化肥对作物增产发挥了重要作用,近年我国粮食产量一直稳定在6亿吨以上,不仅解决了温饱的问题,而且正从“吃饱”向“吃好”转变。然而,化肥过量施用产生了不可否认的副作用,让公众对化肥产生了负面认识,加之有机农业走进百姓的生活,一些不科学的言论在非官方渠道传播,化肥开始被“黑化”,成为了土壤板结、酸化、污染等负面影响的“背锅侠”。基于化肥为粮食安全做出的重要贡献有必要为其正名,引导广大农业生产者走出误区,合理使用化肥,发挥其应有的作用。
误区一:化肥是化工产品,危害环境和人类健康,自然界能够提供作物养分,不需要施用化肥
早在19世纪40年代学者们就得出了植物生长所需养分来自于矿物质的结论,植物营养科学奠基人J.V.Libig提出了植物矿质营养学说,法国农业科学家J.V.D.Biussingault随后发现植物从土壤中吸收矿质养分和水分,通过光合作用合成碳水化合物。化肥实际上是植物可吸收的物质,即“植物营养”,其氮、磷、钾、硫、等营养元素均来自于空气或土地,是自然存在的天然物质,其生产过程只是将自然界中的养分转化为作物易吸收态的过程,并不会对环境和人类健康造成危害。
自然界中能被植物利用的营养元素是有限的,且不一定是植物生长所需的养分,化肥则更有针对性地为植物提供其生长所需的不同营养元素。土壤中的营养元素通常是经过几十年的物理、化学和生物演化才积累下来的,而这些养分可能在一季的耕种后就被消耗殆尽。化肥提供的养分是无机速效养分,无须经过长期的演化,施入土壤后可直接被作物吸收,迅速补充农田土壤养分亏缺,因此,施用化肥是补充土壤营养元素的必要手段。
误区二:有机食品安全、健康,品质更好,有机农业应告别化肥
有机农业目前还没有公认的、严格的定义。我国绿色食品就分为AA级与A级两个标准,其中,AA级不允许使用化肥,A级则规定可限量使用限定的化肥。然而,根据欧洲制定有机农业标准的机构提出的观点,认为天然矿物肥料更纯净,对环境无害,天然矿物经过化学加工,去除了大部分重金属等杂质及有害物质的化肥,要比天然矿物纯净得多,对环境的危害也更小。有机食品目前也还没有确切的品质定义,官方机构并未宣称过有机食品品质高于常规食品,而正确施用化肥能够显著提高作物品质则是公认的。
我国有机肥料使用有着悠久的历史,因化肥带来的可观增产效益,化肥大幅替代了有机肥料,但我国有机肥料的使用比例在国际上仍处于领先水平。虽然有机肥料能够提供作物生长所需的营养元素,但难以满足作物全面、充足的养分需求,更难达到高产的目的。同时,有机肥料中营养元素含量差异较大,即使是同种有机肥料,其氮磷钾比例也存在差异,施用有机肥难以达到平衡施肥的目的。化肥则具有可控性,可针对作物对不同营养元素的需求量进行不同配比施用,最易实现平衡施肥,并实现高产。不施用化肥,全世界将减产1/3的粮食,人类的生活质量将大大倒退。有机肥在含有氮磷钾三大必需营养元素的同时,还含有一定的微量元素,如果能够与化肥配合使用将更利于农业的可持续发展。
误区三:化肥导致面源污染,破坏环境,有机农业则保护环境
面源污染主要是淋失引起的,不管是有机肥还是化肥,都会淋失造成环境污染。目前我国面源污染问题突显,主要是由于农民对产量的追求,大量且不合理地施用化肥。肥料科研工作者早已证实,正确有效地使用肥料,把握好施肥时机和施用量,能够明显降低淋失量,减少对环境的负面影响。有机肥料通常含有某些重金属,不合理的使用同样会对环境和人类健康造成负面的影响,且其影响更难以消除。因此,保护环境的关键在于合理、科学地使用肥料,发挥其农业潜力,而不是“一刀切”式的否定其使用。国家提倡的“减施增效”正是针对我国目前化肥施用不合理现象严重而提出的。
误区四:化肥导致土壤质量下降,不利于农业可持续发展
土壤易板结
施用化肥在大幅度提高作物产量的同时,产生了更多的根茎叶,进而提高了有机物料的还田量,间接提高了土壤肥力。多年定位试验也证实了长期施用化肥能够提高土壤有机质和氮磷钾含量。大量根茎叶还田量的增加改善了土壤结构,有利于土壤团聚体的形成。国外100多年的定位试验表明,与不施肥相比,化肥使土壤容重显著下降,土壤变得更疏松,而不是板结。随着社会的进步,城镇化进程加快,农村劳动力大幅减少,逐渐我放弃了相对麻烦的世代相传的耕翻、耙碎、耱细田间耕作,取而代之的则是“懒汉田”,这成为我国耕地板结的主要原因。
土壤易酸化
我国现在使用的化肥大多数是中性或微碱性肥料。其中,尿素呈弱碱性,其水溶于液呈中性,磷肥(磷酸二铵)的水溶液呈弱碱性。化肥主要是小分子化合物或盐,不可能直接导致土壤酸化。森林土壤的酸化比耕地更显著,也说明化肥并不是土壤酸化的主导因子。研究显示,植物生长过程中在吸收养分的同时,必然分泌相应的有机酸,这是一种生理过程。也就是说,不论是施用化肥还是有机肥,只要作物吸收养分,土壤就会有酸化的趋势。
农田土壤变酸主要是盐基离子淋失的结果,这是地质大循环的必然,而大气酸沉降加速了土壤酸化。南方降雨量大,淋溶强度大,土壤呈酸性,相对的,少雨的北方土壤则多数呈弱碱性。随着农业的发展,对地下水的开采及排水系统的广泛应用降低了地下水位,减少了土壤水的蒸腾作用,水分运移以雨水(或灌溉水)的下渗淋洗为主,导致土壤酸化。盐碱土的水利改良便是利用了这一原理,即通过淋洗脱盐基使土壤酸化。大气干湿沉降,尤其是酸沉降加速了土壤酸化。我国每年硫氧化物沉降约3000万吨,氮氧化物沉降约2000万吨,均为强致酸性物质。因此,不管从哪个角度来看,化肥都不应该背“土壤酸化”这个锅。
化肥——科技带给人类的高效作物营养。今天在人们提倡绿色、环保的同时,却对化肥产生了较多的误解。化肥生产和使用部门有义务引导人们对化肥的正确认识,同时,亟需植物营养科研工作者利用现代科研手段开展前沿交叉学科研究,挖掘化肥在农业生产中的潜力,实现经济效益与生态效益的双赢,达到农业可持续发展的目的。