化肥為什么被稱為“農(nóng)作物鴉片”？真相曝光了

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本文隸屬:07.污染治理土壤修復(fù)(第35/83篇)

化肥，這個(gè)曾經(jīng)給予農(nóng)業(yè)和農(nóng)民無限希望的寶貝，為何現(xiàn)在成了名副其實(shí)的“農(nóng)作物鴉片”？

01

為什么需要化肥？

1840年，德國化學(xué)家萊比錫（Liebig）創(chuàng)立了植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說并成為現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)的金科玉律，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)量的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。

化肥為什么被稱為“土地鴉片”？真相曝光了

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(dāng)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(dòng)下，無論化肥工業(yè)的生產(chǎn)者還是使用的農(nóng)場或農(nóng)民形成了合力，于是化肥就成了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)不可或缺的主角。

當(dāng)施用化肥增產(chǎn)的效果下降時(shí)，人們開始不斷地增加化肥的施用量。據(jù)2010年的統(tǒng)計(jì)，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。

預(yù)計(jì)到2020年廣東、福建、北京和天津?qū)⒊^或接近600公斤。全國總使用量將很有可能突破6000萬噸，平均全國單位使用量也將接近500公斤，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。

化肥為什么被稱為“土地鴉片”？真相曝光了

02

為什么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(zāi)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(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果解讀這個(gè)警戒線的意義。

如圖，是一項(xiàng)在土壤中使用化肥（尿素）對土壤細(xì)菌數(shù)量影響的試驗(yàn)，我們看到當(dāng)施入量在9克/平方米（折純后施氮量約195公斤/公頃）時(shí)，土壤細(xì)菌數(shù)量是增加最大，當(dāng)施入量達(dá)到21克/平方米（折純后施氮量約456公斤/公頃）時(shí)，土壤細(xì)菌數(shù)量急劇下降到接近零，這是件極其危險(xiǎn)的事！

當(dāng)過量施用后，嚴(yán)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(shí)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(jì)分析，目前世界平均每公頃耕地化肥施用量約120kg。

03

增量不再增收？

當(dāng)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(yīng)卻開始下降，80年代每公斤化肥的增產(chǎn)效果可以達(dá)到1:20，到了21世紀(jì)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(yīng)其實(shí)是以犧牲土壤為代價(jià)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?yàn)槊靠私】档耐寥览锎嬖谥蟹N類過萬、數(shù)以億計(jì)的微生物軍團(tuán)。

化肥為什么被稱為“土地鴉片”？真相曝光了

它們的生長代謝把無機(jī)質(zhì)和大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為植物可吸收利用的有機(jī)質(zhì)，它們和地上的動(dòng)植物一起構(gòu)成了復(fù)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(gè)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(xué)說還有個(gè)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(dāng)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(rèn)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(gè)龐大而神秘的軍團(tuán)是如何運(yùn)作的。

也不知道植物生長過程中這些營養(yǎng)元素的關(guān)系是如何構(gòu)建的，對于我們來說，土壤微生物還是一個(gè)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)組分的化肥！

04

過量的成因

人類的思維慣性決定，當(dāng)一件事情得到的收獲可能減少時(shí)，直接的沖動(dòng)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。

化肥的過量施用也不例外，當(dāng)使用化肥出現(xiàn)了1:20的增產(chǎn)效應(yīng)時(shí)，人們沒有理由忽視它，當(dāng)這個(gè)效應(yīng)比開始下降時(shí)，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(yīng)卻從1:20下降到不足1:5。

05

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(dǎo)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(xiàng)研究表明，過量的尿素使得土壤微生物多樣性嚴(yán)重降低。

化肥為什么被稱為“土地鴉片”？真相曝光了

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(yán)重板結(jié), 最終使土壤喪失農(nóng)業(yè)耕種的價(jià)值。

3、 增加重金屬析出風(fēng)險(xiǎn)。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(jìn)入肥料中。由于鎘在土壤中運(yùn)動(dòng)性較小，淋失很少，也不會被微生物分解，而且PH每下降一個(gè)單位，鎘的生理活性增加近100倍，通過肥料→土壤→農(nóng)作物→動(dòng)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(shí)，與O3?反應(yīng)后，破壞臭氧層。

5、 污染水體。據(jù)有關(guān)資料表明,從農(nóng)田進(jìn)入地表水體的氮占人類活動(dòng)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? 對流域內(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(yán)重, 同時(shí), 地下水也被污染。

化肥為什么被稱為“土地鴉片”？真相曝光了

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(yán)重超標(biāo), 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(jī)酸等含量較大幅度降低。美國有一項(xiàng)研究表明，現(xiàn)在的蔬菜營養(yǎng)成分比40年前下降了約60%

06

為何難以減量？

農(nóng)村農(nóng)業(yè)部表示，將在全國范圍內(nèi)實(shí)施化肥使用量零增長行動(dòng)，力爭到2020年主要農(nóng)作物化肥使用量實(shí)現(xiàn)零增長。其實(shí)按照目前的施用量增長速度，到2020年已經(jīng)達(dá)到環(huán)境無法承受的頂峰了，如果那時(shí)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(gè)目標(biāo)僅針對主糧作物，是走了先易后難的路線?，F(xiàn)在經(jīng)濟(jì)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(kuò)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(tuán)的壓力和減量使用化肥可能帶來產(chǎn)量下降的風(fēng)險(xiǎn)都是阻礙零增長目標(biāo)的障礙。

化肥為什么被稱為“土地鴉片”？真相曝光了

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(hù)地力，保持長期發(fā)展的原動(dòng)力。

第四、小農(nóng)經(jīng)濟(jì)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(dǎo)致幾年內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量下降，我們可能承擔(dān)不起農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量下降的風(fēng)險(xiǎn)，所以在小農(nóng)經(jīng)濟(jì)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。

化肥的合理施用是基于不過分破壞土壤環(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(yán)重的面源污染。

化肥為什么被稱為“土地鴉片”？真相曝光了

過量施用化肥使其成為名副其實(shí)的土地鴉片，以摧毀長期安身立命的本錢（土地地力）為代價(jià)得到的短期愉悅，在比較效益逐年降低時(shí)，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。

07

零增長，知易行難

為了實(shí)現(xiàn)化肥2020年零增長的目標(biāo)，農(nóng)業(yè)部門開出的“藥方”是測土施肥和增施有機(jī)肥。

測土施肥的確是個(gè)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(chǔ)上，也就是維持化肥污染不再繼續(xù)擴(kuò)大，還是治標(biāo)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(gè)技術(shù)成果，一來農(nóng)業(yè)科技服務(wù)人員長期性短缺，無法服務(wù)惠及到千家萬戶。

二來分散的小地塊和繁雜的品種難以實(shí)施精準(zhǔn)的測土施肥計(jì)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。關(guān)于有機(jī)肥本身也存在著重金屬和抗生素殘留超標(biāo)問題。