论文部分内容阅读
编者按
随着新冠肺炎疫情在全球肆虐流行,很多国家陆续采取了“闭国防疫”的极端措施,以防止疫情的进一步蔓延。一些国家甚至限制或者禁止粮食出口,“联合国称疫情可能引发粮食危机”的新闻都登上了热搜头条,这引发了国民对我国粮食安全的极大关注。一直以来,保障粮食供应都是我国的基本战略,化肥作为粮食安全战略资源,国家也采取了一系列措施来重点保障。但在温饱问题解决之后,随着社会各界对农产品品质和环保问题的日益重视,大家开始重新审视化肥使用的副作用,有些地方、有些人甚至开始出现抵制使用化肥的情况。本期访谈我们请江西省土壤肥料技术推广站的邵华站长,就大家关注的一系列肥料问题进行解答,敬请关注——
记者:邵站长您好!化肥是科技带给人类的高效植物营养产品,有近200年的施用历史,对农业生产作出了重大贡献。请您简单介绍一下化肥的起源情况,好吗?
邵华:化肥的使用始于硫酸铵,源于欧洲,是工业革命的产物。德国农业化学家李比希提出的植物矿质养分理论是化肥生产和使用的基础。之后各国科学家在植物营养与土壤农化研究方面陆续取得了突破和进步,确定了植物生长必需的17种营养元素,并探索出这些养分的来源以及植物吸收利用的数量、主要形态和途径。在科学技术的指引下,化肥的生产和使用应运而生并蓬勃发展,依赖地力自然恢复的传统农业被打破了,人类打开了从生物圈获取能量和物质的又一个通道,温饱和营养问题因此得到解决,人们的生活水平迅速提高,人口快速增长,人类文明进步大幅提速。
记者:我国化肥工业发展情况如何?
邵华:我国化肥工业历经艰难,始于20世纪30年代,成于中华人民共和国成立之后,盛于20世纪末。如今,我国已成为全球最大的化肥生产国和出口国。1990年,我国成为全球最大的氮肥生产国和出口国;2005年,我国磷肥生产比肩氮肥工业;2015年,我国钾肥开始扭转单纯依靠进口的情况。目前,我国化肥出口额已经大于进口额,出现了贸易顺差。化肥工业为我国农业和国民经济发展提供了坚实的基础,贡献巨大。
记者:都说肥料是农作物的“粮食”。那么,化肥对农作物增产增收起了什么作用?
邵华:肥料通常指有机肥和化肥,其中化肥是农作物的“主粮”。有机肥含有大量碳和少量的养分,虽然一定程度上可以维持土壤肥力和农作物产量,但难以大幅度提高农作物产量,解决不了人类的温饱问题。化肥是农田的外部养分输入,可以让农田养分亏损迅速得到补充,使农作物连续高产得以实现,极大地提高了农田的产出效率。
我国水稻亩产量从40公斤提高到200公斤,花了2000多年的时间。现在,我国水稻亩产量之所以提高到400~500公斤,最高的可达1000公斤,很大部分的功劳要归于化肥使用的普及。联合国粮农组织的研究和调查显示,施用化肥与不施用化肥相比,施用化肥的农作物单产可提高50%。农作物总产量中有三分之一来自化肥的贡献,我国粮食产量的一半来自化肥的贡献。化肥中的无机速效养分不需經微生物转化分解,施入土壤中后就可被作物根系直接吸收,在作物生长旺盛阶段可以迅速满足作物需要;溶解性好的化肥还可以通过水肥一体化,或通过叶面喷施的方式施用,进一步提高了作物的养分吸收效率和人类的劳动效率。可以这么说,没有化肥,就没有现代农业和设施农业。
记者:随着科技的不断发展进步,肥料产品也在不断更新升级。各种新型肥料产品的不断推出和大面积推广使用,极大地推动了我国农业的发展和进步。请您介绍一下目前生产上应用比较好的新型肥料产品有哪些?
邵华:总的来说,肥料产品的发展,还没有跟上农业发展的脚步。肥料产品再升级更新,从植物营养角度来说,还是植物生长必需的那17种营养元素。目前,市场关注度比较高的肥料产品有以下几种,它们各有优劣。
1.商品有机肥。受制于化肥产品生产的资源瓶颈和环保压力,将农业废弃物(特别是规模养殖的废弃物)化肥化利用,即把有机物料加工成商品有机肥,越来越受到上至政府层面、下至相关肥料生产和使用企业的重视和欢迎。预计商品有机肥在肥料市场的份额,以后将逐渐扩大。
2.水溶性好的肥料。这块主要包括叶面肥和水溶肥。叶面肥在农作物生产中起的作用是锦上添花,少数有奇效,但不是主角。而且部分叶面肥喷施后起奇效的原因,并不是其中所含的肥料成分,而是这些叶面肥中所含的激素成分。水溶肥则通过水肥一体化的施肥方式,简化了施肥程序。目前在设施农业、高效农业上应用广泛,但是在大田作物上应用就不太经济,无法大面积推广。
3.缓控释肥。这类肥料产品通过添加一定的物料和经过一定的处理,可以将肥效拉长,使肥料分阶段释放。目前的缓控释肥的“缓”可以实现,“控”还很难做到,总体还在发展中,因此市场认可度还不高。但随着农业机械化进程的加快,缓控释肥由于与机械施肥结合得比较好,施用便捷、经济、高效,特别是与目前应用比较普遍的一种施肥方式“侧深施肥”可以很好地结合使用,因而有一定的应用前景。
4.三元复合肥(主要是氮∶五氧化二磷∶氧化钾为15∶15∶15的三元复合肥)。这类复合肥现在市场认可度比较高,使用也比较广。其优点是肥料可以实现一次性投入,施用方便,比较经济;缺点是肥料投入不一定科学,往往存在一些肥料投入过量或不足的情况,但后续可以通过科学地施用单质肥料进行调整,以使施肥尽量做到优质高效和对环境友好。
记者:化肥的普遍施用和长期不正确使用,导致一些地方出现土壤板结现象,甚至产生了一定的环境污染。请问,施用化肥具体有哪些正面影响和负面影响?我们可以采取哪些有效措施来降低施用化肥对环境的负面影响呢?
邵华:施用化肥的正面影响:一是促进植物的光合作用,将人类活动产生的温室气体储入土壤和植被,减轻工业化带来的负面影响;二是促进植物生长,涵养水土并培肥地力;三是通过促进农业增产增收,为退耕还林还草、退田还湖等环境友好行为提供保障。 施用化肥的负面影响:一是化肥工业生产不但要消耗大量的能源和资源,还会产生“三废”,污染环境。二是化肥施用过量及偏施、施用方法粗放不合理,会增加农田氮、磷等养分的流失,使耕地土壤理化性状和生物活性退化,如土壤板结;还会加剧局部区域生态环境问题,如土壤酸化、水体富营养化。由于化肥对农作物增产的作用巨大,農户对化肥太过喜欢,因此逐步摒弃了原先施用的有机废弃物,如秸秆还田和规模养殖的废弃物等,出现了对化肥的过度依赖。有些农户为了追求农作物高产,还不断地加大化肥的施用量。我们在多年的测土配方施肥工作中发现,有些地方的土壤出现了富营养化的倾向,产生了一定的面源污染。
虽说土壤板结主要是由大水漫灌、淹灌等不合理的耕作方式造成的,但通过采取以下措施,还是可以将施肥对环境的负面影响适当降低。
(1)增施有机肥。可通过积造农家肥、秸秆还田、利用规模养殖的废弃物生产有机肥等,多渠道增施有机肥。
(2)有机肥与化肥合理配合施用。有机肥与无机肥料合理配合施用,不但能使农作物获得高产,而且生产出来的农产品品质更佳,同时还是改善土壤结构的有效措施。
(3)积极推广应用测土配方施肥。通过测土配方施肥,不但可以有效提高肥料的利用率和农作物产出率,改善农产品品质,还可降低施肥对环境可能造成的负面影响。
记者:为了提高肥料使用效率和减轻施肥对环境可能造成的污染,从2005年开始,我国开始推广测土配方施肥。请问测土配方施肥的开展情况如何?
邵华:测土配方施肥,通俗点说就是科学施肥。我国前期大力推广测土配方施肥,目的是通过为大家免费测土,让大家都参与到测土配方施肥中来,以使科学施肥技术得到推广普及。
从2005年开始,在多年的测土配方施肥工作中,我们将测土配方施肥建议卡全面分发到户,并做到“测土到田、配方到厂、指导到户”,很好地达到了“减氮、稳磷、增钾”的目的。至2019年,江西省的测土配方施肥覆盖率累计达到了90%,并且可以达到每隔3~5年轮回测土一次。
目前,我国的土地流转率越来越高(据调查,现在已经达到了50%),加上新型农业经营主体(如种植大户、公司 农户等)的产生,为测土配方施肥提供了更加广阔的舞台。原先很多种植散户对测土配方施肥是被动接受,现在随着一些大资本进入农业领域,伴随着设施农业的高速发展,测土配方施肥的认可度和接受率越来越高,很多经营主体甚至主动找上门来要求做测土配方施肥。原先我们做测土配方施肥工作宣传的时候,是简单地将“测土配方施肥明白纸”送到千家万户,贴到墙上。现在随着信息化水平的提高和新媒体的出现,测土配方施肥也有了APP。只要安装测土配方施肥APP,在输入自己田块的状况之后,就可以知道该田块的养分状况,并很快会给用户提供一个施肥参考方案。
现在,在设施农业上采用测土配方施肥,通过水肥一体化措施,比原先的常规施肥方法,可以节省肥料20%~33%。
记者:为了避免过量施用和不正确使用化肥,2015年我国启动了化肥使用量零增长行动。请问,近年来国家和江西省化肥减量施用进展情况如何?
邵华:为了达到不但要施“高产肥”,还要施“科学肥”“经济肥”的目的,我国从2015年开始启动化肥使用量零增长行动。
传统的培肥地力是个漫长的过程,化肥的施用使得养分快速归还土壤,地力得到提升。国外160多年的监测和国内30多年的耕地地力定位监测都显示,农田土壤中的氮、磷、钾等养分含量因施肥管理普遍增加,增加的程度由化肥的投入量决定。几十年来,因为化肥的施用,提升了土壤肥力,在农业生产系统内积累了大量养分,才使得我们今天有底气来采取各种途径减少化肥的施用量。
当前,肥料发展已经进入全新的阶段。自2015年国家启动化肥使用量零增长行动以来,2018年全国农用化肥使用量为5653万吨,比2015年减少了369万吨,下降6.1%。江西省农用化肥减量率则远超全国平均水平,至2019年,江西省农用化肥使用量连续四年负增长,相比2015年,减量率在10%以上。目前,江西省施用肥料中有机肥的占比为15%~20%,还有增长空间,将来可以提升至30%。
记者:肥料未来的发展趋势如何?
邵华:我们要更加全面地认识化肥的作用,积极合理地转变施肥方式,合理地施用化肥。预计在较长的一段时期内,我国仍将维持以化肥为主、与有机肥配合施用并逐步加大有机肥替代化肥比例的施肥模式,在减肥增效的同时,将施用化肥对环境的影响控制到最小。
单纯从成本角度来说,最经济的施肥模式还是循环经济模式。在这种模式下,有机肥获得成本更低,发展空间更大,适用的农作物更多。所以未来肥料使用的发展方向,一是从结构来说,有机肥的施用占比还有上升空间,还可以更趋完善。目前市场上的商品有机肥,因为成本高昂,在大田作物上使用还不经济,所以在大田作物上使用量很少,更多是用于果树、茶叶等经济作物上打有机高端牌,这大大地限制了其使用空间。二是肥料产品将不断升级,肥料中氮、磷、钾等营养元素配比将更趋合理,以便适应农业机械化和水肥一体化的发展方向,达到既经济又环保的目的。将来发展前景看好的肥料品种有:(1)缓控释肥类产品。(2)提高肥料利用率的产品,如“一袋子”肥料产品(即一次性投入产品)。现在市场上的各种专用肥,既是配方肥,也是“一袋子”肥料产品。目前江西的肥料利用率已经达到40%,但还有上升空间。(3)灌溉与施肥结合更紧密的产品。三是施肥技术的智能化、机械化发展空间巨大,这跟我国农业集约化发展的大方向有关。目前,我国施肥机械化水平低于其他农业措施(如收获、播种等)的机械化水平,是相对的“洼地”,虽然近年来也取得了一定的突破,但还有很大的发展空间。
(本刊记者
随着新冠肺炎疫情在全球肆虐流行,很多国家陆续采取了“闭国防疫”的极端措施,以防止疫情的进一步蔓延。一些国家甚至限制或者禁止粮食出口,“联合国称疫情可能引发粮食危机”的新闻都登上了热搜头条,这引发了国民对我国粮食安全的极大关注。一直以来,保障粮食供应都是我国的基本战略,化肥作为粮食安全战略资源,国家也采取了一系列措施来重点保障。但在温饱问题解决之后,随着社会各界对农产品品质和环保问题的日益重视,大家开始重新审视化肥使用的副作用,有些地方、有些人甚至开始出现抵制使用化肥的情况。本期访谈我们请江西省土壤肥料技术推广站的邵华站长,就大家关注的一系列肥料问题进行解答,敬请关注——
记者:邵站长您好!化肥是科技带给人类的高效植物营养产品,有近200年的施用历史,对农业生产作出了重大贡献。请您简单介绍一下化肥的起源情况,好吗?
邵华:化肥的使用始于硫酸铵,源于欧洲,是工业革命的产物。德国农业化学家李比希提出的植物矿质养分理论是化肥生产和使用的基础。之后各国科学家在植物营养与土壤农化研究方面陆续取得了突破和进步,确定了植物生长必需的17种营养元素,并探索出这些养分的来源以及植物吸收利用的数量、主要形态和途径。在科学技术的指引下,化肥的生产和使用应运而生并蓬勃发展,依赖地力自然恢复的传统农业被打破了,人类打开了从生物圈获取能量和物质的又一个通道,温饱和营养问题因此得到解决,人们的生活水平迅速提高,人口快速增长,人类文明进步大幅提速。
记者:我国化肥工业发展情况如何?
邵华:我国化肥工业历经艰难,始于20世纪30年代,成于中华人民共和国成立之后,盛于20世纪末。如今,我国已成为全球最大的化肥生产国和出口国。1990年,我国成为全球最大的氮肥生产国和出口国;2005年,我国磷肥生产比肩氮肥工业;2015年,我国钾肥开始扭转单纯依靠进口的情况。目前,我国化肥出口额已经大于进口额,出现了贸易顺差。化肥工业为我国农业和国民经济发展提供了坚实的基础,贡献巨大。
记者:都说肥料是农作物的“粮食”。那么,化肥对农作物增产增收起了什么作用?
邵华:肥料通常指有机肥和化肥,其中化肥是农作物的“主粮”。有机肥含有大量碳和少量的养分,虽然一定程度上可以维持土壤肥力和农作物产量,但难以大幅度提高农作物产量,解决不了人类的温饱问题。化肥是农田的外部养分输入,可以让农田养分亏损迅速得到补充,使农作物连续高产得以实现,极大地提高了农田的产出效率。
我国水稻亩产量从40公斤提高到200公斤,花了2000多年的时间。现在,我国水稻亩产量之所以提高到400~500公斤,最高的可达1000公斤,很大部分的功劳要归于化肥使用的普及。联合国粮农组织的研究和调查显示,施用化肥与不施用化肥相比,施用化肥的农作物单产可提高50%。农作物总产量中有三分之一来自化肥的贡献,我国粮食产量的一半来自化肥的贡献。化肥中的无机速效养分不需經微生物转化分解,施入土壤中后就可被作物根系直接吸收,在作物生长旺盛阶段可以迅速满足作物需要;溶解性好的化肥还可以通过水肥一体化,或通过叶面喷施的方式施用,进一步提高了作物的养分吸收效率和人类的劳动效率。可以这么说,没有化肥,就没有现代农业和设施农业。
记者:随着科技的不断发展进步,肥料产品也在不断更新升级。各种新型肥料产品的不断推出和大面积推广使用,极大地推动了我国农业的发展和进步。请您介绍一下目前生产上应用比较好的新型肥料产品有哪些?
邵华:总的来说,肥料产品的发展,还没有跟上农业发展的脚步。肥料产品再升级更新,从植物营养角度来说,还是植物生长必需的那17种营养元素。目前,市场关注度比较高的肥料产品有以下几种,它们各有优劣。
1.商品有机肥。受制于化肥产品生产的资源瓶颈和环保压力,将农业废弃物(特别是规模养殖的废弃物)化肥化利用,即把有机物料加工成商品有机肥,越来越受到上至政府层面、下至相关肥料生产和使用企业的重视和欢迎。预计商品有机肥在肥料市场的份额,以后将逐渐扩大。
2.水溶性好的肥料。这块主要包括叶面肥和水溶肥。叶面肥在农作物生产中起的作用是锦上添花,少数有奇效,但不是主角。而且部分叶面肥喷施后起奇效的原因,并不是其中所含的肥料成分,而是这些叶面肥中所含的激素成分。水溶肥则通过水肥一体化的施肥方式,简化了施肥程序。目前在设施农业、高效农业上应用广泛,但是在大田作物上应用就不太经济,无法大面积推广。
3.缓控释肥。这类肥料产品通过添加一定的物料和经过一定的处理,可以将肥效拉长,使肥料分阶段释放。目前的缓控释肥的“缓”可以实现,“控”还很难做到,总体还在发展中,因此市场认可度还不高。但随着农业机械化进程的加快,缓控释肥由于与机械施肥结合得比较好,施用便捷、经济、高效,特别是与目前应用比较普遍的一种施肥方式“侧深施肥”可以很好地结合使用,因而有一定的应用前景。
4.三元复合肥(主要是氮∶五氧化二磷∶氧化钾为15∶15∶15的三元复合肥)。这类复合肥现在市场认可度比较高,使用也比较广。其优点是肥料可以实现一次性投入,施用方便,比较经济;缺点是肥料投入不一定科学,往往存在一些肥料投入过量或不足的情况,但后续可以通过科学地施用单质肥料进行调整,以使施肥尽量做到优质高效和对环境友好。
记者:化肥的普遍施用和长期不正确使用,导致一些地方出现土壤板结现象,甚至产生了一定的环境污染。请问,施用化肥具体有哪些正面影响和负面影响?我们可以采取哪些有效措施来降低施用化肥对环境的负面影响呢?
邵华:施用化肥的正面影响:一是促进植物的光合作用,将人类活动产生的温室气体储入土壤和植被,减轻工业化带来的负面影响;二是促进植物生长,涵养水土并培肥地力;三是通过促进农业增产增收,为退耕还林还草、退田还湖等环境友好行为提供保障。 施用化肥的负面影响:一是化肥工业生产不但要消耗大量的能源和资源,还会产生“三废”,污染环境。二是化肥施用过量及偏施、施用方法粗放不合理,会增加农田氮、磷等养分的流失,使耕地土壤理化性状和生物活性退化,如土壤板结;还会加剧局部区域生态环境问题,如土壤酸化、水体富营养化。由于化肥对农作物增产的作用巨大,農户对化肥太过喜欢,因此逐步摒弃了原先施用的有机废弃物,如秸秆还田和规模养殖的废弃物等,出现了对化肥的过度依赖。有些农户为了追求农作物高产,还不断地加大化肥的施用量。我们在多年的测土配方施肥工作中发现,有些地方的土壤出现了富营养化的倾向,产生了一定的面源污染。
虽说土壤板结主要是由大水漫灌、淹灌等不合理的耕作方式造成的,但通过采取以下措施,还是可以将施肥对环境的负面影响适当降低。
(1)增施有机肥。可通过积造农家肥、秸秆还田、利用规模养殖的废弃物生产有机肥等,多渠道增施有机肥。
(2)有机肥与化肥合理配合施用。有机肥与无机肥料合理配合施用,不但能使农作物获得高产,而且生产出来的农产品品质更佳,同时还是改善土壤结构的有效措施。
(3)积极推广应用测土配方施肥。通过测土配方施肥,不但可以有效提高肥料的利用率和农作物产出率,改善农产品品质,还可降低施肥对环境可能造成的负面影响。
记者:为了提高肥料使用效率和减轻施肥对环境可能造成的污染,从2005年开始,我国开始推广测土配方施肥。请问测土配方施肥的开展情况如何?
邵华:测土配方施肥,通俗点说就是科学施肥。我国前期大力推广测土配方施肥,目的是通过为大家免费测土,让大家都参与到测土配方施肥中来,以使科学施肥技术得到推广普及。
从2005年开始,在多年的测土配方施肥工作中,我们将测土配方施肥建议卡全面分发到户,并做到“测土到田、配方到厂、指导到户”,很好地达到了“减氮、稳磷、增钾”的目的。至2019年,江西省的测土配方施肥覆盖率累计达到了90%,并且可以达到每隔3~5年轮回测土一次。
目前,我国的土地流转率越来越高(据调查,现在已经达到了50%),加上新型农业经营主体(如种植大户、公司 农户等)的产生,为测土配方施肥提供了更加广阔的舞台。原先很多种植散户对测土配方施肥是被动接受,现在随着一些大资本进入农业领域,伴随着设施农业的高速发展,测土配方施肥的认可度和接受率越来越高,很多经营主体甚至主动找上门来要求做测土配方施肥。原先我们做测土配方施肥工作宣传的时候,是简单地将“测土配方施肥明白纸”送到千家万户,贴到墙上。现在随着信息化水平的提高和新媒体的出现,测土配方施肥也有了APP。只要安装测土配方施肥APP,在输入自己田块的状况之后,就可以知道该田块的养分状况,并很快会给用户提供一个施肥参考方案。
现在,在设施农业上采用测土配方施肥,通过水肥一体化措施,比原先的常规施肥方法,可以节省肥料20%~33%。
记者:为了避免过量施用和不正确使用化肥,2015年我国启动了化肥使用量零增长行动。请问,近年来国家和江西省化肥减量施用进展情况如何?
邵华:为了达到不但要施“高产肥”,还要施“科学肥”“经济肥”的目的,我国从2015年开始启动化肥使用量零增长行动。
传统的培肥地力是个漫长的过程,化肥的施用使得养分快速归还土壤,地力得到提升。国外160多年的监测和国内30多年的耕地地力定位监测都显示,农田土壤中的氮、磷、钾等养分含量因施肥管理普遍增加,增加的程度由化肥的投入量决定。几十年来,因为化肥的施用,提升了土壤肥力,在农业生产系统内积累了大量养分,才使得我们今天有底气来采取各种途径减少化肥的施用量。
当前,肥料发展已经进入全新的阶段。自2015年国家启动化肥使用量零增长行动以来,2018年全国农用化肥使用量为5653万吨,比2015年减少了369万吨,下降6.1%。江西省农用化肥减量率则远超全国平均水平,至2019年,江西省农用化肥使用量连续四年负增长,相比2015年,减量率在10%以上。目前,江西省施用肥料中有机肥的占比为15%~20%,还有增长空间,将来可以提升至30%。
记者:肥料未来的发展趋势如何?
邵华:我们要更加全面地认识化肥的作用,积极合理地转变施肥方式,合理地施用化肥。预计在较长的一段时期内,我国仍将维持以化肥为主、与有机肥配合施用并逐步加大有机肥替代化肥比例的施肥模式,在减肥增效的同时,将施用化肥对环境的影响控制到最小。
单纯从成本角度来说,最经济的施肥模式还是循环经济模式。在这种模式下,有机肥获得成本更低,发展空间更大,适用的农作物更多。所以未来肥料使用的发展方向,一是从结构来说,有机肥的施用占比还有上升空间,还可以更趋完善。目前市场上的商品有机肥,因为成本高昂,在大田作物上使用还不经济,所以在大田作物上使用量很少,更多是用于果树、茶叶等经济作物上打有机高端牌,这大大地限制了其使用空间。二是肥料产品将不断升级,肥料中氮、磷、钾等营养元素配比将更趋合理,以便适应农业机械化和水肥一体化的发展方向,达到既经济又环保的目的。将来发展前景看好的肥料品种有:(1)缓控释肥类产品。(2)提高肥料利用率的产品,如“一袋子”肥料产品(即一次性投入产品)。现在市场上的各种专用肥,既是配方肥,也是“一袋子”肥料产品。目前江西的肥料利用率已经达到40%,但还有上升空间。(3)灌溉与施肥结合更紧密的产品。三是施肥技术的智能化、机械化发展空间巨大,这跟我国农业集约化发展的大方向有关。目前,我国施肥机械化水平低于其他农业措施(如收获、播种等)的机械化水平,是相对的“洼地”,虽然近年来也取得了一定的突破,但还有很大的发展空间。
(本刊记者