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化肥為什麼是“土地鴉片”?

1840年德國化學家萊比錫(Liebig)創立了植物礦質營養學,這一學說慢慢變成現代化學農業的金科玉律。此後一百多年裡,化肥工業迅猛發展,覆蓋了全球的農業生産,依靠化肥農作物的産量的到了前所未有的增長,那些不依賴化肥的傳統農業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産品産量近乎貪婪的追求。當人們通過使用化肥對土地産生刺激,短期内土地産量得到大幅提升後,在短期利益的驅動下,化肥生産者、農場使用者或者農民形成了巨大的合力,将化肥推上了現代農業舞台的中心。
  都是過量惹的禍!
  當施用化肥增産的效果下降時,人們開始不斷地增加化肥的施用量。據2010年的統計,國内化肥施用量在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,其餘省份全部超過,前四名都超過了500公斤,依次是海南、天津、福建和廣東。預計到2020年廣東、福建、北京和天津将超過或接近600公斤。全國總使用量将很有可能突破6000萬噸,平均全國單位使用量也将接近500公斤。
  為什麼是225公斤/公頃的警戒線
  為了控制化肥過量使用對土壤和生态環境造成災難,國際上制定了225公斤/公頃的化肥施用量警戒線,這裡我們用一項科學實驗的數據結果解讀這個警戒線的意義。
  是一項在土壤中使用化肥(尿素)對土壤細菌數量影響的試驗,我們看到當施入量在9克/平方米(折純後施氮量約195公斤/公頃)時,土壤細菌數量是增加最大,當施入量達到21克/平方米(折純後施氮量約456公斤/公頃)時,土壤細菌數量急劇下降到接近零,這是件極其危險的事!
  當過量施用後,嚴重破壞了土壤微生物生态鍊,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民戲說地越來越饞,其實根本不是地的問題,是人的問題。
  據世界糧農組織(FAO)統計分析,目前世界平均每公頃耕地化肥施用量約120kg。
  增量不再增收
  當化肥的使用者發現,随着化肥用量的不斷增加,其增産效應卻開始下降,80年代每公斤化肥的增産效果可以達到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,農作物生長所需大部分營養都是依靠土壤提供的,而土壤之所以能提供這些營養是因為每克健康的土壤裡存在中種類過萬、數以億計的微生物軍團,它們的生長代謝把無機質和大分子有機物轉化為植物可吸收利用的有機質,它們和地上的動植物一起構成了複雜而又和諧的地球生态鍊。
  正常情況下土壤微生物總是處于饑餓狀态,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,原有的平衡的生态鍊被毀掉,原本能夠均衡地提供給植物養分的微生物種群結構變得單一化。
  萊比錫的植物礦質營養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态的營養元素。當土壤微生物種群遭到“偏食的”化肥入侵,某些可以産生植物必需的營養元素的微生物處于弱勢或消失後,施用再多的化肥隻會使短缺的元素更加短缺。
  那麼,我們可以生産滿足各種植物在不同生長期所需要的全營養素化肥嗎?結論是不可能。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元素的關系是如何構建的,對于我們來說,土壤微生物還是一個巨大而神秘的“黑箱”,自然也就無法生産出模拟自然土壤營養組分的化肥!
  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量不減少,除非直接的投入産出比不合算才會考慮停止或替代。化肥的過量施用也不例外,當使用化肥出現了1:20的增産效應時,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産出比。就這樣一年一年地不斷增加施用量,我國從1980年化肥産銷量1270萬噸增加到2011年的6027萬噸,數量增加了5倍,增産效應卻從1:20下降到不足1:5。
  過量的危害
  過量使用化肥不僅使土壤養分單一、肥力迅速下降,嚴重影響作物品質,而且污染物流失,破壞了生态環境,因化學物殘留,危害人體健康,同時,還進一步加劇了我國能源的短缺問題。
  給農民帶來嚴重的收入損失
  據抽樣調查,我國80%的農戶習慣憑傳統經驗施肥,不考慮各種肥料特性,盲目采用“以水沖肥”、“一炮轟”等簡單的施肥方法。全國有1/3農戶對作物過量施肥,導緻農民種地投入不斷增加,雖然糧食産量增加,但增産不增收的現象越來越嚴重。
  導緻農産品質量下降
  由于農田大量施用單元素化肥,其養分不能被作物有效地吸收利用。氮、磷、鉀等一些化學物質易被土壤固結,使各種鹽分在土壤中積累,造成土壤養分失調,部分地塊的有害重金屬含量和有害病菌量超标,導緻土壤性狀惡化,作物體内部分物質轉化合成受阻,使農産品品質降低。超量使用化肥使果蔬生長性狀低劣,并且容易腐爛,不易存放。
  導緻糧食和農産品安全受到威脅
  過量使用化肥極易使莊稼倒伏,而一旦出現倒伏,就必然導緻糧食減産,威脅中國的糧食安全;過量使用化肥還容易發生病蟲害。比如使用過量的氮肥,會使莊稼抗病蟲害能力減弱,易遭病蟲的侵染,繼而會增加防蟲害的農藥用量,直接威脅食品的安全性。
  加劇環境污染
  過量使用化肥,當肥料量超過土壤的保持能力時,就會遷移至周圍的土壤中,形成農業面源污染,使河流、湖泊水體呈富營養化,導緻藻類滋生,出現部分河流、湖泊的魚蝦發生死亡的現象。
  過量的化肥還會滲入20 m以内的淺層地下水中,使地下水硝酸鹽含量增加,若長期飲用此類水源就會危害人類的身體健康。據統計,中國每年因不合理施肥造成1 000多萬噸的氮素流失到農田之外,直接經濟損失達300億元。
  浪費大量緊缺資源
  化肥成本之所以居高不下,是因為生産原料緊缺。如氮肥主要以石油為原料,現在則以煤和天然氣為主,這些都是我國緊缺的資源。而且每年化肥生産還要消耗大量高品質的磷礦石,而磷礦石也已被列入國土資源部2010年後的緊缺資源之列。有數據表明,2004年我國化肥生産消耗約1億噸标準煤,超過國家能源消耗比重5%;每年化肥生産消耗的高品位磷礦石超過1億噸;并消耗了我國72%的硫資源。目前,我國每年生産和消費的化肥量超過4500萬噸,而全國氮肥利用率僅有30%左右。
  為何難以減量?
  農業部表示,将在全國範圍内實施化肥使用量零增長行動,力争到2020年主要農作物化肥使用量實現零增長。其實按照目前的施用量增長速度,到2020年已經達到環境無法承受的頂峰了,如果那時再不降低,農田生态環境将被化肥毀于一旦。
  首先,這個目标僅針對主糧作物,是走了先易後難的路線。現在經濟作物(水果蔬菜)單位面積施用量和施用量絕對值已經超過主糧作物,而且化肥面源污染呈現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,化肥工業利益集團的壓力和減量使用化肥可能帶來産量下降的風險都是阻礙零增長目标的障礙。
  第三,小農經濟格局下農民的短期利益和化肥的捆綁性,形成土地和農戶對化肥的雙重依賴性。
  不用化肥可能導緻幾年内農産品産量下降,我們可能承擔不起農産品數量下降的風險,所以在小農經濟普遍存在而且土地又非農民世代所有的情況下,依靠農民減少使用化肥幾乎是不可能辦到的事情。
  在現如今中國的農耕土地普遍存在過量使用化肥,緻使土地肥力下降的情況下,再依靠化肥的結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,結果投入越多,本錢越少,最終兩敗俱傷。640.webp (2).jpg
  真正的出路在于生态有機農業
  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後,農作物的單位産量不僅沒有下降,反而呈上升的趨勢。如每公頃小麥的産量從70年代中期的5027公斤上升到1997年的7172公斤。2011年,丹麥的有機農業種植面積占農業總面積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年将有機種植的農田面積提升至15%。
  多年來,丹麥66%以上的糧食、黃油、豬肉、牛肉等農産品出口到世界170多個國家和地區,其中出口到歐盟的農産品占60%,故此丹麥有“歐洲食櫥”之稱。
  生态有機農業以保持良好生态環境下生産高品質農産品為特征,是解決過量施用化肥、降低化肥面源污染直至恢複優良生态環境的最佳選擇。
  盡管在原有化肥污染的土地上實施生态有機農業改造會面臨短期内産量下降的風險,但是在先進的生态改良技術的幫助下,将很快跨過過渡期,一旦土壤的地力恢複後,就進入到持續穩定的高品質、高産出階段,這是治本之策。
  在重數量輕品質的政策導向和市場環境下,化肥這個土地鴉片還将在中國繼續肆虐,真的等到農田環境生态危機到了不可忍受的地步時再去改變将付出巨大的代價,如果能在實施化肥零增長目标的同時,把農業生産方式導向生态有機農業,給予政策和财政的扶持,相信能夠更早地解決化肥過量施用對土壤的毀滅性的破壞和由此形成的面源污染。



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