《中國農(nóng)資》記者 李鑫譯

植物生長和發(fā)育需求最大的營養(yǎng)元素主要是氮、磷、鉀。就植物生長所必需的營養(yǎng)物質(zhì)而言，工業(yè)肥料與有機(jī)肥料沒有過多的區(qū)別。然而，二者的不同主要在于作物對營養(yǎng)的吸收方式。工業(yè)肥料的設(shè)計(jì)初衷是快速溶解和釋放養(yǎng)分，相比之下，大多數(shù)有機(jī)肥釋放速率較低，釋放期較長，這是由于有機(jī)肥主要原料來自植物源性和動物源性，例如羽毛、血液和骨粉等，而這些材料通常都會被人們歸為廢棄物行列。

實(shí)際上，超市中剩余的果蔬均可作為有機(jī)肥的來源。除此之外，垃圾填埋場里的餐廚垃圾，如果直接填埋，會對垃圾場的地下水和土壤環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重危害，但如果把這些廚余垃圾收集起來，變廢為寶，成為高效有機(jī)肥，便可極大程度減輕城市生活垃圾給環(huán)境造成的壓力。

氮、磷、鉀是植物主要的三大元素。氮多存在于大氣中，約占大氣體積的78%，氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要作用。大氣中的氮，是由兩個(gè)氮原子和一個(gè)十分強(qiáng)的化學(xué)鍵結(jié)合在一起，因此不能被植物直接吸收。千百年來，農(nóng)民們利用各種動物的糞便，作為可利用的氮源來規(guī)避這一問題。當(dāng)時(shí)，沒有人懂得其中的化學(xué)原理，只是發(fā)現(xiàn)似乎存在著一種不得了的東西在背后發(fā)揮著作用。農(nóng)民還種植了豌豆和大豆，并且在漫長的實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)，玉米要比其他作物長勢喜人。

眾所周知，一些豆科植物如三葉草、苜蓿、大豆以及豌豆等可以通過某種細(xì)菌直接從空氣中“捕獲”氮。在古代，這些具備固氮能力的豆科植物被耕種到田間時(shí)，氮元素在土壤中緩慢釋放，滿足作物整個(gè)生長期對氮的需求，成為農(nóng)耕文明發(fā)展軌道上重要的氮源基礎(chǔ)。

20世紀(jì)初，智利天然礦硝石曾一度成為氮肥的主要來源。然而，在第一次世界大戰(zhàn)期間，由于硝石中硝酸鉀的含量高，是火藥的主要原料，因此，智利對德國進(jìn)行了硝酸鹽的封鎖。為了擺脫智利對天然硝酸鹽的壟斷，德國科學(xué)家發(fā)明了哈伯-博施法，將空氣中的氮轉(zhuǎn)化為氨，但是，通過哈伯-博施法將氮分子分解需要消耗大量的能量。美國人在學(xué)習(xí)了這種方法后，也用它制造炸藥。

第二次世界大戰(zhàn)以后，該工藝被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，用于制造高氮肥料，以幫助農(nóng)民提高產(chǎn)量。這時(shí)，高氮肥料的發(fā)展看似一切都很順利，直到科學(xué)家們注意到，當(dāng)硝酸鹽滲入到地下水時(shí)，會危害人體健康；當(dāng)它滲入江河湖海時(shí)，還有可能導(dǎo)致藻類的大量繁殖和魚類死亡。

為了避免這些問題的發(fā)生，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)逐漸恢復(fù)傳統(tǒng)的方法——施用豆科綠肥。這時(shí)，抱以謹(jǐn)慎的態(tài)度使用工業(yè)肥料成為行業(yè)共識，企業(yè)通過各式各樣的化工涂料制成緩釋劑，改善和保護(hù)土壤健康。

磷是植物生長所必需的第二大元素，在全球范圍內(nèi)供求緊張，主要原料來自于魚骨化石和磷礦石。由于磷的化學(xué)成分十分復(fù)雜，磷肥在施入土壤中后容易被土壤固定，導(dǎo)致植物對于磷肥利用率極低。大多數(shù)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的做法是不斷地施加磷肥，防止植物對磷元素的缺失。有機(jī)肥不僅為植物提供基本的營養(yǎng)，也為真菌和細(xì)菌提必要供養(yǎng)分，幫助植物根部吸收營養(yǎng)。因此，污染源不會從土壤中滲透到地下水層。

鉀是肥料中第三種主要營養(yǎng)元素，它的原料來自于非可再生資源的礦石中。實(shí)際上，在一些地區(qū)的土壤中鉀和磷的循環(huán)已經(jīng)足夠充分。如何防止他們滲入到地下水位，才是人們當(dāng)下農(nóng)業(yè)工作的重點(diǎn)。

隨著人口的急劇增長，完善農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展體系，保證環(huán)境安全和資源安全的需求是迫切的。因此，大力發(fā)展施用有機(jī)肥，實(shí)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)的循環(huán)利用，是有效遏制耕地質(zhì)量退化、保持土壤健康、作物穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的重要保證。