中國有機肥協(xié)會

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一 新階段植物營養(yǎng)學的發(fā)展目標

1 作物養(yǎng)分高效—解析養(yǎng)分高效的遺傳基礎與調控網絡

作物養(yǎng)分高效的基礎在土壤環(huán)境，根本保障在 作物自身遺傳特性。因此，作物養(yǎng)分高效的分子遺 傳調控基礎一直是農業(yè)科學研究領域的熱點和難點。具體包括：

1) 氮、磷、鉀等大量元素的信號轉 導、吸收轉運、代謝利用等分子遺傳調控機制，通過養(yǎng)分高效的遺傳改良和分子手段挖掘優(yōu)異種質資源，旨在提升作物產量和品質，保障糧食安全；

2) 鐵、鋅、硒等微量元素吸收富集的遺傳調控機制，從遺傳角度實現(xiàn)微量元素的生物富強化，以解決世界的“隱形饑餓”問題；

3) 不同營養(yǎng)元素之間的協(xié)同或拮抗機制，以及不同生物或非生物脅迫對養(yǎng)分元素吸收利用的影響機制，揭示作物在復雜環(huán)境 中的養(yǎng)分利用策略，以優(yōu)化養(yǎng)分管理措施。

2 土壤肥力持續(xù)—揭示養(yǎng)分循環(huán)過程與土壤健康維持機制

土壤肥力持續(xù)提升是實現(xiàn)養(yǎng)分資源高效利用的前提。當前，土壤肥力研究主要關注土壤-植物系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)過程與土壤健康維持機理。具體包括 :

1) 氣候變化對碳氮養(yǎng)分轉化速率和調控路徑的影響機制，利用大數(shù)據(jù)模型評估全球土壤碳匯潛力和氮平衡趨勢，并通過分子手段闡明土壤生物驅動的養(yǎng)分循環(huán)機制，以增強農業(yè)應對氣候變化的適應能力;

2) 土壤微生物結構和功能多樣性，利用多組學技術加強對未知微生物組成和功能探索，通過調控土壤微生物網絡穩(wěn)定性，促進土壤持續(xù)健康發(fā)展；

3) 根際微生物和作物互作關系及其對作物養(yǎng)分吸收的調控機制，闡明根際微生物促進宿主作物養(yǎng)分高效的作用機理，以優(yōu)化作物生長條件并提高作物產量。

3 肥料產品綠色一創(chuàng)制新型綠色材料與高效肥料產品

肥料是保障作物高產穩(wěn)產的核心投入品。面對作物高產與環(huán)境安全之間的矛盾，新型肥料創(chuàng)制及其高效機制成為解決這一矛盾的前沿熱點。具體包括:

1) 以生物基可降解包膜材料為基礎的包膜技術創(chuàng)新和包膜緩釋肥料的創(chuàng)制，通過優(yōu)化化肥養(yǎng)分的釋放及供應模式，以提高肥料的使用效率;

2) 有機廢棄物肥料化、資源化和商品化，通過無害化處理快速發(fā)酵、生物炭制備、有機無機肥配伍、增效載體等技術創(chuàng)新，旨在促進資源循環(huán)利用，以實現(xiàn)農業(yè)生產、環(huán)境保護與經濟效益的平衡發(fā)展;

3) 智能水肥一體化技術，結合水溶性肥料產品創(chuàng)新和實時動態(tài)監(jiān)測技術，實現(xiàn)水分和養(yǎng)分的協(xié)同管理;

4) 以作物核心微生物組為基礎的微生物肥料創(chuàng)制，利用新型培養(yǎng)技術發(fā)掘優(yōu)良作物促生菌種，探索其養(yǎng)分高效機理。

4 施肥技術智能一構建智能化推薦施肥技術與裝備

確保作物產量和質量的同時，減少人力投入和保護生態(tài)環(huán)境是農業(yè)高質量發(fā)展的重要目標。針對這一目標，智能化施肥技術與裝備已成為當前的關注焦點。具體包括:

1) 基于大數(shù)據(jù)的智能推薦施肥模型與方法，通過構建完善的作物養(yǎng)分吸收大數(shù)據(jù)平臺，優(yōu)化施肥管理同時提高施肥決策的科學性；

2) 植株營養(yǎng)診斷與施肥技術的信息化和機械化如農業(yè)機器人、無人機等研發(fā)，確保養(yǎng)分供應與作物需求精確匹配，最大限度地提升施肥作業(yè)效率和養(yǎng)分利用效率，以提高施肥的精確性和時效性；

3) 農田養(yǎng)分資源高效利用的生態(tài)環(huán)境效應，評估不司施肥策略對生態(tài)環(huán)境的長周期影響，明確養(yǎng)分投入與全球氣候變化的量化關系，推動環(huán)境友好型農業(yè)實踐。

二 新階段植物營養(yǎng)學重點任務

在過去近 40 年，我國植物營養(yǎng)學科發(fā)展取得了長足進步，形成了適應我國國情和農情的科學施肥解決方案，有效提升了我國農業(yè)生產整體水平。然而，我國耕地長期高強度、超負荷利用背景下土壤肥力水平持續(xù)下降，耕地綜合生產能力下降風險加劇。如何實現(xiàn)耕地高強度利用下的作物高產、養(yǎng)分高效、環(huán)境友好等多重目標，成為當前植物營養(yǎng)學科發(fā)展的重要任務。當前我國植物營養(yǎng)學研究仍存在諸多不足。在營養(yǎng)遺傳方面，研究過分側重單基因挖掘，而對作物養(yǎng)分高效利用的多信號調控網絡缺乏系統(tǒng)性認識。在養(yǎng)分循環(huán)方面，土壤培肥與高產高效難以協(xié)同，耕地高強度利用下養(yǎng)分循環(huán)機制尚不明確，土壤肥力維持機理不清，培肥增效調控途徑缺乏。在肥料創(chuàng)制方面，主要以固體單質化肥摻混居多，而安全、環(huán)保、可降解的綠色生物基膜材緩控釋肥不足，養(yǎng)分釋放與作物吸收難以同步生物肥料、水溶性肥等功能肥料施用占比依然較低，肥料產品與施肥機械匹配度不高。在施肥技術方面，在小農戶和規(guī)模化農場長期并存條件下，需要加強適應小農戶田間尺度的輕簡、精準、智能推薦施肥方法研發(fā)和推廣，同時優(yōu)化適應大農場作業(yè)的智能機械裝備施肥參數(shù)和感知決策能力。因此針對上述突出問題，新階段植物營養(yǎng)學未來重點研究任務包括以下幾個方面:

1) 作物養(yǎng)分高效與抗逆分子調控網絡。重點聞明作物-環(huán)境關鍵界面的互作分子機制，深入解析作物養(yǎng)分高效及抗逆分子調控網絡，探索作物養(yǎng)分高效與高產、優(yōu)質協(xié)同機理，為養(yǎng)分高效抗逆新品種創(chuàng)制提供重要理論基礎。

2) 土壤養(yǎng)分循環(huán)與微生物組功能挖掘。重點聞釋耕地高強度利用下外源無機養(yǎng)分轉化與損失阻控機理，明確土壤肥力維持機制與有機質提升途徑深入挖掘土壤微生物組在養(yǎng)分資源高效利用中的功能潛力，開展全球土壤碳氮循環(huán)模型模擬與未來場景預測。

3) 新型綠色高效肥料創(chuàng)制與應用。重點加強與生物學、材料學、化學等交叉融合，闡明肥料養(yǎng)分釋放與作物吸收同步機制，突破新型綠色生物基膜材與養(yǎng)分釋放精準調控，揭示肥水協(xié)同增效機制與產品創(chuàng)新，開展基于微生物組的肥料創(chuàng)制與應用。

4) 農田養(yǎng)分協(xié)同優(yōu)化原理與方法。重點推進智能化大數(shù)據(jù)推薦施肥方法研發(fā)，強化基于傳感器和信息技術的養(yǎng)分實時診斷技術，優(yōu)化大數(shù)據(jù)施肥決策模型與配套機械，明確農田養(yǎng)分資源高效利用的生態(tài)功能與環(huán)境效應，實現(xiàn)養(yǎng)分協(xié)同優(yōu)化與精準管理。

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網址: 周衛(wèi)院士：新階段植物營養(yǎng)學的研究重點 http://m.gysdgmq.cn/newsview794691.html