我国土壤肥力现状和施肥出路

一、引言

农业是国民经济的基础,是无法取代的第一产业。只有农业的发展,才能保证人类生产的延续,才能有其他产业的生存和发展。在化肥应用于农业生产之前,我国农业生产主要依靠家园肥和扩大耕地面积来促进作物增产。化肥问世以后,由于其养分含量高,使用方便,从而使农业形成了偏施化学肥料的习惯,导致对土壤和作物的危害日趋严重,局部地区已造成土壤板结、质量退化,有机质含量不足,保水保肥透气性能下降,中低产田日渐扩大,江河湖泊水域富营养化,农产品硝酸盐含量超标。农田氮素向大气迁移,破坏了臭氧层,引起自然灾害频发。硝酸盐随食物进入人体,可形成致癌和致突变的亚硝基化合物,水体富营养化,不仅破坏了水生态系统和水功能,还直接影响人畜饮水安全,威胁人类健康和水产养殖以及工业供水。

二、我国农业土壤肥力的演化历史

农业,作为人类的第一产业,其发展是一具漫长、曲折、复杂的过程,到现在已有数千上万年的历史。从远古时代到十九世纪,由于当时科学技术落后,农业产量的提升主要依赖于耕地面积的扩大。从十九世纪开始,伴随着英国工业革命的兴起,农业生产发生了质的变化,对农田开始投入大量的外源化学物质(如化肥、农药等),一方面成倍地提高农作物的产量,另一方面加深了农业生态系统对外源物质和能量的依存关系,导致了人类赖以生存的大气、土壤、水体和农产品受到污染,直接威胁到人类自身健康和子孙后代的生存。

二十世纪70年代,人类农业进入了一个全新时代,既继承传统有机农业的精华,又赋予其现代科技的内涵,成为各国政府和农业专家的共识,应运而生是生物有机肥料、有机无机复合肥料和生物农药的广泛应用,推广测土平衡配方施肥技术,以提供优质、安全、营养、卫生、健康的有机绿色食品,满足人类第一需要,今天人类正在创造一种有别于“传统农业”和“石油农业”,达到人与自然协调,生态与经济共同繁荣的“生态农业”。

中国传统的有机农业曾有3000年的悠久历史,哺育了炎黄子孙,创造了中华文化,在人口剧增的压力下,已无法满足日益增长的生产生活的诸多需要。中国是一个农业大国,但不是一个农业强国,这是当代中国的基本国情,中国农业的发展已影响着整个国民经济的发展;中国农村的安定牵涉着整个社会的安定;中国农民的富裕关系到全面建设小康社会的进程。中国历代领导人都极其重视“三农”问题。

农业耕种作物,需要投入肥料。长期以来施入无机单质化肥(或施肥不当,超量施肥),使土壤存在着单一养分浓度过高,以致造成土壤中物相反应存量过大,易在土壤、水域中产生有害物质,如硝酸盐类化合物……这些未被作物吸收的肥料养分随水域的流动进入江河湖泊,产生水体富养成分,不仅污染水源,而且使水生杂草滋生,破坏了生态环境的平衡,这都是农业施肥不当的结果。在施肥量日益增长下,土壤结构中有机质比重下降,保水、供肥、通透能力和性能变差,板结严重,造成水土流失,生态失调。

耕地质量的退化,土壤有机质含量的下降,导致了土壤保水保肥能力的降低,风侵、水侵加剧,形成恶性循环。肥料、水分流失严重,水、肥利用率下降。当前,我国化肥的有效利用率远远低于发达国家水平。国内化肥氮、磷、钾的投入比例为1:0.41:0.27,与合理施肥水平还有一定差距,尤其是钾肥的投入比例较小,也是影响肥料利用率不高的重要因素。

我国农村目前人多地少,土地由于年年单靠化肥来补充养分,微生态平衡遭到破坏,土壤退化,有机质减少,地下水污染,农产品品质下降。据统计,1977-2005年我国化肥用量增长了700%,但粮食的增产幅度仅为71%,因此,土壤的保护、调理、改良、修复已成为农业能否持续发展,农民能否增产增收的一个亟待解决的大问题。而保护和修复土壤的根本措施是增大使用有机肥,合理使用化肥。有机肥是全营养性肥料,有利于平衡增加土壤养分含量,改善土壤结构及透气保水性,改善土壤微生态系统,增加土壤有益微生物。因此,将现有的有机物资源充分利用起来,用科学的方法转化成优质有机肥,是解决资源浪费、环境污染及改良土壤的关键环节。

三、我们的出路

回顾我们50年走过的路,可以看出化肥用量增长较快。这说明50多年来,中国农业走过了一条高投入、高产出、高速度、高资源环境为代价的路子。我们解决了粮食自给的问题,但是我们付出了沉重的代价。在大力发展现代农业的今天,我们首先面临资源严重不足,生态环境负债极高,农民收入和组织化程度非常低,科技对农业生产的支持力仍不够等一系列问题。化肥在我国粮食增产中发挥了50%的作用,也就是说,我国粮食生产基本靠水和肥换来的。今天,不管是氮肥还是磷肥,中国在世界上的贡献率都超过50%,也就是说,中国现在真正是世界第一化肥生产消费大国。而国际上的化肥到了90年代中期以后,增长速度下降,我国化肥总量现在超过了西方国家,还呈大幅度增长之势。我们预测,在未来的5年,全球60%的化肥由中国生产。化肥是一个高耗能、高资源环境代价的产业,西方把很多化肥厂都关掉了,现在60%的化肥要由中国来生产。为了中国的可持续发展,我们不应该需要这么大的化肥产业,但为了保障粮食安全,我国化肥产业又必须保持发展。

近年来,我国化肥用量一直在大幅度增长,但粮食总产近10年没有大幅度的增加。比较1977年—2005年,我国化肥使用量增长了700%,而粮食增产71%,同时,种植面积下降了13%。很明显,我国化肥用量增幅确实很大,但是农作物产量却没有相应增长,我们的养分效益持续下降,资源环境问题越来越突出,环境污染非常严重。滥施肥料到底多严重?通过对全国1333个实验地调查,发现氮肥利用率平均27.5%,比80年代有所下降;我国磷肥利用率也有所下降,钾肥利用率略有下降。由此看出,我国粮食作物的肥料利用率呈明显下降趋势。我们再算一下养分效率,发现养分用量急剧上升,但是单位养分生产的粮食大幅下降。我国在国际上属于“高投入低产出”状况,产出低于印度,远远低于日本、韩国,而我们的投入量在全世界最高。为什么?原因就是,施肥不合理,尤其是在高产地区,施用的养分严重过量。华北平原对小麦、玉米做了大量调查发现,以1公顷小麦用250公斤的氮肥作为标准(在欧洲一般都是180公斤),发现90%—92%的农户施肥过量。

高效施肥的出路在哪里?必须考虑所有的养分资源,必须进行

综合管理。现在不是养分不够,而是养分分配不合理,造成肥料养分没有发挥他的潜力。土壤里累积的养分没有利用,更没有把环境里的养分考虑进去;化肥用量大幅增长,但作物产量没有大幅度增长。要采取积极的政策措施,用好所有的养分资源,减少环境的污染。采取多学科的手段,同时提高养分效率与作物产量。我们的目标是:作物高产、养分高效、环境安全。在改革开放的前十年,我国化肥施用量从每公顷100公斤增加到183公斤,粮食产量跃上一个台阶,从每公顷3吨增长到4吨。最近12年,化肥用量增加了100公斤,但产量仅增加0.3吨。下一步要增加到6吨,靠施肥还能实现吗?我国现在1公斤养分生产27公斤粮食,法国1公斤生产87公斤粮食,美国1公斤生产47公斤粮食。首先土壤质量要优良,要保证在干旱、病虫害的情况下,保持稳产。 农业施肥应以“四维结构”多元配位肥料为主。“四维结构”肥料,是以微生物菌肥、高质有机肥、调理改性肥、中性微量元素肥构成,是“绿色生态”型肥料。这种新肥料符合农作物的生长规律,适应土壤生态环境的自然规律。它不单是农业田间施肥操作的方式方法,而且涉及今后肥料企业生产肥料品种结构调整、产品换代的问题,是未来农业用肥的发展方向。

四、结束语

我国有几千年的有机农业基础,完全能够以有机无机相结合的生态型农业,回避西方石油农业的弊端,把我国传统农业的精华与现代科技结合起来,走自己特色的农业道路,是中国未来农业发展的方向。