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肥料“混”了,農(nóng)業(yè)自然“綠”了

2019-06-10 10:03:30    秦志偉

無論是化肥還是有機(jī)肥,使用量越大,土體硝態(tài)氮?dú)埩袅吭礁?,環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)越大;但是,不使用肥料也不行。如何將化肥和有機(jī)肥科學(xué)配施并將各自風(fēng)險(xiǎn)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(dāng)下,完全用有機(jī)肥又是否可行?在國家倡導(dǎo)有機(jī)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(shí)驗(yàn)站用30年的研究試驗(yàn)給出了答案。

日前,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院化肥減施增效長(zhǎng)期試驗(yàn)與新型肥料示范現(xiàn)場(chǎng)會(huì)在山東省德州市召開。記者獲悉,德州實(shí)驗(yàn)站通過連續(xù)30年的定位監(jiān)測(cè)試驗(yàn),初步建立了有機(jī)無機(jī)配合施肥實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、培肥和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的高效施肥理論體系,認(rèn)為有機(jī)肥替代50%化肥的效果最佳。

示范現(xiàn)場(chǎng)會(huì)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(gè)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(jī)肥結(jié)合起來,“德州實(shí)驗(yàn)站幾十年的科學(xué)實(shí)驗(yàn)給了我們很好的模式、方法。”陳萌山告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者。

非100%的替代

今年年初,中央一號(hào)文件的發(fā)布,使得“有機(jī)肥替代化肥”成為農(nóng)資企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn);農(nóng)業(yè)部緊接著印發(fā)了《開展果菜茶有機(jī)肥替代化肥行動(dòng)方案》,讓有機(jī)肥又火了一把。

于是,備受誤解的化肥再次遭遇當(dāng)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(shí)間化肥成為眾矢之的。不可否認(rèn),這些問題與化肥的不合理使用存在一定的關(guān)系。

長(zhǎng)期以來,農(nóng)田高投入、高產(chǎn)出與施肥環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)并存一直是困擾我國農(nóng)業(yè)高產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)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(jī)肥替代,這種觀點(diǎn)并不被業(yè)內(nèi)人士認(rèn)可。

農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司司長(zhǎng)曾衍德也向記者介紹過,開展有機(jī)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(shì)頭降下來。

“在糧食增產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)雙重壓力下,高效利用有機(jī)肥資源,替代部分化肥,促進(jìn)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(shí)驗(yàn)站站長(zhǎng)、新型肥料與施肥技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)首席科學(xué)家趙秉強(qiáng)研究員告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者。

記者了解到,從1986年開始,德州實(shí)驗(yàn)站以建立化肥與有機(jī)肥相結(jié)合的科學(xué)施肥制度為核心,以有機(jī)肥培肥改良土壤、替代部分化肥,實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)、培肥和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展為目標(biāo),在山東禹城市和陵縣試驗(yàn)基地設(shè)立長(zhǎng)期定位試驗(yàn)。

以在禹城市實(shí)施的化肥、有機(jī)肥、有機(jī)無機(jī)配合施肥制度長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)試驗(yàn)為例,定位監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,有機(jī)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(shí)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(cè)試驗(yàn)還表明,在有機(jī)肥和化肥等氮量投入的條件下,有機(jī)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(zhǎng)期過量施用有機(jī)肥或化肥,可以嗎?趙秉強(qiáng)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(yán)重,環(huán)境問題突出。”

農(nóng)業(yè)部種植業(yè)管理司副司長(zhǎng)陳又權(quán)現(xiàn)場(chǎng)觀摩后認(rèn)為,德州實(shí)驗(yàn)站的定位監(jiān)測(cè)試驗(yàn)對(duì)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(rèn)識(shí)化肥,避免妖魔化方面起到積極作用;同時(shí),試驗(yàn)也表明只有將有機(jī)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(shí)驗(yàn)表明,施用有機(jī)肥的果園產(chǎn)出果實(shí)的外觀和品質(zhì)均有明顯提高。其中,花青素含量會(huì)提高20%~30%,維生素C會(huì)提高10%~30%。

趙秉強(qiáng)向記者介紹,德州實(shí)驗(yàn)站長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,有機(jī)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(dāng)或高于化肥,高產(chǎn)與優(yōu)質(zhì)同步。

實(shí)際上,不同類型的有機(jī)肥與化肥配施對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響也是不同的。在禹城試驗(yàn)基地,記者發(fā)現(xiàn)牛糞、雞糞、豬糞3種不同類型的有機(jī)肥,其投入比例也不一樣。

據(jù)介紹,上述試驗(yàn)開始于2014年10月,試驗(yàn)采用冬小麥—夏玉米輪作的種植模式,設(shè)有3種不同有機(jī)肥種類,在等氮量條件下,有機(jī)肥投入比例分別設(shè)有0%、25%、50%、75%和100%等5個(gè)配比。

記者看到,不同類型有機(jī)肥及其各異的投入比例的小麥生長(zhǎng)情況也各異,比如高量施用雞糞冬小麥長(zhǎng)勢(shì)就好于同類型有機(jī)肥不同投入比例冬小麥的長(zhǎng)勢(shì)。

德州實(shí)驗(yàn)站定位監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn),在常規(guī)施氮量的條件下,單施雞糞、豬糞處理對(duì)小麥各品質(zhì)指標(biāo)的提升作用與化肥處理相當(dāng),且明顯優(yōu)于施用牛糞的處理。

“常量配施時(shí),化肥比例高而有機(jī)肥比例低的處理,如25%有機(jī)肥+75%化肥,更有利于籽粒蛋白質(zhì)含量的提高。”趙秉強(qiáng)說。

此外,結(jié)果表明,有機(jī)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(jī)質(zhì)含量提高43%,全氮含量提高38%。

對(duì)于未來在大田的推廣,趙秉強(qiáng)認(rèn)為技術(shù)上問題不大。自從今年一號(hào)文件提出開展有機(jī)肥替代化肥試點(diǎn)以來,農(nóng)業(yè)部就提出開展果菜茶有機(jī)肥替代行動(dòng),選擇100個(gè)果菜茶重點(diǎn)縣并拿出10億元作為補(bǔ)貼進(jìn)行示范。

記者了解到,果菜茶等是推進(jìn)化肥減量潛力最大的領(lǐng)域。“在推進(jìn)過程中,堅(jiān)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(diǎn)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(gè)現(xiàn)象,一邊是化肥過量施用帶來土壤酸化和水體的富營(yíng)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(jī)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(kuò)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(cè)算,全國每年產(chǎn)生的各類有機(jī)肥資源養(yǎng)分總量約7400多萬噸,但實(shí)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(jī)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(qiáng)告訴記者。

前面講到,長(zhǎng)期超量施用有機(jī)肥也會(huì)帶來環(huán)境問題。據(jù)趙秉強(qiáng)介紹,長(zhǎng)期大量施用有機(jī)肥后,土壤會(huì)因磷素過度積累而導(dǎo)致環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

德州實(shí)驗(yàn)站在陵縣試驗(yàn)基地長(zhǎng)期定位試驗(yàn)結(jié)果表明,無論是化肥還是有機(jī)肥,使用量越大,土體硝態(tài)氮?dú)埩袅吭礁?,環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)越大;但在等氮條件下,有機(jī)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(jī)肥和化肥合理配比,盡量將各自的風(fēng)險(xiǎn)降到最小,才能達(dá)到多贏。但河北農(nóng)林科學(xué)院副院長(zhǎng)王海波向《中國科學(xué)報(bào)》記者提到,目前有機(jī)肥種類繁多,在應(yīng)用前還需了解其成分的不同作用。

事實(shí)上,德州實(shí)驗(yàn)站通過30年的施肥制度監(jiān)測(cè)試驗(yàn)得到的并不只這些。“這些定位試驗(yàn)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(shí)踐告訴我們?cè)趺醋龅胶侠砼涫?、采取什么樣的方法等?rdquo;陳萌山說。

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