河北省是我國(guó)小麥/玉米主要輪作區(qū)，在糧食實(shí)現(xiàn)連年增產(chǎn)的同時(shí)，仍存在養(yǎng)分施用不平衡、氮肥投入過量問題，不僅提升了農(nóng)戶生產(chǎn)成本，減少了經(jīng)濟(jì)效益，更降低了氮肥利用率，增加了糧田溫室氣體排放及環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)。針對(duì)這些問題，本成果歷時(shí)6年研究，明確了河北主要小麥/玉米輪作區(qū)的土壤養(yǎng)分供應(yīng)現(xiàn)狀和2種作物養(yǎng)分吸收特征；構(gòu)建了3項(xiàng)減氮降損增產(chǎn)提效措施，詮釋了各項(xiàng)措施的綜合作用效應(yīng)；揭示了生產(chǎn)系統(tǒng)中溫室氣體排放規(guī)律和土壤氮素時(shí)空分布規(guī)律，創(chuàng)新了減氮降損增產(chǎn)提效關(guān)鍵技術(shù)，取得了顯著的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，實(shí)現(xiàn)了減氮降損增效前提下的小麥、玉米穩(wěn)定高產(chǎn)。
本成果來源于兩個(gè)項(xiàng)目，（1）2013-2016年，十二五農(nóng)村領(lǐng)域國(guó)家科技計(jì)劃課題“華北高產(chǎn)集約化農(nóng)田N2O減排技術(shù)研究與示范（2013BAD11B03-1-2）”；（2）2011-2015，國(guó)家糧食豐產(chǎn)科技工程河北項(xiàng)目區(qū)共性研究課題“超高產(chǎn)糧田系統(tǒng)特征及土壤養(yǎng)分限制譜序研究”。
創(chuàng)新性
獨(dú)占性
盈利性
持續(xù)性
先進(jìn)性
成熟度
本成果實(shí)現(xiàn)了新方法、新產(chǎn)品和新技術(shù)的創(chuàng)新，屬于多項(xiàng)技術(shù)自主創(chuàng)新，自主創(chuàng)新技術(shù)在總體技術(shù)中的比例90%以上。研發(fā)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置如麥田收集溫室氣體裝置、土柱淋溶裝置，明確了溫室氣體排放和土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律；研發(fā)出玉米底肥專用復(fù)混肥配方16-12-15和小麥底肥專用復(fù)混肥配方18-16-10，揭示了減氮配施1.1‰吡啶、5.0% DCD和有機(jī)物質(zhì)可提高輪作系統(tǒng)作物產(chǎn)量、增收，實(shí)現(xiàn)了氮肥品種的創(chuàng)新和區(qū)域針對(duì)性；研制了有機(jī)無機(jī)一體化施肥精播機(jī)、兩肥異位分層施肥器，將研發(fā)的專用肥和增效氮肥與之配套，創(chuàng)建“行間有機(jī)，近根無機(jī)，有機(jī)無機(jī)搭配，種肥異位同播，降氮增效，減損降耗”的有機(jī)無機(jī)施肥精播一體化關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新了“氮素上層控釋，磷鉀下層深施，肥種時(shí)空適配，縮氮減損提效”的玉米兩肥分層異位精播一體化關(guān)鍵技術(shù)，形成了“控總氮，巧分配，降損耗，穩(wěn)高產(chǎn)，促增效”的作物專用肥配施氮素增效劑合理基追比的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了新技術(shù)的創(chuàng)新。
本成果詮釋了3類氮素增效劑可以提高作物產(chǎn)量，提高氮肥效率，減少氮素?fù)p失。創(chuàng)建了“行間有機(jī)，近根無機(jī)，有機(jī)無機(jī)搭配，種肥異位同播，降氮增效，減損降耗”的有機(jī)無機(jī)施肥精播一體化關(guān)鍵技術(shù)，作物平均增產(chǎn)6%以上，減少氮肥用量20%以上。目前糧田生產(chǎn)中很少使用有機(jī)肥，如果施用有機(jī)肥，一般是用人工撒施地面，旋耕機(jī)耕翻，然后進(jìn)行玉米播種，用工較多，撒施不均勻，肥料浪費(fèi)和向環(huán)境損失較多。創(chuàng)新了“氮素上層控釋，磷鉀下層深施，肥種時(shí)空適配，縮氮減損提效”的玉米兩肥分層異位精播一體化關(guān)鍵技術(shù)。作物平均增產(chǎn)10%左右，減少氮肥用量20%以上，氮肥利用率可提高到50%以上。而目前高產(chǎn)地塊氮肥利用率在15%-20%，玉米播種最先進(jìn)的技術(shù)是深松全層施肥技術(shù)，可以減少肥料用量10%左右，氮肥利用率在35%-40%。此成果歷時(shí)6年，田間試驗(yàn)均進(jìn)行1個(gè)輪作季以上，肥料-施用技術(shù)一體化集成技術(shù)難以獲取。
研發(fā)出的玉米底肥專用復(fù)混肥配方16-12-15和小麥底肥專用復(fù)混肥配方18-16-10由江蘇省好徠斯肥業(yè)有限公司登記并進(jìn)行生產(chǎn)銷售5萬噸，獲得新增利潤(rùn)100萬元；有機(jī)無機(jī)精播施肥機(jī)和玉米兩肥分層異位精播由河北圣和農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司生產(chǎn)120余臺(tái)，獲得200萬元的新增利潤(rùn)。 減氮配施1.1‰吡啶、5.0% DCD和有機(jī)物質(zhì)可減少氮肥用量20%以上，提高輪作系統(tǒng)小麥和玉米作物產(chǎn)量、增加農(nóng)民收入，節(jié)約生產(chǎn)成本每畝200-300元，肥料利用率提高10個(gè)百分點(diǎn)以上。有機(jī)無機(jī)施肥精播一體化關(guān)鍵技術(shù)和玉米兩肥分層異位精播實(shí)現(xiàn)了省工省時(shí)，減少勞動(dòng)力，提高肥料利用率，減少氮肥向大氣中的揮發(fā)損失和向土壤深層的淋溶損失，同時(shí)培肥地力，可以實(shí)現(xiàn)良好的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
本技術(shù)成果涉及植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)、肥料學(xué)、環(huán)境科學(xué)、土壤學(xué)、栽培學(xué)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化、農(nóng)藝學(xué)等專業(yè)領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)了新方法、新產(chǎn)品和新技術(shù)的創(chuàng)新，研發(fā)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置如麥田收集溫室氣體裝置、土柱淋溶裝置、有機(jī)無機(jī)施肥精播機(jī)、玉米兩肥分層異位精播機(jī)。明確了河北主要小麥/玉米輪作區(qū)的土壤氮磷鉀等主要養(yǎng)分供應(yīng)現(xiàn)狀和2種作物養(yǎng)分吸收數(shù)量和吸收比例，研發(fā)了小麥和玉米底肥專用配方肥新品種2類；構(gòu)建了3項(xiàng)減氮降損增產(chǎn)提效措施，即“行間有機(jī)，近根無機(jī)，有機(jī)無機(jī)搭配，種肥異位同播，降氮增效，減損降耗的有機(jī)無機(jī)施肥精播一體化關(guān)鍵技術(shù)”、“氮素上層控釋，磷鉀下層深施，肥種時(shí)空適配，縮氮減損提效的玉米兩肥分層異位精播一體化關(guān)鍵技術(shù)”、“控總氮，巧分配，降損耗，穩(wěn)高產(chǎn)，促增效”的作物專用肥配施氮素增效劑合理基追比的關(guān)鍵技術(shù)”；詮釋了各項(xiàng)措施的綜合作用效應(yīng)；揭示了生產(chǎn)系統(tǒng)中溫室氣體排放規(guī)律和土壤氮素時(shí)空分布規(guī)律，創(chuàng)新了減氮降損增產(chǎn)提效關(guān)鍵技術(shù)體系。發(fā)展了平衡施肥的理論與技術(shù)，并將農(nóng)機(jī)-農(nóng)藝-農(nóng)資相融合實(shí)現(xiàn)一體化，該技術(shù)儲(chǔ)備雄厚，持續(xù)創(chuàng)新能力強(qiáng)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)突顯。
解決小麥和玉米生產(chǎn)中減氮增效問題的關(guān)鍵技術(shù)是明確氮肥品種、施肥時(shí)期、施用量和施用技術(shù)。本成果涉及植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)、肥料學(xué)、環(huán)境科學(xué)、土壤學(xué)、栽培學(xué)、農(nóng)業(yè)機(jī)械化、農(nóng)藝學(xué)等專業(yè)領(lǐng)域。實(shí)現(xiàn)了新方法、新產(chǎn)品和新技術(shù)的創(chuàng)新，研發(fā)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置如麥田收集溫室氣體裝置、土柱淋溶裝置，明確了溫室氣體排放和土壤養(yǎng)分運(yùn)移規(guī)律；研發(fā)出玉米底肥專用復(fù)混肥配方16-12-15和小麥底肥專用復(fù)混肥配方18-16-10，同時(shí)，揭示了減氮配施1.1‰吡啶、5% DCD和有機(jī)物質(zhì)可提高輪作系統(tǒng)作物產(chǎn)量10%-20%，平均增收1900元/hm2，實(shí)現(xiàn)了氮肥品種的創(chuàng)新和區(qū)域化；研制了有機(jī)無機(jī)一體化施肥精播機(jī)、兩肥異位分層施肥器，將研發(fā)的專用肥和增效氮肥與之配套，創(chuàng)建“行間有機(jī)，近根無機(jī)，有機(jī)無機(jī)搭配，種肥異位同播，降氮增效，減損降耗”的有機(jī)無機(jī)施肥精播一體化關(guān)鍵技術(shù)，創(chuàng)新了“氮素上層控釋，磷鉀下層深施，肥種時(shí)空適配，縮氮減損提效”的玉米兩肥分層異位精播一體化關(guān)鍵技術(shù)，集成了“控總氮，巧分配，降損耗，穩(wěn)高產(chǎn)，促增效”的作物專用肥配施氮素增效劑合理基追比的關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了氮肥合理施肥時(shí)期、施用量和施用技術(shù)的創(chuàng)新。
13、回報(bào)級(jí)：收回全部投入后開始賺錢再投入
市場(chǎng)分析
商業(yè)模式
營(yíng)銷狀況
該技術(shù)成果研發(fā)出了一種收集溫室氣體裝置、一種土柱淋溶裝置，這兩套裝置可以用于高等學(xué)校和科研單位等從事科學(xué)研究，收集溫室氣體和進(jìn)行氨揮發(fā)的測(cè)定，目前已經(jīng)用了近600套；研制了2類小麥和玉米專用肥配方，針對(duì)區(qū)域土壤供肥特點(diǎn)和作物需求特點(diǎn)定制，并與江蘇省好徠斯肥業(yè)有限公司聯(lián)合進(jìn)行生產(chǎn)、登記和銷售應(yīng)用，目前銷售5萬噸左右；創(chuàng)建了有機(jī)無機(jī)一體化施肥精播部件和整機(jī)、兩肥異位分層施肥器和整機(jī)，與河北圣和農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司結(jié)合農(nóng)資農(nóng)藝措施進(jìn)行田間實(shí)施，新型農(nóng)機(jī)由農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司進(jìn)行生產(chǎn)和銷售推廣，農(nóng)機(jī)推廣120于臺(tái)套，推廣應(yīng)用80余萬畝作物；以上技術(shù)成熟度高，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯，市場(chǎng)占有率、利潤(rùn)率均會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的推廣面積擴(kuò)大而不斷上升。
河北農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所兩個(gè)產(chǎn)品研發(fā)部門能夠與江蘇省好徠斯肥業(yè)有限公司、河北圣和農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司協(xié)作，共同研發(fā)使肥料產(chǎn)品和農(nóng)機(jī)實(shí)用，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)也能夠與肥料和農(nóng)機(jī)銷售部門以及農(nóng)村的農(nóng)業(yè)機(jī)械化、農(nóng)業(yè)技術(shù)人員溝通。項(xiàng)目組積極借助項(xiàng)目支撐，多渠道籌集資金，補(bǔ)助一些技術(shù)實(shí)施環(huán)節(jié)，將創(chuàng)新技術(shù)進(jìn)行示范和輻射，帶動(dòng)周邊農(nóng)民放心使用創(chuàng)新技術(shù)，去掉成本思慮。在技術(shù)田間實(shí)施時(shí)，生產(chǎn)部門和銷售部門與購(gòu)買的農(nóng)戶或者農(nóng)業(yè)種植合作社溝通，親臨田間指導(dǎo)使用和作業(yè)情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的施用過程是否到位，如果發(fā)現(xiàn)新的問題會(huì)及時(shí)解決，同時(shí)改進(jìn)機(jī)件或者調(diào)整產(chǎn)品，保證產(chǎn)品技術(shù)性能夠充分發(fā)揮其作用。供應(yīng)商也可以緩解用戶購(gòu)買產(chǎn)品的資金問題，可以分期付款，也可以嘗試作業(yè)性能效果后再支付貨款。
該技術(shù)成果研發(fā)出了一種收集溫室氣體裝置、一種土柱淋溶裝置，這兩套裝置可以用于高等學(xué)校和科研單位等從事科學(xué)研究，但目前只限于河北農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所項(xiàng)目2個(gè)完成單位得課題組和其他課題組應(yīng)用；研制了2類小麥和玉米專用肥配方，針對(duì)區(qū)域土壤供肥特點(diǎn)和作物需求特點(diǎn)定制品種尚少，需進(jìn)一步研發(fā)新品種，擴(kuò)大推廣應(yīng)用面積；創(chuàng)建的有機(jī)無機(jī)一體化施肥精播機(jī)部件和整機(jī)、兩肥異位分層施肥器和整機(jī)，結(jié)合農(nóng)資農(nóng)藝措施目前只在河北省冬小麥和夏玉米種植區(qū)進(jìn)行推廣應(yīng)用，需要銷售到全國(guó)小麥和玉米種植區(qū)進(jìn)行大面積應(yīng)用。同時(shí)，如果在其他省需要有典型試用客戶進(jìn)行示范和宣傳，這樣有助于技術(shù)的大面積示范和推廣應(yīng)用。
評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)：
河北省科技成果轉(zhuǎn)化服務(wù)中心，0311-85819748
評(píng)價(jià)方式：
機(jī)構(gòu)評(píng)價(jià)
評(píng)價(jià)日期：
2018年1月24日
該成果針對(duì)河北小麥/玉米輪作施氮過量、利用率低、經(jīng)濟(jì)效益差、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)高等問題，分析了種植區(qū)土壤主要養(yǎng)分狀況，明確了小麥/玉米養(yǎng)分吸收利用特征，研制了小麥玉米專用配方肥，構(gòu)建了小麥/玉米輪作減氮增效關(guān)鍵技術(shù)。主要?jiǎng)?chuàng)新如下：
1.揭示了河北小麥/玉米輪作系統(tǒng)土壤是N2O和CO2的排放源、CH4的弱吸收匯，并受施肥、水分和溫度影響；添加DCD、吡啶、腐殖酸等有機(jī)物質(zhì)均可減排溫室氣體。
2.探明了保證小麥高產(chǎn)的0-20 cm土層堿解氮、有效磷、速效鉀臨界值分別為86、18和114 mg/kg，確定了冬小麥、夏玉米氮磷鉀養(yǎng)分的需求配比，研制了專用配方肥。
3.揭示了減氮配施1.1‰吡啶、5%DCD和腐殖酸等有機(jī)物質(zhì)可提高作物產(chǎn)量，創(chuàng)建了專用肥配施氮素增效劑、有機(jī)無機(jī)施肥精播、玉米分層異位施肥精播等3種農(nóng)機(jī)-農(nóng)藝-農(nóng)資結(jié)合的一體化施肥關(guān)鍵技術(shù)，可增產(chǎn)10%以上，減施氮肥20%以上，氮肥利用率提高10個(gè)百分點(diǎn)以上，降低N2O排放20%以上、CO2排放15%以上。
該成果經(jīng)示范應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)效益顯著，成果轉(zhuǎn)化成熟度達(dá)到回報(bào)級(jí)，整體達(dá)到同類研究的國(guó)際先進(jìn)水平。建議：進(jìn)一步跟蹤連續(xù)減施氮肥對(duì)產(chǎn)量的影響。
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