俗话说:“庄稼一枝花,全靠肥当家。”如今,在我国很多地方,庄稼“这枝花”真的几乎全靠化肥“当家”。但是,在保证粮食安全的同时,不合理施用化学肥料也给环境造成了一定压力。
笔者以为,化肥对提高农业产量功不可没,至少在未来相当长远的一段时间,人类要吃饱肚子,不可能摆脱对它的依赖。问题的关键在于如何科学认识、合理利用,尤其是提升化肥的使用效率。不论从农业、经济还是环保的角度,这都是一个值得思考的问题。
化肥的负面作用被严重夸大
由于不合理的宣传,人们对化肥的认识陷入很大的误区,甚至影响到国家的决策。例如,有报告这样表述:“连续大量施用化肥不仅浪费资源、增加农业生产成本,也带来水体富营养化、温室气体排放、土壤酸化和病虫害加重等一系列环境问题。”
于是,“连续大量施肥”成了现代农业的代名词。那么,我国农业施肥是否合理呢?业界一般认为,合理的施肥水平为225公斤/公顷。根据2014年的统计数字,我国农作物播种面积为24.82亿亩,茶园面积为0.40亿亩,果园面积为1.97亿亩；同年,我国化肥施用量为5995.9万吨,其中氮肥约3239万吨,合每公顷氮肥不足180公斤,何来严重过量之说?
再说说土壤酸化。我国确实存在土壤酸化问题,但主要是施用化肥造成的吗?新中国成立前,我国几乎没有施用化肥,南方农民不也常在田里施用石灰改良土壤吗?根据“植物酸生长理论”研究,植物在生长过程中,根系会分泌H 离子酸化土壤,而且植物生长量越大,酸化土壤的效果就越大。如果与施肥有关的话,那也是因为施肥使植物生长旺盛,分泌的酸越多,土壤酸化的速率就越快。对此,在种植过程中施用石灰或其他碱性物质改良土壤即可。
很多公众认为施用化肥的农产品是不安全的农产品。在此需要指出:化肥不是农药,它是为植物生长发育提供必需营养元素的物料,植物中的营养成分如蛋白质、氨基酸、维生素等都是通过吸收肥料中的氮、磷、钾等营养元素后转化合成的。很多试验表明:增施氮肥可以提高作物中的蛋白质含量,营养元素合理配合施用可提高玉米中的赖氨酸含量等。当植物营养不足时,不仅会大幅度降低产量,也会严重影响品质。目前很多诸如“瓜不甜、果不香”的原因是没有合理施用化肥,而不是化肥造成了品质下降。
有机农业不是大众农业
在我国,人们往往把有机农业与有机肥料密切结合,并错误地认为施用有机肥(不施用化肥)的农业就是有机农业。那么,有机农业是农业发展的方向和潮流吗?有机肥料能发展成主流肥料吗?
这里赘述一段科学史话。17世纪初,德国科学家泰伊尔(Albrecht Daniel Thaer)在《合理的农业原理》一书中提出:土壤肥力取决于土壤腐殖质的含量,原因是基于它是植物养分的唯一来源。这一学说曾一度被当时学术界广为接受,并被后人称为“腐殖质营养学说”,但它并没有给土壤培肥或提高作物产量带来质的飞跃。1837年,德国化学家李比希(Justus von Liebig)在英国利物浦召开的一次英国科学促进会上作了关于“当前有机肥学理论现状”的报告,认为在地球上腐殖质出现于植物之后,而不是植物之前,因此植物的原始养分只能是矿物质——这就是后来被称为“现代农业三大理论基础”之一的“植物矿物质营养学说”。
以英国为例,有机小麦单产为4吨/公顷,而非有机小麦是8吨/公顷。如果欧洲要用有机农业养活自己,则需要增加2800万公顷的农田——这相当于法国、德国、丹麦和英国森林面积的总和。可是将森林改为农田,生态环境还能保持吗?美国2002年开始有机认证,有机农业的年增长率从最初的15%下降到2010年的7%——尽管如此,目前有机农业产品仅占美国食品市场的4%。试想,美国人均耕地面积66.46公顷尚不能大面积发展有机农业,我国人均耕地只有0.098公顷,有机农业能是今后的发展方向吗?
笔者认为,现代农业离不开化学肥料,有机肥料的时代已经远去；目前使用有机肥料的很大原因是因为有机废弃物在严重污染着环境,而这些废弃物的最佳处理方法就是作为有机肥料施用于土壤,靠土壤中的微生物将其分解。其实,化学肥料带来的各种负面效应,完全可以通过更科学、合理的方法来解决。为了回避化学肥料所造成的问题而回到原始的农业状态,不可能养活全世界的人口。有机农业不可能成为大众农业,它是为满足少数人的需求发展起来的,同时也是不可持续的农业发展方式,在整个农业中只会占很小的比重。
科学解决化肥的负面作用
化肥在保证粮食安全的同时,也给环境造成了一定压力。农业部2015年提出“化肥农药零增长行动”,就是要解决化学肥料的高效利用问题,包括如何让施入土壤中的肥料被植物多吸收利用,少流失到环境中。
农业施肥零增长就是要减量不减产,这必须通过科学技术来提供支撑——在施肥技术或肥料生产技术没有突破的情况下,减量就意味着减产。
怎么才能减少施肥呢?答案是提高肥料效用,即使少用肥料也能保持产量不变。这就需要合理施肥,把握四个“正确”,即正确的肥料、正确的用量、正确的时间、正确的位置。其中,正确的肥料需要创新肥料技术,生产出适合我国农业现代化水平的肥料,多利用、少损失且施肥简便。至于正确的用量,我国在之前十年的测土配方施肥中一直在研究农作物生长最合适的施肥量,如果肥料施用的数量超过了作物的需求,就会造成浪费,减量正是要把不合理的过量部分减下来。作物生长在不同的时间段内对养分的需求也不一样,如果时间不对,施用的肥料不能被作物吸收而存留在土壤中,不但浪费还会污染,因此正确的时间是指在作物最需要的时候施肥,以达到最好的效果。正确的位置比较好理解,比如将化肥放在离农作物的根部近一点,吸收效果就会更好。
近年来,我国成功引进了很多新的施肥技术,也研制了一批环境友好型的新型肥料品种,这些技术、产品的合理使用能大大节约化肥的用量。只是,有些技术虽然很成熟,农民却不愿意用,原因是操作麻烦且成本高,这就需要国家发布一些政策加以引导,采取鼓励措施。可见,采用高效施肥技术,在保证粮食安全的前提下,把化肥对生态环境的影响降低到最低程度,需要科技和政策的双重支撑才能逐步实现。
(作者:白由路,为中国农业科学院农业资源与农业区划研究所研究员、中国植物营养与肥料学会理事长)
