近幾年，我國農業取得了非常可喜的成績。糧食連年增產，農民收入不斷增長，農產品質量穩定提高，農業生態環境不斷改善。但我國農業也面臨很多壓力，在農產品質量方面，社會需求不斷增長，導致農業壓力不斷加大。在生態環境方面，農業生態環境受到的壓力也在不斷增加。農業部對此做了很多努力，如2014年提出的“一控、兩減、三基本”：“一控”是控制水資源用量，“兩減”就是減少化肥和農藥的用量，“三基本”包括秸稈資源能夠充分利用，化肥包裝、農藥包裝等農用廢棄物能夠基本回收利用，農業養殖廢棄物能夠基本上得到應用。
農業是一個復雜的生態系統，不僅包括種植業，還包括養殖業、漁業等。在理論上應從生態角度上更好地保護農業。近幾年，業界特別強調養殖規模化，強調養殖補貼，但養殖的補貼，往往從養殖的水平出發，忽略了種植和養殖的關系，造成很多地方種植業生產很發達，但養殖業不發達。所以出現了“東北種糧、南方養羊”的范式，但南方因農田少，養殖廢棄物很難得到回收利用，于是又帶來生態環境的壓力。
肥料吸收和轉化至關重要
目前有一個非常嚴峻的問題，盡管肥料用量充足，但缺乏好的使用方法，就不能產生很好的效果。在磷肥的集中施用方面，有數據表明，如果磷肥像現在這樣撒施或施用翻耕，盡管大力推廣化肥深施，但在這種情況下，肥料均勻分布在土壤里，因作物根系在土壤里有限，60%肥料都接觸不到作物根系，只有1/3的磷可用。例如北方大棚蔬菜種植區，農民希望高產，且希望盡量減少施肥次數，以減少勞動量。但是如果施肥過于集中，澆水后就會出現濃度過高的問題。農民通常兩個禮拜澆一次水，兩個禮拜施一次肥，常常是肥料濃度過高而造成燒根。一般施肥后的第2、3天，根拔出來后卻是黃的。等到兩個禮拜后根恢復了，又開始施肥，如此這般，作物根部經常性受傷，極大影響養分吸收，降低肥料利用率。
肥料施到土壤中，要經過水的溶解，作物的吸收和轉化，甚至有的在土壤里面就進行轉化。我們有不少研究成果只停留在實驗室里、試驗田中，沒有很好地轉化到農業生產應用中，更沒有轉化到肥料產品中。過去往往注重氮磷鉀等養分的用量研究，下一步更應注重肥料或植物營養的研究，應多關注不同的養分形態，不同的肥料品種在水、土壤、植物中的運輸和轉化的方式，即WSFP系統（W是水，S是土，F是肥料，P是植物）。這個系統的研究，不再是簡單地就養分而研究養分。例如磷，過去的磷多是磷肥，根據磷肥中水溶磷含量的多少來判斷磷肥的好壞。水溶磷和枸溶磷在不同土壤類型里面，作用方式是不一樣的。有人認為土壤里殘留的磷肥，后期還能用。但是改革開放三十多年了，本應殘留很多了，但是現在磷肥用量卻不能減，少用了就減產。所以對于磷肥殘留在土壤里的行為應引起高度重視，認真研究不同形態的養分在WSFP系統中的行為和方式。
氮肥不同應用形態的啟發
前兩年，我們做了氮肥不同形態的應用研究。氮是非常復雜的系統，有銨態氮、硝態氮、酰胺態氮、有機態等不同形態。很多人認為測土配方時測了氮就可以施肥了，但遠遠不是那么簡單。國外到現在為止，也未能通過測出氮來推薦施用氮肥。而是用整個流域里面氮的平衡狀況，來推斷氮的需求和不同形態氮的供應方式。氮肥發展方向，就是減少淋失，控制肥效發揮，有的需要緩效，但有時也需要加速，如葉菜施有機肥，到了收獲時，氮肥養分還未完全釋放，必然導致硝酸鹽含量高。大力推廣有機肥，需要分清什么作物在什么樣的氣候條件和土壤狀況下能施用。例如，有人說東北玉米施緩控釋肥好，但東北氣候條件特殊，前期干旱，中期正常，到了7-8月份，就會大量降雨。如果施緩控施肥，多數都被淋走，等到8月底需要灌漿的時候，養分就會跟不上。所以需要根據作物和土壤、氣候等特點，深入研究如何做好肥料作用的發揮。
同時，還要配合一些添加劑，達到養分的平衡。不同形態的氮對作物品質影響很大，如在華北地區，種土豆時多用硝態氮追肥，但煮著吃后土豆就不會像過去那么粉，也咬不動，長此以往，工廠將因土豆出粉率低而不再收購。
中國肥料已經進入由等養分等效向形態、含量、助劑共同發展的新的理論指導下的時代。原來說養分是等養分等效，而同樣的養分，不同的形態、不同的助劑，作用就不大一樣。現在，磷也有多個肥料品種，從過去的過磷酸鈣到一銨、二銨、磷酸二氫鉀和復合肥料，現在又準備把復合肥料混在一起。磷本身形態有黑磷、白磷、紅磷，從肥料來說有水溶磷、枸溶磷、難溶磷，正磷酸鹽、偏磷酸鹽、亞磷酸鹽，到肥料里面要進行轉化。我們做過土壤磷的分級，包括交換性的、鋁結合的，還有有機磷和碎片，這些形態作物的利用效率都不一樣。更重要的是要進行轉化。如水分控制不同，同樣的養分，轉化形式就不一樣。所以其不僅與肥料和土壤有關，還和水的應用方式有關。如山東的蘋果，大量出現疾病，90%以上是因為水分養分不合理造成的。從這個角度分析，與土壤的水肥管理有關系。但仔細一看，當地凡水肥條件比較好、產量比較高的，多有疾病。但果園的濕度控制比較好的情況下，就沒有植物病害。這就要做好土壤水和空氣濕度的協調配合。
聚磷酸銨
是磷肥未來發展方向
磷肥利用率不高，跟磷肥產品本身有很大關系。聚磷酸銨的發展，能夠帶動國家磷肥工業的一個大的進步和變革。中國的磷肥利用率有可能提高將近一倍，由現在的18%左右達到33%-34%。從理論上講，可以減少一半左右的磷礦。從科學家角度來講，應該投入更多精力，去研究磷的行為，包括磷與根的關系，菌根以及根系如何受到磷的影響。
下一步磷的發展方向主要有四個方面，一是土壤中要減少固定。包括隔離、減少與土壤的接觸和科學集中的施肥方法；二是提高肥效，主要是水溶磷肥防止固定和拮抗；三是方便施用，增加移動性。氮肥比較容易隨著水到根部，鉀肥和銨離子一樣稍困難，現在是讓磷能夠跟隨水方便進入根系，加大灌水量是一種做法，而聚磷酸銨可能給了我們一個新的思路或方式；四是與添加劑的配合。好的添加劑，能夠很好保護肥料有效性，促進作物生長，提高對養分的吸收。
