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化肥是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，對(duì)糧食增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率達(dá)40%，在促進(jìn)農(nóng)業(yè)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、保障國(guó)家糧食安全方面發(fā)揮著重要作用。然而，化肥的過(guò)量和不合理使用會(huì)對(duì)土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)造成破壞，降低土壤微生物的豐度與多樣性，使得土壤養(yǎng)分失衡的同時(shí)也造成了土壤和水環(huán)境的污染。盲目的偏施氮肥帶來(lái)了土壤板結(jié)、酸化以及作物產(chǎn)量下滑、質(zhì)量下降等一系列問(wèn)題。近年來(lái)，化肥減量增效成為了全國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村系統(tǒng)推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的一項(xiàng)重要舉措。山東省是我國(guó)的農(nóng)業(yè)大省，全省化肥施用量常年位居全國(guó)前列，平均每英畝的化肥施用量是世界平均水平的3倍左右，如何實(shí)現(xiàn)化肥減量增效成為了山東面臨的重大課題。

南方科技大學(xué)劉科院士團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)積累，開發(fā)出一項(xiàng)針對(duì)煤炭及煤基固廢等含碳材料源的分離提質(zhì)工藝技術(shù)。該工藝技術(shù)通過(guò)濕法粉碎將煤炭等含碳材料源在燃燒/使用前解離到微米級(jí)粒度，在經(jīng)過(guò)顆粒表面改性、多相流界面調(diào)控后可將含碳材料源中的可燃物與不可燃的微量元素及礦物質(zhì)分離開來(lái)。分離出的礦物質(zhì)未經(jīng)地表污染、富含土壤有益礦物種類和植物生長(zhǎng)所需礦質(zhì)元素，具有土壤改良功能，通過(guò)螯合等相關(guān)技術(shù)將其與傳統(tǒng)化肥（氮肥）相結(jié)合，可制備出兼具補(bǔ)充有益礦物質(zhì)元素并減緩肥料釋放的多功能復(fù)合型肥料（簡(jiǎn)稱“微礦基肥”）。該肥料養(yǎng)分的釋放規(guī)律與作物生長(zhǎng)周期的需肥規(guī)律相貼合，釋放的礦質(zhì)元素（K、Ca、Mg、Fe、S及B等）亦可促進(jìn)作物對(duì)氮肥的吸收，大大提高傳統(tǒng)氮肥的利用效率，從而實(shí)現(xiàn)減肥增效的目的。2021年2月26日，由劉科院士帶領(lǐng)的南方科技大學(xué)清潔能源研究院聯(lián)合深圳/滕州瑞科天啟能源科技有限公司，在山東省滕州市大塢鎮(zhèn)開展馬鈴薯大田實(shí)驗(yàn)，設(shè)立“基于微米尺度煤系天然礦物（SRM）開發(fā)系列肥料與土壤改良劑使用關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”科研項(xiàng)目，對(duì)該新型肥料的化肥減量增效效果進(jìn)行實(shí)地驗(yàn)證。

2021年5月26日，山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院江麗華研究員、魚臺(tái)縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局高級(jí)農(nóng)藝師杜春祥老師、田虎老師、劉永老師及南方科技大學(xué)王欣老師等多位國(guó)內(nèi)知名土肥專家對(duì)該馬鈴薯田間試驗(yàn)進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)產(chǎn)驗(yàn)收。專家組聽取試驗(yàn)情況匯報(bào)后進(jìn)行了實(shí)地考察和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)產(chǎn)。測(cè)產(chǎn)報(bào)告顯示，在等量氮肥施用條件下，施用微礦基肥的試驗(yàn)棚內(nèi)最高可實(shí)收商品馬鈴薯96.3公斤，折合每畝實(shí)產(chǎn)3954.38公斤，與對(duì)照組相比平均每畝增產(chǎn)近622千克，增產(chǎn)率高達(dá)18.76%，實(shí)現(xiàn)了增加氮肥利用率的研究目的。此外，在降低微礦基肥用量（15%-30%）的條件下，施用微礦基肥的試驗(yàn)棚內(nèi)最高可實(shí)收商品馬鈴薯86.9公斤，折合每畝實(shí)產(chǎn)3567.91公斤，與對(duì)照組相比平均每畝增產(chǎn)近238千克，增產(chǎn)率達(dá)7.15%，達(dá)到了減肥增效的研究目的。專家組對(duì)試驗(yàn)完成情況給予了充分肯定，對(duì)微礦基肥的減肥增效性能予以了高度評(píng)價(jià)并一致認(rèn)為南方科技大學(xué)清潔能源研究院與瑞科天啟公司聯(lián)合開發(fā)的微礦基肥減肥增效效果顯著，具有良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益，建議進(jìn)一步總結(jié)項(xiàng)目實(shí)施技術(shù)成功經(jīng)驗(yàn)，并加大推廣運(yùn)用力度。

劉科院士團(tuán)隊(duì)一直致力于科技興農(nóng)，在微礦基肥的研發(fā)制作上精益求精，不斷對(duì)微礦基肥的養(yǎng)分復(fù)配、顆粒大小、表面光滑程度進(jìn)行優(yōu)化，最大程度保證微礦基肥發(fā)揮節(jié)能減排、改善土壤、增加作物產(chǎn)量和品質(zhì)的功效，期待未來(lái)微礦基肥在健康生態(tài)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，在促進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)食品健康安全、糧食安全及土壤、大氣與水環(huán)境的治理保護(hù)方面發(fā)揮更大的作用。