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摘要随着现代化农业的快速发展、粮食产量的不断提高，单纯依靠增施化肥来提高作物产量已带来很多问题。近年来，随着研究的不断深入，新型的有机态肥料被越来越广泛地应用于农业中，如氨基酸、腐植酸、核酸肥料。与传统的无机态化肥相比，它们可明显提高作物产量，改善作物品质，并且具有对环境无污染、无毒害等特点。该文总结了有机养分肥料特别是氨基酸、腐植酸、核酸肥料的作用、优缺点及应用中存在的问题和应对策略。
关键词有机养分；氨基酸肥料；腐植酸肥料；核酸肥料
中图分类号S14文献标识码
A文章编号0517-6611（2015）14-176-03
Abstract With the rapid development of modern agriculture and the continuously increasing of grain yield，it had a lot of problems to rely solely on the application of chemical fertilizer to increase crop yield.Recently，with the indepth research of organic fertilizer，it was more and more widely used in agriculture，such as amino acid，humic acid，nucleic acid fertilizer.Compared with the traditional inorganic fertilizer，it can significantly increase crop yield，improve crop quality，and has no pollution and innocuity to the environment.The functions，advantages and disadvantages，existing problems and corresponding strategies of organic fertilizer，especially amino acid，humic acid，nucleic acid.
Key wordsOrganic nutrients； Amino acid fertilizer； Humic acid fertilizer； Nucleic acid fertilizer
长期以来，人们主要靠施加固态无机化肥来补给作物生长对土壤养分的需求。虽然传统施肥可以有效地补充农作物体内大、中量元素，但长期在土壤中施用化肥也带来很多问题。首先，采取传统施肥方法，肥料利用率很低，浪费严重，污染环境。据统计，我国目前江河污染问题主要是由于化肥。其次，长期在土壤中施用化肥，致使土壤中有机质含量降低，影响土壤营养状况，改变土壤结构。再次，长期在土壤中施用化肥，致使土壤养分不均衡，以致农产品品质下降。因此，如何提高肥料利用率，改善土壤肥力状况，减少对环境污染，并且提高粮食的品质和产量。这成为我国乃至世界研究的热点问题。
自李比希营养学说提出以来，人们一直认为植物只能吸收土壤中无机氮，而不能直接吸收有机氮，有机氮必须在分解后才能被吸收，故一直将矿质养分作为研究植物氮肥的重点。随着研究的深入，越来越多的试验表明植物也能直接吸收有机态的营养元素，有机肥料的利用率高，且可明显提高作物的产量和品质。笔者拟从几种常见的有机养分肥料入手，探讨氨基酸、腐殖酸、核酸等有机肥料的研究进展及应用中存在的问题和应对策略。
1氨基酸有机养分在农业中研究进展及应用
1.1氨基酸肥料研究进展
氨基酸作为一种有机态的氮肥，可以直接被植物吸收。有研究发现，水稻幼苗对丙氨酸、组氨酸及谷氨酰胺的吸收效果比硫酸铵好。Schobert等[1]发现，蓖麻幼苗的根能从土壤中吸收脯氨酸进入木质部，其中一部分可转化成丙氨酸和谷氨酸。Schiller等[2]研究表明，在缺乏无机氮源时，植物可以吸收氨基酸为氮源，主要吸收甘氨酸、丝氨酸。Thornton[3]发现，无菌根的黑麦草能吸收N15标记完整的甘氨酸分子，且3 h后超过80%的氨基酸保持完整分子。这证明氨基酸可以分子的形式被植物吸收。莫良玉等[4]研究表明，小麦能吸收甘氨酸、谷氨酸及赖氨酸等氨基酸态氮。吴良欢等[5]研究了氨基酸态氮和铵态氮对水稻营养效益及氮素营养的贡献，发现等氮量的甘氨酸态氮单施或与铵态氮（NH4N）配施，植物干重、吸氮量均大于铵态氮单施处理。刘庆城等[6]发现，芹菜茎叶可以直接吸收氨基酸。在王莹等[7]研究中，氨基酸肥具有促进植物生长发育、增强抗逆性、提高作物产量的作用[7]。更多的研究不断证明，植物可利用根、茎、叶直接吸收氨基酸分子，且有机态的氮对植物的生长发育有很好的促进作用。
氨基酸有机养分确实能促进作物吸收养分，增加作物养分的含量。Zahir等[8]发现，施用色氨酸能明显提高马铃薯对氮的吸收，也能增加块茎中氮、磷、钾的含量，对马铃薯秸秆和块茎产量没有影响，对马铃薯的P和K的吸收没有影响。Arshad[9]研究表明，施用一定浓度的色氨酸肥料能够明显地提高棉花的茎、根的干物质量和生物量，明显提高株高，增加单株的分支数、花数、棉铃数，也能增加棉花组织中氮、磷、钾的浓度。
1.2施用氨基酸有机养分对农作物的影响
1.2.1氨基酸有机养分对农作物的增产作用。
氨基酸水溶肥料在农业中取得很好的效果。李潮海等[10]发现，在棉花初花期，在叶面上喷施氨基酸螯合多元微肥能明显提高棉花的坐桃率和产量，增产14.2%～4.6%。许玉兰等[11]发现，甘氨酸、亮氨酸对水稻苗的增质量分别是23.7%和30.0%，而且甘氨酸与亮氨酸混合配施，水稻苗的增加量达到41.2%。陈振德等[12]研究表明，对盆栽甘蓝施用L-色氨酸，提前土施L-色氨酸，可以明显提高甘蓝的产量、干物质积累，并且明显促进甘蓝植株吸收氮、磷、钾。李浩等[13]发现，猕猴桃上喷施氨基酸水溶性的肥料后，植株较健壮，叶片鲜绿，果实大小较均匀，且产量明显增加，优质果的比例也得到提高。杨晓红等[14]研究发现，喷施氨基酸液态肥后莴苣、小白菜、生菜产量都明显增加，增产20%以上。氨基酸液态肥可以明显增加植株蛋白质和碳水化合物的含量，有效改善作物产品的品质。杨丽雪等[15]研究表明，用高效绿色氨基酸螯合叶面肥处理白菜，能有效促进小白菜的生长发育，增加其产量，其叶片的氮素和叶绿素的含量都有所增加。通过施用氨基酸水溶肥可以增加农作物的产量[16]。 1.2.2氨基酸有机养分对农作物品质的影响。
施用氨基酸有机养分，可以改善农作物品质。倪淑君[17]在西瓜植株上喷施氨基酸复合微肥，发现西瓜植株的生长发育、坐瓜率、西瓜品质和产量都得到较明显的提高，且对一些枯萎病有一定的防御作用。任海洋[18]研究表明，用氨基酸微肥拌种或对大豆喷施，可明显促进大豆早熟，提高大豆产量，增加大豆的抗逆性。在苹果的生长期，喷施或涂干氨基酸液态肥后，其叶色明显得到改善，百叶重和叶绿素含量明显得到提高，果实品质明显改善。氨基酸液水溶叶面肥能促进果树对营养的吸收，增加树体N、P、K、Ca、Zn、Fe、Mn、Cu等营养含量[19-20]。黄玉溢等[21]发现，对水稻施用复合氨基酸螯合物复混肥能增加水稻粗蛋白的含量，增幅达23.1%。刘德辉等[22]用氨基酸螯合微肥分别处理小麦和后作水稻，发现小麦籽粒蛋白质和水稻蛋白质含量明显增加。
1.2.3氨基酸有机养分对农作物抗逆性的影响。
施用氨基酸有机养分可以提高作物的抗逆性。赵景泉等[23]发现，用氨基酸生物液肥拌种，能健壮苗，增强植株的抗药害能力。班宜民等[24]研究发现，氨基酸钾肥处理能够明显改善小麦的碳氮循环，小麦茎秆硬度、弹性也得到明显提高，同时明显提高小麦的抗倒伏能力，增强抗纹枯病性。
2腐殖酸有机养分在农业中研究进展及其作用
腐殖酸是自然界中一种大分子有机物质。它是由自然界中动植物经过复杂的生物作用和化学作用形成的产物。腐殖酸广泛存在于褐煤、风化煤和泥炭中，占总有机质的50%～80%。腐殖酸分子的结构复杂，可与很多有机物、无机物发生作用。将分离得到的腐殖酸[25]与营养物质化合，可制成有机养分肥料。
腐殖酸能促进作物对营养物质的吸收。Adani等[26]分别用腐殖酸CPA和CPB处理西红柿，发现它们明显促进西红柿对氮、磷、铁和铜的吸收。华天懋等[27]在菠菜上施用腐殖酸，发现菠菜对氮、磷、钾的吸收增加，菠菜营养状况得到改善，且对促进氮的吸收效果最明显，磷次之，钾最小，明显提高菠菜的叶绿素和维生素C的含量。于建国等[28]用生化腐殖酸处理苹果轮纹病树，发现生化腐殖酸能明显提高苹果树叶片的氮、磷、钾、钙和锌的含量。
腐殖酸是一种安全、环保的植物营养物质。有研究表明，喷施腐殖酸肥料后小麦产量比对照平均增产733.5 kg/hm2，增产率达15.3%，达到0.05显著水平[29]。腐殖酸能促进蛋白质、糖类和核酸的代谢，而且能提高呼吸酶活性。何萍等[30]研究表明，腐殖酸复肥能促进番茄的生长发育，明显提高产量，改善番茄营养品质。刘华等[31]用不同浓度的有机腐殖酸多元钾肥处理棉花，发现在棉花的蕾期、花铃期喷施有机腐殖酸多元钾肥，可达到保蕾增铃的效果。彭正萍等[32]试验表明，腐殖酸复合肥处理的油菜比化肥处理的显著增产。侯桂兰等[33]研究表明，施用惠满丰腐殖酸活性的马铃薯取得显著增产的效果。越来越多的研究表明，腐殖酸能促使农作物生长发育，提高产量，改善品质。
3核酸肥料在农业中的研究与应用
核酸肥料是有机养分中的一种，能够促进根系的吸收，提高植物的光合速率和作物的新陈代谢效率，且无毒、无害，符合现代生态农业的需要。邵吉安等[34]研究发现核苷酸复配剂处理可明显提高茭白体内的钙、镁、锌、铁、铜含量。金子渔等[35]研究发现，核酸降能解产物能促进水稻对磷、钾的吸收。
以往核苷酸被作为植物生长调节剂来研究，但后来发现核酸既促进农作物的生长，又能提高、改善农作物的品质，既有植物激素的作用，又有给农作物补充营养的作用[36]。
姜小文等[37]研究表明，经过核苷酸有机营养剂处理，柑橘单果重明显提高。在20世纪80年代，核苷酸与矿质元素复配剂取得明显的增产效果，增产率达到10%左右[38]。陈日远等[39]发现，经过核苷酸和组合物叶面处理后，冬瓜植株叶绿素含量和光合速率明显提高，且冬瓜的单果重、干物质含量和品质明显提高。越来越多的研究表明，核苷酸能明显促进植物的光合作用，改善产品的产量、品质。
4存在的问题
4.1传统有机肥（农家肥）的利用率低下，效果缓慢
传统有机肥又称农家肥，如人粪尿、牧畜粪尿和厩肥、绿肥、堆肥和沤肥等，是指含有大量生物物质、动植物残体、排泄物、生物废物等的缓效肥料。有机肥主要成分是有机质，但也含动植物残体释放出的N、P、K等肥料元素。有机肥来源广泛，成本较低，但是效果缓慢。
4.2新型有机营养成本较高，制约应用推广
经研究，发现有机营养（主要包括氨基酸、腐殖酸、核苷酸）在试验中取得不错的效果。但是，在生产中，由于新型肥料成本价格高于传统化肥，直接制约在生产中应用推广。另外，如果新型有机营养肥料也采取传统施肥方式，那么会造成肥料的浪费，直接制约生产应用推广。
4.3对有机营养肥料重视不够
随着工业的迅猛发展，化学肥料在农业生产中起重要的增产作用，而有机肥料的使用需要较高的劳动强度，且效率低，当季增产不明显，对改良土壤的作用人们又不能直接看到，所以相当一部分农民重视化肥的使用，而忽视有机肥料的使用。
5对策
5.1传统有机肥配施生物菌肥
传统有机肥需经发酵作用即微生物分解才能释放出各种养分供植物吸收。传统有机肥来源广泛，成本较低。人们可以采取传统有机肥配微生物菌肥措施。微生物菌肥可以分解有机肥，产生腐殖质、胡敏酸、氨基酸、黄腐酸等，且对种子萌发、根系生长均有刺激作用，促进作物生化代谢，改良土壤。微生物在分解过程中生成分泌酶、腐殖质，调节土壤物质，进行能量转化，促进土壤团粒结构形成，增强土壤保水、保肥能力，提高土壤难溶性磷的有效性，增加产量，改善品质。另外，成本不高，操作简单。
5.2有机—无机肥料的复合，液体—固体肥料的配施 新型有机营养肥料成本较高，制约应用推广。随着农业的发展，有机—无机复混肥是未来的一个重要方向。它综合有机肥和无机肥的特点，消除有机肥和无机肥的弱点，将有机肥和无机肥各自的优点集中于一个载体，大大降低成本[40]。另外，新型有机营养也可采取液态形式，有机营养成分溶在水中，更易被吸收。为了降低成本，提高利用率，人们可采取叶面喷施新型有机养分水溶肥，土壤配施传统固态有机肥，再复合微生物菌肥的方法。
5.3加强教育学习
要充分利用广播、电视、举办培训班、印发技术手册等多种形式广泛、深入宣传其重要性，改变农民“重产出轻投入”、“重化肥轻有机肥”、“黑的不如白的好”的陈旧观念，走有机—无机相结合的可持续发展道路。
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关键词有机养分；氨基酸肥料；腐植酸肥料；核酸肥料
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1氨基酸有机养分在农业中研究进展及应用
1.1氨基酸肥料研究进展
氨基酸作为一种有机态的氮肥，可以直接被植物吸收。有研究发现，水稻幼苗对丙氨酸、组氨酸及谷氨酰胺的吸收效果比硫酸铵好。Schobert等[1]发现，蓖麻幼苗的根能从土壤中吸收脯氨酸进入木质部，其中一部分可转化成丙氨酸和谷氨酸。Schiller等[2]研究表明，在缺乏无机氮源时，植物可以吸收氨基酸为氮源，主要吸收甘氨酸、丝氨酸。Thornton[3]发现，无菌根的黑麦草能吸收N15标记完整的甘氨酸分子，且3 h后超过80%的氨基酸保持完整分子。这证明氨基酸可以分子的形式被植物吸收。莫良玉等[4]研究表明，小麦能吸收甘氨酸、谷氨酸及赖氨酸等氨基酸态氮。吴良欢等[5]研究了氨基酸态氮和铵态氮对水稻营养效益及氮素营养的贡献，发现等氮量的甘氨酸态氮单施或与铵态氮（NH4N）配施，植物干重、吸氮量均大于铵态氮单施处理。刘庆城等[6]发现，芹菜茎叶可以直接吸收氨基酸。在王莹等[7]研究中，氨基酸肥具有促进植物生长发育、增强抗逆性、提高作物产量的作用[7]。更多的研究不断证明，植物可利用根、茎、叶直接吸收氨基酸分子，且有机态的氮对植物的生长发育有很好的促进作用。
氨基酸有机养分确实能促进作物吸收养分，增加作物养分的含量。Zahir等[8]发现，施用色氨酸能明显提高马铃薯对氮的吸收，也能增加块茎中氮、磷、钾的含量，对马铃薯秸秆和块茎产量没有影响，对马铃薯的P和K的吸收没有影响。Arshad[9]研究表明，施用一定浓度的色氨酸肥料能够明显地提高棉花的茎、根的干物质量和生物量，明显提高株高，增加单株的分支数、花数、棉铃数，也能增加棉花组织中氮、磷、钾的浓度。
1.2施用氨基酸有机养分对农作物的影响
1.2.1氨基酸有机养分对农作物的增产作用。
氨基酸水溶肥料在农业中取得很好的效果。李潮海等[10]发现，在棉花初花期，在叶面上喷施氨基酸螯合多元微肥能明显提高棉花的坐桃率和产量，增产14.2%～4.6%。许玉兰等[11]发现，甘氨酸、亮氨酸对水稻苗的增质量分别是23.7%和30.0%，而且甘氨酸与亮氨酸混合配施，水稻苗的增加量达到41.2%。陈振德等[12]研究表明，对盆栽甘蓝施用L-色氨酸，提前土施L-色氨酸，可以明显提高甘蓝的产量、干物质积累，并且明显促进甘蓝植株吸收氮、磷、钾。李浩等[13]发现，猕猴桃上喷施氨基酸水溶性的肥料后，植株较健壮，叶片鲜绿，果实大小较均匀，且产量明显增加，优质果的比例也得到提高。杨晓红等[14]研究发现，喷施氨基酸液态肥后莴苣、小白菜、生菜产量都明显增加，增产20%以上。氨基酸液态肥可以明显增加植株蛋白质和碳水化合物的含量，有效改善作物产品的品质。杨丽雪等[15]研究表明，用高效绿色氨基酸螯合叶面肥处理白菜，能有效促进小白菜的生长发育，增加其产量，其叶片的氮素和叶绿素的含量都有所增加。通过施用氨基酸水溶肥可以增加农作物的产量[16]。 1.2.2氨基酸有机养分对农作物品质的影响。
施用氨基酸有机养分，可以改善农作物品质。倪淑君[17]在西瓜植株上喷施氨基酸复合微肥，发现西瓜植株的生长发育、坐瓜率、西瓜品质和产量都得到较明显的提高，且对一些枯萎病有一定的防御作用。任海洋[18]研究表明，用氨基酸微肥拌种或对大豆喷施，可明显促进大豆早熟，提高大豆产量，增加大豆的抗逆性。在苹果的生长期，喷施或涂干氨基酸液态肥后，其叶色明显得到改善，百叶重和叶绿素含量明显得到提高，果实品质明显改善。氨基酸液水溶叶面肥能促进果树对营养的吸收，增加树体N、P、K、Ca、Zn、Fe、Mn、Cu等营养含量[19-20]。黄玉溢等[21]发现，对水稻施用复合氨基酸螯合物复混肥能增加水稻粗蛋白的含量，增幅达23.1%。刘德辉等[22]用氨基酸螯合微肥分别处理小麦和后作水稻，发现小麦籽粒蛋白质和水稻蛋白质含量明显增加。
1.2.3氨基酸有机养分对农作物抗逆性的影响。
施用氨基酸有机养分可以提高作物的抗逆性。赵景泉等[23]发现，用氨基酸生物液肥拌种，能健壮苗，增强植株的抗药害能力。班宜民等[24]研究发现，氨基酸钾肥处理能够明显改善小麦的碳氮循环，小麦茎秆硬度、弹性也得到明显提高，同时明显提高小麦的抗倒伏能力，增强抗纹枯病性。
2腐殖酸有机养分在农业中研究进展及其作用
腐殖酸是自然界中一种大分子有机物质。它是由自然界中动植物经过复杂的生物作用和化学作用形成的产物。腐殖酸广泛存在于褐煤、风化煤和泥炭中，占总有机质的50%～80%。腐殖酸分子的结构复杂，可与很多有机物、无机物发生作用。将分离得到的腐殖酸[25]与营养物质化合，可制成有机养分肥料。
腐殖酸能促进作物对营养物质的吸收。Adani等[26]分别用腐殖酸CPA和CPB处理西红柿，发现它们明显促进西红柿对氮、磷、铁和铜的吸收。华天懋等[27]在菠菜上施用腐殖酸，发现菠菜对氮、磷、钾的吸收增加，菠菜营养状况得到改善，且对促进氮的吸收效果最明显，磷次之，钾最小，明显提高菠菜的叶绿素和维生素C的含量。于建国等[28]用生化腐殖酸处理苹果轮纹病树，发现生化腐殖酸能明显提高苹果树叶片的氮、磷、钾、钙和锌的含量。
腐殖酸是一种安全、环保的植物营养物质。有研究表明，喷施腐殖酸肥料后小麦产量比对照平均增产733.5 kg/hm2，增产率达15.3%，达到0.05显著水平[29]。腐殖酸能促进蛋白质、糖类和核酸的代谢，而且能提高呼吸酶活性。何萍等[30]研究表明，腐殖酸复肥能促进番茄的生长发育，明显提高产量，改善番茄营养品质。刘华等[31]用不同浓度的有机腐殖酸多元钾肥处理棉花，发现在棉花的蕾期、花铃期喷施有机腐殖酸多元钾肥，可达到保蕾增铃的效果。彭正萍等[32]试验表明，腐殖酸复合肥处理的油菜比化肥处理的显著增产。侯桂兰等[33]研究表明，施用惠满丰腐殖酸活性的马铃薯取得显著增产的效果。越来越多的研究表明，腐殖酸能促使农作物生长发育，提高产量，改善品质。
3核酸肥料在农业中的研究与应用
核酸肥料是有机养分中的一种，能够促进根系的吸收，提高植物的光合速率和作物的新陈代谢效率，且无毒、无害，符合现代生态农业的需要。邵吉安等[34]研究发现核苷酸复配剂处理可明显提高茭白体内的钙、镁、锌、铁、铜含量。金子渔等[35]研究发现，核酸降能解产物能促进水稻对磷、钾的吸收。
以往核苷酸被作为植物生长调节剂来研究，但后来发现核酸既促进农作物的生长，又能提高、改善农作物的品质，既有植物激素的作用，又有给农作物补充营养的作用[36]。
姜小文等[37]研究表明，经过核苷酸有机营养剂处理，柑橘单果重明显提高。在20世纪80年代，核苷酸与矿质元素复配剂取得明显的增产效果，增产率达到10%左右[38]。陈日远等[39]发现，经过核苷酸和组合物叶面处理后，冬瓜植株叶绿素含量和光合速率明显提高，且冬瓜的单果重、干物质含量和品质明显提高。越来越多的研究表明，核苷酸能明显促进植物的光合作用，改善产品的产量、品质。
4存在的问题
4.1传统有机肥（农家肥）的利用率低下，效果缓慢
传统有机肥又称农家肥，如人粪尿、牧畜粪尿和厩肥、绿肥、堆肥和沤肥等，是指含有大量生物物质、动植物残体、排泄物、生物废物等的缓效肥料。有机肥主要成分是有机质，但也含动植物残体释放出的N、P、K等肥料元素。有机肥来源广泛，成本较低，但是效果缓慢。
4.2新型有机营养成本较高，制约应用推广
经研究，发现有机营养（主要包括氨基酸、腐殖酸、核苷酸）在试验中取得不错的效果。但是，在生产中，由于新型肥料成本价格高于传统化肥，直接制约在生产中应用推广。另外，如果新型有机营养肥料也采取传统施肥方式，那么会造成肥料的浪费，直接制约生产应用推广。
4.3对有机营养肥料重视不够
随着工业的迅猛发展，化学肥料在农业生产中起重要的增产作用，而有机肥料的使用需要较高的劳动强度，且效率低，当季增产不明显，对改良土壤的作用人们又不能直接看到，所以相当一部分农民重视化肥的使用，而忽视有机肥料的使用。
5对策
5.1传统有机肥配施生物菌肥
传统有机肥需经发酵作用即微生物分解才能释放出各种养分供植物吸收。传统有机肥来源广泛，成本较低。人们可以采取传统有机肥配微生物菌肥措施。微生物菌肥可以分解有机肥，产生腐殖质、胡敏酸、氨基酸、黄腐酸等，且对种子萌发、根系生长均有刺激作用，促进作物生化代谢，改良土壤。微生物在分解过程中生成分泌酶、腐殖质，调节土壤物质，进行能量转化，促进土壤团粒结构形成，增强土壤保水、保肥能力，提高土壤难溶性磷的有效性，增加产量，改善品质。另外，成本不高，操作简单。
5.2有机—无机肥料的复合，液体—固体肥料的配施 新型有机营养肥料成本较高，制约应用推广。随着农业的发展，有机—无机复混肥是未来的一个重要方向。它综合有机肥和无机肥的特点，消除有机肥和无机肥的弱点，将有机肥和无机肥各自的优点集中于一个载体，大大降低成本[40]。另外，新型有机营养也可采取液态形式，有机营养成分溶在水中，更易被吸收。为了降低成本，提高利用率，人们可采取叶面喷施新型有机养分水溶肥，土壤配施传统固态有机肥，再复合微生物菌肥的方法。
5.3加强教育学习
要充分利用广播、电视、举办培训班、印发技术手册等多种形式广泛、深入宣传其重要性，改变农民“重产出轻投入”、“重化肥轻有机肥”、“黑的不如白的好”的陈旧观念，走有机—无机相结合的可持续发展道路。
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