土壤肥力与植物营养创新团队

团队简况

       土壤肥力与植物营养创新团队目前共有25人,其中研究员4人,副研究员7人,具有博士学位人员14人。十三五期间,培养博士后2人,与南京农业大学,河海大学,海南大学,江苏大学联合培养研究生15名,目前在读研究生有10人。


学科带头人:   

张永春,男,博士,二级研究员。江苏省土壤学会常务理事、植物营养与施肥专业委员会主任,中国植物营养与肥料学会新型肥料专业委员会委员,美国Iowa州立大学访问学者(1999.9-2000.9)。南京农业大学、江苏大学、扬州大学硕士研究生导师。目前主要从事耕地保育和甘薯、水稻等作物养分高效管理研究工作。国家甘薯产业技术体系生态与土壤管理岗位科学家、农业农村部江苏耕地保育观测站站长,主持国家重点研发计划专题、国家支撑计划专题、江苏省重点研发重大项目、江苏省自主创新资金项目等10多项,发表论文100余篇,主编及参编专著6部,制定标准10项,获得部省级奖励7项。

联系方式:025-84390242         E-mail: yczhang66@sina.com


团队首席:

汪吉东,男,博士,研究员,土壤肥力与植物营养创新团队首席。中国植物营养与肥料学会耕地培肥委员会副主任,江苏省土壤学会理事,江苏省农业科学院滨海黄河故道农业产业研究院院长,。南京农业大学、江苏大学、南京信息工程大学、青岛农业大学硕士研究生导师,国家公派访问学者(2016.1-2017.1, 澳大利亚西澳大学), 《土壤学报》、《土壤》青年编委。主要从事土壤质量及作物养分高效管理研究工作。主持国家自然科学基金面上项目、国家科技支撑计划专题、江苏省重点研发重点项目、江苏省自主创新资金一类项目及江苏省农业科学院基本科研业务专项等10余项,参加国家现代农业产业技术体系(甘薯)、国际合作项目3项。获得International Plant Nutrient Institute(IPNI)scholar Award、江苏省农业技术推广奖二等奖、江苏省农业科技奖二等奖。发表论文60余篇,第一作者和通讯作者发表SCI 论文20余篇, 参编专著4部,制定标准6项。

联系方式:025-84391523           E-mail: jdwang66@163.com


团队助理:

徐聪,男,博士,副研究员,土壤肥力与植物营养创新团队首席助理。2018年于中国农业大学资源与环境学院获博士学位,2019年至2020年受国家留学基金资助至联合国工业发展组织维也纳总部交流。任南京农业大学、南京林业大学、江苏大学硕士生导师;江苏省土壤学会植物营养与施肥专业委员会委员;《Journal of Integrative Agriculture》、《生态与农村环境科学学报》青年编委;《Agriculture, Ecosystems & Environment》、《European Journal of Soil Science》等期刊审稿人。

主要研究方向为土壤培肥与固碳减排。主持国家自然科学基金、江苏省优秀青年基金、江苏省自然科学基金、江苏省农业科技自主创新资金一类项目等科研项目6项。在Soil Biology and Biochemistry、Geoderma、Science of the Total Environment等期刊以第一作者或通讯作者发表论文14篇;参编专著1部;获江苏农业科技奖二等奖1项。

E-Mailcxu@jaas.ac.cn

重点研究领域

1. 区域性土壤长期性监测与评估:新建涵盖高标准农田、补充耕地、盐碱及酸瘦农田监测点,结合现有国家、省级土壤质量监测点,构建不同生态区“国家-省-县”三级土壤质量监测网;建立耕地质量数据库及评价指标体系;绘制高等级耕地质量分布图。

2. 中低等级耕地及典型障碍农田地力快速提升:黄河故道砂瘦、丘陵酸僵、新整治高标准农田等土壤有机质提升;土壤障碍因子消解;固碳与减排协同等。   

3. 滨海盐土改良提升与应用:掌握江苏滨海盐土空间分布及主要障碍问题清单;筛选耐盐、促生等功能微生物菌株;研发滨海盐土改良剂。

4. 新肥料与施肥技术:大田作物养分高效管理,水稻-小麦、甘薯-小麦等轮作周年化肥减量增效技术,缓控释等新型肥料研发及应用,施肥与环境。

技术与产品简介

成熟技术与产品

1.  作物养分高效管理技术。依托甘薯产业技术体系岗位科学家项目,建立了全国甘薯主产区土壤氮磷钾养分的丰缺指标;开展了甘薯钾营养生理学研究并制定甘薯缺钾的诊断指标体系;研究了不同甘薯主栽品种养分、水分需求规律,建立了甘薯高效绿色施肥技术施肥指标体系,研发了甘薯专用肥并进行了示范应用。

以“一次基肥+拔节长穗期一次追肥”减少施肥次数,采用“氮肥用量生态推荐技术”破解氮肥推荐量偏高难题,“基肥性能精准甄选技术”分类建立适配指标,“4R要素属地融合技术”提高技术熟化度,首提“三替一减”被《江苏省“十四五”耕地质量建设与保护规划》采纳,通过建立合理的有机肥替代化肥比例、合理的稳定肥料、树脂包膜肥料替代常规肥料做基肥,结合机械施肥替代常规施肥,实现减少施肥次数,可减少水稻施肥次数2-3次。不同地区可采用“三替一减”、“两替一减”、“一替一减”不同模式,可减少化肥用量15-20%、减少施肥次数2-3次,保持稳产。

2. 耕地保育与中低产田地力快速提升技术

依托国家基础性长期性监测项目、国家甘薯产业技术体系、江苏省自主创新资金重大项目及江苏省重点研发项目等,针对中低产田土壤有机质含量低、养分缺乏和结构功能差等问题,创新形成农业废弃有机物结合新鲜有机物配合、稳定性组分和活性组分相结合的土壤有机质定量提升技术模式、物理(免耕)与化学(调理剂施用)及生物(粪肥、蚯蚓生态床)结合的土壤结构快速调理技术模式、有机替代,无机配合,绿肥活化以碳控氮活磷技术模式,形成江苏典型中低产田地力定向提升技术体系,适合补充耕地、高标准粮田及中低等级耕地。

研发形成了“蚯蚓原位生态床培肥中低产田地力技术”,通过威廉腔环毛蚓合理接种,配合有机物管理,田间三年小麦、玉米产量比农民习惯增加分别为11.9%、14.2%。且降低了农田径流流失的铵态氮浓度32.2%、硝态氮浓度54.5%、总氮浓度 41.7%。  

3. 滨海旱作雨养区耕地改良培肥技术

针对滨海盐土旱作雨养区耕地脱盐速度慢、季节性返盐明显、土壤基础肥力低、养分损失大等突出问题,建立滨海旱作雨养区耕地改良培肥技术。该技术体系特点:(1)优选施用盐碱土改良剂、运用农艺措施区隔土壤盐分实现高效避盐、抑盐;(2)通过配施碳骨架有机物及活性有机物,快速提升土壤有机碳的水平,并改良土壤结构;(3)采用种肥同播、有机无机养分配伍等手段,实现养分高效利用和作物增产;(4)配套耐盐适生作物周年高效种植,实现旱作雨养区盐碱土改良培肥与产能提升。

4. 酸化土壤的快速修复技术

比较并形成了酸缓冲容量较适宜的测定方法,根据酸化粮田、果园的养分投入特点、管理措施和立地条件,建立了酸化土壤修复技术体系。该技术体系特点:(1) 定量调节,目标可控,可以根据酸化土壤pH调节目标,制定对应调酸方案,实现调酸精准量化;(2) 可就地取材,有机物来料广泛,工艺好掌握;(3) 可采用矿物修复,成本低,修复速度快,后效持续性好,无有害残留;(4) 综合解决方案实施下,不影响作物对微量元素的吸收,促进作物生长,品质不下降。


待熟化技术与产品

新型缓释肥料

       研发并小试3种缓释肥料产品:氯醋树脂包膜控释肥、硅丙乳液包膜控释肥、氧化聚乙烯蜡包膜控释肥。产品对环境友好,控释时间可根据需要调节为30-120天,氮养分含量15-42%。和等氮量尿素相比,可以提高氮肥利用率15%,增产3%-8%。

代表性成果

1. 代表性技术

(1)“宁镇扬丘陵农区耕地保育技术集成与应用”获第七届江苏省农业技术推广二等奖(2014)。探明土壤有机质含量低、不同利用方式及“岗耪冲”地形差异导致耕地养分非均衡化严重为丘陵地区耕地地力的主要限制因子;研究集成了“以有机质提升和养分非均衡化调控为核心,土壤酸化调控和耕层拓展为配套”的耕地保育技术,提出了“有机培肥,周年控氮,旱地增磷,菜地减磷,水田补钾,配施硼锌”养分调控原则。创新了推广服务模式,推广应用效益显著。

(2)“沿江农区化肥减量增效技术集成与应用”获第八届江苏省农业技术推广三等奖(2017)。根据沿江农区作物养分投入量高、有机肥养分投入少、氮磷钾比例失衡等问题,研究集成了“区域肥料用量和配方推荐方法构建技术和有机替代技术为核心,高效施肥技术为配套”的化肥减量增效技术,构建了以“有机替代、控氮减磷、稳钾补微”为核心的主要农作物化肥减量增效技术体系。创建了农技农机农企农户“四农融合”的推广机制,经济、社会及生态效益显著。

(3)黄河故道中低产旱地土壤有机质快速提升技术被列入省重大主推技术,获得江苏农业科技奖二等奖(2022)。以合理机械化秸秆还田为基础,结合菌菇渣等有机物定量还田,配合适宜的耕作及合理施肥等农艺措施,不仅提高土壤有机物的投入量,同时可通过迅速提高土壤大团聚体量,提升土壤有机质和基础地力,实现高产稳产。与常规处理相比,土壤有机质年提升增加1.0g/kg,且能减少作物化肥投入量;可替代同量商品有机肥;减少水土和养分流失10%以上。以小麦/玉米轮作为例,与农民常规操作相比,每亩增加支出180元(原料加上机械成本),小麦单季增收80 元,玉米季免耕节支和增收200 元(与常规旋耕),年度节本增效200 元,土壤有机质提升1g/kg 以上,土壤团聚体含量增加明显,且作物商品性提升;与相同用量的商品有机肥相比,节本180 元以上。由于在雨热季免耕,减少水土和养分流失10%以上,生态效益明显。

2. 承担项目

近五年承担国家省部级项目近20项,其中国家产业技术体系1项(张永春)、国家基金面上项目1项(汪吉东)、青年基金3项(徐聪、纪程、梁栋),江苏省优秀青年基金项目(徐聪)及江苏省自然科学青年基金项目(徐聪、王磊)、江苏省重点研发项目2项(张永春、汪吉东)、江苏省自主创新资金一类项目(艾玉春和张永春、汪吉东和艾玉春、徐聪和马艳)。

3. 代表性专利

(1)Jidong Wang,Yongchun Zhang,Origanic Fertilizer for improving remediaion effect of acidified soil and preparation method there of (PCT专利)

(2)马洪波,孙若晨,李传哲,张永春。一种谷氨酸型甘薯专用肥及其制备方法(ZL201710892946.7)

(3)马洪波,李传哲,张永春,宁运旺,刘源,付瑶瑶。一种水基聚合物包膜乳液控释肥及其制备方法(ZL 2015101508557)(发明专利)

(4)宁运旺等。一种甘薯田间实验的替代方法(ZL201610131671.0)(发明专利)

(5)李春华,汪吉东,张辉,张永春。一种直观观测甘薯苗期根系生长的装置(ZL20192 0719096.5)(实用新型专利)

(6)张辉,张永春,董月,王会方,李传哲,宁运旺,汪吉东,马洪波。动态土壤机械阻力模拟测算装置(ZL201820198898.1)(实用新型专利)

4. 代表性论文

2021年来发表论文40余篇,其中SCI论文24篇。

[1]. Zhang Z, Chen G, Yu X, et al. A slow-release fertilizer containing cyhalofop-butyl reduces N2O emissions by slowly releasing nitrogen and down-regulating the relative abundance of nirK. Science of the Total Environment , 2024.

[2]. Xu C, Zhu H, Wang J, et al. Fertilizer N triggers native soil N-derived N2O emissions by priming gross N mineralization. Soil Biology and Biochemistry, 2023.

[3]. Yuan J, Zhang H, Zhang Y, et al. Long-term organic fertilization enhances potassium uptake and yield of sweet potato by expanding soil aggregates-associated potassium stocks. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2023.

[4]. Wang L, Zhang H, Xu C et al. Long-term nitrogen fertilization and sweet potato cultivation in the wheat-sweet potato rotation system decrease alkaline phosphomonoesterase activity by regulating soil phoD-harboring bacteria communities. Science of the Total Environment, 2023.

[5]. Ji, C., Han, Z., Zheng, F., et al. Biochar reduced soil nitrous oxide emissions through suppressing fungal denitrification and affecting fungal community assembly in a subtropical tea plantation. Agriculture, Ecosystems & Environment, 2022.

[6]. Wang L, Zhang H, Wang J, et al. Long-term fertilization with high nitrogen rates decreased diversity and stability of diazotroph communities in soils of sweet potato. Applied Soil Ecology, 2022.

[7]. Xu C, Wang J, Wu D, et al. Optimizing organic amendment applications to enhance carbon sequestration and economic benefits in an infertile sandy soil. Journal of Environmental Management, 2022.

[8]. 梁栋, 周巧林等. 生物炭和有机肥配施对水稻土溶解性有机质光谱学特征的影响. 土壤学报, 2024

[9]. 周巧林,梁栋等. 聚氨酯微塑料和秸秆添加对滨海脱盐潮土有机碳矿化及其组分的影响.生态与农村环境学报, 2023

[10]. 纪程,汪吉东等. 稻麦轮作体系长期秸秆还田对土壤真菌群落结构及秸秆降解潜力的影响. 农业环境科学学报, 2021

横向项目/技术服务

近五年来,团队在立足做好科研和技术攻关的同时充分考虑市场动向,主动对接国内知名科研院所、高校、以及江苏省内各级农业推广部门,并与20多家企业和新型经营主体建立了长期稳定的合作关系,进行包括新型有机肥研发与应用、培肥基质、施肥技术、秸秆综合利用、耕地质量调查监测、耕地质量提升等方面的技术研发及推广应用。2020年以来,与滨海县共建江苏省农业科学院滨海黄河故道农业产业研究院,有力服务了地方经济,同时科企合作开创了新的工作局面,科技服务渠道拓展到国外和国内知名上市公司,如为韩国Farm Hannong公司提供新型肥料的研发与运用技术、为江苏新世纪江南环保股份有限公司提供氨法脱硫副产品硫酸铵的应用与推广、为丹阳梨博士有限公司土壤有机质提升以及江苏沿海集团土壤改良等提供技术解决方案等。