经权威部门研究发现，当土壤有机质含量达到每公斤30克的时候，有机肥可以百分之百的替代化肥而保持高产。所以完全不用化肥是可以实现的!
所以，有机肥替代化肥的基本原则就是要根据土壤肥力来替代，肥力低的时候，替代的低一些，肥力高的时候，可以替代的多一些，培肥土壤是减肥增效的最有效措施。
数据显示，欧美国家的地力贡献率是72%，而我们国家的仅为52%，耕地质量差、水肥利用量大，地力贡献率必然就低，这组数字足以表明，中国是以大量的水肥投入为代价换取粮食高产的。
因此，提高农田土壤的肥力，是解决问题的根本!
为什么要替代化肥
以氮肥为例：近日，一份由多个国家的200多名研究人员共同完成欧洲氮评估报告完成，报告认为，自从人类发明人工合成氮肥的方法以来，环境中活性氮的含量明显升高。氮污染正在成为21世纪主要的环境挑战之一。
欧洲每年因氮污染所遭损失为700亿至3200亿欧元，相当于欧洲每年的农业收益两倍多，环境成本高。同时人均寿命也有所减少。
现在大家充分认识到，所有以化肥为基础的农业产业，不仅欧洲，包括中国，是亏本的。包括我们农业的“连增”，只算了投入品的成本、劳动力的成本，没有算环境污染土壤污染和健康的成本。
氮肥对农业增产贡献巨大
从作物生理的角度看，作物生长发育过程中的某些特定时期对某种特定养分要求的绝对数量虽不多，但很迫切，这时养分多寡对作物的生长发育会起到显著的作用，这个时期可被形象地称作“作物营养的临界期”。
在“营养临界期”需要3-5天能供应上它所需营养。所需养分如果没有得以有效和及时地供应上，即使后期再加，也达不到预期的效果。
在一些种植体系里，有机肥的使用从施用量上养分含量并不低，有机肥为什么增产效果不如化肥明显，一个主要原因就是，有机肥的养分是缓慢释放的，大多不具备化肥的“速效性”优势。
因为有机肥缓慢释放养分，在植物需要养分的临界点，它所提供的能量不够，而化肥可以高效快速供应养分，从而能够高产。
要替代化肥而不减产，就需速效的另外一类肥料---生物氮肥。生物固氮研究，是帮助植物从空气中得到更多氮，帮助植物获取更多天然氮，让农林业生产逐渐摆脱对化学性氮源的依赖。
对生物性氮源的探寻在国际上如今是常青的课题，美国绿色农业之父诺曼·布劳格也曾表示，对生物性氮源的探寻是为了逐渐摆脱对化学性氮源的依赖;减缓与消除化学氮肥的能源、生态、环境和健康风险;恢复生态平衡，实现农业的可持续发展。
澳大利亚悉尼大学的研究人员，已经做到了在水稻种植中仅用微生物菌剂拌种一项技术，减氮40-70%不减产和增产。英国皇家学会会员、诺丁汉大学爱德华·科金教授的研究提出：几乎可以在所有植物上用生物固氮技术替代化肥。虽然如此，但是在目前我国农业完全实行还不现实!
如何保证减肥增效
我们可以“三管”齐下：经过测算，有机肥替代化肥潜力大概是10%，研发新型肥料，主要包括有机、无机复合肥，大概10%～15%，利用智能机具可提高到10%～12%。这三大技术加起来，未来可减施化肥养分28%～37%。
整个项目的目标围绕四大作物(粮食作物、经济作物、蔬菜、果树)，实施三大创新，两大保障，实现一个目标。
我国农田质量低，很大程度上限制着肥料的高效利用，有机替代是化肥减量增效的主要技术之一。
化肥合理使用不会导致耕地退化，耕地质量目前的退化是因为我们有些地方使用的不合理，不是肥料本身的原因，如果合理施肥，并不会导致土壤退化。
关于有机肥替代化肥，我们的团队已经做了30多年的实验。我们实验发现，当土壤有机质含量达到每公斤30克的时候，有机肥可以百分之百的替代化肥而保持高产。
通过调查我们也发现，欧盟土壤肥力虽然比较高，但在果园里面发展有机农业对产量影响只有3%，而在农田上可以达到20%。
所以说，有机化肥替代的基本原则就是要根据土壤肥力来替代，肥力低的时候，替代的低一些，肥力高的时候，可以替代的多一些，培肥土壤是减肥增效的最有效措施。
