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”。但是,在保證糧食安全的同時,不合理施用化學肥料也給環(huán)境造成了一定壓力。

筆者以為,化肥對提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量功不可沒,至少在未來相當長遠的一段時間,人類要吃飽肚子,不可能擺脫對它的依賴。問題的關鍵在于如何科學認識、合理利用,尤其是提升化肥的使用效率。不論從農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟還是環(huán)保的角度,這都是一個值得思考的問題。

化肥的負面作用被嚴重夸大

由于不合理的宣傳,人們對化肥的認識陷入很大的誤區(qū),甚至影響到國家的決策。例如,有報告這樣表述:“連續(xù)大量施用化肥不僅浪費資源、增加農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,也帶來水體富營養(yǎng)化、溫室氣體排放、土壤酸化和病蟲害加重等一系列環(huán)境問題?！?/p>

于是,“連續(xù)大量施肥”成了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的代名詞。那么,我國農(nóng)業(yè)施肥是否合理呢?業(yè)界一般認為,合理的施肥水平為225公斤/公頃。根據(jù)2014年的統(tǒng)計數(shù)字,我國農(nóng)作物播種面積為24.82億畝,茶園面積為0.40億畝,果園面積為1.97億畝;同年,我國化肥施用量為5995.9萬噸,其中氮肥約3239萬噸,合每公頃氮肥不足180公斤,何來嚴重過量之說?

再說說土壤酸化。我國確實存在土壤酸化問題,但主要是施用化肥造成的嗎?新中國成立前,我國幾乎沒有施用化肥,南方農(nóng)民不也常在田里施用石灰改良土壤嗎?根據(jù)“植物酸生長理論”研究,植物在生長過程中,根系會分泌H+離子酸化土壤,而且植物生長量越大,酸化土壤的效果就越大。如果與施肥有關的話,那也是因為施肥使植物生長旺盛,分泌的酸越多,土壤酸化的速率就越快。對此,在種植過程中施用石灰或其他堿性物質(zhì)改良土壤即可。

很多公眾認為施用化肥的農(nóng)產(chǎn)品是不安全的農(nóng)產(chǎn)品。在此需要指出:化肥不是農(nóng)藥,它是為植物生長發(fā)育提供必需營養(yǎng)元素的物料,植物中的營養(yǎng)成分如蛋白質(zhì)、氨基酸、維生素等都是通過吸收肥料中的氮、磷、鉀等營養(yǎng)元素后轉化合成的。很多試驗表明:增施氮肥可以提高作物中的蛋白質(zhì)含量,營養(yǎng)元素合理配合施用可提高玉米中的賴氨酸含量等。

當植物營養(yǎng)不足時,不僅會大幅度降低產(chǎn)量,也會嚴重影響品質(zhì)。目前很多諸如“瓜不甜、果不香”的原因是沒有合理施用化肥,而不是化肥造成了品質(zhì)下降。

有機農(nóng)業(yè)不是大眾農(nóng)業(yè)

在我國,人們往往把有機農(nóng)業(yè)與有機肥料密切結合,并錯誤地認為施用有機肥(不施用化肥)的農(nóng)業(yè)就是有機農(nóng)業(yè)。那么,有機農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向和潮流嗎?有機肥料能發(fā)展成主流肥料嗎?

這里贅述一段科學史話。17世紀初,德國科學家泰伊爾(Albrecht Daniel Thaer)在《合理的農(nóng)業(yè)原理》一書中提出:土壤肥力取決于土壤腐殖質(zhì)的含量,原因是基于它是植物養(yǎng)分的唯一來源。這一學說曾一度被當時學術界廣為接受,并被后人稱為“腐殖質(zhì)營養(yǎng)學說”,但它并沒有給土壤培肥或提高作物產(chǎn)量帶來質(zhì)的飛躍。

1837年,德國化學家李比希(Justus von Liebig)在英國利物浦召開的一次英國科學促進會上作了關于“當前有機肥學理論現(xiàn)狀”的報告,認為在地球上腐殖質(zhì)出現(xiàn)于植物之后,而不是植物之前,因此植物的原始養(yǎng)分只能是礦物質(zhì)——這就是后來被稱為“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)三大理論基礎”之一的“植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學說”。

以英國為例,有機小麥單產(chǎn)為4噸/公頃,而非有機小麥是8噸/公頃。如果歐洲要用有機農(nóng)業(yè)養(yǎng)活自己,則需要增加2800萬公頃的農(nóng)田——這相當于法國、德國、丹麥和英國森林面積的總和?？墒菍⑸指臑檗r(nóng)田,生態(tài)環(huán)境還能保持嗎?

美國2002年開始有機認證,有機農(nóng)業(yè)的年增長率從最初的15%下降到2010年的7%——盡管如此,目前有機農(nóng)業(yè)產(chǎn)品僅占美國食品市場的4%。試想,美國人均耕地面積66.46公頃尚不能大面積發(fā)展有機農(nóng)業(yè),我國人均耕地只有0.098公頃,有機農(nóng)業(yè)能是今后的發(fā)展方向嗎?

筆者認為,現(xiàn)代農(nóng)業(yè)離不開化學肥料,有機肥料的時代已經(jīng)遠去;目前使用有機肥料的很大原因是因為有機廢棄物在嚴重污染著環(huán)境,而這些廢棄物的最佳處理方法就是作為有機肥料施用于土壤,靠土壤中的微生物將其分解。

其實,化學肥料帶來的各種負面效應,完全可以通過更科學、合理的方法來解決。為了回避化學肥料所造成的問題而回到原始的農(nóng)業(yè)狀態(tài),不可能養(yǎng)活全世界的人口。有機農(nóng)業(yè)不可能成為大眾農(nóng)業(yè),它是為滿足少數(shù)人的需求發(fā)展起來的,同時也是不可持續(xù)的農(nóng)業(yè)發(fā)展方式,在整個農(nóng)業(yè)中只會占很小的比重。

科學解決化肥的負面作用

化肥在保證糧食安全的同時,也給環(huán)境造成了一定壓力。農(nóng)業(yè)部2015年提出“化肥農(nóng)藥零增長行動”,就是要解決化學肥料的高效利用問題,包括如何讓施入土壤中的肥料被植物多吸收利用,少流失到環(huán)境中。農(nóng)業(yè)施肥零增長就是要減量不減產(chǎn),這必須通過科學技術來提供支撐——在施肥技術或肥料生產(chǎn)技術沒有突破的情況下,減量就意味著減產(chǎn)。 

怎么才能減少施肥呢?答案是提高肥料效用,即使少用肥料也能保持產(chǎn)量不變。

這就需要合理施肥,把握四個“正確”,即正確的肥料、正確的用量、正確的時間、正確的位置。

其中,正確的肥料需要創(chuàng)新肥料技術,生產(chǎn)出適合我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平的肥料,多利用、少損失且施肥簡便。

至于正確的用量,我國在之前十年的測土配方施肥中一直在研究農(nóng)作物生長最合適的施肥量,如果肥料施用的數(shù)量超過了作物的需求,就會造成浪費,減量正是要把不合理的過量部分減下來。

作物生長在不同的時間段內(nèi)對養(yǎng)分的需求也不一樣,如果時間不對,施用的肥料不能被作物吸收而存留在土壤中,不但浪費還會污染,因此正確的時間是指在作物最需要的時候施肥,以達到最好的效果。

正確的位置比較好理解,比如將化肥放在離農(nóng)作物的根部近一點,吸收效果就會更好。

近年來,我國成功引進了很多新的施肥技術,也研制了一批環(huán)境友好型的新型肥料品種,這些技術、產(chǎn)品的合理使用能大大節(jié)約化肥的用量。只是,有些技術雖然很成熟,農(nóng)民卻不愿意用,原因是操作麻煩且成本高,這就需要國家發(fā)布一些政策加以引導,采取鼓勵措施。

可見,采用高效施肥技術,在保證糧食安全的前提下,把化肥對生態(tài)環(huán)境的影響降低到最低程度,需要科技和政策的雙重支撐才能逐步實現(xiàn)。

作者:白由路  中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所研究員、中國植物營養(yǎng)與肥料學會理事長