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(专家建言献策)陈 防:关于加强我国钾肥资源高效开发利用的基础与应用研究的建议
作者:   来源:   时间:2016年03月18日   浏览量:

钾是植物营养三要素之一,其丰缺状况和生产供应能力对全球农业生产有重要影响。钾元素在地壳中的丰度为2.4%,是地球上第七位最丰富的元素,它广泛存在于岩石、土壤、海洋、湖泊、江河和盐湖沉积物中,但由于陆地上98%以上的钾被固定在硅酸盐岩石中,只有极少量的钾在土壤中呈水溶态可被植物吸收,作物当季可吸收利用的土壤有效钾含量很低,一般少于全钾量的2%

地球上钾盐资源是比较丰富的,世界陆地可以开采的钾盐资源储量巨大,约为180亿吨K2O,按目前的生产规模计算,其总储量可供开采500年以上,至少可以再继续大规模生产230年,但是钾盐资源在全世界的自然分布十分集中,且地处边远,换句话说其自然分布效率很低。全世界有150个国家消费钾肥,但只有13个国家能进行钾肥生产。世界钾肥资源的90% 以上分布在加拿大、俄罗斯、白俄罗斯和德国等少数几个国家,而他们都远离钾肥的主要消费地区,自身消费量不到全世界的10%。另一方面,仅中国、巴西和印度这三个金砖国家就消费了全世界约50% 的农用钾肥,而这些国家钾盐资源相对贫乏,目前已探明的钾盐资源占有量仅为全世界的4.6%

据统计,全世界13亿公顷的耕地中,无自然因素胁迫或胁迫很小的只占10.1%,受矿质养分胁迫的占22.5%,在养分胁迫中,大约40%的胁迫是土壤缺钾。  

作为一个农业大国,钾盐对中国的农业生产和经济发展具有重要的战略意义。从钾盐的用途来看,中国生产的钾盐中有95%作为肥料用于农业生产,5%用于工业生产。中国是农田土壤钾素较缺乏的国家,近年来,随着作物产量的提高和土壤钾素收支不平衡的加剧,农田缺钾面积有扩大的趋势。研究结果表明,每年从我国农田带走的钾素约有7.7×10吨。目前我国耕地缺钾面积已逾60%,在南方的局部地区缺钾面积超过80%,农田土壤缺钾已成为限制作物高产优质的全局性问题。同时,遗憾的是中国目前主要作物钾肥的当季利用率一般为40%左右,比发达国家低10个百分点以上。

目前中国农业生产中面临的一个突出问题是在钾肥供应不足的形势下,较低的农田土壤钾素及钾肥利用效率限制了作物产量潜力的发挥和产品品质的进一步改善。因此,建议从国家层面来进一步加强我国钾肥资源高效开发利用的基础与应用研究,利用多学科的理论和技术对植物高效利用钾素营养的机理和钾资源高效开发利用技术进行研究,其结果将为充分开发利用自然界各种钾肥资源、大幅度提高钾肥的利用率提供依据,对我国农业可持续发展意义重大。

今后需要加强研究的主要科学问题: 

1.如何全面探明和深入开发陆地钾盐矿产资源和难溶性钾盐资源(如明矾石、钾长石、霞石、杂卤石等)? 

2.如何进一步开发经济高效的海水钾素提取技术? 

3.如何显著提高农田土壤钾素的利用率? 

4.如何开发利用商品钾肥的替代资源? 

5.如何培育钾素高效吸收利用的作物品种?

6.如何通过施肥技术和钾肥产品的改良提高钾肥的利用效率? 

7.如何减少钾肥的流失和对环境的负面影响? 

专家简介

陈防,武汉植物园研究员,中国土壤学会常务理事、中国植物营养与肥料学会常务理事、湖北省土壤肥料学会副理事长、湖北省肥料应用协会副理事长、国际植物营养研究所中国项目部副主任。1982年毕业于广西农学院土壤农化专业,获农学学士学位,1997年在华中农业大学资源环境学院获农学博士学位。期间致力于植物营养与高效施肥研究工作,特别是在土壤钾素特性和钾肥高效施用方面的研究。1982-1999年在湖北省农业科学院土壤肥料研究所从事土壤改良与高效施肥方面的研究工作,曾主持或参与了“岗地冷白特性和利用改良中植棉施钾技术”研究,“中国南方七省钾肥效益合作研究“,“长期施钾对作物增产及土壤钾素状况影响”研究,“湖北省土壤供钾潜力及钾肥区划”项目,“长期施钾对作物增产及土壤钾素状况影响的研究”等相关研究项目。2000年至今在武汉植物园从事植物营养与农业生态方面的基础研究和应用基础研究工作,主持与参加了国际合作项目1项,中国科学院知识创新重大项目1项,国家支撑计划项目2项,农业部公益性行业(农业)科研专项课题1项,国家自然科学基金面上项目2项等项目,其中在中国科学院知识创新工程重要方向项目“作物根际过程与养分高效吸收利用机制”中,主持其中的“作物高效吸收利用土壤钾库和钾肥的根际过程和生理生化机制”课题,该课题以钾“双高”棉花基因型和钾“双低”棉花基因型为材料进行了生理机制方面的初步探索,研究结果为进一步阐明钾高效基因型棉花的高效生理机理提供了依据。1993年获湖北省有突出贡献的中青年专家称号,1997年获国务院政府特殊津贴。在国内外重要学术刊物上发表论文200余篇,其中SCI40余篇,以主编或副主编代表专著2部,获省部级科技进步一等奖1项,二等奖7项,三等奖6项,获国家授权发明专利5项。已培养博士生6名、硕士生9名。