【CIS特肥大会】李增源：以氮素过程调控的增效氮肥技术体系构建

中国农业大学资环学院博士后李增源

氮肥高效利用是保障国家粮食安全、推进农业绿色发展的关键。

氮肥支撑了50%的粮食增产，我国氮肥利用率仅40.2%；氮肥对水体污染贡献约24%。

氮肥增效技术面临的三大核心问题：

氮肥增效技术与产品创制的整体设计思路

基于上述问题，我们提出了氮肥增效技术与产品创制的整体设计思路：通过调控养分供应的时间、数量、形态和位置，控制肥料水解、转化与迁移过程，实现养分损失阻控，并在逆境条件下协同促进作物吸收，这一过程需要智能膜材和抑制剂技术作为核心支撑。

研究工作的四大技术板块

平台支撑：

为技术研发、产品转化和应用示范提供系统支撑——绿色智能复合肥研究院（2021年10月14日成立）、金仓增效肥料研究院（2025年8月5日成立）。

团队支撑：形成多学科交叉攻关队伍

形成一支拥有专家20余人、研究生50余人的新型稳定性氮肥攻关队伍。

2021—2025年的系统性创新成果

基于构效关系的智能调控型原药新化合物创制思路：前期设计采用了自上而下的设计思路，对基团进行衍生或替换，形成新的化合物。

构建系统化的原药开发与评价体系

化合物衍生并不必然带来效果提升，效果评价是先导优化的决定性环节，若缺乏效果验证，化学优化容易退化为经验试错，而非理性设计。

建立新型抑制剂的筛选标准流程：

储备国产化学抑制剂新原药产品：金仓科技目前新硝化抑制剂87个，新脲酶抑制剂96个。目标是形成可持续供给的国产原药储备，并完成关键验证闭环。预期输出机制澄清、原药定型、验证闭环。

区分新化合物的非经典调控效果，扩展新化合物的应用范围，构建基于作用机制的新抑制剂评价与应用框架

创制了性能更优异的新化合物N43，其作用机理、标准用量及抑制持续时间与DMPP一致，但在挥发性、稳定性及储存损耗方面优势显著——N43挥发性极低，造粒温度150℃以上仍稳定，在尿素内外添加及尿基复混肥包裹储存时，损耗远低于DMPP，大幅提升了氮增效剂的实用性。

未来计划，2026年量产新化合物N43并产业化，构建构建不同脂溶性脲酶抑制剂原药体系，筛选潜在生物源硝化抑制剂，植物源脲酶抑制剂原药开发

抑制剂生产应用现状：现有制剂仅采用保护性助剂无法解决高温损耗问题；采用助剂混配，仅解决添加均匀性问题，保护效果差。

通过大量的基础研究，明确了氮增效剂的损耗机制和核心要素，主要是酸、碱、温湿度和包装。

团队构建适配3种肥料生产工艺的氮增效剂保活添加技术。

发明了适配高塔、挤压等多种复合肥的氮增效剂保活生产技术，发明专利授权1项、在审1项，获得2项达到国内先进水平的成果评价，解决了氮增效剂生产稳定性肥料过程中活性丧失的难题。

新型制剂技术路线：采用隔阻、微囊、接枝和螯合等技术途径创制新剂型产品。

创制了“DMPP@EC”微胶囊、“DMPP@SD微胶囊”、海藻酸钙-金属多酚新剂型、生物源材料新剂型等。

量产并商业化了系列企业端制剂产品。

积极开展肥料增效剂产业化对接和转化。9月17-9.19中国农业大学学生代表及金仓农业科技（上海）有限公司代表前往四川泸天化九禾股份有限公司开展调研活动，了解抑制剂添加和实际生产应用上存在的问题。

金仓科技肥料增效剂产业化进程稳健发展。金仓科技是全球最大的稳定性肥料增效技术服务商，70%+全球市场占有率，5亿+年销售额，12亿+亩应用全球土地。国外客户：世界500强肥料公司；覆盖全球主流农业市场。

产品设计核心：作物氮素供需同步的氮增效技术理论。

氮增效技术理论：以氮素在土壤—根区—植株体系中的转化与吸收过程为调控对象，实现氮素总量、形态、逆境与时空调控的系统性调控。

小麦专用绿色智能肥：支撑“绿色吨半粮”。

针对小麦季低温寡照、氮磷利用效率低及小麦品质不高等问题，结合土壤特性与小麦养分需求，依据元素协同增效原理，以提高肥际养分有效性为目标，创制小麦绿色智能肥料。

玉米专用绿色智能肥：总量x形态x时期调控。

针对玉米季氮素利用率低、氮素易流失、后期追肥难等问题，结合土壤特性与玉米养分需求，依据元素协同原理与抑制剂增效技术，以一次性施用提升区域玉米产能为目标，创制新型玉米绿色智能肥料。

总量、形态调控+时期调控的水稻后期无人机专用穗肥。

穗期施用时间到水稻收获约60天，农户在此期间无颗粒肥投入，导致水稻后期缺肥，因此无人机专用穗肥通过添加NBPT延长氮素释放期，并与无人机施肥机械相匹配，提升无人机撒肥均匀性，最终提高水稻产量。

苹果膨果肥：总量调控形态调控逆境调控时空调控。

根层氮素的连续稳定供应是实现果树协调发育的关键途径。

基于氮肥增效技术调控理论，开发量产7款作物专用增效肥料产品、11款稳定性增效肥料产品，弥补当前市场缺乏增效肥料产品的需求空白，相关成果形成发明专利授权2项、在审1项，获得5项达到国内先进水平的成果评价

通过全国联网试验探究氮肥增效技术应用：7大作物体系增产5%—46%，尤其是在曲周中低产田上实现绿色吨半粮（1557公斤）。

金仓现代农业科技小院

背景

西北灌区水肥一体化后的新矛盾

被忽视的氮素形态与逆境胁迫问题

西北灌区的氮素管理，不仅要解决“施多少、什么时候施”的问题，更要解决土壤硝化快、盐碱危害大、氮素形态需调控的深层问题。

明确作用机制－以氮素调控为核心，以逆境协同为补充

增效伴侣本质上是“优先调控氮素过程、再在逆境条件下强化氮素吸收与利用”的协同调控体系。

通过17个处理、13项生长一生理一干物质量指标的综合评价（熵权-TOPSIS），明确了增效伴侣的核心作用机制：其增产增效效应主要由氮增效剂主导，增效1号中DMPP的作用和贡献最大（Cᵢ=69%)，增效2号中NBPT的作用和贡献最大（C=81%）。而其他物质主要发挥逆境缓冲与协同促进作用。

新产品创制－西北旱作区“增效母粒”调控路径

不同增效母粒比例实现氮素同步供应

新模式－科技小院+公司+农户的田间“增效肥料微工厂”

不改变农户施肥习惯和类型，增效肥料产品直接在田间加入施肥罐，形成田间地头的“增效肥料微工厂”

2026年，增效肥料微工厂模式在甘肃、新疆、内蒙古等省（区）推广应用30万亩

大规模验证－增产效果明确

2024—2025年16万亩示范推广中粮食作物平均增产5%—19%，经济作物增产10%—30%，实现增产效益2262.0万元。

与全国农技中心节水处合作，推动化肥增效技术在北方11省集成水肥一体化应用，包括新疆、甘肃、青海、宁夏、陕西、内蒙古等。

新产品推广，围绕新技术、新产品、新装备/新模式构建“三新”技术服务推广体系，依托科技小院开展机理研究、定制技术方案并进行田间试验验证；联动合作企业做好工程化转化、产品供给与装备配套支撑，依托种植主体开展规模化生产应用，同步收集田间效果反馈，持续推进技术模式优化迭代。