论文部分内容阅读
现代农业的发展，产生不同的学派和不同的观点，有人认为：当今环境和食品都存在污染，其中大量施用化学肥料是污染环境和食品的重要原因，提出要恢复原生态，施肥只能用有机肥，不用化肥，因此提出通过全面发展有机农业，来保护生态环境，生产无公害的有机食品。我们认为，从增施有机肥的角度来看是值得重视的，但也决不能否定化肥的作用。
一、有机肥料的重要性
1. 改良土壤的物理化学性质。有机肥在土壤微生物的作用下，通过发酵和腐烂，可产生腐殖质，腐殖质是含有机胶体的物质，和土壤颗粒相结合，能使土壤产生团粒结构，起到既能促使土壤通气又能保持土壤水分的作用。腐殖质还能调节和缓冲土壤的酸碱性，吸附植物能吸收的营养元素，提高土壤的保肥性能。增施有机肥，可以改善土壤的松紧度、通气性、透水性、保水性和热状况，使土壤中的水分、养分、空气和温度都能满足植物根系需要，从而保障植物根深叶茂，达到高产稳产。
2. 促进土壤微生物的活动。有机肥是微生物赖以生存和繁殖所需能量和养分的来源，增施有机肥能促进有益微生物的活动，加速有机质的分解矿化过程，也包括促进一些固氮细菌的活动和土壤中蚯蚓的繁殖等，因而能提高土壤的肥力。
3. 有机肥养分全面而且肥效期长。有机肥主要有死亡的植物和以植物为食料的动物的尸体及其粪便。这些有机物经过微生物分解后，就能产生全面的营养元素，主要有氮、磷、钾和钙、镁、硫以及铁、锰、硼、锌、铜、钼等大量、中量和微量元素。所以有机肥是一种全营养肥，可提供植物需要的全部营养。另外有机肥在分解过程中可逐步给植物提供营养物质，肥效持久，性质柔和，能维持和促进土壤养分的平衡。
二、自然界的物质循环
为了搞清有机肥和化肥的作用和相互关系，到底化肥能否污染食品，我们需要了解自然界的物质循环。
自然界的物质都在不断运动，产生自身的循环。其中构成生命体的有机物和无机物，它们也在不断循环，我们可以简单画出如下图式：
从上图可看出：植物和动物的尸体、残骸和动物的粪便，这些由大分子构成的有机化合物不能被植物直接吸收，而必须通过微生物的作用，将复杂的有机物分解成简单的无机物（如同化肥），例如NH4 ，NO3-，K ，PO43-，Ca2 ，Mg2 ，SO42-等离子水溶状态才能被植物根系吸收（叶面喷施也能吸收），加上根系吸收的水和叶面气孔吸收的二氧化碳，在植物叶片中进行光合作用，又合成各种有机化合物，构成植物有机体：这就说明化肥与有机肥一样不会使植物受到污染。
由于有了对大自然物质循环的理解，植物生理学家和农业化学家成功地进行了无土栽培和组织培养，用各种元素配制成的营养液和培养基，可以不用土壤和有机肥料，使植物生长发育良好，从而提出了植物矿质营养理论，创建了化学肥料工厂。化学肥料施入土壤后，可以直接被植物吸收，大大提高了农作物的产量。
三、化肥的作用
全面推行有机农业，不施用化肥，不符合我国人口众多、耕地少和对粮食等农作物产品需求不断增长的基本国情，因为化肥对农作物增产具有重要的作用。
1. 化肥养分含量高，植物吸收快。化肥是用人工合成的植物营养元素，因此养分含量高。例如1000千克的优质厩肥中含有纯氮（N）5千克，而1000千克的尿素中含有纯氮高达460千克，氮素的含量是有机肥的92倍。由于化肥施用后可以直接被植物吸收，因此具有速效性，用化肥做追肥，一般2~3天后即能见效，这一点是有机肥无法比拟的。
2. 可以根据作物的需要来施化肥。不同作物在不同生长发育期，需要肥料的数量和种类是不一样的，只有满足了作物的要求，才能达到作物的优质高产。例如，冬小麦关键的需肥期是返青和拔节期，这时必须要追施返青肥和拔节肥，而且要以氮肥为主，并要结合灌水才可促进小麦返青，增加有效分蘖，生长健壮，小穗分化大而整齐，为小麦茎秆粗壮、叶片浓绿宽大、穗大粒多、籽粒饱满打下基础；夏玉米在5叶期是施肥的关键期，此时要增施氮肥，结合灌水，使植株加速生长和促进小穗的分化，为夏玉米增产打下基础；种植西瓜时，当坐瓜后瓜生长到碗口大时是需肥的关键期，这时要进行追肥（以氮肥为主）、灌水，因此施膨瓜肥、膨瓜水是增产的关键，后期以施钾肥为主可提高西瓜的品质；一般果树有两次需肥时期，一次是在展叶开花期，需要氮素营养为主，第二次在果实膨大期，需增施钾肥，提高果实品质。
有些农作物因缺乏某些营养元素而产生缺素症，化肥可以防治这些生理病害。一般可以用叶面喷施的方法，使植物迅速吸收。例如棉花存在“蕾而不花”，即花蕾脱落；油菜“花而不实”，即开花而不结实；板栗“蓬而不实”，即有栗蓬而无栗子。这些都是由缺硼元素引起的，可及时喷硼酸或土壤施硼砂，这是非常重要的增产措施。大白菜“干烧心”，即紧包的菜叶中间夹有干叶片；苹果“苦痘病”，即储藏期间果皮产生痘状斑点，是缺钙引起的，要及时喷施钙肥。又如大豆根瘤少，产量低，是缺钼造成的，因为大豆根瘤菌需要钼元素，可用少量钼酸铵做种肥，通过拌种来补充钼肥。还有在我们吃番茄时常遇到有些番茄有“绿背”现象，即果实顶端为绿色不红、常有裂口，严重影响番茄的质量，这是缺钾元素引起的，增施钾肥可以防治“绿背”现象。
3. 可根据土壤情况来施化肥。不同土壤的性质可施用不同的化肥，这样能改良土壤及弥补土壤养分的不足。例如酸性严重的土壤，施用熟石灰（氢氧化钙），可中和酸性，有利于多数植物的生长。对于重碱土的改良可施用石膏（硫酸钙），能使钙离子把土壤颗粒吸附的钠离子交换出来，形成易溶于水的硫酸钠，通过灌溉，把对作物有害的钠离子随水排出耕作层，达到改良碱土的目的。当前，提倡测土配方施肥，通过测定，土壤中缺什么元素，即补充什么元素，以满足作物对土壤肥料的需求。例如南方酸性土壤，由于雨水的淋溶和冲刷，普遍出现缺钾现象，增施钾肥，可以获得明显的增产效果。北方很多地方追施磷酸二铵其效果明显好于施尿素等纯氮化肥，原因是土壤中缺磷，磷酸二铵可以补充磷元素。
四、提倡发展可持续农业
可持续农业就是能保持农作物连续稳定高产的农业。前面已讲了化肥养分含量高，见效快，能在作物最需要时提供营养，但其肥效短，不能持久。如果只施化肥而不施有机肥，化肥很容易流失，过量的氮肥和磷肥流入江河、湖泊，导致藻类过量繁殖。2007年太湖兰藻大发生就是一例。因藻类死亡后，遗体的分解消耗掉水中大量的氮，水质恶化造成大量鱼虾死亡。另外土壤中的硝态氮易向下淋洗，造成井水、地下水污染；硝酸盐能转为致癌物——亚硝胺，威胁人体健康。化肥施用过多或施在土壤表面，有一部分氮肥逸散进入大气，在臭氧层形成一氧化氮，破坏臭氧层，致使紫外线加强，使皮肤癌患者增多。这些都说明化肥施用不当，的确会污染环境。
我们提倡有机肥与化肥结合施用，以有机肥为主，合理施用化肥，就不会产生对环境的污染。因为有机肥形成的腐殖质带电荷，能吸附和螯合土壤溶液中的带电离子，使化肥不流失，固定在土壤中，逐步被植物根系吸收。施用有机肥提高土壤有机质的主要方法是种绿肥、施厩肥、发展沼气和推广秸秆直接还田、过腹还田等。
总之，目前我国不宜提倡全面推行有机农业，从而否定化肥的作用，但必须重视增施有机肥和科学施用化肥，才能达到发展可持续农业的目的。
作者简介：王玉英 中国科学院植物研究所研究员，曾担任国家攻关项目组织人，荣获国家重大科技成果奖等13项，发表论文50余篇，出版专著3本。高新一 北京农业科学院研究员，先后发表论文100多篇，出版专著8本，获得部级科技进步奖等7项。联系地址：北京市香山中科院植物园 邮编：100093。
一、有机肥料的重要性
1. 改良土壤的物理化学性质。有机肥在土壤微生物的作用下，通过发酵和腐烂，可产生腐殖质，腐殖质是含有机胶体的物质，和土壤颗粒相结合，能使土壤产生团粒结构，起到既能促使土壤通气又能保持土壤水分的作用。腐殖质还能调节和缓冲土壤的酸碱性，吸附植物能吸收的营养元素，提高土壤的保肥性能。增施有机肥，可以改善土壤的松紧度、通气性、透水性、保水性和热状况，使土壤中的水分、养分、空气和温度都能满足植物根系需要，从而保障植物根深叶茂，达到高产稳产。
2. 促进土壤微生物的活动。有机肥是微生物赖以生存和繁殖所需能量和养分的来源，增施有机肥能促进有益微生物的活动，加速有机质的分解矿化过程，也包括促进一些固氮细菌的活动和土壤中蚯蚓的繁殖等，因而能提高土壤的肥力。
3. 有机肥养分全面而且肥效期长。有机肥主要有死亡的植物和以植物为食料的动物的尸体及其粪便。这些有机物经过微生物分解后，就能产生全面的营养元素，主要有氮、磷、钾和钙、镁、硫以及铁、锰、硼、锌、铜、钼等大量、中量和微量元素。所以有机肥是一种全营养肥，可提供植物需要的全部营养。另外有机肥在分解过程中可逐步给植物提供营养物质，肥效持久，性质柔和，能维持和促进土壤养分的平衡。
二、自然界的物质循环
为了搞清有机肥和化肥的作用和相互关系，到底化肥能否污染食品，我们需要了解自然界的物质循环。
自然界的物质都在不断运动，产生自身的循环。其中构成生命体的有机物和无机物，它们也在不断循环，我们可以简单画出如下图式：
从上图可看出：植物和动物的尸体、残骸和动物的粪便，这些由大分子构成的有机化合物不能被植物直接吸收，而必须通过微生物的作用，将复杂的有机物分解成简单的无机物（如同化肥），例如NH4 ，NO3-，K ，PO43-，Ca2 ，Mg2 ，SO42-等离子水溶状态才能被植物根系吸收（叶面喷施也能吸收），加上根系吸收的水和叶面气孔吸收的二氧化碳，在植物叶片中进行光合作用，又合成各种有机化合物，构成植物有机体：这就说明化肥与有机肥一样不会使植物受到污染。
由于有了对大自然物质循环的理解，植物生理学家和农业化学家成功地进行了无土栽培和组织培养，用各种元素配制成的营养液和培养基，可以不用土壤和有机肥料，使植物生长发育良好，从而提出了植物矿质营养理论，创建了化学肥料工厂。化学肥料施入土壤后，可以直接被植物吸收，大大提高了农作物的产量。
三、化肥的作用
全面推行有机农业，不施用化肥，不符合我国人口众多、耕地少和对粮食等农作物产品需求不断增长的基本国情，因为化肥对农作物增产具有重要的作用。
1. 化肥养分含量高，植物吸收快。化肥是用人工合成的植物营养元素，因此养分含量高。例如1000千克的优质厩肥中含有纯氮（N）5千克，而1000千克的尿素中含有纯氮高达460千克，氮素的含量是有机肥的92倍。由于化肥施用后可以直接被植物吸收，因此具有速效性，用化肥做追肥，一般2~3天后即能见效，这一点是有机肥无法比拟的。
2. 可以根据作物的需要来施化肥。不同作物在不同生长发育期，需要肥料的数量和种类是不一样的，只有满足了作物的要求，才能达到作物的优质高产。例如，冬小麦关键的需肥期是返青和拔节期，这时必须要追施返青肥和拔节肥，而且要以氮肥为主，并要结合灌水才可促进小麦返青，增加有效分蘖，生长健壮，小穗分化大而整齐，为小麦茎秆粗壮、叶片浓绿宽大、穗大粒多、籽粒饱满打下基础；夏玉米在5叶期是施肥的关键期，此时要增施氮肥，结合灌水，使植株加速生长和促进小穗的分化，为夏玉米增产打下基础；种植西瓜时，当坐瓜后瓜生长到碗口大时是需肥的关键期，这时要进行追肥（以氮肥为主）、灌水，因此施膨瓜肥、膨瓜水是增产的关键，后期以施钾肥为主可提高西瓜的品质；一般果树有两次需肥时期，一次是在展叶开花期，需要氮素营养为主，第二次在果实膨大期，需增施钾肥，提高果实品质。
有些农作物因缺乏某些营养元素而产生缺素症，化肥可以防治这些生理病害。一般可以用叶面喷施的方法，使植物迅速吸收。例如棉花存在“蕾而不花”，即花蕾脱落；油菜“花而不实”，即开花而不结实；板栗“蓬而不实”，即有栗蓬而无栗子。这些都是由缺硼元素引起的，可及时喷硼酸或土壤施硼砂，这是非常重要的增产措施。大白菜“干烧心”，即紧包的菜叶中间夹有干叶片；苹果“苦痘病”，即储藏期间果皮产生痘状斑点，是缺钙引起的，要及时喷施钙肥。又如大豆根瘤少，产量低，是缺钼造成的，因为大豆根瘤菌需要钼元素，可用少量钼酸铵做种肥，通过拌种来补充钼肥。还有在我们吃番茄时常遇到有些番茄有“绿背”现象，即果实顶端为绿色不红、常有裂口，严重影响番茄的质量，这是缺钾元素引起的，增施钾肥可以防治“绿背”现象。
3. 可根据土壤情况来施化肥。不同土壤的性质可施用不同的化肥，这样能改良土壤及弥补土壤养分的不足。例如酸性严重的土壤，施用熟石灰（氢氧化钙），可中和酸性，有利于多数植物的生长。对于重碱土的改良可施用石膏（硫酸钙），能使钙离子把土壤颗粒吸附的钠离子交换出来，形成易溶于水的硫酸钠，通过灌溉，把对作物有害的钠离子随水排出耕作层，达到改良碱土的目的。当前，提倡测土配方施肥，通过测定，土壤中缺什么元素，即补充什么元素，以满足作物对土壤肥料的需求。例如南方酸性土壤，由于雨水的淋溶和冲刷，普遍出现缺钾现象，增施钾肥，可以获得明显的增产效果。北方很多地方追施磷酸二铵其效果明显好于施尿素等纯氮化肥，原因是土壤中缺磷，磷酸二铵可以补充磷元素。
四、提倡发展可持续农业
可持续农业就是能保持农作物连续稳定高产的农业。前面已讲了化肥养分含量高，见效快，能在作物最需要时提供营养，但其肥效短，不能持久。如果只施化肥而不施有机肥，化肥很容易流失，过量的氮肥和磷肥流入江河、湖泊，导致藻类过量繁殖。2007年太湖兰藻大发生就是一例。因藻类死亡后，遗体的分解消耗掉水中大量的氮，水质恶化造成大量鱼虾死亡。另外土壤中的硝态氮易向下淋洗，造成井水、地下水污染；硝酸盐能转为致癌物——亚硝胺，威胁人体健康。化肥施用过多或施在土壤表面，有一部分氮肥逸散进入大气，在臭氧层形成一氧化氮，破坏臭氧层，致使紫外线加强，使皮肤癌患者增多。这些都说明化肥施用不当，的确会污染环境。
我们提倡有机肥与化肥结合施用，以有机肥为主，合理施用化肥，就不会产生对环境的污染。因为有机肥形成的腐殖质带电荷，能吸附和螯合土壤溶液中的带电离子，使化肥不流失，固定在土壤中，逐步被植物根系吸收。施用有机肥提高土壤有机质的主要方法是种绿肥、施厩肥、发展沼气和推广秸秆直接还田、过腹还田等。
总之，目前我国不宜提倡全面推行有机农业，从而否定化肥的作用，但必须重视增施有机肥和科学施用化肥，才能达到发展可持续农业的目的。
作者简介：王玉英 中国科学院植物研究所研究员，曾担任国家攻关项目组织人，荣获国家重大科技成果奖等13项，发表论文50余篇，出版专著3本。高新一 北京农业科学院研究员，先后发表论文100多篇，出版专著8本，获得部级科技进步奖等7项。联系地址：北京市香山中科院植物园 邮编：100093。