多项“黑科技”亮相这场观摩会，河南农大要为降低农田氮素污染“蹚路子”

2024年4月30日| 浏览:1408次| 字体: 小中大

能实时监测土壤氮素信息的“神秘设备”、能降低氮素污染的“神奇肥料”，你见过吗？

4月27日，“十四五”国家重点研发计划部省联动项目“北方集约化农区氮素面源污染发生过程与调控机制”2024年现场观摩会在周口国家农高区（郸城）举行。据了解，该项目由河南农业大学主持，目前已经取得不少成果。
当天，围绕该项目，在对研发的技术和产品进行筛选优化的基础上，选择了6套综合技术模式进行展示。
实时监测氮素淋溶信息，每15分钟上传数据

“不需要人工操作，设备会自动获得土壤的水分、电导、温度和氮素淋溶信息，每15分钟上传到‘云端’，在手机上就能看到。”现场，河南农业大学机电工程学院副院长胡建东介绍，所谓的氮素淋溶，通俗地说，就是由于雨水天然下渗或人工灌溉，氮素溶解并转移到下方土层。
知己知彼，才能“对症下药”。通过监测，可以了解土壤中的氮素淋溶信息，从而采取相应的措施。

胡建东说，之前是来田间取样，再带到实验室做检测。但是，离开土壤环境后，数据的准确性就会受影响。有了这一设备，就可以获得最“一手”、最准确、最真实的数据，更好地为科研提供支撑。“设备已经研发，未来将投入使用，埋在耕作层下面，不会影响作物的生长。”胡建东补充说。

为什么要下这么大力气“对付”氮素过量？
据了解，氮素是植物生长发育必需的营养元素，通常来源于肥料、畜禽粪便、作物秸秆等。然而，氮素过多，会造成土壤板结退化、水体污染，氮素挥发产生的气体还会造成空气污染。这些都被称作氮素面源污染，影响了农业的可持续发展和人体健康。
国家项目、部省联动，意义重大

对氮素的实时监测，是降低氮素面源污染的第一步，也是“十四五”国家重点研发计划部省联动项目“北方集约化农区氮素面源污染发生过程与调控机制”的重要一环。
北方集约化农区作为我国粮食生产的重要基地，其农业生产的可持续发展对于保障国家粮食安全具有重要意义。同时，该区域土地利用强度高、复种指数高、农化产品投入高、秸秆畜禽粪便产生量高，从而导致氮素面源污染风险高等。该项目正是要为这一问题提供解决方案，并构建综合防控体系。
该项目的规格非常高。部省联动是一种新型项目组织实施方式，它结合国家重大战略部署和区域产业发展重大需求，由部门和地方共同凝练需求、联合投入、协同管理，一体化推动重大科技成果产出和落地，是国家在“十四五”重点研发计划领域的一项重大改革。
据了解，该项目于2021年启动，由河南农业大学主持，总经费7477.76万元。项目共设置5个课题，分别由中国农业科学院农田灌溉研究所、河南心连心化学工业集团股份有限公司、农业农村部环境保护科研监测所、河南农业大学和北京世纪国源科技股份有限公司主持。
目前，项目已在河南、河北、天津、北京建立面源污染野外观测试验点42个，开展面源污染防控单项试验80个。在河南新乡、安阳、洛阳、周口、许昌等地布置示范点18个。
一套组合拳，为降低氮污染提供“最优解”
现场，选择了6套综合技术模式进行观摩。记者注意到，这6套综合技术涉及多个环节，环环相扣，可谓是一套“天罗地网”式的系统工程。

“水肥一体化可以让水氮利用效率提高21%—32%，分别减少土壤碳、氨排放24%-28%、26%-32%。”中国农业科学院农田灌溉研究所资环中心副主任李平介绍。所谓的水肥一体化，可以简单地理解为把灌溉和施肥融为一体，优点是肥效快、养分利用率高，因而可以节省肥料，降低污染风险。

河南心连心化学工业集团股份有限公司展示了两种“特殊的肥料”。第一种，超控士小麦专用控释肥，它对水分、温度非常敏感，可以根据小麦对氮磷钾的不同需求，采取不同养分释放期的尿素进行配比，控制养分释放的时间和比例，满足小麦不同时期对养分需求的同时，也减少肥料的浪费。
第二种，吸附性强、超效长效，养分利用率高，可以有效减少氮素中的氨挥发以及淋溶等农业面源污染。
“这种肥料增效剂是以低阶煤为主要原材料。”现场，河南农业大学资源与环境学院教授韩燕来正在介绍该团队研发的矿源生物腐植酸肥料增效剂。它采用绿色环保生物法制备，是一种分子量较低、高抗絮凝性、高生物活性的水溶性腐植酸产品。其主要功能是靶向刺激作物生长，增强植物对养分吸收，传输生物信号物质，招募根际有益菌并抑制有害菌，改善土壤肥力指标。
此外，还有碳基生物有机肥料研发和示范、小麦优化减氮示范等，多项“黑科技”、多个环节，紧密配合，为降低氮素污染提供了“最优解”。
项目取得重要进展，有效减少了氮素流失和面源污染发生

河南农业大学副校长刘晓永介绍，“北方集约化农区氮素面源污染发生过程与调控机制”项目在氮素面源污染发生机理、监测预警、调控技术等方面取得了重要进展，研发了一系列适用于作物生产的氮素高效管理技术和产品，初步开发了北方集约化农区氮素面源污染大数据预警决策平台，有效减少了氮素流失和面源污染发生。
据统计，该项目已建立面源污染野外观测试验点42个，开展面源污染防控单项试验80个，初步构建了北方农区氮素面源污染联网观测体系，研发具有面源污染阻控效果的新型肥料产品3个、新型面源污染阻控技术4项，形成面源污染防控技术模式7个。
此外，项目已获批地方标准3项，申请发明专利25项、授权11项，申请软件著作权14项，出版专著6部，取得新理论和新原理14项、新技术和新方法14项，新产品和新装置23项。

观摩会上，对于接下来的工作，河南省科技厅现代农业农村科技处处长李锦辉表示，首先，要坚持以问题为导向，聚焦氮素面源污染的核心问题，深入开展研究。要充分利用现代科技手段，强化大数据技术、大数据平台的应用，结合北方农区的实际情况，筛选优化技术，凝练技术模式，探索出切实可行的解决方案。
其次，要加强产学研用深度融合，形成合力。
最后，要注重成果的总结和推广应用。深度剖析技术推广与应用的关键限制因素，建立完善的成果推广机制，将研究成果及时、有效地推广到广大农区，为推动农业绿色转型、农民增收和乡村振兴战略的实施提供有力支撑。