俗話說:“莊稼一枝花,全靠肥當家。”如今,在我國很多地方,莊稼“這枝花”真的幾乎全靠化肥“當家(jia)”。但是,在(zai)保(bao)證(zheng)糧食(shi)安全的同時,不合理施用化學肥料也(ye)給環境(jing)造成了一定壓(ya)力。
筆者以為,化肥對提高農(nong)業產量功(gong)不可沒,至少在(zai)未來(lai)相當長遠的一段時間,人類(lei)要吃飽肚(du)子(zi),不可能擺脫對它的依賴。問題(ti)的關鍵(jian)在(zai)于如何科學(xue)認識、合理利用,尤其是(shi)提升(sheng)化肥的使用效(xiao)率。不論從農(nong)業、經(jing)濟還是(shi)環(huan)保的角度,這都(dou)是(shi)一個值得(de)思考的問題(ti)。
化肥的負面作用被嚴重夸大
由于不合理(li)的宣傳,人(ren)們對化(hua)肥的認識陷入很大的誤區(qu),甚(shen)至影響到國家的決(jue)策。例(li)如,有報告這樣表述:“連續大量施用化(hua)肥不僅(jin)浪費資源、增加農業生(sheng)產成本(ben),也帶來水體(ti)富(fu)營養化(hua)、溫室氣(qi)體(ti)排放、土壤酸化(hua)和(he)病蟲(chong)害加重(zhong)等一系列(lie)環境問題(ti)。”
于是,“連續大量(liang)施(shi)(shi)肥”成了現代農(nong)業的代名詞(ci)。那(nei)么,我(wo)國農(nong)業施(shi)(shi)肥是否合理呢?業界一般(ban)認為(wei),合理的施(shi)(shi)肥水平為(wei)225公斤/公頃(qing)。根(gen)據2014年(nian)的統計數字,我(wo)國農(nong)作物播種面(mian)積為(wei)24.82億畝(mu)(mu),茶園面(mian)積為(wei)0.40億畝(mu)(mu),果園面(mian)積為(wei)1.97億畝(mu)(mu)；同年(nian),我(wo)國化(hua)肥施(shi)(shi)用量(liang)為(wei)5995.9萬(wan)噸(dun),其中(zhong)氮肥約3239萬(wan)噸(dun),合每公頃(qing)氮肥不足180公斤,何來嚴重過(guo)量(liang)之說?
再說說土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)酸(suan)化(hua)。我國(guo)(guo)確實存在(zai)土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)酸(suan)化(hua)問題,但主要是施(shi)用化(hua)肥造成的(de)(de)嗎?新(xin)中國(guo)(guo)成立前(qian),我國(guo)(guo)幾乎沒有施(shi)用化(hua)肥,南方農民不也(ye)常(chang)在(zai)田里施(shi)用石灰改(gai)良(liang)土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)嗎?根(gen)據“植(zhi)物(wu)酸(suan)生長(chang)(chang)理論(lun)”研(yan)究,植(zhi)物(wu)在(zai)生長(chang)(chang)過程中,根(gen)系會(hui)分泌H 離子酸(suan)化(hua)土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang),而(er)且植(zhi)物(wu)生長(chang)(chang)量越大,酸(suan)化(hua)土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)的(de)(de)效果就越大。如果與施(shi)肥有關的(de)(de)話,那也(ye)是因為施(shi)肥使植(zhi)物(wu)生長(chang)(chang)旺盛,分泌的(de)(de)酸(suan)越多(duo),土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)酸(suan)化(hua)的(de)(de)速率就越快。對此,在(zai)種植(zhi)過程中施(shi)用石灰或其他堿(jian)性物(wu)質改(gai)良(liang)土(tu)壤(rang)(rang)(rang)(rang)即(ji)可。
很多公眾認為施用化肥的農產品是不安全的農產品。在此需要指出:化肥不是農藥,它(ta)是(shi)(shi)為(wei)植(zhi)物生(sheng)長發育提(ti)供(gong)必需營(ying)(ying)養(yang)(yang)元(yuan)素(su)(su)的(de)物料(liao),植(zhi)物中的(de)營(ying)(ying)養(yang)(yang)成(cheng)(cheng)分如(ru)(ru)蛋白質(zhi)、氨基酸、維(wei)生(sheng)素(su)(su)等(deng)都是(shi)(shi)通過吸收肥(fei)(fei)料(liao)中的(de)氮(dan)、磷、鉀等(deng)營(ying)(ying)養(yang)(yang)元(yuan)素(su)(su)后轉(zhuan)化(hua)合成(cheng)(cheng)的(de)。很(hen)多(duo)試驗表明:增施氮(dan)肥(fei)(fei)可(ke)以(yi)提(ti)高作物中的(de)蛋白質(zhi)含量(liang),營(ying)(ying)養(yang)(yang)元(yuan)素(su)(su)合理配(pei)合施用可(ke)提(ti)高玉米中的(de)賴氨酸含量(liang)等(deng)。當植(zhi)物營(ying)(ying)養(yang)(yang)不(bu)足時,不(bu)僅會大幅度降低產量(liang),也會嚴重(zhong)影響品質(zhi)。目前很(hen)多(duo)諸如(ru)(ru)“瓜不(bu)甜、果不(bu)香”的(de)原因是(shi)(shi)沒有合理施用化(hua)肥(fei)(fei),而不(bu)是(shi)(shi)化(hua)肥(fei)(fei)造成(cheng)(cheng)了(le)品質(zhi)下降。
有機農業不是大眾農業
在我國(guo),人們往(wang)往(wang)把有(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)農業(ye)與(yu)有(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)肥(fei)(fei)料(liao)密切結合(he),并錯誤(wu)地認(ren)為施用有(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)肥(fei)(fei)(不施用化肥(fei)(fei))的農業(ye)就是有(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)農業(ye)。那么,有(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)農業(ye)是農業(ye)發(fa)展的方向和潮流嗎(ma)?有(you)(you)(you)(you)(you)機(ji)肥(fei)(fei)料(liao)能(neng)發(fa)展成主流肥(fei)(fei)料(liao)嗎(ma)?
這(zhe)里贅述一(yi)段科(ke)學(xue)(xue)史話。17世紀初,德國(guo)科(ke)學(xue)(xue)家泰伊(yi)爾(er)(Albrecht Daniel Thaer)在《合理的農業原理》一(yi)書(shu)中提出:土壤(rang)肥力取決(jue)于(yu)土壤(rang)腐殖質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的含量(liang),原因是基于(yu)它是植(zhi)物(wu)(wu)(wu)養(yang)分的唯一(yi)來源(yuan)。這(zhe)一(yi)學(xue)(xue)說曾一(yi)度(du)被當時學(xue)(xue)術界廣為(wei)接受(shou),并被后人稱為(wei)“腐殖質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)營養(yang)學(xue)(xue)說”,但它并沒有給土壤(rang)培肥或提高作(zuo)物(wu)(wu)(wu)產量(liang)帶(dai)來質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)的飛躍。1837年,德國(guo)化學(xue)(xue)家李比希(Justus von Liebig)在英(ying)國(guo)利物(wu)(wu)(wu)浦召開的一(yi)次英(ying)國(guo)科(ke)學(xue)(xue)促進(jin)會上作(zuo)了(le)關(guan)于(yu)“當前(qian)有機肥學(xue)(xue)理論現狀”的報告,認(ren)為(wei)在地球上腐殖質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)出現于(yu)植(zhi)物(wu)(wu)(wu)之(zhi)后,而(er)不是植(zhi)物(wu)(wu)(wu)之(zhi)前(qian),因此植(zhi)物(wu)(wu)(wu)的原始養(yang)分只能是礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)——這(zhe)就是后來被稱為(wei)“現代農業三大理論基礎”之(zhi)一(yi)的“植(zhi)物(wu)(wu)(wu)礦(kuang)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)營養(yang)學(xue)(xue)說”。
以英國為例,有(you)機(ji)小麥單產(chan)為4噸/公頃(qing),而非有(you)機(ji)小麥是8噸/公頃(qing)。如(ru)果歐洲要用有(you)機(ji)農(nong)(nong)(nong)(nong)業(ye)養活自己,則需要增加2800萬公頃(qing)的農(nong)(nong)(nong)(nong)田(tian)——這(zhe)相當于法(fa)國、德國、丹麥和英國森(sen)林面積(ji)的總和。可(ke)是將森(sen)林改為農(nong)(nong)(nong)(nong)田(tian),生態環境還能(neng)保持嗎?美(mei)(mei)國2002年開始有(you)機(ji)認(ren)證,有(you)機(ji)農(nong)(nong)(nong)(nong)業(ye)的年增長率從最初的15%下降(jiang)到2010年的7%——盡管(guan)如(ru)此(ci),目前有(you)機(ji)農(nong)(nong)(nong)(nong)業(ye)產(chan)品僅占美(mei)(mei)國食品市場(chang)的4%。試想,美(mei)(mei)國人(ren)均耕地面積(ji)66.46公頃(qing)尚不(bu)能(neng)大面積(ji)發(fa)展有(you)機(ji)農(nong)(nong)(nong)(nong)業(ye),我國人(ren)均耕地只有(you)0.098公頃(qing),有(you)機(ji)農(nong)(nong)(nong)(nong)業(ye)能(neng)是今后的發(fa)展方向嗎?
筆者認為(wei)(wei),現代(dai)農(nong)業(ye)(ye)離不開化學(xue)(xue)肥料(liao),有機(ji)(ji)(ji)肥料(liao)的(de)(de)(de)(de)時(shi)代(dai)已(yi)經遠去；目前使用有機(ji)(ji)(ji)肥料(liao)的(de)(de)(de)(de)很大(da)原因是(shi)因為(wei)(wei)有機(ji)(ji)(ji)廢棄(qi)(qi)物(wu)在嚴重污染著環境,而這些廢棄(qi)(qi)物(wu)的(de)(de)(de)(de)最(zui)佳處理方法就是(shi)作為(wei)(wei)有機(ji)(ji)(ji)肥料(liao)施用于土壤,靠土壤中的(de)(de)(de)(de)微生物(wu)將其分解(jie)(jie)。其實(shi),化學(xue)(xue)肥料(liao)帶(dai)來的(de)(de)(de)(de)各種負面效應,完(wan)全可(ke)以通過更(geng)科(ke)學(xue)(xue)、合理的(de)(de)(de)(de)方法來解(jie)(jie)決。為(wei)(wei)了回避(bi)化學(xue)(xue)肥料(liao)所造成的(de)(de)(de)(de)問題而回到原始的(de)(de)(de)(de)農(nong)業(ye)(ye)狀(zhuang)態,不可(ke)能養活全世界的(de)(de)(de)(de)人口。有機(ji)(ji)(ji)農(nong)業(ye)(ye)不可(ke)能成為(wei)(wei)大(da)眾農(nong)業(ye)(ye),它(ta)是(shi)為(wei)(wei)滿足少數人的(de)(de)(de)(de)需求發展起(qi)來的(de)(de)(de)(de),同(tong)時(shi)也(ye)是(shi)不可(ke)持續的(de)(de)(de)(de)農(nong)業(ye)(ye)發展方式(shi),在整個農(nong)業(ye)(ye)中只會占很小的(de)(de)(de)(de)比(bi)重。
科學解決化肥的負面作用
化肥(fei)在(zai)保證糧食(shi)安全的(de)同時,也(ye)給環境造成了(le)一定壓力。農業部2015年提出“化肥(fei)農藥零增長行(xing)動”,就是要解決化學(xue)肥(fei)料(liao)的(de)高效利(li)用問題(ti),包括如何讓施入土壤中(zhong)(zhong)的(de)肥(fei)料(liao)被植物多吸收利(li)用,少流(liu)失到環境中(zhong)(zhong)。
農業施肥零增長就是(shi)要減(jian)量不減(jian)產,這必須通過科學技(ji)術(shu)來提供支撐(cheng)——在(zai)施肥技(ji)術(shu)或肥料生產技(ji)術(shu)沒有突破的情況下,減(jian)量就意味(wei)著減(jian)產。
怎(zen)么(me)才能(neng)減少施(shi)(shi)肥(fei)(fei)呢?答(da)案是(shi)提(ti)高肥(fei)(fei)料(liao)(liao)效用(yong)(yong),即(ji)(ji)使少用(yong)(yong)肥(fei)(fei)料(liao)(liao)也能(neng)保持產量(liang)不(bu)變。這(zhe)就(jiu)需(xu)要合理施(shi)(shi)肥(fei)(fei),把握四個“正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)確(que)”,即(ji)(ji)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)確(que)的(de)(de)(de)(de)肥(fei)(fei)料(liao)(liao)、正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)確(que)的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang)、正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)確(que)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)、正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)確(que)的(de)(de)(de)(de)位置(zhi)。其中(zhong),正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)確(que)的(de)(de)(de)(de)肥(fei)(fei)料(liao)(liao)需(xu)要創新肥(fei)(fei)料(liao)(liao)技(ji)術,生產出適(shi)合我(wo)國農(nong)(nong)業現代化水平的(de)(de)(de)(de)肥(fei)(fei)料(liao)(liao),多利用(yong)(yong)、少損失且施(shi)(shi)肥(fei)(fei)簡便。至于正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)確(que)的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)量(liang),我(wo)國在(zai)之前十年的(de)(de)(de)(de)測土配方施(shi)(shi)肥(fei)(fei)中(zhong)一直在(zai)研究農(nong)(nong)作(zuo)物(wu)生長最(zui)合適(shi)的(de)(de)(de)(de)施(shi)(shi)肥(fei)(fei)量(liang),如果(guo)(guo)肥(fei)(fei)料(liao)(liao)施(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)數(shu)量(liang)超過了作(zuo)物(wu)的(de)(de)(de)(de)需(xu)求,就(jiu)會造成浪費,減量(liang)正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)是(shi)要把不(bu)合理的(de)(de)(de)(de)過量(liang)部(bu)分(fen)減下(xia)來。作(zuo)物(wu)生長在(zai)不(bu)同的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)段內(nei)對(dui)養分(fen)的(de)(de)(de)(de)需(xu)求也不(bu)一樣(yang),如果(guo)(guo)時(shi)(shi)間(jian)(jian)不(bu)對(dui),施(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)肥(fei)(fei)料(liao)(liao)不(bu)能(neng)被作(zuo)物(wu)吸(xi)收(shou)而(er)存(cun)留在(zai)土壤中(zhong),不(bu)但(dan)浪費還會污染,因此正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)確(que)的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間(jian)(jian)是(shi)指在(zai)作(zuo)物(wu)最(zui)需(xu)要的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)候(hou)施(shi)(shi)肥(fei)(fei),以達到最(zui)好的(de)(de)(de)(de)效果(guo)(guo)。正(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)(zheng)確(que)的(de)(de)(de)(de)位置(zhi)比較(jiao)好理解,比如將化肥(fei)(fei)放在(zai)離農(nong)(nong)作(zuo)物(wu)的(de)(de)(de)(de)根(gen)部(bu)近一點,吸(xi)收(shou)效果(guo)(guo)就(jiu)會更好。
近(jin)年來,我國成功引(yin)進了很多新的(de)施(shi)(shi)肥技(ji)術,也研(yan)制了一批環境友(you)好型的(de)新型肥料品(pin)種,這些(xie)技(ji)術、產品(pin)的(de)合理使用(yong)(yong)(yong)能(neng)(neng)大(da)大(da)節約化肥的(de)用(yong)(yong)(yong)量。只是,有些(xie)技(ji)術雖然很成熟,農民(min)卻不愿意用(yong)(yong)(yong),原因是操作麻煩且成本高,這就需要國家發布一些(xie)政策加以(yi)引(yin)導,采取鼓勵措(cuo)施(shi)(shi)。可(ke)見,采用(yong)(yong)(yong)高效施(shi)(shi)肥技(ji)術,在保證糧食安(an)全的(de)前提(ti)下(xia),把化肥對生態環境的(de)影響降低到最低程(cheng)度,需要科技(ji)和政策的(de)雙重支撐才能(neng)(neng)逐步實現。
(作者:白由路,為中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所研究員、中國植物營養與肥料學會理事長)
