【CIS特肥大会】徐明岗：我国旱地磷肥高效利用关键技术与展望

中国工程院院士、国际欧亚科学院院士、土壤学专家 徐明岗

我国旱地占耕地总面积75%，达15亿亩，是粮棉油糖主产区，保障国家粮食安全举足轻重。磷是作物生长必需的大量元素，施磷是高产稳产的核心措施。

但从上世纪80年代至今，我国磷肥用量持续快速增加，利用率长期仅15%—25%，大量磷素在土壤中累积。

数据显示，2015年土壤有效磷较1980年增长3.5倍，2025年接近5倍。过量施磷不仅造成磷矿资源浪费，还引发水体富营养化等环境风险。

可以说，磷肥高效管理，已经成为保障国家粮食安全与生态安全的战略需求。

土壤磷转化、有效化是磷高效利用的基础。

高度集约化种植下磷素高效利用的科技难题：区域尺度旱地土壤磷素演变特征不清晰；区域尺度土壤磷农学和环境阈值不明确；针对性磷高效利用技术缺乏。

我国旱地,东北的黑龙江、吉林，华北的山东、河南，西北的陕西、甘肃，南方中部的湖南、江西为典型。

面向这一重大需求，我们团队立足四大旱地区域，通过旱地长期定位试验、农户长期监测网、点面结合大量调查与试验示范等方法，观测土壤性状、产量构成、农业管理措施、气象等。

经过多年研究，我们首先明确了长期施肥下旱地土壤有效磷的时空演变规律。

时间上，土壤有效磷总体呈慢（1-5年）-快（6-15年）-慢（16-35）的上升趋势，化学磷肥及配施秸秆下有效磷年变化率10%；配施有机肥下土壤有效磷年变化率29%。

空间上，普遍性、区域性差异大。北方增幅高于南方，前20年变化率10%左右，近10年增加率<5%。

量化了不同区域磷转化系数，构建了精准预测模型，预测精度超85%，为科学施磷提供数据支撑。经国家耕地质量长期监测860个点位的结果验证，东北、西北、华北和南方的模型预测的准确率分别为87%、91%、88%、87%。

在此基础上，我们系统确定了小麦、玉米种植下土壤有效磷的农学阈值与环境阈值。

采用米切里西模型拟合发现，随着土壤肥力提升，小麦、玉米的磷农学阈值持续提高。

玉米阈值南方达30mg/kg，显著高于北方16mg/kg；小麦阈值东北28mg/kg，高于华北18mg/kg。同时明确四大区域环境阈值：东北50mg/kg、华北60mg/kg、西北45mg/kg、南方85mg/kg。

以此为依据，我们将全国旱地划分为低磷、中磷、高磷“三区”，为因土施磷、精准管理奠定理论基础。

围绕“减量、增效、环保、稳产”目标，我们集成创新了四套旱地磷高效利用关键技术。

按照低磷增磷、中磷控磷、高磷减磷的策略，建立基于土壤有效磷的施磷量计算公式，配套开发13套施肥APP与智能系统。推广应用可减少磷肥10%—30%，作物增产5%—12%，亩增收70—160元。

研究证实，有机碳能显著活化土壤磷，有机质每提升1g/kg，活性磷增加2.4个百分点。用有机肥替代15%—30%化学磷肥，可提高有效磷20%—30%，作物增产5%—12%，亩增收50—180元。

发现了高效溶磷微生物及其溶磷机制！我们筛选出7株高效溶磷菌，其中草酸青霉菌为国际首次报道。以功能菌为核心，研发区域适配型菌肥，配施有机肥与尿素，可实现增产5%—10%，减肥10%—20%，亩增收110—170元。

量化了pH值对红壤有效磷和磷肥利用率的响应关系。

针对南方酸性红壤，通过调酸将土壤pH提升0.5个单位，有效磷提高5%—8%，磷肥利用率提升2.7—8.1个百分点，磷肥可减施5%—10%，亩增收70—100元。

以上技术体系已获国家专利14项、行业与地方标准9项，出版专著14部，发表论文128篇，实现了理论创新与技术落地同步推进。

面向未来，未来研究重点聚焦两大方向：

最后，徐明岗院士介绍了当前土壤学前沿热点——土壤健康。

全球30%土地退化，我国40%耕地存在退化问题，中低产田占比近70%，呈现“三大三低”特点。土壤健康是土壤质量的高级表述，是生产、生态、环境功能的统一体。FAO已推出土壤健康十大行动，我国也在加快构建评价指标体系与技术路径。长期试验表明，有机无机配施能显著提升土壤健康指数，这也为特肥行业指明了创新方向。

磷肥高效利用是农业绿色发展的必由之路，土壤健康是现代农业的根基。

希望我们携手合作，聚焦技术创新、产品创新、模式创新，共同研发绿色智能特肥产品，为我国旱地产能提升、粮食安全保障、农业可持续发展作出更大贡献！