化肥,真的十惡不赦?

化肥真的十惡不赦?

化肥,真的十惡不赦?

一、

說一句題外話,真相是任人打扮的小姑娘,只要一沾上利益,便無真實可言。作為普通人,我們有必要也不可能成為各個領域的專家,但是常識與自主思考、判斷能力還是必要的,別讓被賣了還替數錢的段子成為現實。

二、

化肥的理論基礎是植物營養學。李比希(Justus von Liebig,1803-1873)國際公認的植物營養科學的奠基人。他提出了植物礦質營養學說,養分歸還學說和最小養分律。

植物礦質營養學說指出:植物的原始養分只能是礦物質,否定了當時非常流行的腐殖質營養學說。植物礦質營養學說也是植物營養學新舊時代分界線和轉折點。

養分歸還學說提出:植物以不同的方式從土壤中吸取礦質養分,使土壤中的養分逐漸減少,連續種植會使土壤貧瘠,甚至寸草不生.為了維持養分平衡,就必須把從土壤中帶走的礦質養分和氮素以施肥的方式歸還給土壤。

最小養分律理論:作物的產量受土壤中相對含量小的養分所控制,作物產量的高低則隨最小養分補充量的多少而變化。最小養分律還指出了作物的產量與養分供應上的矛盾,表明施肥應有針對性。

這些理論經過百年的實踐檢驗,指導農業生產。

三、

化肥,真的十惡不赦?

圖1給出了1978-2006年糧食產量與化肥施用量之間的關係。從圖中可以看出,1978年以來,我國糧食產量與化肥施用量之間存在較強的正相關性。

化肥,真的十惡不赦?

圖2 1949-1985年化肥用量及糧食單位產量

從糧食單位面積產量的角度來考察,化肥施用量與糧食單位面積產量之間存在著更為明顯的相關關係。圖2給出了1949年新中國成立初期到1985年化肥施用量增長與糧食單位面積產量增長之間的關係。從圖中可以看出,化肥施用量保持穩步增長的趨勢,相應地糧食單位面積產量也保持了較強的增長勢頭。

這就說明,化肥施用量與糧食產量之間有著較強的相關關係,在合理範圍內化肥施用量越多,糧食單位面積產量也越高。

根據中國農業科學院土壤肥料研究所統計,1983全國化肥試驗網1981-1983年在29個省18個作物上完成的6000個田間試驗結果,其中糧食作物(水稻、小麥、玉米),每千克化肥養分可增產糧食9.4kg(每千克N、P2O5、K2O分別增產10.8、7.3、和3.4kg,投入量1:0.4:0.1)。進入90年代後,由於化肥施用量提高,肥效報酬遞減,按部分資料計算,平均肥效降低約20%,即每千克養分可增產糧食7.5kg。事實上,世界各國對化肥增產作用的評價是基本相同的,大致而言,化肥在糧食增產作用,包括當季肥效和後效,可佔到50%左右。

還有人會說良種是增產的主要助力,但是有個前提是良好的肥水條件才能充分發揮良種的增產潛力。不才大學期間專業就是作物育種,雖然學的不好,給母校丟臉了,但是基本的概念還是稍微懂一點。現代作物育種的一個基本目標是培育能吸收和利用大量肥料養分的作物新品種,以增加產量,改善品質。可以簡單的理解為高產品種是對肥料具有高效應的品種。

例如,以德國和印度各自的小麥良種與地方種相比,良種的單位面積養分吸收量是地方種的2-2.8倍,單產是地方種的2.14-2.73倍。因此,被譽為“綠色革命之父”的小麥育種家N.E.Borlaug一再強調,肥料對於以品種改良為突破口的“綠色革命”具有決定性的意義。

我國雜家水稻推廣也與肥料的投入量密切相關。據湖南省農科院土壤肥料研究報告,雜交晚稻(威優6號)較常規種晚稻,每公頃增產月1.5噸,多吸收氮21-54kg,磷肥1.5-15kg,鉀肥19.5-67.5kg。因此肥料投入水平成為雜交稻兩種良法栽培的一項核心措施。

所以說如果把良種比作“巧婦”,那麼肥料就是“米”。

根據試驗結果,若連續無肥種植,糧食作物的每公頃產量將每季遞減285-395kg,甚至更多,4-6年後,無肥區稻麥單產將可能回覆到20世界50年代初期的水平。

生產實踐已經證明,在合理範圍內增加施肥量,能有效提高作物產量,這個不需要再討論。那麼是不是可以理解為增加施肥量可以在較小耕地上收穫更多的農產品,實質上就與擴大耕地面積的效果相似。舉個例子,按我國近年的平均肥效,每噸化肥養分增產糧食7.5噸,若每公頃糧食的產量也是7.5噸,那麼每增施1噸化肥養分,即相當於擴大耕地面積1公頃,當單產不會無限度提高,不做過多討論。因此在那些人多地少的國家,無一不是藉助增加施肥量以謀求提高作物單產,彌補其耕地不足。日本、荷蘭,人均施肥量是美國、前蘇聯的3-5倍,其糧食的單產達到美國、前蘇聯的2-3倍。

再看看我國,中國耕地面積僅約為18.26億畝;(2011年的數據,國家要保住18億畝的紅線)佔世界現有耕地面積的7%左右。我國農作物畝均化肥用量21.9公斤,遠高於世界平均水平(每畝8公斤),是美國的2.6倍,歐盟的2.5倍。但是這也讓中國實現世界矚目的農業成就:

中國是世界第一蔬菜生產大國。2012年中國蔬菜總產量為7.02億噸,蔬菜種植面積為3.05億畝。據聯合國糧農組織(FAO)統計,早在2007年中國蔬播種面積和產量就穩居世界第一,分別佔世界總量的的43%和49%。

中國是世界第一水果生產大國,2012年水果產量24057萬噸,佔全球市場份額的17%以上。中國的蘋果、梨、桃、李和柿子的產量均為世界前5位,尤其是柿子和梨,中國的產量分別佔世界總產量的71.5%和52.9%;蘋果和李子的產量也佔世界產量的40%左右。

根據國家統計局公佈的數據, 2015年全國糧食總產量62143.5萬噸(12428.7 億斤)。中央農村工作領導小組辦公室主任陳錫文指出,2015年中國糧食消費量約在12800-12900億斤(64000-64500萬噸)之間。兩相比較,國內糧食供需約有400-500億斤(2000-2500萬噸)缺口。由此可以知道,2015年中國的糧食自給率在95%以上。

四、

每年每季投入農田的化肥,在當季作物收穫後都有相當數量殘留與於土壤中(N約30%,P約70%,K約40%),其中一部分經由不同的途徑繼續進入水、土、氣環境中,造成損失,大部分則可留在第二季、第二年及以後種植的作物連續利用。這就是易被人們忽視的化肥後效,連續多年合理施肥的結果,化肥後效將疊加,土壤有效養分含量將增加,促進作物單產不斷提高,耕地的肥力不但能保持,而且可能越種越肥。

眾所周知,有機質一旦進入土壤,會在微生物的作用下,不斷降解、轉化和消亡。雖然會在轉化的過程中形成一些比較穩定的物質如胡敏酸等腐殖物質,但是一旦中斷補充有機質,這些穩定的腐殖物質也會講解消亡。

有機物質由綠色植物的地上部分利用光能合成,而增施化肥恰巧是通過綠色植物提高有機物質合成量的重要手段。作物產量越高,單位面積耕地上收穫的農產品就越多,殘留在土壤中的根茬等有機物也越多,有的可達地上部產量的三分之一。如以平均數35%計算,若每畝收穫籽實400kg,則相應殘留根茬的有機質可達140kg或有機碳81kg,這對平衡和補償土壤有機質具有重要意義。而且肥料施入土壤後也能被微生物直接利用,都使土壤中的有機物質不斷代謝更新,保持甚至提高有機質含量,減緩有機質的消亡。

國外連續進行數十年甚至上百年試驗結果表明,連續施用氮磷鉀化肥,其保持土壤有機碳含量雖然比連續施用有機肥區少,但仍比無肥區高。我國由中國農業科學院土壤肥料研究所完成的30餘個連續10年的肥效試驗結果,表明,氮磷鉀化肥處理,有機質含量平均提高了約3.5%,全氮含量增加15%,速效磷提高到138%,速效鉀為101%,;當然單用氮肥處理,10年後,有機質下降了約5%,但對土壤全氮含量幾乎無影響,速效磷為10年前的33%,速效鉀為82%。在對氮磷鉀化肥的基礎上連續增施有機肥處理,有機質含量提高了10%,全氮含量提高20%,速效磷提高1.78倍,速效鉀增加26%。

這表明中國耕地面臨問題根源不在使用了化肥造成的,而是因為化肥養分濃度高、施用便捷,農民不願意費時費工的施用有機肥造成的。

五、

正是有了農業的豐收,保證了每一個普通人的溫飽,我們才能力實施大規模的退耕還林、還草和城鄉的大規模綠化。

不得不承認,連續較大量的施用化肥,從局部或短期觀察,可能會出現若干環境問題,如提高水體中氮磷養分含量,導致水體富營養化等問題。但是從長遠角度或總體上考量,由於大面積的綠色植物(森林、草地、農作物)的茂盛生長,固定二氧化碳,及其與所處生態環境的物質交換,對生態環境的改善作用巨大。當今世界上任何一個長期保持高施肥量的發達國家,都保持著良好的自然生態環境。

不知從什麼時候上至專家,下到媒體,對化肥口誅筆伐,欲殺之而後快。真的是化肥禍國殃民嗎?為化肥正名,為真相正名。也許只有真正的清本溯源,找到問題的癥結所在,才能對症下藥,解決我們面臨的問題。


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