文|徐明崗 中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所 編輯|楊陽(yáng)

我國(guó)耕地質(zhì)量與肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展

文|徐明崗 中國(guó)農(nóng)科院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所 編輯|楊陽(yáng)

導(dǎo) 語(yǔ)：我國(guó)農(nóng)作物總播種面積20%的集約化作物生產(chǎn)中，每年由于氮肥的不合理使用損失的氮可近300萬(wàn)噸，占我國(guó)氮化肥總用量（2200余萬(wàn)噸）的13%左右。

徐明崗

近年來(lái)，我國(guó)土壤污染問(wèn)題頻發(fā)。從廣東、湖南等地發(fā)現(xiàn)的鎘超標(biāo)“毒大米”，到江蘇常州的“毒地”，各地土壤污染事件時(shí)有發(fā)生，由此引發(fā)的食品安全問(wèn)題更是成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。公眾不斷呼吁保障農(nóng)產(chǎn)品安全的相關(guān)措施，加強(qiáng)土地污染治理、限制肥料、農(nóng)藥等使用的呼聲越發(fā)高漲。

肥料不是土地污染的罪魁禍?zhǔn)?/h2>

肥料并不是土地污染、土地退化的“元兇”，帶著偏見(jiàn)評(píng)判往往矯枉過(guò)正。造成一系列問(wèn)題的原因是由于肥料的不合理使用，單就肥料本身而言，它對(duì)農(nóng)產(chǎn)品安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。肥料是作物的“糧食”，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要保證。據(jù)世界糧農(nóng)組織統(tǒng)計(jì)，肥料對(duì)產(chǎn)量貢獻(xiàn)率40%-50%。我國(guó)人多地少，想滿足日益增長(zhǎng)的人口對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求，化肥必不可少。預(yù)計(jì)至2030年，我國(guó)肥料的需求量將突破6000萬(wàn)噸。

土地退化不是我國(guó)獨(dú)有的現(xiàn)象，全世界土壤都在退化，但我國(guó)的耕地質(zhì)量退化情況尤為嚴(yán)重。造成土壤退化的一個(gè)重要原因是肥料的不合理使用。不合理使用化肥會(huì)對(duì)生態(tài)造成極大破壞，化肥在蔬菜、水果、花卉等作物上過(guò)量使用導(dǎo)致我國(guó)最好的農(nóng)田土壤健康功能的衰退和生產(chǎn)性能的下降, 連續(xù)種植6-8年后不得不客土以維持產(chǎn)量，對(duì)地力的消耗極大。目前我國(guó)一季作物施氮量可達(dá)600-3000公斤/公頃。

肥料的不合理使用會(huì)使土地養(yǎng)分供應(yīng)失衡，導(dǎo)致作物病害加劇、農(nóng)殘超標(biāo)嚴(yán)重危害了農(nóng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力和安全。我國(guó)占作物總播種面積20%的集約化作物生產(chǎn)中，每年由于氮肥的不合理使用損失的氮可近300萬(wàn)噸，占我國(guó)氮化肥總用量（2200余萬(wàn)噸）的13%左右。大量氮肥不合理使用導(dǎo)致農(nóng)田肥營(yíng)養(yǎng)化，間接導(dǎo)致了水體的肥營(yíng)養(yǎng)化，農(nóng)田氮素流失對(duì)水體氮污染的貢獻(xiàn)率達(dá)20%以上。以太湖地區(qū)為例，在上個(gè)世紀(jì)七十年代時(shí)，肥營(yíng)養(yǎng)化30%。到了八十年代時(shí)達(dá)到60%，到了九十年代的時(shí)候接近85%，現(xiàn)在90%了?？偠灾侠硎┓?，不僅是我國(guó)食品安全的需求，也是我國(guó)的生態(tài)的需求。

提升土地質(zhì)量在第一位

我國(guó)土地資源相對(duì)緊張，其中肥力低下、難以農(nóng)林牧利用的土壤，占土地總面積的1/4。耕地中的中低產(chǎn)耕地面積很大，占耕地面積的2/3。我國(guó)耕地質(zhì)量存在很多問(wèn)題，其中一個(gè)問(wèn)題是有機(jī)質(zhì)含量低，耕地土壤有機(jī)質(zhì)含量低于1%的面積達(dá)耕地總面積的26%。我國(guó)耕地平均有機(jī)質(zhì)含量只有歐洲土壤二分之一到三分之一。全國(guó)由于合理施肥，有機(jī)質(zhì)含量在增加，其中四分之三耕地在增加，四分之一耕地在減少，減少的區(qū)域分布在東北和西南地區(qū)。東南沿海地區(qū)施肥量太高，但是西北地區(qū)施肥量不夠。

土壤養(yǎng)分有增有減，呈現(xiàn)為非均衡化。第二次土壤普查以來(lái)，全國(guó)土壤有效磷增加趨勢(shì)較為明顯；土壤全氮及速效鉀含量稍有所增加，但區(qū)域間差別明顯，如西北區(qū)有效磷含量下降、西南區(qū)全氮含量下降。

我國(guó)耕地存在的另一個(gè)重要問(wèn)題是耕地退化嚴(yán)重，酸化凸顯。我國(guó)障礙農(nóng)田比例高，酸性土、鹽堿土等占耕地60%以上。以成都平原為例，在2008年時(shí)，土地大部分是中性，現(xiàn)在土地偏酸性，PH平均二十年期間下降0.5到1個(gè)單位。自然界在酸化過(guò)程中，下降1個(gè)單位需要2.9萬(wàn)年；人類活動(dòng)導(dǎo)致的酸化，PH下降一個(gè)單位只需要二、三年。

我國(guó)耕地質(zhì)量需要保護(hù)，針對(duì)我國(guó)現(xiàn)有耕地質(zhì)量狀況，應(yīng)以農(nóng)田、農(nóng)藝措施為主，以“提、增、改、防、節(jié)”為技術(shù)途徑：

“提”-提高水肥資源利用率；

“增”-增加土壤有機(jī)質(zhì)；

“改”-改良土壤障礙因子；

“防”-防止土壤退化與污染；

“節(jié)”-即節(jié)約肥料、灌溉水用量。

針對(duì)不同區(qū)域的耕地質(zhì)量的不同狀況，分8大區(qū)域?qū)嵤┪宕蠹夹g(shù)措施、十二種技術(shù)模式：

1.土壤改良（3種技術(shù)模式） ：酸化土壤改良、鹽堿土壤改良和保護(hù)性耕作；

2.地力培肥（4種技術(shù)模式）：秸稈還田、種植綠肥、增施有機(jī)肥、大豆接種根瘤菌；

3.養(yǎng)分平衡（1種技術(shù)模式）：測(cè)土配方施肥集成技術(shù)；

4.農(nóng)田節(jié)水（3種技術(shù)模式）：水肥一體化、集雨補(bǔ)灌、地膜覆蓋；

5.耕地修復(fù)（1種技術(shù)模式）：重金屬鈍化阻控技術(shù)。

有機(jī)肥與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

有機(jī)肥能提高土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，是解決土壤問(wèn)題的一個(gè)重要手段，也是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保障。有機(jī)質(zhì)提升能防治土壤酸化，增加固碳效果達(dá)到增產(chǎn)的目的。

有機(jī)質(zhì)能防治土壤酸化，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。祁陽(yáng)紅壤肥力監(jiān)測(cè)試驗(yàn)（QYSY01）是針對(duì)化肥、有機(jī)肥使用對(duì)土壤影響的一項(xiàng)歷時(shí)多年的試驗(yàn)。該試驗(yàn)從1990年開(kāi)始，同一地塊劃分為區(qū)域，進(jìn)行不施肥、施單一化肥和混合施肥的不同測(cè)試。經(jīng)過(guò)24年的對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)含量的測(cè)定，可得知不同的施肥處理對(duì)有機(jī)質(zhì)影響很大。其中施用化肥最主要的是PH影響，施肥導(dǎo)致酸化的作用。施氮肥，不管是單一使用還是混合使用，都會(huì)導(dǎo)致PH值下降。在施用有機(jī)肥后，土壤酸性能得到改善或停止酸化。

不合理施肥尤其是氮肥加速土壤酸化，紅壤上每季使用150千克 /公頃，12年后，土壤PH從5.7降低到4.2，成為不毛之地。對(duì)很多地區(qū)，特別是南方紅壤地區(qū)，施有機(jī)肥可以保證糧食作物產(chǎn)量是高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。中國(guó)農(nóng)田普遍酸化，酸化的主要原因是用氮肥引起的。通過(guò)試驗(yàn)，得知凡是由氮肥引起的土壤酸化，防治方法較為簡(jiǎn)單，給土壤施有機(jī)肥便能解決。

有機(jī)質(zhì)的提升會(huì)增加固碳效果，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)。我國(guó)糧食主產(chǎn)區(qū)，糧食單產(chǎn)水平與耕地土壤有機(jī)質(zhì)水平密切相關(guān)。針對(duì)我國(guó)的土壤肥力的相關(guān)實(shí)驗(yàn)很多，國(guó)家黃土肥力長(zhǎng)期試驗(yàn)（小麥-玉米輪作）、公主嶺黑土（玉米連作）長(zhǎng)期試驗(yàn)等，都可以反映出我國(guó)土壤肥力（包括養(yǎng)分，產(chǎn)量，PH值等）在近三十年是如何演變的?！吨袊?guó)土壤肥力》一書針對(duì)我國(guó)農(nóng)田在不同施肥下的變化表現(xiàn)進(jìn)行了全面的統(tǒng)計(jì)和清晰的表述。

作物產(chǎn)量與土壤有機(jī)質(zhì)之間呈正相關(guān)關(guān)系，土壤有機(jī)碳是提升糧食產(chǎn)量的重要因素。不同區(qū)域土壤，要采取不一樣的施肥措施。我國(guó)從北到南，化肥配施有機(jī)肥及增量的土壤有機(jī)碳提升效應(yīng)隨溫度的升高和降水加大。在哈爾濱黑土實(shí)驗(yàn)區(qū)，不施肥種植會(huì)導(dǎo)致有機(jī)含量下降，混合施肥時(shí)土壤有機(jī)質(zhì)基本持平。紅壤中不施肥時(shí)有機(jī)質(zhì)含量緩慢上升，加入有機(jī)肥有機(jī)質(zhì)含量快速上升。經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)顯示，北方旱區(qū)，0.1%的有機(jī)質(zhì)相當(dāng)于0.3-0.5 噸/百米平方的糧食生產(chǎn)地力；而南方稻區(qū)0.1%的有機(jī)質(zhì)相當(dāng)于0.6～0.8噸/百米平方的糧食生產(chǎn)地力。平均下來(lái)，土壤有機(jī)質(zhì)提高0.1%，糧食產(chǎn)量的穩(wěn)產(chǎn)性提高10%左右。

通過(guò)長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)得出結(jié)果，每公頃增加一克有機(jī)碳，糧食產(chǎn)量會(huì)有所增加。有機(jī)質(zhì)每公斤提升一克碳，全國(guó)平均糧食增產(chǎn)育肥800多公斤，水稻種植區(qū)增產(chǎn)350公斤。根據(jù)區(qū)域的不同，糧食增產(chǎn)的效果也不同。在北方地區(qū)（華北、西北、東北），每公頃提升一克碳可以增產(chǎn)糧食一千公斤，折合一畝地增產(chǎn)六七十公斤。南方地區(qū)作為水稻主產(chǎn)區(qū)，每公頃提升一克碳可以增產(chǎn)350公斤水稻。在全國(guó)范圍內(nèi)的現(xiàn)有生產(chǎn)水平下，土壤有機(jī)質(zhì)每提升1克碳/千克，北方玉米平均增產(chǎn)988千克/公頃 ，小麥平均增產(chǎn)957千克/公頃；南方玉米增產(chǎn)596千克/公頃，小麥增產(chǎn)192千克/公頃；水稻增產(chǎn)350千克/公頃。

土壤有機(jī)質(zhì)提升也顯著改善作物的穩(wěn)產(chǎn)性，土壤有機(jī)質(zhì)每提升1克碳/kg，玉米、小麥的產(chǎn)量可持續(xù)性指數(shù)提高5%左右，而變異系數(shù)下降5-8個(gè)百分點(diǎn)，有機(jī)質(zhì)提升對(duì)水稻穩(wěn)產(chǎn)性影響不明顯。

我國(guó)人多地少，耕地品質(zhì)不高，保障國(guó)家糧食安全、人民農(nóng)產(chǎn)品安全必然要走可持續(xù)發(fā)展的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。肥料是一柄雙刃劍，不合理施肥會(huì)導(dǎo)致土壤問(wèn)題，但是合理施肥會(huì)使土壤地力得到保持和提升。注重耕地質(zhì)量提升（培肥）-施肥技術(shù)相協(xié)調(diào)，高度重視新型肥料研制與利用，我國(guó)農(nóng)業(yè)必然走向輝煌。