2019-06-10 10:03:30 秦志偉
無論是化肥還是有機肥，使用量越大，土體硝態(tài)氮殘留量越高，環(huán)境風(fēng)險越大；但是，不使用肥料也不行。如何將化肥和有機肥科學(xué)配施并將各自風(fēng)險降到最小是關(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下，完全用有機肥又是否可行？在國家倡導(dǎo)有機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)院德州實驗站用30年的研究試驗給出了答案。
日前，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院化肥減施增效長期試驗與新型肥料示范現(xiàn)場會在山東省德州市召開。記者獲悉，德州實驗站通過連續(xù)30年的定位監(jiān)測試驗，初步建立了有機無機配合施肥實現(xiàn)高產(chǎn)、培肥和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展的高效施肥理論體系，認為有機肥替代50%化肥的效果最佳。
示范現(xiàn)場會結(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，把化肥和有機肥結(jié)合起來，“德州實驗站幾十年的科學(xué)實驗給了我們很好的模式、方法。”陳萌山告訴《中國科學(xué)報》記者。
非100%的替代
今年年初，中央一號文件的發(fā)布，使得“有機肥替代化肥”成為農(nóng)資企業(yè)關(guān)注的焦點；農(nóng)業(yè)部緊接著印發(fā)了《開展果菜茶有機肥替代化肥行動方案》，讓有機肥又火了一把。
于是，備受誤解的化肥再次遭遇當頭棒喝。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……一時間化肥成為眾矢之的。不可否認，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)險并存一直是困擾我國農(nóng)業(yè)高產(chǎn)與環(huán)境保護協(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肥替代，這種觀點并不被業(yè)內(nèi)人士認可。
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)境保護雙重壓力下，高效利用有機肥資源，替代部分化肥，促進化肥減量施用，是緩解上述壓力的重要途徑之一。”中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院德州實驗站站長、新型肥料與施肥技術(shù)創(chuàng)新團隊首席科學(xué)家趙秉強研究員告訴《中國科學(xué)報》記者。
記者了解到，從1986年開始，德州實驗站以建立化肥與有機肥相結(jié)合的科學(xué)施肥制度為核心，以有機肥培肥改良土壤、替代部分化肥，實現(xiàn)高產(chǎn)、培肥和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展為目標，在山東禹城市和陵縣試驗基地設(shè)立長期定位試驗。
以在禹城市實施的化肥、有機肥、有機無機配合施肥制度長期定位監(jiān)測試驗為例，定位監(jiān)測結(jié)果表明，有機肥替代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)測試驗還表明，在有機肥和化肥等氮量投入的條件下，有機肥的氮素環(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肥或化肥，可以嗎？趙秉強給出的答案是，“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)場觀摩后認為，德州實驗站的定位監(jiān)測試驗對開展化肥減施、綠色增產(chǎn)具有重要意義，在引導(dǎo)公眾正確認識化肥，避免妖魔化方面起到積極作用；同時，試驗也表明只有將有機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。
有實驗表明，施用有機肥的果園產(chǎn)出果實的外觀和品質(zhì)均有明顯提高。其中，花青素含量會提高20%~30%，維生素C會提高10%~30%。
趙秉強向記者介紹，德州實驗站長期定位監(jiān)測結(jié)果表明，有機肥替代50%化肥處理冬小麥、夏玉米的產(chǎn)量和品質(zhì)與化肥處理相當或高于化肥，高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)同步。
實際上，不同類型的有機肥與化肥配施對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響也是不同的。在禹城試驗基地，記者發(fā)現(xiàn)牛糞、雞糞、豬糞3種不同類型的有機肥，其投入比例也不一樣。
據(jù)介紹，上述試驗開始于2014年10月，試驗采用冬小麥—夏玉米輪作的種植模式，設(shè)有3種不同有機肥種類，在等氮量條件下，有機肥投入比例分別設(shè)有0%、25%、50%、75%和100%等5個配比。
記者看到，不同類型有機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肥不同投入比例冬小麥的長勢。
德州實驗站定位監(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)指標的提升作用與化肥處理相當，且明顯優(yōu)于施用牛糞的處理。
“常量配施時，化肥比例高而有機肥比例低的處理，如25%有機肥＋75%化肥，更有利于籽粒蛋白質(zhì)含量的提高。”趙秉強說。
此外，結(jié)果表明，有機肥替代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，趙秉強認為技術(shù)上問題不大。自從今年一號文件提出開展有機肥替代化肥試點以來，農(nóng)業(yè)部就提出開展果菜茶有機肥替代行動，選擇100個果菜茶重點縣并拿出10億元作為補貼進行示范。
記者了解到，果菜茶等是推進化肥減量潛力最大的領(lǐng)域。“在推進過程中，堅持減量與增效并重、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)生的各類有機肥資源養(yǎng)分總量約7400多萬噸，但實際利用不足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%。”趙秉強告訴記者。
前面講到，長期超量施用有機肥也會帶來環(huán)境問題。據(jù)趙秉強介紹，長期大量施用有機肥后，土壤會因磷素過度積累而導(dǎo)致環(huán)境風(fēng)險。
德州實驗站在陵縣試驗基地長期定位試驗結(jié)果表明，無論是化肥還是有機肥，使用量越大，土體硝態(tài)氮殘留量越高，環(huán)境風(fēng)險越大；但在等氮條件下，有機肥處理后土體硝態(tài)氮累積量顯著低于化肥處理。
不得不說，只有將有機肥和化肥合理配比，盡量將各自的風(fēng)險降到最小，才能達到多贏。但河北農(nóng)林科學(xué)院副院長王海波向《中國科學(xué)報》記者提到，目前有機肥種類繁多，在應(yīng)用前還需了解其成分的不同作用。
事實上，德州實驗站通過30年的施肥制度監(jiān)測試驗得到的并不只這些。“這些定位試驗數(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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