发展生态农业,不应将化肥妖魔化

作者:于广武 2022-08-03 12:09

目前社会上流传的“果不香、瓜不甜、菜不鲜、易腐烂”甚至“鎘大米、毒豆角”等问题是土壤、水质及空气污染,生态环境恶化所致,并非单纯化肥造成的,不应把化肥妖魔化,一切问题都推到化肥身上,全盘否定化肥。

于广武/文

“肥料是植物的粮食”,中国农民有施用有机肥的优良传统,数千年来得以保持地力不衰。生物存活需要适宜的生态环境和营养,植物必需16种营养元素,动物必需26种营养元素。但是,仅仅依靠农业内部的物质循环,难以迅速地、大幅度地提高作物产量,以满足日益增加的人口对农产品的需要。

肥料是作物的食粮,食物是动物的能量来源、生长发育的物质基础。何谓肥料,凡是施入土壤或喷洒于作物叶片上,能直接或间接供给作物养分,而获得高产优质的农产品;或能改善土壤理化、生物性状、逐步提高土壤肥力,而不产生对环境有害的物质均为肥料。

其中,化肥的作用功不可没,农作物一半以上产量来自化肥。新型肥料是在有机农业,生态农业,可持续发展农业,精准农业的大气候下孕育,生长,发展起来的一种新型肥料产业,大力发展、推广新型肥料,研发生物、有机、无机生态肥料,修复、改良生态环境利国利民,势在必行。

现在有些人谈到化肥就害怕,认为化肥是环境污染的“元凶”,把化肥妖魔化,认为“减肥增效”就是全盘否定化肥。然而解决这些问题的措施是合理施用化学肥料,而不是拒绝使用化学肥料。现代农业离不开化学肥料,生态健康也离不开化学肥料。我们应大力提倡化肥、有机肥和微生物肥料配合施用。

一、对化肥、有机肥和生物肥的再认识

化肥是农业生产里面非常重要的生产资料。自化学肥料出现以来,极大地保证了世界的粮食安全。过去大量的研究跟生产实践都证明,全球有一半的粮食来自于化肥的使用。中国的粮食增产,50%以上是来自化肥使用的结果,所以没有化肥,我们就不可能养活这么多人口。

自从1840年德国学者李比希(J.Vliebig.1803-1873)创立“植物矿物质营养学说”以来,现代农业开始施用化学肥料后,从1952~1994年的42年中,水稻、小麦单产的年均增长速度分别上升了2.1%和3.7%。较以往2100多年期间增长了15倍和100多倍。化学肥料对农业的贡献有目共睹,对现代农业发展的推动是勿庸质疑的。

在现代农业生产中,肥料投资最大,我国农民仅仅化肥支出一项就占全部农田投入的一半以上,因而肥料投入产出比极大影响着农业效益的高低。70年前,德国科学家在回答美国科学家关于欧洲粮食增产原因的答案是:如果把粮食看作100,则化肥的贡献占50%,品种占30%,其它管理措施占20%。我国近年资料也充分证实了化肥对作物增产的巨大贡献,化肥贡献率在50%以上。

新中国成立前,我国一直采用传统农业生产方式,即利用作物秸秆、人畜粪尿、绿肥等方式培肥地力,粮食产量长期处于较低水平。秦汉至清朝2000余年间,我国每亩小麦和水稻的产量仅从106斤和80斤增长到195斤和291斤。而新中国成立后至今的70余年间,我国小麦平均单产达到700~800斤,高产地区达到1500斤。其中,化肥的施用发挥了关键作用。科学家研究证明,不施化肥和施用化肥的作物单产相差55%~65%。

国内外大量研究表明,最好的施肥方式是化肥、有机肥与生物肥配合施用。传统农业中耕地养分含量主要由成土壤矿物决定,绝大部分土壤出现了不同程度的养分缺乏。例如,我国土壤有效磷含量相对较低,据上世纪80年代开展的第二次土壤普查数据,平均含量仅7.4mg/kg(如玉米最适宜的含量不应低于8mg/kg)。通过施用磷肥,近40年来我国土壤由于长期施用含有高磷(P2O546%、N18%、总养分含量64%)的磷酸二铵,致使土壤中有效磷含量上升到23mg/kg,土壤中磷严重过剩造成酸化、营养失衡和板结。

目前社会上流传的“果不香、瓜不甜、菜不鲜、易腐烂”甚至“鎘大米、毒豆角”等问题是土壤、水质及空气污染,生态环境恶化所致,并非单纯化肥造成的,不应把化肥妖魔化,一切问题都推到化肥身上,全盘否定化肥。当然,多年来由于过分强调施用磷酸二铵、尿素等高浓度化肥,也对土壤和农产品品质带来了一定的影响。尤其是改革开放以来,单纯强调高产,忽视产品品质,经济发达的东南诸省市平均单位施肥量超过上限,加之营养元素间配比不合理,也造成了一定后果。

我国是有机肥料生产和使用大国,一般认为,有机肥料是安全的。一些西方发达国家在有机农业实践中,提倡使用有机肥料而拒绝化学肥料。国内绿色食品的肥料标准中,也规定只准施用有机肥料和微生物肥料。

所谓有机肥料是指农家就地取材、自行积存制作的多种肥料,也称“农家肥料”。有机肥料以富含有机质的动物、植物为原料而积制,除含植物所必需的氮、磷、钾外,还含有其他营养成分,故又称完全肥料。常用的有人的粪尿、厩肥、家禽粪、家畜的蹄角、鱼杂、骨粉等动物性肥料;油粕、绿肥、豆饼、酱渣、米糠、堆肥、塘泥、凼肥等植物性肥料和腐殖酸、泥炭、硅钾肥等矿质肥料。但均须经腐熟、活化后才能施用,否则对作物和环境是有害的。

其实,有机肥料和化学肥料一样,施用不当和过量施用,同样会带来硝酸盐淋失、温室气体排放等生态风险。近些年,我国规模化养殖业迅速发展,畜禽粪便中重金属、抗生素等含量增加,有机肥料的安全性也存在隐患。

二、我国肥料产业现状

经过多年农业生产实践经验总结,根据作物栽培学、土壤肥料学、植物营养学、环境保护学、农业气候学、生物化学、食品卫生学等理论依据,目前我国在肥料生产、销售、施用中还存在诸多问题和误区,如肥料利用率低;重化肥,轻农肥、中微量元素肥料、有益元素肥和生物肥的施用;肥料品种单一,新肥种研发进展缓慢;施肥的盲目、随机性等问题普遍存在。这些问题的存在严重影响肥料增产效果的发挥,最大限度地阻碍了产量和品质的提高及经济效益的增长。

其中,首要的问题是我国化肥存在高投入低产出、利用率低、肥效差的问题。近年来,我国肥料生产和投入随着用量的增加亦表现出较大幅度的增加,其中化肥生产和进口量增加较快,年均增长率12%以上,主要是氮肥、钾肥和磷肥。氮肥生产能力是远远超出我们的需求,钾肥还需进口。同时,一些地区的化肥施用量长期超标,尤其是东南沿海经济发达地区。

联合国粮农组织对全世界化肥肥效试验统计与我国的结果一致。要提高肥料的利用率和肥效,在我国目前情况下,必须十分重视用好化肥。一方面要抓“开源”,即增加生产和适量进口,增加化肥有效供应;一方面要抓“节流”,即合理施用,减少损失,提高利用率,两者不可偏废。肥料生产、施用及新型肥料研发中均应以能否提高肥料利用率为其衡量标准。

其次,我国在农业生产重也存在重用地、轻养地,重化肥、轻农肥,并长期忽视中微量元素肥料、有益元素和微生物肥料的问题。农肥、化肥与微生物肥料同等重要不可代替,有机肥料、无机肥料和生物肥料配合施用,对作物稳产、高产、培肥地力、增强农业后劲,改善农田生态环境,缓解化肥比例失调,生产无公害无污染合格的A级、AA级绿色食品具有重要意义。化肥、农肥、生物肥料并举,合理配合施用,决不能将三者对立起来或偏废,否则将事与愿违,达不到预期效果。为了更好地保持和提高土壤肥力,发扬我国重视有机肥的传统,使农业可持续发展和环境保护达到完美的结合,应重视提倡研究开发有机、无机、生物相结合的新型肥料。

除此之外,我国还存在肥料品种结构不合理,新型肥料研究进展缓慢,土壤养分失衡的问题。而盲目、随机性也是当前肥料生产、施用中的突出问题。只有采用合理、科学、平衡施肥方法才能得以逐渐解决,才能使作物产量提高并改善产品质量,使农业持续发展,生态平衡、开创农业生产新局面。

平衡施肥是指在农业生产中,综合运用现代科学技术新成果,根据作物需肥规律和需肥特点,土壤供肥性能与肥料效应,制定出系列农艺措施,从而获得高产、高效,并维持土壤肥力、保护生态环境。

国内外大量研究表明,最好的施肥方式是化肥和有机肥配合施用,化肥、有机肥与生物肥配合施用。生物肥属于间接肥料,其本身不含NPK等营养元素,是由一些活的微生物组成,其发挥作用只有在土壤中存在相关营养元素作为基质时方能起一定作用。况且微生物肥施入土壤后与土壤中大量土著微生物竞争剧烈,限制了活动时间和活动能力。因此,生物肥料为高产作物活化的土壤养分量是极其有限的,不能代替农肥和化肥的施用,必须在充分施用有机无机肥的基础上才能发挥作用。一些生物肥料生产企业及经销者过度夸大其辞宣传生物肥料的作用效果,认为生物肥可代替化肥的作法都是不科学的,应予以取缔。

三、我国肥料产业发展建议

综上所述,化肥、农肥、生物肥料并举,合理配合施用,决不能将三者对立起来或偏废,更不要将化肥妖魔化,否则将事与愿违,达不到预期效果。我国在减少化肥施用量的同时,还要提高其利用率,同时应大力研究、发展、推广新型肥料。

新型肥料是在有机农业,生态农业,可持续发展农业,精准农业的大气候下孕育,生长,发展起来的一种新型肥料产业,其在营养功能的基础上进一步拓宽,具有肥料养分释放速度的调控功能,保水功能,防病虫、抗寒、抗旱、抗重茬等抗逆功能,这些不同的新型肥料有一个共同的特征——高效提质,即利用率高、节能节资,绿色低碳,符合农业可持续发展的需求。

新型肥料研发主要包含以下方面:缓控释长效肥;生物肥;生物有机肥;碳基有机肥;生物有机无机复混肥;氨基酸、腐植酸肥、海藻肥;中微量元素肥;有益元素肥料;水溶性肥料;土壤调理剂;BB肥;植物生长刺激素等肥种。其主要功能作用是:能够直接或间接地为作物提供必需的营养成分;调节土壤酸碱度;改良、修复土壤,改善土壤理化性质和生物学性状;调节或改善作物的生长机制;提高作物的抗病虫、抗旱涝、抗早衰等抗逆性;改善肥料品质和性质,提高肥料的利用率;改善和提高产品品质和产量;其产品完全符合有机、生态、绿色农业的质量标准要求。

新型肥料的兴起和发展是与绿色有机低碳生态农业及农业发展的趋势密切相关的,通过技术创新、材料创新等途径加强新型肥料的研发与推广,是提高土壤生产力、提高肥料利用率、提高农产品产量与品质、减少环境污染、保障粮食安全的有效途径。

(作者为中国科学院东北地理与农业生态研究所研究员)

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