī)模小等。大田作物是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和肥料消費(fèi)的主體,因此未來(lái)控釋肥料發(fā)展的主攻方向是面向大田作物。目前控釋肥料主要用于非農(nóng)業(yè)市場(chǎng)的原因,除價(jià)格因素外,還有認(rèn)識(shí)上的問(wèn)題。認(rèn)為控釋肥料是高檔消費(fèi)肥料,包膜肥料披著“金衣”不可能走向大田,只能用于草坪、花卉等高檔消費(fèi)領(lǐng)域,所以科學(xué)家沒(méi)有真正把精力投入到研制大田作物控釋肥料上。
大田作物生長(zhǎng)期短,對(duì)肥料養(yǎng)分的釋放要求與草坪、花卉等有很大差異,因此肥料的控釋材料、生產(chǎn)工藝、設(shè)備要求可能與目前的控釋肥料生產(chǎn)有很大不同,降低成本完全有可能。國(guó)家863計(jì)劃資助的“環(huán)境友好性肥料研制與產(chǎn)業(yè)化”課題(2001AA246023)利用營(yíng)養(yǎng)材料、工農(nóng)業(yè)廢棄物改性材料等作為控釋材料,通過(guò)包裹、基質(zhì)復(fù)合、膠結(jié)等新工藝,在普通設(shè)備上制作的控釋肥料,價(jià)格只比普通肥料高10~20%,有些產(chǎn)品甚至低于普通肥料,唯恐施肥料走向大田奠定料價(jià)格基礎(chǔ)。
2、開(kāi)發(fā)新型高效控釋材料
控釋材料技術(shù),使控釋肥料研究的前沿技術(shù)。聚合物包膜控釋材料的技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)是可降解,養(yǎng)分是防空只要收到環(huán)境因素影響小,實(shí)現(xiàn)“智能”控制釋放;包膜材料溶劑要求廉價(jià)高效無(wú)毒。營(yíng)養(yǎng)材料包膜,主要技術(shù)難題是提高控釋能力。另外,對(duì)木質(zhì)素、纖維素、工農(nóng)業(yè)無(wú)機(jī)和有機(jī)廢棄物、草炭、風(fēng)化煤類等材料進(jìn)行控釋改性,制作廉價(jià)高效的包膜、基質(zhì)復(fù)合、膠結(jié)控釋材料,以及篩選環(huán)境友好的土壤脲酶抑制劑、硝化抑制劑等新材料,具有較大發(fā)展?jié)摿Α?nbsp;
3、研究控釋新工藝、配套新設(shè)備
居高五包膜工藝要求溶劑低毒或無(wú)毒且臉頰,回收率高,設(shè)備生產(chǎn)要連續(xù)性。研究開(kāi)發(fā)包裹、基質(zhì)復(fù)合、膠結(jié)控釋肥的新工藝,力爭(zhēng)在常溫條件,運(yùn)用普通設(shè)備生產(chǎn)質(zhì)高廉價(jià)的控釋肥料。
控釋肥技術(shù)與評(píng)價(jià),開(kāi)展控釋肥實(shí)用技術(shù)研究,建立質(zhì)量檢測(cè)方法和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。
微生物肥料研究的技術(shù)趨勢(shì)
長(zhǎng)期以來(lái)微生物肥料的研究與發(fā)展,主要在根瘤菌肥料方面。近20年來(lái),隨著生物技術(shù)等新技術(shù)的不斷發(fā)展,微生物肥料的研究與應(yīng)用有了很大的發(fā)展,主要技術(shù)趨勢(shì):
1、微生物肥料品種類型不斷增加,PGPR是研究熱點(diǎn),根瘤菌肥料已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各類豆科作物和牧草。微生物肥料研制使用的微生物種類包括了細(xì)菌、真菌、放線菌;產(chǎn)品用途有溶磷、解鉀、促生、防病、秸稈腐熟等各種類型,PGPR具有營(yíng)養(yǎng)、促生、防病、降解土壤污染物的多項(xiàng)功能。是當(dāng)前微生物肥料研究的熱點(diǎn)。發(fā)達(dá)國(guó)家重點(diǎn)致力于篩選和利用生物技術(shù)構(gòu)建高效PGPR菌株,研制由PGPR功能的新的新型微生物肥料。
2、加強(qiáng)微生物肥料應(yīng)用基礎(chǔ)研究,微生物肥料的作用受許多條件制約。研究這些制約條件諸如微生物和宿主之間的關(guān)系,品種轉(zhuǎn)性和廣譜性的機(jī)制,肥料微生物進(jìn)入土壤后發(fā)揮作用的環(huán)境條件和制約因素等,對(duì)微生物肥料發(fā)揮效果十分重要。隨著微生物肥料應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大,應(yīng)用基礎(chǔ)研究顯得越來(lái)越重要。
3、生物技術(shù)在菌株篩選中發(fā)揮重要作用,利用分子生物技術(shù),對(duì)肥料微生物資源進(jìn)行遺傳形狀分析、基因克隆、利用基因工程技術(shù)改良和構(gòu)建高效功能君主,在發(fā)達(dá)國(guó)家研究有很大發(fā)展。
4、發(fā)展微生物肥料新劑型,改善生產(chǎn)條件和工藝,構(gòu)建多功能組合菌群料,微生物肥料的劑型除草炭載體粉劑外,還研制液體劑型、凍干劑型、礦油封面劑型、顆粒劑型等,以適應(yīng)不同條件。粘著劑,提高接種效果的營(yíng)養(yǎng)添加劑技術(shù)也不斷發(fā)展。研制多功能菌株聯(lián)合微生物肥料是一個(gè)重要發(fā)展趨勢(shì),如“根瘤菌+PGPR”復(fù)合菌肥。聯(lián)合菌群的應(yīng)用是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題,在深入了解有關(guān)微生物特性的基礎(chǔ)上,利用載體、劑型、工藝等多個(gè)技術(shù)手段,巧妙組合,使聯(lián)合菌群發(fā)揮互惠、協(xié)同作用。
5、加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)研究近10年來(lái),分子生物學(xué)技術(shù)為微生物肥料質(zhì)檢提供了先進(jìn),可靠的手段。RFLP技術(shù)可把根瘤菌肥中同一血清組菌株嚴(yán)格區(qū)分出來(lái);PCR技術(shù)和遺傳基因標(biāo)記技術(shù)是近幾年發(fā)展得更為先進(jìn)的快速、準(zhǔn)確技術(shù)。微生物肥料是一種容易造假和失效的肥料產(chǎn)品,許多國(guó)家都建立了自己的行業(yè)或國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),以及相應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量檢查監(jiān)督機(jī)構(gòu)。
有機(jī)肥料研究技術(shù)趨勢(shì)
20世紀(jì)90年代以來(lái),國(guó)內(nèi)外有機(jī)肥料向著工廠化、產(chǎn)業(yè)化、商品化方向發(fā)展。主要技術(shù)趨勢(shì):
1、商品化有機(jī)肥的生產(chǎn)與畜禽廢棄物處理相結(jié)合,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展,出現(xiàn)作物秸稈大量剩余;規(guī)模化畜禽養(yǎng)殖的發(fā)展,糞便量大、集中。因此廢棄物工廠化集中處理技術(shù)在國(guó)外不斷發(fā)展。發(fā)達(dá)國(guó)家將廢棄物工廠化處理與有機(jī)肥料生產(chǎn)相結(jié)合,發(fā)展商品華有機(jī)肥料。
2、快速法教與除臭技術(shù)常委發(fā)展商品有機(jī)肥的技術(shù)關(guān)鍵,只有實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量快速發(fā)酵,才能提高肥料生產(chǎn)能力和規(guī)模。因此快速發(fā)酵技術(shù)是工廠化生產(chǎn)商品有機(jī)肥的技術(shù)關(guān)鍵。發(fā)達(dá)國(guó)家都致力于研究高溫好氧快速連續(xù)發(fā)酵技術(shù)。技術(shù)重點(diǎn),一是篩選和利用生物技術(shù)構(gòu)建高溫發(fā)酵菌劑,二是篩選促進(jìn)發(fā)酵的廉價(jià)化學(xué)材料,發(fā)展生物-化學(xué)-物理連用快速綜合發(fā)酵系統(tǒng),三是發(fā)酵設(shè)備向低能耗、連續(xù)發(fā)酵、大型生物反應(yīng)器方向發(fā)展,除臭為發(fā)酵過(guò)程中的又一關(guān)鍵技術(shù),也向著生物-化學(xué)-物理連用綜合除臭的方向發(fā)展。
3、肥料制作的關(guān)鍵技術(shù)在于肥料畸形、有機(jī)無(wú)機(jī)配伍,發(fā)酵物料制成商品化有機(jī)肥料產(chǎn)品,根據(jù)需要加工成許多機(jī)型。與微生物肥料相結(jié)合,研制生物有機(jī)肥料;與無(wú)機(jī)肥料科學(xué)配伍,制成有機(jī)復(fù)合作物專用肥料、有機(jī)復(fù)合緩釋肥料;通過(guò)造粒粘結(jié)劑制成顆粒有機(jī)肥料或有機(jī)復(fù)肥禍患是有機(jī)復(fù)肥等。
功能性肥料的技術(shù)趨勢(shì)
根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的區(qū)域特點(diǎn),研究開(kāi)發(fā)改善水分利用的肥料、高利用率的肥料、改善土壤結(jié)構(gòu)的肥料、適應(yīng)優(yōu)良品種特性的肥料、改善品質(zhì)的肥料、改善作物抗倒伏的肥料、防治雜草的肥料、抗病蟲(chóng)害的肥料、有機(jī)營(yíng)養(yǎng)肥料、沖施肥料等系列多功能肥料,也是新型肥料研制與開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域:1)研制促進(jìn)作物很細(xì)向縱深發(fā)展的肥料,適應(yīng)干旱、半干旱地區(qū)的作物生產(chǎn)的需要;2)研發(fā)堅(jiān)強(qiáng)作物挺立型抗倒伏功能的肥料;3)義務(wù)及營(yíng)養(yǎng)元素取代有機(jī)殺蟲(chóng)(菌)劑的環(huán)境友好型肥料;4)研制用水溶性磷肥提供灌溉施肥(Fertigation)磷源的肥料;5)保水型肥料等