周卫：创新养分资源高效利用之路

“耰耡不惮勤，常恐地力瘦。”这首《艺圃》诗中直接点出了“地力”，也就是土壤肥沃程度对于农作物生长的重要性。随着科学的发展，“地力”的内涵越来越具体，比如人们已经知道土壤的水、养、气、热、生等状况，就是影响土地肥沃的重要因素，而土壤肥力正是作物高产的基石。

如何才能让土壤更肥沃，养分更高效？作为中国农业科学院农业资源与农业区划研究所二级研究员、创新工程植物营养团队首席科学家、“973”计划首席科学家周卫一直在考虑让地力“肥”起来，让养分更高效的策略。长期以来，他以养分资源高效利用为核心，以“土壤培肥—平衡施肥—养分管理”为主线，在养分资源高效利用的理论、方法与技术等方面做出了突出贡献。

穷思索，向土壤要高产

“北麦南稻”是我国粮食种植的主要格局。在我国南方，常年种植水稻面积高达3.76亿亩，其中低产田占了13。细究起来，这些低产田还有着不同的类型，以黄泥田、白土 、潜育化水稻土、反酸田酸性 田、冷泥田这5类为主，对应的特点分别是瘦、板、烂、酸、冷。

黄泥田“瘦”，有机质低、团聚体稳定性也低；白土“板”，耕层浅薄、表土层粘粒含量低；潜育化水稻土“烂”，因其氧化还原电位低。顾名思义，反酸田酸性田自然是“酸”，硫、H + 和Al 3+ 含量高，微生物活性差，土壤酸度强；冷泥田的“冷”则多源自长期淹水引起的Fe 2+ 、Mn 2+ 毒害。

这些结论源自由周卫阐明的低产水稻土的质量特征与低产成因，他首次创建了涵盖土壤酶、微生物等生物肥力指标的质量评价指标体系，发现了西南稻区大面积缺磷，东南稻区土壤酸化明显，速效钾和有效硅含量低。

听起来似乎较为简单，但实际上低产水稻土的障碍机理长期以来并不明确，而缺乏有针对性的改良技术也已经成为制约稻田地力提升的瓶颈。周卫早早就带领团队关注起土壤的生物指标研究。在国家科技支撑计划、农业部公益性行业科研专项支持下，他通过10余年的研究积累，终于在理论和技术上取得了双重突破。

找到了“病因”，当然就该“对症下药”。周卫和他的团队随即开发了一系列有针对性的低产水稻土改良关键技术，比如黄泥田有机熟化、白土厚沃耕层、潜育化水稻土排水氧化、反酸田酸性田酸性消减、冷泥田厢垄除障等。

有了这些技术的保障，经过示范应用显示，农田地力在3年里至少提升了1个等级，水稻平均增产超过100kg亩，比改良前节约氮、磷和钾肥10%～15%，养分更加高效。研究成果已在南方11省规模化应用，近3年累计示范推广5730万亩，新增纯收入131.9亿元。

相关研究论文发表在 Biololy and Fertilityof Soils、Gerderma、Soil & TillageResearch 等主流国际期刊，主著著作《低产水稻土改良理论、方法与技术》出版，“一种黄泥田有机熟化的改良方法”获发明专利，而周卫以第一完成人领衔的“南方低产水稻土改良与地力提升关键技术”也被授予2016年国家科技进步奖二等奖。

勤钻研，促资源最高效

当土壤里不能提供作物生长发育所需的营养时，通常就需要施肥了。合理施肥是实现高产、优质、高效、环保的一个重要措施。在我国，施肥现状为重大量和微量元素，轻中量元素，这样一来，土壤硫素严重缺乏且呈急剧增长态势，酸性和砂质土壤缺钙以及果树和蔬菜生理缺钙也普遍发生。

为了解决这一难题，周卫揭示了土壤硫素转化与植物有效性机理，创造性地提 出作物钙素非维管束吸收与果面营养理论。他利用放射性同位素 35 S示踪，发现了酯键硫、碳键硫和惰性硫均可矿化供作物吸收利用，且新施入土壤的有机硫具有较高的植物有效性，并发现水稻根系能显著促进硫磺的氧化。更为重要的是，他发现Ca 2+ 是通过共质体途径在花生荚果中组织运输的；而施于苹果叶片的钙极少向果实转移，钙直接施至 幼果上才能被有效吸收，苹果果肉质膜微囊Ca 2+ -ATP酶就能推动Ca 2+ 主动运输。

以此为基础，他建立了硫肥和钙肥高效施用技术。该技术体系下，他提出了新的区分旱地和水稻土有效硫临界值，这是对国际土壤缺硫临界值的一次修正，并已用于国家测土施肥行动；所提出的钙肥高效施用技术有效解决了花生、果树和蔬菜缺钙难题。

周卫的这项工作得到了国家自然科学基金、国际合作等项目的支持，推动了硫肥和钙肥在我国14省大面积应用，共示范推广9477万亩，新增纯收入43.9亿元，成果入选了《国家自然科学基金资助项目优秀成果选编（2001-2005）》。相关研究论文发表在 Biololyand Fertility of Soils、Gerderma 、《中国农业科学》等期刊上，而他也因该项工作获得2005年国家科学技术进步奖二等奖和2004年度北京市科学技术奖一等奖，且均为第一完成人。

化肥是一柄双刃剑，它是农作物高产的保障，但过度使用化肥又容易造成环境污染。近年来，我国提出了化肥使用量零增长的目标，而周卫也早在“973”计划、现代农业产业体系等项目支持下去解决肥料利用率低下、有机肥资源未能充分利用以及测土施肥实现困难等养分管理难题。在这个过程中，他阐明了有机肥资源替代化肥养分的作用机 理，尤其是提出有机肥施用和秸秆还田对化肥养分的替代率为20%以上。基于产量反应与农学效率的推荐施肥方法是一项重大技术革新，所研发的水稻、小麦和玉米推荐施肥专家系统，能够有效解决测土施肥中氮素难以推荐的重大难题，可以在没有土壤测试条件下使用。相关研究在 Soil Biology& Biochemistry、Applied Soil Ecology、Field Crops Research 等期刊上发表了 一系列论文，而经过我国11省的推广应用，周卫 的有机替代与推荐施肥技术被证明，在保证产量的前提下，可以将水稻、小麦和玉米化学氮肥用量减少10%～30%，将氮素利用率提高到10个百分点以上，切切实实地为我国农田养分管理和化肥减施增效提供了新途径。

苦耕耘，让事业更高远

土壤培肥、化肥减施，是关乎我国粮食安全的两大技术难题。“民以食为天”，选择进入植物营养学领域，周卫就习惯了站在更宏观的战略角度去思考问题。除了担任行业专项、“973”计划首席科学家，近年来，他还牵头了“十一五”国家科技支撑计划项目“沃土工程关键支撑技术”总体设计，参与编制国家重点研发计划重点专项“化学肥料和农药减施增效综合技术研发”实施方案，为我国沃土工程、有机质提升、测土配方施肥及化肥零增长等重大行动计划提供了有力支撑。他本人也先后入选农业部有突出贡献的中青年专家、人事部“新世纪百千万人才工程国家级人选”、农业部首批“全国农业科研杰出人才”等，并享受国务院政府特殊津贴。

周卫在科研上一直都有着对于卓越的坚持，不只严于律己，还致力于打造一支精于攻坚、勇于创新的高水平团队。在他的带领下，团队近年来主持国家级科研课题12项。在他的指导下，团队发表学术论文112篇（SCI论文56篇），其中周卫作为责任作者论文80篇，含SCI论文41篇。而他培养的11位博士、8位硕士，以及指导的3位博士后，也均有出色表现。鉴于“养分资源高效利用重点领域创新团队”的杰出表现，周卫也作为负责人在2015年入选了科技部创新人才推进计划。

登山不惮远，研海不惮勤。坚持以养分资源高效利用为核心，保障国家粮食安全，是他们的“远”；脚踏实地，不惧挑战，提高养分资源利用率，为化肥减施增效提供理论和技术支撑，是他们的“勤”。他们以此为使命。