2019-06-10 10:03:30 秦志偉
無論是化肥還是有機(jī)肥，使用量越大，土體硝態(tài)氮?dú)埩袅吭礁撸h(huán)境風(fēng)險(xiǎn)越大；但是，不使用肥料也不行。如何將化肥和有機(jī)肥科學(xué)配施并將各自風(fēng)險(xiǎn)降到最小是關(guān)鍵，在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展受到挑戰(zhàn)的情況下，只有——
沒有化肥的農(nóng)業(yè)行嗎？在化肥被妖魔化的當(dāng)下，完全用有機(jī)肥又是否可行？在國家倡導(dǎo)有機(jī)肥替代化肥的大背景下，兩者各占多大比例效果最佳？中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院德州實(shí)驗(yàn)站用30年的研究試驗(yàn)給出了答案。
日前，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院化肥減施增效長期試驗(yàn)與新型肥料示范現(xiàn)場會(huì)在山東省德州市召開。記者獲悉，德州實(shí)驗(yàn)站通過連續(xù)30年的定位監(jiān)測試驗(yàn)，初步建立了有機(jī)無機(jī)配合施肥實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、培肥和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的高效施肥理論體系，認(rèn)為有機(jī)肥替代50%化肥的效果最佳。
示范現(xiàn)場會(huì)結(jié)束后，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院黨組書記陳萌山用兩句話概括了他的感受：“層層入勝、如饑似渴”。在他看來，做到科學(xué)施肥，一個(gè)重要措施就是要把中國傳統(tǒng)的農(nóng)耕文明與現(xiàn)代的科學(xué)施肥結(jié)合起來，把化肥和有機(jī)肥結(jié)合起來，“德州實(shí)驗(yàn)站幾十年的科學(xué)實(shí)驗(yàn)給了我們很好的模式、方法。”陳萌山告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者。
非100%的替代
今年年初，中央一號文件的發(fā)布，使得“有機(jī)肥替代化肥”成為農(nóng)資企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)；農(nóng)業(yè)部緊接著印發(fā)了《開展果菜茶有機(jī)肥替代化肥行動(dòng)方案》，讓有機(jī)肥又火了一把。
于是，備受誤解的化肥再次遭遇當(dāng)頭棒喝。近年來，化肥總被妖魔化，食品安全出問題歸結(jié)于化肥，生態(tài)環(huán)境出問題也歸結(jié)于化肥……一時(shí)間化肥成為眾矢之的。不可否認(rèn)，這些問題與化肥的不合理使用存在一定的關(guān)系。
長期以來，農(nóng)田高投入、高產(chǎn)出與施肥環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)并存一直是困擾我國農(nóng)業(yè)高產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的重大課題。但如果為此否定化肥的作用而完全用有機(jī)肥替代，這種觀點(diǎn)并不被業(yè)內(nèi)人士認(rèn)可。
農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司司長曾衍德也向記者介紹過，開展有機(jī)肥替代化肥，并不是不要化肥，而是需要把過去不合理的施用量降下來，把過量施用的勢頭降下來。
“在糧食增產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)雙重壓力下，高效利用有機(jī)肥資源，替代部分化肥，促進(jìn)化肥減量施用，是緩解上述壓力的重要途徑之一。”中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院德州實(shí)驗(yàn)站站長、新型肥料與施肥技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家趙秉強(qiáng)研究員告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者。
記者了解到，從1986年開始，德州實(shí)驗(yàn)站以建立化肥與有機(jī)肥相結(jié)合的科學(xué)施肥制度為核心，以有機(jī)肥培肥改良土壤、替代部分化肥，實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、培肥和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo)，在山東禹城市和陵縣試驗(yàn)基地設(shè)立長期定位試驗(yàn)。
以在禹城市實(shí)施的化肥、有機(jī)肥、有機(jī)無機(jī)配合施肥制度長期定位監(jiān)測試驗(yàn)為例，定位監(jiān)測結(jié)果表明，有機(jī)肥替代50%化肥，具有保障作物產(chǎn)量、培肥地力、減輕環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的功能，為建立區(qū)域科學(xué)施肥制度提供了依據(jù)。
此外，定位監(jiān)測試驗(yàn)還表明，在有機(jī)肥和化肥等氮量投入的條件下，有機(jī)肥的氮素環(huán)境問題顯著小于化肥，這為建立區(qū)域科學(xué)施肥制度提供了理論依據(jù)。
但如果長期過量施用有機(jī)肥或化肥，可以嗎？趙秉強(qiáng)給出的答案是，“可以保證作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和土壤肥力，但肥料損失嚴(yán)重，環(huán)境問題突出。”
農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司副司長陳又權(quán)現(xiàn)場觀摩后認(rèn)為，德州實(shí)驗(yàn)站的定位監(jiān)測試驗(yàn)對開展化肥減施、綠色增產(chǎn)具有重要意義，在引導(dǎo)公眾正確認(rèn)識化肥，避免妖魔化方面起到積極作用；同時(shí)，試驗(yàn)也表明只有將有機(jī)肥和化肥合理配施才是最佳選擇。
合理配施，讓高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)同步
平常生活中，很多人抱怨現(xiàn)在的食物越來越?jīng)]味兒了，比如水果、蔬菜的口感不如過去了。“這與化肥施用過多有一定關(guān)系。”曾衍德說。
有實(shí)驗(yàn)表明，施用有機(jī)肥的果園產(chǎn)出果實(shí)的外觀和品質(zhì)均有明顯提高。其中，花青素含量會(huì)提高20%~30%，維生素C會(huì)提高10%~30%。
趙秉強(qiáng)向記者介紹，德州實(shí)驗(yàn)站長期定位監(jiān)測結(jié)果表明，有機(jī)肥替代50%化肥處理冬小麥、夏玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)與化肥處理相當(dāng)或高于化肥，高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)同步。
實(shí)際上，不同類型的有機(jī)肥與化肥配施對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響也是不同的。在禹城試驗(yàn)基地，記者發(fā)現(xiàn)牛糞、雞糞、豬糞3種不同類型的有機(jī)肥，其投入比例也不一樣。
據(jù)介紹，上述試驗(yàn)開始于2014年10月，試驗(yàn)采用冬小麥—夏玉米輪作的種植模式，設(shè)有3種不同有機(jī)肥種類，在等氮量條件下，有機(jī)肥投入比例分別設(shè)有0%、25%、50%、75%和100%等5個(gè)配比。
記者看到，不同類型有機(jī)肥及其各異的投入比例的小麥生長情況也各異，比如高量施用雞糞冬小麥長勢就好于同類型有機(jī)肥不同投入比例冬小麥的長勢。
德州實(shí)驗(yàn)站定位監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，在常規(guī)施氮量的條件下，單施雞糞、豬糞處理對小麥各品質(zhì)指標(biāo)的提升作用與化肥處理相當(dāng)，且明顯優(yōu)于施用牛糞的處理。
“常量配施時(shí)，化肥比例高而有機(jī)肥比例低的處理，如25%有機(jī)肥＋75%化肥，更有利于籽粒蛋白質(zhì)含量的提高。”趙秉強(qiáng)說。
此外，結(jié)果表明，有機(jī)肥替代50%化肥處理后的土壤肥力較化肥處理得到明顯改善，土壤有機(jī)質(zhì)含量提高43%，全氮含量提高38%。
對于未來在大田的推廣，趙秉強(qiáng)認(rèn)為技術(shù)上問題不大。自從今年一號文件提出開展有機(jī)肥替代化肥試點(diǎn)以來，農(nóng)業(yè)部就提出開展果菜茶有機(jī)肥替代行動(dòng)，選擇100個(gè)果菜茶重點(diǎn)縣并拿出10億元作為補(bǔ)貼進(jìn)行示范。
記者了解到，果菜茶等是推進(jìn)化肥減量潛力最大的領(lǐng)域。“在推進(jìn)過程中，堅(jiān)持減量與增效并重、生產(chǎn)與生態(tài)統(tǒng)籌，突出蘋果、柑橘、設(shè)施蔬菜和品牌茶葉等重點(diǎn)品種。”農(nóng)業(yè)部新聞發(fā)言人葉貞琴告訴記者。
改善環(huán)境，一舉多得
如上所述，生產(chǎn)和生態(tài)越來越不可分割。但近年來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)出現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象，一邊是化肥過量施用帶來土壤酸化和水體的富營養(yǎng)化，一邊是畜禽糞污堆積得不到有效利用造成的污染，最終的結(jié)果都是破壞了生態(tài)環(huán)境。
在曾衍德看來，通過有機(jī)肥替代化肥，可以把這一問題解決好，“使農(nóng)牧結(jié)合更緊密，把畜禽糞污利用起來，也使農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量提升，這是一舉多得的好事。”曾衍德說。
近年來，我國畜禽養(yǎng)殖規(guī)模逐步擴(kuò)大，農(nóng)作物秸稈生物量不斷增加，大中型沼氣工程發(fā)展迅速。據(jù)測算，全國每年產(chǎn)生的各類有機(jī)肥資源養(yǎng)分總量約7400多萬噸，但實(shí)際利用不足40%，資源豐富，潛力巨大。
眾所周知，化肥因容易揮發(fā)而降低肥效，并帶來環(huán)境污染。“有機(jī)肥替代50%化肥處理后，農(nóng)田氨揮發(fā)和氧化亞氮排放量較化肥降低30%，土體硝酸鹽累積量降低43%。”趙秉強(qiáng)告訴記者。
前面講到，長期超量施用有機(jī)肥也會(huì)帶來環(huán)境問題。據(jù)趙秉強(qiáng)介紹，長期大量施用有機(jī)肥后，土壤會(huì)因磷素過度積累而導(dǎo)致環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
德州實(shí)驗(yàn)站在陵縣試驗(yàn)基地長期定位試驗(yàn)結(jié)果表明，無論是化肥還是有機(jī)肥，使用量越大，土體硝態(tài)氮?dú)埩袅吭礁撸h(huán)境風(fēng)險(xiǎn)越大；但在等氮條件下，有機(jī)肥處理后土體硝態(tài)氮累積量顯著低于化肥處理。
不得不說，只有將有機(jī)肥和化肥合理配比，盡量將各自的風(fēng)險(xiǎn)降到最小，才能達(dá)到多贏。但河北農(nóng)林科學(xué)院副院長王海波向《中國科學(xué)報(bào)》記者提到，目前有機(jī)肥種類繁多，在應(yīng)用前還需了解其成分的不同作用。
事實(shí)上，德州實(shí)驗(yàn)站通過30年的施肥制度監(jiān)測試驗(yàn)得到的并不只這些。“這些定位試驗(yàn)數(shù)據(jù)科學(xué)總結(jié)、明確回答了化肥減施增效等一系列重大科學(xué)問題，用實(shí)踐告訴我們怎么做到合理配施、采取什么樣的方法等。”陳萌山說。
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