徐興家，于廣武，李佃通，李曉冰，何長興，鄭連舉，趙景坤

（1. 中國化工企業(yè)管理協(xié)會，北京 100101；2. 中國科學院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所，黑龍江 哈爾濱 150040；3. 黑龍江和澤生物科技有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001；4. 黑龍江中農(nóng)潤森農(nóng)業(yè)科技有限公司，黑龍江 哈爾濱 150001；5. 黑龍江奧格瑞農(nóng)業(yè)科技發(fā)展有限公司，黑龍江 哈爾濱 150081；6. 黑龍江省五常市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，黑龍江 五常150008；7. 哈爾濱舜泰生物科技有限公司，黑龍江 哈爾濱 150041）

化肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中非常重要的生產(chǎn)資料，自化肥出現(xiàn)以來，極大地保證了世界的糧食安全?；实拇罅渴褂靡矔硪欢ǖ呢撁孀饔萌缢w富營養(yǎng)化等生態(tài)問題?；蕦r(nóng)業(yè)生產(chǎn)有方方面面的作用，但是現(xiàn)在有些人談到化肥就害怕，甚至把化肥妖魔化，認為化肥是造成環(huán)境污染的“罪魁禍首”，化肥的使用是“果不香、瓜不甜”，果菜不鮮、易腐爛，鎘大米、毒豆角等問題的“元兇”，認為“減肥增效”就是全盤否定化肥。全面地認識肥料，特別是化肥在我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的重要作用及不可完全替代性，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要基礎(chǔ)。筆者根據(jù)目前社會上對生態(tài)農(nóng)業(yè)，新型肥料，土壤污染改良、修復中的一些問題和誤區(qū)，談?wù)劵?、有機肥和生物肥的作用及存在的問題，并就我國肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出建議［1-2］。

1 正確認識化肥

1.1 化肥對農(nóng)作物增產(chǎn)功不可沒

1840 年德國學者李比希創(chuàng)立了“植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學說”，從此農(nóng)業(yè)開始施用化肥，從1952—1994 年短短的42 年中，水稻、小麥單產(chǎn)的年平均增長速率分別上升了2.1%和3.7%。德國科學家回答美國科學家關(guān)于歐洲糧食增產(chǎn)原因的答案是：化肥的貢獻占50%，作物品種占30%，其他管理措施占20%。國內(nèi)外多年的調(diào)查數(shù)據(jù)也充分證實了化肥在農(nóng)作物增產(chǎn)中作出的重大貢獻。1981—1983年，我國化肥試驗網(wǎng)開展5 000 多個田間試驗，結(jié)果表明化肥在不同農(nóng)作物增產(chǎn)過程中的貢獻率為水稻40.8%、甜菜44.2%、玉米46.1%、棉花48.6%、小麥56.6%、油菜64.5%；1989 年聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）對1961—1986 年世界各地化肥試驗結(jié)果的數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，化肥對農(nóng)作物增產(chǎn)的平均貢獻率達51.4%；1990年我國化肥試驗網(wǎng)對70個5年以上定位試驗結(jié)果統(tǒng)計表明，化肥在農(nóng)作物增產(chǎn)中的貢獻率為53%［3-4］。

1.2 化肥的使用提高了土壤肥力

糧食安全是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重中之重，而耕地質(zhì)量更是糧食安全的基本保障。英國洛桑試驗站連續(xù)178年的肥料試驗，驗證了施肥是糧食增產(chǎn)的重要因素，同時也驗證了長期施用化肥對土壤結(jié)構(gòu)、土壤有機質(zhì)等并無不良影響。我國肥料長期定位試驗結(jié)果也證實了以上觀點。施用化肥可提高土壤養(yǎng)分，促進植株繁茂，增加地表覆蓋，減少水土流失，促進作物根系生長和養(yǎng)分吸收，減少養(yǎng)分下滲。新中國成立前耕地養(yǎng)分主要取決于土壤礦物含量，絕大部分土壤存在不同程度的缺乏養(yǎng)分現(xiàn)象。例如，全國第二次土壤普查數(shù)據(jù)顯示，我國土壤w（有效磷）平均僅為7.4 mg/kg，相對較低。改革開放以來，我國土壤長期施用磷酸二銨（w（P2O5）46%、w（N）18%、w（總養(yǎng)分）64%），土壤w（有效磷）上升到23 mg/kg［5-7］。

1.3 化肥施用存在的問題

改革開放以來，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單純強調(diào)高產(chǎn)，我國化肥投入量大幅度增加，造成化肥施用過量，特別是經(jīng)濟發(fā)達的東南諸省平均單位面積施肥量超過國外安全上限4倍以上。大量依賴化肥投入的所謂現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，不僅造成資源浪費，而且加劇了我國能源短缺。同時我國化肥施用時營養(yǎng)元素間配比不合理，過分強調(diào)施用磷酸二銨、尿素等高濃度化肥。不合理施用化肥造成肥料利用率低，土壤出現(xiàn)磷嚴重過剩、酸化、營養(yǎng)失衡和板結(jié)等問題，影響農(nóng)作物品質(zhì)，危害人類健康。

我國化肥的當季利用率不高，氮平均利用率為30%～35%，磷平均利用率為10%～20%，鉀平均利用率為35%～50%，當季化肥平均利用率在30%左右，而發(fā)達國家當季化肥平均利用率達到50%～60%?；世寐实?，不但加劇了化肥供應不足的矛盾，同時也造成大量人力、財力、物力的浪費，還對環(huán)境產(chǎn)生危害［8-9］。

2 正確認識有機肥

有機肥是以富含有機質(zhì)的動植物殘體或代謝物為原料積制而成，除含有植物生長所必需的氮、磷、鉀外，還含有其他的營養(yǎng)元素。

我國是有機肥料生產(chǎn)和使用大國，一般認為，有機肥料是安全的。國內(nèi)綠色食品生產(chǎn)的相關(guān)標準中規(guī)定，只允許施用有機肥料和生物肥料。一些西方國家在有機農(nóng)業(yè)發(fā)展中，拒絕使用化學肥料，提倡使用有機肥料。

若有機肥料施用不當和過量施用，會和化學肥料一樣，產(chǎn)生硝酸鹽淋失、溫室氣體等生態(tài)風險。近年來，隨著規(guī)?；B(yǎng)殖的迅速發(fā)展，畜禽糞便中重金屬、抗生素等含量增加，使有機肥料施用存在安全隱患［4,10］。

3 正確認識生物肥

肥料可分為直接肥料與間接肥料。微生物肥料屬于間接肥料，由一定數(shù)量的活性微生物組成，本身不含氮、磷、鉀等農(nóng)作物生長必需的營養(yǎng)元素，在土壤中具有活化土壤，促進農(nóng)作物吸收養(yǎng)分的功能。

目前生物有機肥料生產(chǎn)、銷售和施用存在某些問題和誤區(qū)，主要是宣傳過頭，夸大效果；菌種選擇不當，南北菌種水土不服；營養(yǎng)、溫度、酸堿度等約束條件不滿足、施用方法不當；片面單純強調(diào)總菌數(shù)，忽視活菌數(shù)；重視菌種篩選，忽視提純復壯等。菌劑的核心問題在菌種選用上，作物及地域針對性不強、適應性差，導致田間效果不穩(wěn)定。同時產(chǎn)品應用配套技術(shù)體系還不完善。比如，將土壤中的磷由無效態(tài)活化成有效態(tài)，南方主要是將磷酸鐵、磷酸鋁里面的磷釋放出來，而北方主要是將磷酸鈣里面的磷釋放出來，活化這兩類土壤中的磷途徑不同，所用到的功能微生物也不同。這就要有針對性地篩選菌種，然后讓這些好的微生物又回到需要它的土壤里面去，比盲目使用生物有機肥效果更好［2］。

目前肥料市場上微生物菌劑產(chǎn)品中缺乏養(yǎng)分和有機質(zhì)含量，復合微生物肥料產(chǎn)品中有機質(zhì)含量不足，生物有機肥產(chǎn)品中沒有無機養(yǎng)分。因此，要推廣有機-無機生物肥料產(chǎn)品，首先必須讓農(nóng)民看到肥料產(chǎn)品施用后的當季農(nóng)作物增產(chǎn)效果，這就需要一定的養(yǎng)分含量，其次，要發(fā)揮特定功能微生物的作用，必須要有特定的微生物和較高含量的有機質(zhì)［5］。

鑒于上述農(nóng)作物生產(chǎn)和廣大農(nóng)民的需求，推出了一種“4+X 生物有機無機生態(tài)肥”，該肥含有能夠改善土壤條件和促進農(nóng)作物生長的有機養(yǎng)分、無機養(yǎng)分、生物菌劑三大主要成分，滿足農(nóng)作物生長發(fā)育所需要的大量、中量、微量、有益元素的同時融入微生物菌劑，還提供部分腐植酸、氨基酸。這種產(chǎn)品的標準設(shè)計為：功能菌數(shù)≥2×107個/g、w（有機質(zhì)）≥40%、w（無機養(yǎng)分）≥10%～15%、w（氨基酸）≥2%、w（腐植酸）≥10%、w（中微量元素）≥4%。該肥具有提供營養(yǎng)，改良、修復土壤，提高肥料利用率，增強作物抗逆性，促進、刺激作物生長發(fā)育，改善產(chǎn)品品質(zhì)和提高產(chǎn)量的作用效果，必將成為今后肥料行業(yè)中的主打產(chǎn)品［9］。

4 我國肥料產(chǎn)業(yè)存在問題

根據(jù)作物栽培學、土壤肥料學、植物營養(yǎng)學、環(huán)境保護學、農(nóng)業(yè)氣候?qū)W、生物化學、食品衛(wèi)生學等理論依據(jù)，結(jié)合多年農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐經(jīng)驗，目前在肥料生產(chǎn)加工、銷售以及施用過程中還存在諸多問題和誤區(qū)。這些問題嚴重影響肥料增產(chǎn)效果的發(fā)揮，阻礙了農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)提高及經(jīng)濟效益增長［10］。

4.1 肥料種類構(gòu)成不合理，土壤養(yǎng)分失衡

肥料種類構(gòu)成不合理主要體現(xiàn)為有機肥與化肥生產(chǎn)、施用數(shù)量及比例不相適應（橫向比不適宜）。據(jù)估算，1949年我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中投入的養(yǎng)分，幾乎全部是由有機肥提供的，其量為427.8萬t，化肥僅提供0.6萬t；至1990年，由有機肥提供的養(yǎng)分雖然已增加到1 500萬t，但有機肥投入的養(yǎng)分所占比例顯著降低，僅占養(yǎng)分總投入量的36.7%；近年來，有機肥投入養(yǎng)分占比仍在繼續(xù)下降［6］。

肥料種類構(gòu)成不合理還表現(xiàn)為氮磷鉀施用比例極不合理，m（N）∶m（P2O5）∶m（K2O）僅為1 ∶0.38∶0.086，為保證作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，不僅要施用足夠數(shù)量的肥料，而且各養(yǎng)分間要有一個適宜的比例。世界化肥使用的氮磷鉀質(zhì)量比例為1∶0.40∶0.27。我國自20 世紀60 年代開始大量施用磷肥以來，土壤中磷素狀況逐步改善，到70年代中期投入量與產(chǎn)出量已達平衡，并開始有盈余，80年代至今由于過量施用磷酸二銨，致使土壤磷素積累猛增，磷素肥效下降。而土壤鉀素狀況與磷素相反，由于每年施用大量的氮磷化肥，作物產(chǎn)量不斷提高，單靠有機肥提供的鉀是不夠的，而施用化學鉀數(shù)量少。因此，鉀素投放少，產(chǎn)出多，全國每年缺鉀量達到K2O 450萬t以上，土壤鉀素呈下降趨勢，缺鉀的耕地面積擴大。黑龍江省耕地土壤目前鉀素極其缺乏。何萬云等對全省4種土壤、4種作物3年47個網(wǎng)研究結(jié)果表明，全省每年每667 m2缺氮量為1.4～3.0 kg，盈余磷量為1.65～3.30 kg，缺鉀量為1.38～22.50 kg。

我國共進行過全國規(guī)模的化肥肥效試驗3 次，從中可總結(jié)出一些肥效演變的規(guī)律，對從宏觀上指導我國化肥的生產(chǎn)、分配和施用有實際意義。1935—1940 年第一次全國規(guī)模的化肥肥效試驗結(jié)果表明，在所有土壤中氮素養(yǎng)分一般極為缺乏，磷素養(yǎng)分僅在長江流域和長江以南各省缺乏，鉀素在所有土壤中都豐富。1958—1962 年第二次全國規(guī)模的化肥肥效試驗結(jié)果表明，氮肥和鉀肥的肥效與20 年前大致相同。即氮肥在不同土壤、不同作物上施用普遍有效，增產(chǎn)作用列為首位；鉀肥的肥效仍為較低。但是磷肥肥效較20 年前有了明顯提高，不僅在南方水田效果明顯，尤其在解決低產(chǎn)田的“稻縮苗”問題上起了重要作用，而且在北方旱地上也顯示出了效果。土壤速效磷含量低的離村遠地、鹽堿地、新開荒地等施用磷肥效果明顯，豆科作物和豆科綠肥、油菜、冬小麥等施用磷肥增產(chǎn)幅度大。1981—1983 年第三次全國規(guī)模的化肥肥效試驗結(jié)果表明，氮肥的增產(chǎn)效果大于磷肥，磷肥的肥效大于鉀肥，總肥效有所下降，磷肥肥效下降最大，鉀肥肥效明顯上升［4］。

山東省臨沂市農(nóng)業(yè)委員會組織全市10個區(qū)縣于2010—2011年進行了區(qū)域性耕地土壤普查，結(jié)果表明，土壤中全氮含量比第二次土壤普查時雖略有增加，但仍顯不足；w（有效磷）2010 年比1980 年增加26.1 mg/kg，較土壤有效磷臨界值（20 mg/kg）增加11 mg/kg，造成磷積累，繼續(xù)施磷無效或效果不明顯；土壤速效鉀含量增加，但全鉀含量減少，應重視鉀肥的施入。中微量元素，土壤有效硼質(zhì)量分數(shù)為0.25～0.50 mg/kg時為輕度缺乏，＜0.25 mg/kg時為嚴重缺乏；土壤有效鋅質(zhì)量分數(shù)為0.5～1.5 mg/kg 時為輕度缺乏，＜0.5 mg/kg 時為嚴重缺乏；有效錳質(zhì)量分數(shù)為50～100 mg/kg 時為嚴重缺乏，101～200 mg/kg 時為中等缺乏，201～300 mg/kg 時為高；酸性土壤有效銅質(zhì)量分數(shù)為1.0～2.0 mg/kg時為低，2.1～4.0 mg/kg 時為中等，4.1～6.0 mg/kg時為高；土壤有效鐵臨界值為2.0 mg/kg；土壤有效鉬質(zhì)量分數(shù)為0.10～0.15 mg/kg 時為潛在性缺乏，0.16～0.20 mg/kg 時為正常，0.21～0.30 mg/kg 時為高；土壤有效硅臨界值為120 mg/kg。由此可知，當?shù)赝寥烙行т\、有效錳缺乏，有效硼極缺；土壤交換性鈣含量豐富，除強酸性土壤外不需施鈣；土壤交換性鎂低于50 mg/kg時施用鎂肥效果明顯；土壤有效硫臨界值一般在16 mg/kg；土壤酸化嚴重，2010 年以來較第二次土壤普查pH 值降低0.43；土壤有機質(zhì)明顯增加，2010年以來較第二次土壤普查增加7.9 mg/kg。當?shù)赝寥赖蛔?，磷過剩，鉀極缺，鋅、硼、錳不足，土壤酸化嚴重。該地土壤狀況基本代表全國大部分土壤現(xiàn)狀［11］。

4.2 肥料施用方式不當

受傳統(tǒng)觀念束縛，以及缺乏施肥原理、平衡施肥認識，農(nóng)民無法根據(jù)產(chǎn)量確定肥料種類及施用量，一味地追求低投高產(chǎn)，以致出現(xiàn)用肥不正確、作物產(chǎn)量低、收益差的結(jié)果。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)民通常對耕種土壤的營養(yǎng)成分不清楚，盲目施肥，最常見的表現(xiàn)是無論種植什么作物都施相同量的同種肥料。自1980 年我國引進美國高濃度磷酸二銨以來，由于過分崇拜和依賴磷酸二銨，農(nóng)民在所有作物和土壤上均大量施用磷酸二銨，致使土壤營養(yǎng)元素失衡，造成驚人的浪費。造成這些問題的原因較復雜，包括農(nóng)民自身缺乏科技知識，以及科學種田觀念淡薄等。

4.3 新型肥料研究進展緩慢

我國自20世紀80年代末90年代初開始，對葉面肥料、緩/控釋肥料、微生物肥料、有機-無機復混肥進行了相關(guān)研究與開發(fā)，取得了一定進展，例如，開發(fā)并投產(chǎn)的多種營養(yǎng)元素型葉面肥，含腐植酸、氨基酸、植物生長調(diào)節(jié)劑、天然汁液等葉面肥，廣泛應用在糧食、蔬菜等作物上［12］。

新型肥料行業(yè)存在的問題：現(xiàn)階段市場上出現(xiàn)的所謂新型肥料，部分產(chǎn)品科技含量不高，增產(chǎn)效果不穩(wěn)定，甚至不增產(chǎn)。例如微生物肥料，存在缺少高效菌株，作用機制不清，發(fā)酵工藝落后等系列問題；緩/控釋肥料，至今尚未形成規(guī)?；a(chǎn)業(yè)，主要因為在包膜選材、工藝上缺乏深入的研究，成本高，效果不理想；有機廢棄物資源化方面，尤其是利用生活垃圾研制有機生產(chǎn)中工藝流程不過關(guān)，導致產(chǎn)品重金屬含量超標［7］。

5 我國肥料產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢及建議

新型肥料的興起和發(fā)展與農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢密切相關(guān)，通過技術(shù)創(chuàng)新、材料創(chuàng)新等途徑加強新型肥料的研發(fā)與推廣，是提高土壤生產(chǎn)力、提高肥料利用率、提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與品質(zhì)、減少環(huán)境污染、保障糧食安全的有效途徑。

新型肥料的共同特征——高效，即利用率高、節(jié)能節(jié)資，符合可持續(xù)發(fā)展的需求。新型肥料研發(fā)應在其營養(yǎng)功能的基礎(chǔ)上進一步拓寬，如調(diào)控養(yǎng)分釋放速率功能、保水功能、防病功能、抗寒抗旱功能。新型肥料研發(fā)主要包含以下種類：緩/控釋長效肥，微生物肥，有機-無機復混肥，含氨基酸、腐植酸肥料，中微量元素肥料，有益元素肥料，水溶性肥料，功能型肥料等。

化肥對農(nóng)業(yè)的貢獻毋庸置疑，化肥是作物高產(chǎn)的重要保證，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中既要重視化肥的施用，同時也要重視有機肥和生物肥料的施用，做到化肥、有機肥、生物肥料并舉，合理配合施用，決不能將三者對立起來或偏廢，否則將事與愿違，達不到預期效果。據(jù)研究，有機肥、無機肥、生物肥相結(jié)合施肥技術(shù)與常規(guī)施肥方法相比，可使小麥、玉米w（蛋白質(zhì)）提高2.0%～3.5%，w（氨基酸）提高2.5%～3.2%，面筋提高1.4%～3.6%；可使煙葉中的w（煙堿）達2%～3%、w（氯）＜1%，上中等煙葉增產(chǎn)4%～20%；可使茶葉中水溶性糖、茶堿、茶多酚以及水溶性磷含量提高；可使大蒜優(yōu)質(zhì)率增加20%～30%，w（大蒜素） 提高0.9%～1.1%，w（蛋白質(zhì)）提高0.84%；可使蔬菜中的硝酸鹽、亞硝酸鹽含量降低，維生素C含量增加；可使大豆中粗脂肪提高0.56%，亞油酸、油酸分別提高0.31%和0.93%。目前有機肥、無機肥與生物肥的配合施用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)優(yōu)勢，研發(fā)有機肥、無機肥、生物肥相結(jié)合的新型肥料，是當前世界農(nóng)業(yè)發(fā)展的總趨勢，也是肥料發(fā)展的趨勢。