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绿色智能肥料:从原理创新到产业化实现 被引量：56
1
作者 张福锁 申建波 +14 位作者 危常州 马文奇 张卫峰 黄成东 吕阳 张林 鲁振亚 营浩 程凌云 江荣风 屈凌波 侯翠红 王辛龙 修学峰 马航 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期873-887,共15页
肥料作为粮食安全的物质基础,在支撑我国粮食产量、农产品品质、人类营养健康等方面发挥了至关重要的作用。迈入新时代,在全国社会经济特别是工农业绿色转型的大好形势下,肥料创新面临着协同实现粮食安全、资源高效、环境友好、营养健... 肥料作为粮食安全的物质基础,在支撑我国粮食产量、农产品品质、人类营养健康等方面发挥了至关重要的作用。迈入新时代,在全国社会经济特别是工农业绿色转型的大好形势下,肥料创新面临着协同实现粮食安全、资源高效、环境友好、营养健康、绿色低碳的巨大挑战。为破解这一重大难题,本文提出了绿色智能肥料概念与产业化途径,通过系统阐述土壤-植物-微生物-肥料-环境之间的协同原理,构建了匹配土壤、匹配作物、匹配气候环境条件的绿色智能肥料创制新学术思路,提出了绿色智能肥料的理论框架、关键科学问题、研发路径以及未来突破的重点,为多学科交叉创新、工农融合全产业链绿色发展的解决方案设计与实现提供借鉴,旨在推动我国化肥产业绿色转型升级,支撑农业绿色发展。 展开更多
关键词 绿色智能肥料 植物营养 根际过程与调控 根际微生物组 养分高效 环境 绿色低碳 可持续发展
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pH响应材料及其在智能肥料中的应用 被引量：1
2
作者 王洋 张苗苗 +5 位作者 吕阳 侯翠红 危常州 马文奇 张福锁 申建波 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期4477-4489,共13页
肥料行业的发展正从传统化肥向新型肥料转变。肥料使用在保障粮食安全方面发挥了重大作用,但传统肥料利用率低、养分损失大、环境风险加剧,大多数肥料产品不能按照作物的营养需求规律实现养分精准供应。而智能肥料的研发与创新为解决该... 肥料行业的发展正从传统化肥向新型肥料转变。肥料使用在保障粮食安全方面发挥了重大作用,但传统肥料利用率低、养分损失大、环境风险加剧,大多数肥料产品不能按照作物的营养需求规律实现养分精准供应。而智能肥料的研发与创新为解决该问题提供了有效途径,在时空上更精准匹配作物对养分的需求。本文系统综述了pH响应材料的类型、来源及响应机理,探讨pH响应材料的化学结构对pH响应行为的影响,提出pH响应材料促进根肥互馈的观点,剖析pH响应材料在智能肥料中的应用前景,进一步明确pH响应材料在绿色智能肥料创制领域的应用潜力、未来的研究方向及面临的挑战。文章以根肥互馈理念为核心,综合考虑pH响应材料与作物根际酸化效应,设计并利用pH响应材料把根分泌物与智能肥料有机连接,提出开发pH响应肥料的创新思路,指出根肥互馈是协同肥料养分释放和作物养分吸收的关键,提出基于根肥互馈原理匹配作物养分需求规律且具有环境友好性的绿色智能肥料将成为新型肥料的发展趋势。 展开更多
关键词 pH响应材料 聚合物 化学过程 凝胶 pH响应肥料 根肥互馈
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水溶肥料市场发展现状及展望
3
作者 聂素杰 鲁振亚 +3 位作者 马航 匡家灵 申建波 吕阳 《应用化工》 北大核心 2025年第9期2448-2451,共4页
基于农业农村部14325项水溶肥料登记数据,通过VOS聚类分析、数据整合等方法,归纳了制约产业发展的核心问题:①同质化与功能缺失:>70%产品依赖硼锌配方,作物专用肥及抗逆、促生型功能肥严重不足;②质量安全风险较高:如Cd、As等重金属... 基于农业农村部14325项水溶肥料登记数据,通过VOS聚类分析、数据整合等方法,归纳了制约产业发展的核心问题:①同质化与功能缺失:>70%产品依赖硼锌配方,作物专用肥及抗逆、促生型功能肥严重不足;②质量安全风险较高:如Cd、As等重金属超标、腐植酸或氨基酸含量不达标及物理稳定性差;③区域供需失衡:产能高度聚集在河南/山东占比>40%,西北/西南等节水区占比<15%。未来水溶肥产业应政产学研用协同,从原料-工艺方面创新升级,创制区域-作物专用型功能肥,构建工农融合链与区域化技术服务体系,驱动水溶肥产业绿色、高质量、可持续发展。 展开更多
关键词 水溶肥料 同质化 质量安全 区域失衡 政产学研用
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磷化工副产物农业全量利用技术途径及研究进展
4
作者 赵鑫明 陈路路 +3 位作者 柴佳琪 宗文龙 程凌云 申建波 《中国土壤与肥料》 北大核心 2025年第9期239-247,共9页
磷化工产业是国民经济发展的支柱产业,而在传统磷化工生产过程中不可避免地会产生大量磷尾矿、黄磷渣、磷石膏、渣酸及萃余酸等堆积废弃物,使得国家绿色发展受到环境污染、资源浪费等严峻挑战。为更好实现副产物养分资源的高效利用,系... 磷化工产业是国民经济发展的支柱产业,而在传统磷化工生产过程中不可避免地会产生大量磷尾矿、黄磷渣、磷石膏、渣酸及萃余酸等堆积废弃物,使得国家绿色发展受到环境污染、资源浪费等严峻挑战。为更好实现副产物养分资源的高效利用,系统介绍了磷化工副产物的形成过程,挖掘了副产物在农业端的活化利用机制,着重介绍了其养分全量利用的技术途径及研究进展,并对未来磷化工副产物在农业领域的应用进行了展望,以期推动我国工农业的交叉融合,促进磷化工产业绿色可持续发展。 展开更多
关键词 磷化工 副产物 资源全量利用
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哈茨木霉菌活性物质harzianic acid的异源合成及其抑菌机制研究
5
作者 李心芃 宋瑞轲 +2 位作者 高琦 沈标 张建 《南京农业大学学报》 北大核心 2025年第4期880-891,共12页
[目的]本文旨在分离、纯化、鉴定和异源合成harzianic acid,并研究其对病原真菌的抑制机制。[方法]插入突变获得产黄色物质突变株哈茨木霉菌(Trichoderma harzianum)NJAU 5688,结合液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)、核磁共振(NMR)等数... [目的]本文旨在分离、纯化、鉴定和异源合成harzianic acid,并研究其对病原真菌的抑制机制。[方法]插入突变获得产黄色物质突变株哈茨木霉菌(Trichoderma harzianum)NJAU 5688,结合液相色谱-质谱联用技术(HPLC-MS)、核磁共振(NMR)等数据确定主要成分为harzianic acid;利用同源重组异源表达的方法提高harzianic acid的产量;利用平板试验研究harzianic acid抑制病原菌的能力;利用转录组研究harzianic acid对Fusarium oxysporum f.sp.cubense 4(Foc4)的拮抗机制,研究harzianic acid对Foc4细胞膜的影响。[结果]与野生型Trichoderma harzianum NJAU 4742相比,NJAU 5688的水溶代谢产物对病原真菌具有更强的抑制作用;HPLC-MS、NMR等数据分析确定该突变株的水溶代谢产物主要化合物为harzianic acid;在构巢曲霉(Aspergillus nidulans)A1145中同源重组,异源合成后harzianic acid产量可达19.66 mg·L^(-1)。平板试验表明,harzianic acid对病原真菌的抑制作用具有显著浓度依赖性。用harzianic acid处理后Foc4菌丝中关于质膜和相关成分富集的基因最为显著,用100 mg·L^(-1) harzianic acid处理Foc4胞外溶液的D 260值(0.443)约为对照组(0.232)的1.91倍,表明harzianic acid可能破坏了Foc4的细胞膜。[结论]鉴定突变子NJAU 5688合成了抑菌物质harzianic acid,在A1145中实现异源合成,产量达到19.66 mg·L^(-1);结合转录组和核酸检测,100 mg·L^(-1) harzianic acid破坏Foc4菌丝细胞膜,抑制Foc4生长。 展开更多
关键词 哈茨木霉 harzianic acid 异源合成 转录组分析 细胞膜
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土壤中硫磺氧化的影响因素 被引量：1
6
作者 刘俊杰 祝园园 +3 位作者 鲁振亚 黄成东 王芳 刘文彪 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期206-211,共6页
通过综述影响硫磺氧化的土壤性质、肥料性质两部分内容,为进一步解决硫磺在土壤中氧化率低的问题,同时也为高效硫肥的研制提供理论依据。植物对于硫的需求日益增高,硫是作物必须的营养元素,被用来合成许多蛋白质和氨基酸,对植物的产量... 通过综述影响硫磺氧化的土壤性质、肥料性质两部分内容,为进一步解决硫磺在土壤中氧化率低的问题,同时也为高效硫肥的研制提供理论依据。植物对于硫的需求日益增高,硫是作物必须的营养元素,被用来合成许多蛋白质和氨基酸,对植物的产量和品质有极大的影响,同时也在防治害虫、改良土壤性质方面发挥着巨大的作用。由于大气沉降、径流损失以及大量元素肥的过量施用导致硫元素附带输入减少和作物移除量的增加,土壤中硫含量供需不平衡,因此,硫肥添加成为未来的主流趋势。现有硫肥里的硫主要由两种形态组成,分别为单质态的硫磺和化合态的硫酸盐。硫磺廉价易得,在氧化过程中可以产生酸,改良碱性土壤pH,为更加科学地进行硫肥的研发设计,现需对硫磺在土壤里的主要氧化因素(微生物、pH、温度、湿度、粒径)进行系统的梳理。得到以下主要结论:微生物活性对硫磺的氧化作用要远大于数量,因此,影响微生物活性的土壤pH、温度、湿度等是极为重要的因素,微生物的种类在其中发挥的作用比重尚无绝对的定论。大多数研究表明,硫磺的氧化速率随土壤pH的降低而降低,在30~40℃且土壤含水量接近田间持水量时硫磺氧化速率最快。而硫磺粒径与氧化速率呈反比是确定的,其本质是微生物定殖于肥料颗粒的表面积起主导作用,并且受在土壤里的扩散影响,粉状硫磺相对于颗粒状硫磺更易于氧化。 展开更多
关键词 单质硫 微生物 PH 温度 湿度 粒径
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硫——重要的植物土壤营养元素
7
作者 丰智松 刘青林 +5 位作者 万邦隆 杨家伟 周凌翔 吴加香 黄成东 鲁振亚 《江苏农业科学》 北大核心 2024年第22期7-14,共8页
土壤中硫素缺乏已成为一个全球性的土壤肥力问题,严重影响作物产量的形成,威胁粮食安全。硫作为继氮、磷、钾后居第4位的作物必需营养元素,目前国内外对其关注与研究较少,不仅忽视了其营养作用,还忽视了硫在生物地球化学循环过程中发挥... 土壤中硫素缺乏已成为一个全球性的土壤肥力问题,严重影响作物产量的形成,威胁粮食安全。硫作为继氮、磷、钾后居第4位的作物必需营养元素,目前国内外对其关注与研究较少,不仅忽视了其营养作用,还忽视了硫在生物地球化学循环过程中发挥的作用。因此,本文分析了目前国内外耕地缺硫现状与原因,阐明了单质硫在土壤中循环转化特性及其影响因素;并从土壤作物的角度出发,阐述了施硫对土壤质量的影响,包括提高氮、磷及微量元素有效性、影响酶活性和土壤微生物等,以及施硫对作物产量提高和品质改善的影响;从产品角度分析了国内外硫基肥料及含单质硫肥料产品的应用研究进展,明确了元素硫在土壤-作物中的功能和重要性。最后,基于硫对土壤作物的影响及其生态环境效应,本文对硫素在生物地球化学循环的机理研究、含硫产品技术研究及应用研究前景进行了展望。 展开更多
关键词 硫 现状 作物 土壤质量 含硫肥料
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含山梨醇的新型生物有机肥促生效应与机理研究 被引量：7
8
作者 方丹 朱明珠 +3 位作者 魏梦玉 杨玉婷 薛超 沈其荣 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1606-1615,共10页
向含解淀粉芽孢杆菌SQR9的生物有机肥中添加山梨醇研制了新型生物有机肥,并通过黄瓜盆栽和拟南芥培养试验研究了该新型生物有机肥的促生效应与机理。结果表明,含解淀粉芽孢杆菌SQR9的生物有机肥对黄瓜具有显著促生效果,添加山梨醇有利... 向含解淀粉芽孢杆菌SQR9的生物有机肥中添加山梨醇研制了新型生物有机肥,并通过黄瓜盆栽和拟南芥培养试验研究了该新型生物有机肥的促生效应与机理。结果表明,含解淀粉芽孢杆菌SQR9的生物有机肥对黄瓜具有显著促生效果,添加山梨醇有利于促进解淀粉芽孢杆菌SQR9在土壤中定殖,能进一步提高生物有机肥的促生效应。施用该新型生物有机肥能显著提高土壤中速效养分的含量以及黄瓜对养分的吸收。山梨醇能有效促进菌株SQR9分泌生长素(吲哚乙酸,IAA),进而促进野生型拟南芥根系的生长,而在使用IAA不敏感突变体时促生效果消失,说明山梨醇促进有益菌SQR9分泌IAA是该新型生物有机肥显著促进作物生长的机理之一。本研究提出了新型生物有机肥研发的新思路,为植物促生菌新应用模式的开发提供了理论依据。 展开更多
关键词 解淀粉芽孢杆菌SQR9 山梨醇 生物有机肥 促生 生长素
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