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我国土壤肥力现状与施肥技术
发布时间:2015-08-31 14:53 来源: 未知 浏览:
 

农业是国民经济的基础,是无法取代的第一产业。只有农业的发展,才能保证人类生产的延续,才能有其他产业的生存和发展。

在化肥应用于农业生产之前,我国农业生产主要依靠农家肥和扩大耕地面积来促进作物增产。化肥问世以后,由于其养分含量高,使用方便,从而使农业农民形成了偏施化学肥料的习惯,局部地区已造成土壤板结、质量退化,有机质含量不足,保水保肥透气性能下降,中低产田日渐扩大,江河湖泊水域富营养化,农产品硝酸盐含量超标。农田氮素向大气迁移,破坏了臭氧层,从而引起自然灾害频发。硝酸盐随食物进入人体,形成致癌和致突变的亚硝基化合物,据日本调查,日本因摄入人体的硝酸盐比美国高4-7倍,其患胃癌和肝癌死亡率约为美国的608倍。据中国国家计划生育研究所张树成研究员1981-1996年期间的256份报告结果表明,我国男性精子质量呈下降之势,其原因是食用大量施用单纯化肥的食物所致。水体富营养化,不仅破坏了水生态系统和水功能,还直接影响人畜饮水安全,威胁人类健康和水产养殖以及工业供水。除此以外,偏施单质化肥,其危害还表现为: ­
1、单质化肥当季利用率低,并呈下降趋势。全国化肥网实验结果分析,我国化肥当季利用率,氮肥为30%-35%、磷肥为10%-20%、钾肥为35%-50%。从各地资料看,化肥肥效从每kg增产粮食15-25kg,降为5-8kg。 ­
2、长期单纯施用单质化肥,使土壤微生物被抑制,有机质含量逐年下降,化肥残留,造成土壤板结,透水性、透气性和吸光性变差,保肥能力降低。 ­
3、单质化肥利用率低和易造成土壤板结的缺点,淋溶、挥发、径流和农产品中有害物质的残留,不仅给人类生存环境带来污染,而且直接危害人体健康。 ­
4、单纯施用化肥,其增产效果已近极限,致使农业投入不断增加,加重了农民负担。 ­
农业,作为人类的第一产业,其发展是一具漫长、曲折、复杂的过程,到现在已有数千上万年的历史。从十九世纪开始,伴随着英国工业革命的兴起,农业生产发生了质的变化,对农田开始投入大量的外源化学物质(如化肥、农药等),一方面成倍地提高农作物的产量,另一方面加深了农业生态系统对外源物质和能量的依存关系,导致了人类赖以生存的大气、土壤、水体和农产品受到污染,威胁到人类自身健康和子孙后代的生存。
二十世纪70年代,人类农业进入了一个全新时代,既继承传统有机农业的精华,又赋予其现代科技的内涵,成为各国政府和农业专家的共识,应运而生是生物复合肥料、有机肥料、有机无机复混肥料和生物农药的广泛应用,推广测土平衡配方施肥技术,以提供优质、安全、营养、卫生、健康的有机绿色食品,满足人类第一需要,今天人类正在创造一种有别于“传统农业”和“石油农业”,达到人与自然协调,生态与经济共同繁荣的“生态农业”。我国有几千年的有机农业基础,完全能够以有机无机相结合的生态型农业,回避西方石油农业的弊端,把我国传统农业的精华与现代科技结合起来,走自己特色的农业道路,是中国未来农业发展的方向。 ­中国传统的有机农业有3000年的悠久历史,哺育了炎黄子孙,创造了中华文化,在人口剧增的压力下,已无法满足人们日益增长的生产生活的诸多需要。由西方传入中国的石油农业(无机农业),是在石油廉价时代产生的,确实为农业的发展做出过贡献,但盲目地大量单用、连用、乱用化肥,已是后患无穷。联合国粮食组织已把“生物-有机-无机”作为最佳肥料结构加以肯定,国务院把“高产-优质-高效”做为我国农业发展的战略,并制定了“有机无机相结合,用地养地相结合”的肥料工作方针。 ­中国是一个农业大国,但不是一个农业强国,这是当代中国的基本国情,中国农业的发展已影响着整个国民经济的发展;中国农村的安定牵涉着整个社会的安定;中国农民的富裕关系到全面建设小康社会的进程。中国历代领导人都极其重视“三农”问题。
建国初期,开国领袖毛泽东发起的以土地改革为中心的第一次农业革命,实现了耕者有其田,极大地调动了农民的生产积极性,农业生产有了突飞猛进的发展。十一届三中国全会以后,改革开放的总设计师邓小平把亿万农民,从“人民公社”的桎梏中解放出来,实行了家庭联产承包制,再次焕发了农民的自主意识,实现了中国农业的第二次革命。如果说这两次的“农业革命”是以改革生产关系为手段发展农业,解决国民的温饱问题,那么,从上个世纪90年代起,中国第三代领导集体,审时度势,为适应加入WTO的要求,提出了对农业产业结构进行深层次调整的第三次农业革命,其意义更为深刻。进入21世纪,以胡锦涛为核心的党中央,更加重视“三农”工作,对农业实行了免税并直补,其目的是要把中国农业引入可持续发展的道路,让中国农产品打入国际市场,让中国农业实现产业化,让中国农民尽快富裕起来。 ­
农业耕种作物,需要投入肥料。长期以来施入无机单质化肥(或施肥不当,超量施肥),使土壤存在着单一养分浓度过高,造成土壤中物相反应存量过大,易在土壤、水域中产生有害物质,如硝酸盐类化合物……这些未被作物吸收的肥料养分,随水域的流动进入江河湖泊,产生水体富养成分,不仅污染水源,而且使水生杂草滋生,破坏了生态环境的平衡,这都是农业施肥不当的结果。施肥量日益增长,土壤结构中有机质比重下降,保水、供肥、通透能力和性能变差,板结严重,造成水土流失,生态失调。我国耕地垦殖年代久远,加上长期只重用地不顾养地,造成耕地养分失调,地力下降,虽然耕地产出量大幅度提高,但负荷过重,耕地养分投入与产出严重失衡。目前,除少数地区外,全国绝大多数耕地土壤肥力不高,土壤有机质平均为1.8%左右,旱地仅为1%左右,而欧美等国的耕地土壤有机质一般在5%—8%。而且我国很少种植有养地作用的多年生牧草,近年来绿肥的面积也下降很多,加之,有机肥(如:牛、马、猪、鸡等粪便发酵)的施用量也逐年递减。 ­
耕地质量的退化,土壤有机质含量的下降,导致了土壤保水保肥能力的降低,风侵、水侵加剧,形成恶性循环。肥料、水分流失严重,水、肥利用率下降。当前,我国化肥的有效利用率远远低于发达国家水平。国内化肥,氮、磷、钾的投入比例为1:0.41:0.27,与合理施肥水平还有一定差距,尤其是钾肥的投入比例较小,也是影响肥料利用率不高的重要因素。 ­
我国农村目前人多地少,土地由于年年单靠化肥来补充养分,微生态平衡遭到破坏,土壤退化,有机质减少,地下水污染,农产品品质下降。据统计,1977-2005年我国化肥用量增长了700%,但粮食的增产幅度仅为71%,因此,土壤的保护、调理、改良、修复已成为农业能否持续发展,农民能否增产增收的一个亟待解决的大问题。而保护和修复土壤的根本措施是增大使用有机肥,合理使用化肥。有机肥是全营养性肥料,有利于平衡增加土壤养分含量,改善土壤结构及透气保水性,改善土壤微生态系统,增加土壤有益微生物。因此,将现有的有机物资源充分利用起来,用科学的方法转化成优质有机肥,是解决资源浪费、环境污染及改良土壤的关键环节。 ­­
我国人口多,底子薄。解放后,党和政府花了50多年的时间,终于解决了粮食自给的难题。我国在1998年曾经自豪地宣布,中国不再是饥饿的国家,我们可以粮食自给了。所以,当时有人说“我们三年不生产粮食都够吃”,但到了2003年,我国库存粮食的70%—80%已经吃完了,粮食安全问题引起党中央、国家院的高度重视。经过几年的努力,现在略有回升。但能不能回升到我们的需求水平之上,这是党中央和国务院领导十分关心的问题。因为我国人口还在增长,而耕地面积逐年下降。根据对世界以及中国农业形势的分析,我国未来的农业只能依靠科技,保障食物安全、生态安全与农民增收,走现代集约化的可持续农业之路。
回顾我们50年走过的路,可以看出化肥用量增长较快。这说明50多年来,中国农业走过了一条高投入、高产出、高速度、高资源环境为代价的路子。我们解决了粮食自给的问题,但是我们付出了沉重的代价。在大力发展现代农业的今天,我们首先面临的是资源严重不足,生态环境负债极高,农民收入和组织化程度非常低,科技对农业生产的支持力仍不够等一系列问题。化肥在我国粮食增产中发挥了57%的作用,也就是说,我国粮食生产基本是靠水和肥换来的。今天,不管是氮肥还是磷肥,中国在世界上的贡献率都超过50%,也就是说,中国现在真正是世界第一化肥生产消费大国。而国际上的化肥在90年代中期以后,增长速度下降,我国化肥总量现在超过了西方国家,还呈大幅度增长之势。我们预测,未来全球60%的化肥由中国生产。化肥是一个高耗能、高资源环境代价的产业,西方把很多化肥厂都关掉了,现在60%的化肥要由中国来生产。为了中国的可持续发展,我们不应该需要这么大的化肥产业,但为了保障粮食安全,我国化肥产业又必须保持发展。
我国是拥有13亿人口的大国,90年代美国的Brown先生及西方的一些专家对21世纪中国能否自己养活自己,提出了质疑。这是基于中国在工业化开始前已有庞大的人口压力,而耕地面积又随工业化的进程在逐年减少,土壤质量随掠夺式的耕作在不断退化提出来的。到2050年,我国人口将达到15-16亿,按人均消耗粮食450kg计算,届时约需提供7.2亿吨。21世纪我国的粮食安全问题,依然是各级政府高度重视问题。解决的办法,靠扩大耕地面积增加粮食产量已不太现实,唯一可走的路就是改良土壤,有机无机配合施肥,保持和提高地力。Brown先生发表的《谁来养活中国》一文,引起全世界的所谓“中国威胁论”。他的观点是,当时中国因为耕地下降难以养活自己,将要在全世界范围购买粮食。中国经济发展迅速,在全球大量买粮食会造成粮价大涨,那些非洲国家很穷,因而会买不起粮食,以致全世界饥饿的人口会更多,所以中国威胁到世界稳定。中国政府与他经过10年辩论,表示我们可以采取政策,让耕地面积不下降。10之后,他发表另一篇文章,说“你们即使采取世界上最严格的保护政策,你们还是养活不了自己”。为什么?他说,你们水资源短缺,而肥料的生产粮食的潜力已经达到了极限,再增加施肥也不能增产,那你们粮食从哪里来?他认为,中国还是养活不了自己。
近年来,我国化肥用量一直在大幅度增长,但粮食总产近10年没有大幅度的增加。比较1977年—2005年,我国化肥使用量增长了700%,而粮食增产71%,同时,种植面积下降了13%。很明显,我国化肥用量增幅确实很大,但是农作物产量却没有相应增长,我们的养分效益持续下降,资源环境问题越来越突出,环境污染非常严重。滥施肥料到底多严重?通过对全国1333个实验地调查,发现氮肥利用率平均27.5%,比80年代有所下降;磷肥利用率也有所下降,钾肥利用率略有下降。由此看出,我国粮食作物肥料利用率呈明显下降趋势。我们再算一下养分效率,发现养分用量急剧上升,但是单位养分生产的粮食大幅下降。我国在国际上属于“高投入低产出”状况,产出低于印度,远远低于日本、韩国,而我们的投入量在全世界最高。为什么?原因就是,施肥不合理,尤其是在高产地区,施用的养分严重过量。华北平原对小麦、玉米做了大量调查发现,以1公顷小麦用250公斤的氮肥作为标准(在欧洲一般都是180公斤),发现90%—92%的农户施肥过量。
美国还有一位教授发表了《施肥到死》一文,其中有一句话说“中国一直没有减少氮肥用量的打算,甚至非常坚决地强调还要增加氮肥的使用量,因为中国需要粮食”。美国一位著名教授做了一个实验,每年每公顷耕地沉降10公斤氮,经过20年后,25%的物种没有了,尤其是双子叶植物都会死亡。所以英国议会通过了一个法律,规定英国的氮肥沉降量不能超过20公斤。中国的沉降量是多少?华北平原每公顷是60—80公斤,作物能不死吗?经过20年的大量施肥,土壤里养分大量累积。我们对华北平原140个农户调查发现,每公顷累积氮280公斤,相当于一季作物需要200多公斤,土壤里面就累积了280公斤。当然,并非所有地区的耕地都有这么高的累积量,但从被调查地区可以看出,全国整体上存在养分过量的问题。
我们施肥不是根据作物的生长规律来施肥,就像我们养孩子一样,不是按孩子的生长规律,而是在孩子很小的时候,就把他一辈子要吃的食物喂进去了。我们一次性把作物所需60%—90%的肥料全部施进去,但那时候作物所需养分非常少,这时就会发生抑制作物生长的情况。我们在玉米上发现,施肥太多,苗反而长不起来,少施肥反而长得更好。
高效施肥的出路在哪里?必须考虑所有的养分资源,必须进行综合管理。现在不是养分不够,而是养分分配不合理,造成肥料养分没有发挥他的潜力。土壤里累积的养分没有利用,更没有把环境里的养分考虑进去;化肥用量大幅增长,但作物产量没有大幅度增长。要采取积极的政策措施,用好所有的养分资源,减少环境的污染。采取多学科的手段,同时提高养分效率与作物产量。我们的目标是:作物高产、养分高效、环境安全。在改革开放的前十年,我国化肥施用量从每公顷100公斤增加到183公斤,粮食产量跃上一个台阶,从每公顷3吨增长到4吨。最近12年,化肥用量增加了100公斤,但产量仅增加0.3吨。下一步要增加到6吨,靠施肥还能实现吗?我国现在1公斤养分生产27公斤粮食,法国1公斤生产87公斤粮食,美国1公斤生产47公斤粮食。首先土壤质量要优良,要保证在干旱、病虫害的情况下,保持稳产。­
农业施肥应以“四维结构”多元配位肥料为主。“四维结构”肥料,是以微生物菌肥、高质有机肥、调理改性肥、中性微量元素肥(有机肥、无机肥、矿物质肥、微生物菌肥)构成,是“绿色生态”型肥料。这种新肥料符合农作物的生长规律,适应土壤生态环境的自然规律。它不单是农业田间施肥操作的方式方法,而且涉及今后肥料企业生产肥料品种结构调整、产品换代的问题,是未来农业用肥的发展方向。
 

 
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