◆ 文 /韓 農(nóng)

化肥，這個曾經(jīng)給予農(nóng)業(yè)和農(nóng)民無限希望的寶貝，為何現(xiàn)在成了“土地鴉片”?

為什么需要化肥?

1840年，德國化學家萊比錫(Liebig)創(chuàng)立了植物礦質(zhì)營養(yǎng)學說，此后的一百多年，化肥工業(yè)迅猛發(fā)展，覆蓋了全球的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，依靠化肥，農(nóng)作物的產(chǎn)量得到了前所未有的增長，那些不依賴化肥的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)被擠到幾乎可被忽視的角落。

化肥的大量使用源于人類對農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量近乎貪婪的追求，當人們看到化肥帶來的增產(chǎn)使得收益增加后，在短期利益的驅(qū)動下，化肥工業(yè)的生產(chǎn)者和使用化肥的農(nóng)場或農(nóng)民形成了合力，化肥成了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)不可或缺的主角。

都是過量惹的禍!

當施用化肥增產(chǎn)的效果下降時，人們開始不斷地增加化肥的施用量。據(jù)2010年的統(tǒng)計，國內(nèi)化肥施用量在225公斤/公頃警戒線以下的僅有黑龍江、貴州、青海、西藏和甘肅，其余省份全部超過，前四名都超過了500公斤，依次是海南、天津、福建和廣東。在我國化肥利用率極低的情況下(氮肥平均利用率為30%～35%，磷肥為10%～20%，鉀肥為35%～50%)，化肥的流失形成污染就成為必然。

為什么是225公斤/公頃的警戒線?

為了控制化肥過量使用對土壤和生態(tài)環(huán)境造成災難，國際上制定了225公斤/公頃的化肥施用量警戒線，這里我們用一項科學實驗的數(shù)據(jù)結(jié)果解讀這個警戒線的意義。

在一項在土壤中使用化肥(尿素)對土壤細菌數(shù)量影響的試驗中，當施入量在9克/平方米(折純后施氮量約195公斤/公頃)時，土壤細菌數(shù)量是增加最大，當施入量達到21克/平方米(折純后施氮量約456公斤/公頃)時，土壤細菌數(shù)量急劇下降到接近零，這是件極其危險的事!

當過量施用后，嚴重破壞了土壤微生物生態(tài)鏈，使土壤失去活性功能成為死土。有些常年大量使用化肥的農(nóng)民戲說地越來越饞，其實根本不是地的問題，是人的問題。

據(jù)世界糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計分析，目前世界平均每公頃耕地化肥施用量約120公斤。

增量不再增收?

當化肥的使用者發(fā)現(xiàn)，隨著化肥用量的不斷增加，其增產(chǎn)效應卻開始下降，20世紀80年代每公斤化肥的增產(chǎn)效果可以達到1︰20，到了21世紀僅為1︰5，而化肥的施用量卻從40公斤/公頃提高到400公斤/公頃，投入成十倍地增加了，可收益卻下降了。

有得到就有付出，化肥的短期效應其實是以犧牲土壤為代價取得的。我們知道，除了陽光空氣水這三大要素之外，農(nóng)作物生長所需大部分營養(yǎng)都是依靠土壤提供的，而土壤之所以能提供這些營養(yǎng)是因為每克健康的土壤里存在種類過萬、數(shù)以億計的微生物軍團，它們的生長代謝把無機質(zhì)和大分子有機物轉(zhuǎn)化為植物可吸收利用的有機質(zhì)，它們和地上的動植物一起構(gòu)成了復雜而又和諧的地球生態(tài)鏈。

正常情況下土壤微生物總是處于饑餓狀態(tài)，所以人工施用化肥給了土壤微生物一個巨大的、偏食的變量，使得一部分微生物迅速繁殖成為優(yōu)勢，久而久之，土壤微生物的多樣性遭到破壞，原有的平衡的生態(tài)鏈被毀掉，原本能夠均衡地提供給植物養(yǎng)分的微生物種群結(jié)構(gòu)變得單一化。

萊比錫的植物礦質(zhì)營養(yǎng)學說還有個最小因子定律，說的是植物的生長取決于那些處于最少量狀態(tài)的營養(yǎng)元素。當土壤微生物種群遭到“偏食的”化肥入侵，某些可以產(chǎn)生植物必需的營養(yǎng)元素的微生物處于弱勢或消失后，施用再多的化肥只會使短缺的元素更加短缺。

那么，我們可以生產(chǎn)滿足各種植物在不同生長期所需要的全營養(yǎng)素化肥嗎?結(jié)論是不可能。以目前的科技水平和認知，我們對土壤微生物的了解尚不足5%，換句話說我們根本不知道土壤微生物這個龐大而神秘的軍團是如何運作的，也不知道植物生長過程中這些營養(yǎng)元素的關系是如何構(gòu)建的，對于我們來說，土壤微生物還是一個巨大而神秘的“黑箱”，自然也就無法生產(chǎn)出模擬自然土壤營養(yǎng)成分的化肥!

過量的成因

人類的思維慣性決定，當一件事情得到的收獲可能減少時，直接的沖動就是增加投入來保證獲得數(shù)量不減少，除非直接的投入產(chǎn)出比不合算才會考慮停止或替代?；实倪^量施用也不例外，當使用化肥出現(xiàn)了1︰20的增產(chǎn)效應時，人們沒有理由忽視它，當這個效應比開始下降時，就加大施用量，希望保持較高的投入產(chǎn)出比。就這樣一年一年地不斷增加施用量，我國從1980年化肥產(chǎn)銷量1270萬噸增加到2011年的6027萬噸，數(shù)量增加了5倍，增產(chǎn)效應卻從1︰20下降到不足1︰5。

過量的危害

1.土壤微生物多樣性減少直至喪失。過量施用化肥導致土壤酸化，土壤微生物菌群組成變化，對植物有害的真菌類微生物增加。多項研究表明，過量的尿素使得土壤微生物多樣性嚴重降低。

2.破壞土壤結(jié)構(gòu)。大量施入土壤的氮肥在硝化作用過程中釋放出氫離子使土壤逐漸酸化活化了土壤中的重金屬離子或其他有害污染物，減少微生物和蚯蚓等土壤生物，加速土壤一些營養(yǎng)元素的流失，致使土壤嚴重板結(jié)最終使土壤喪失農(nóng)業(yè)耕種的價值。

3.增加重金屬析出風險。以鎘為例，生產(chǎn)磷肥的原料磷礦石含鎘5～100mg/kg，大部分或全部進入肥料中。由于鎘在土壤中運動性較小，流失很少，也不會被微生物分解，而且PH每下降一個單位，鎘的生理活性增加近100倍，通過肥料→土壤→農(nóng)作物→動物或經(jīng)過食物鏈，最終被人體攝取而產(chǎn)生危害。

4.污染空氣。施用氨態(tài)氮肥有13%～28%的氨氣逸入大氣；土壤中的氮肥經(jīng)過硝化和反硝化作用，均可產(chǎn)生大量的一氧化氮，其單位分子量的增溫潛能是溫室氣體二氧化碳的200倍，同時，與臭氧反應后，破壞臭氧層。

5.污染水體。據(jù)有關資料表明從農(nóng)田進入地表水體的氮占人類活動排入水體氮的51%，施氮肥地區(qū)氮流失比不施地區(qū)高3-10倍?；实拇罅坎缓侠硎褂脤α饔騼?nèi)水質(zhì)影響較大，也是難以控制的薄弱環(huán)節(jié)。據(jù)調(diào)查我國532條河流中，有82%不同程度地受到氮污染，大江大河富營養(yǎng)化日趨嚴重，同時地下水也被污染。

6.降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。過量施用化肥使農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降，蔬菜中硝酸鹽含量嚴重超標直接危害人體健康。研究表明，34種主要蔬菜中綠葉菜類、根莖類菜更易富集硝酸鹽。有研究表明，使用化肥生產(chǎn)的果蔬，其VC、可溶性蛋白、糖、有機酸等含量較大幅度降低。美國有一項研究表明，現(xiàn)在的蔬菜營養(yǎng)成分比40年前下降了約60%。

為何難以減量?

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部表示，將在全國范圍內(nèi)實施化肥使用量零增長行動，力爭到2020年主要農(nóng)作物化肥使用量實現(xiàn)零增長。其實按照目前的施用量增長速度，到2020年已經(jīng)達到環(huán)境無法承受的頂峰了，如果那時再不降低，農(nóng)田生態(tài)環(huán)境將被化肥毀于一旦。

首先，這個目標僅針對主糧作物，是走了先易后難的路線。現(xiàn)在經(jīng)濟作物(水果蔬菜)單位面積施用量和施用量絕對值已經(jīng)超過主糧作物，而且化肥面源污染呈現(xiàn)沿水體線狀彌散式擴散的特征，不限制這一塊，總量就很難減下來。

其次，化肥工業(yè)利益集團的壓力和減量使用化肥可能帶來產(chǎn)量下降的風險都是阻礙零增長目標的障礙。

第三，土地是國家的，農(nóng)民只是擁有使用權(quán)而已，缺乏維護地力，保持長期發(fā)展的原動力。

第四，小農(nóng)經(jīng)濟格局下農(nóng)民的短期利益和化肥的捆綁性，形成土地和農(nóng)戶對化肥的雙重依賴性。

不用化肥可能導致幾年內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量下降，我們可能承擔不起農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量下降的風險，所以在小農(nóng)經(jīng)濟普遍存在而且土地又非農(nóng)民世代所有的情況下，依靠農(nóng)民減少使用化肥幾乎是不可能辦到的事情?；实暮侠硎┯檬腔诓贿^分破壞土壤環(huán)境下，土壤微生物還可提供均衡營養(yǎng)，如果過量使土壤失效的話，僅靠化肥的結(jié)局就是越來越嚴重的面源污染。過量施用化肥使其成為名副其實的土地鴉片，以摧毀長期安身立命的本錢(土地地力)為代價得到的短期愉悅，在比較效益逐年降低時，獲得的愉悅感越來越少，于是加大投入(化肥)企圖提高收益，結(jié)果投入越多，本錢越少，最終兩敗俱傷。為了實現(xiàn)化肥2020年零增長的目標，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部開出的“藥方”是測土施肥和增施有機肥。

測土施肥的確是個提高肥料利用效率的好辦法，不過在全國平均施用化肥超過400公斤/公頃的基礎上，也就是維持化肥污染不再繼續(xù)擴大，還是治標不治本的方法。對于集約化生產(chǎn)尤其是主糧產(chǎn)區(qū)會有較好的效果，但對于散布的小農(nóng)生產(chǎn)者來說可能難以享受到這個技術成果，一來農(nóng)業(yè)科技服務人員長期性短缺，無法惠及千家萬戶；二來分散的小地塊和繁雜的品種難以實施精準的測土施肥計劃，成本也會很高，這些因素都制約著測土施肥的普及性推廣。

真正的出路在于生態(tài)有機農(nóng)業(yè)。在西方國家，丹麥是控制化肥使用的典型，氮磷鉀三大類化肥總體施肥量，從上個世紀80年代初的224公斤下降到1996年的144公斤。目前，丹麥化肥用量還一直保持在這個水準上下，而且化肥利用率接近60%。實施了嚴格的化肥減量控制后，農(nóng)作物的單位產(chǎn)量不僅沒有下降，反而呈上升的趨勢。如每公頃小麥的產(chǎn)量從20世紀70年代中期的5027公斤上升到1997年的7172公斤。2011年，丹麥的有機農(nóng)業(yè)種植面積占農(nóng)業(yè)總面積7%，處于世界領先地位。不過，丹麥政府依舊沒有就此止步，他們計劃到2020年將有機種植的農(nóng)田面積提升至15%。 多年來，丹麥66%以上的糧食、黃油、豬肉、牛肉等農(nóng)產(chǎn)品出口到世界170多個國家和地區(qū)，其中出口到歐盟的農(nóng)產(chǎn)品占60%，故此丹麥有“歐洲食櫥”之稱。

生態(tài)有機農(nóng)業(yè)以保持良好生態(tài)環(huán)境下生產(chǎn)高品質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品為特征，是解決過量施用化肥、降低化肥面源污染直至恢復優(yōu)良生態(tài)環(huán)境的最佳選擇。 盡管在原有化肥污染的土地上實施生態(tài)有機農(nóng)業(yè)改造會面臨短期內(nèi)產(chǎn)量下降的風險，但是在先進的生態(tài)改良技術的幫助下，將很快跨過過渡期，一旦土壤的地力恢復后，就進入到持續(xù)穩(wěn)定的高品質(zhì)、高產(chǎn)出階段，這是治本之策。

如果能在實施化肥零增長目標的同時，把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式導向生態(tài)有機農(nóng)業(yè)，給予政策和財政的扶持，相信能夠更早地解決化肥過量施用對土壤的毀滅性破壞和由此形成的面源污染。