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讓農業回歸自然,是時候了

時間:2014-11-17     來源:科技(ji)日報

“讓農業(ye)(ye)回歸自然,是時(shi)候(hou)了”。11月12日在(zai)武(wu)漢閉幕(mu)的第(di)十二屆(jie)全國(guo)土壤微生(sheng)物(wu)學術(shu)研討會暨第(di)五屆(jie)全國(guo)微生(sheng)物(wu)肥料生(sheng)產技術(shu)研討會,再一(yi)次(ci)聚焦我(wo)國(guo)農業(ye)(ye)長期以來(lai)化肥、農藥(yao)用量過大,導致土壤板結(jie)退化、水體富營養化、溫室氣體排放嚴重(zhong)等(deng)生(sheng)態、環(huan)境問題,并在(zai)“農業(ye)(ye)回歸自然”上達成高(gao)度(du)共識,即“我(wo)國(guo)農業(ye)(ye)迫切(qie)需要擺脫對(dui)化肥、農藥(yao)的過度(du)依賴,重(zhong)返(fan)有(you)機(ji)肥(有(you)機(ji)肥與化肥結(jie)合施用),構建一(yi)種(zhong)人與自然和諧相處、永續發展的新型(xing)無廢棄(qi)物(wu)農業(ye)(ye)”。

雙重壓力:又要馬兒跑得好,又要馬兒少吃草

與(yu)奧運(yun)周期(qi)類(lei)似的(de)全國(guo)(guo)土(tu)壤(rang)微生物學(xue)術研討會四年(nian)一屆(jie),幾乎囊括(kuo)了(le)國(guo)(guo)內農業微生物學(xue)界的(de)所有精英。四年(nian)前的(de)長(chang)沙會議,議題就已聚焦化肥在我國(guo)(guo)農業中的(de)長(chang)期(qi)過度施用;四年(nian)后“舊話”重提,只因情況未有根本性(xing)改觀。

中(zhong)國農(nong)(nong)業大學(xue)生物(wu)學(xue)院教授、農(nong)(nong)業生物(wu)技術國家重(zhong)點實驗室主任陳文新院士介紹,過去30年,我國農(nong)(nong)業在利用占世界(jie)(jie)9%耕(geng)地成功解決了占世界(jie)(jie)總(zong)(zong)人口20%的(de)(de)(de)(de)13億(yi)國人的(de)(de)(de)(de)吃(chi)飯問(wen)題,到2013年實現糧食產(chan)量(liang)(liang)“十連增”輝煌的(de)(de)(de)(de)同時,也付出了高昂的(de)(de)(de)(de)代價:這30年間,化(hua)肥、農(nong)(nong)藥用量(liang)(liang)遞(di)升,牲畜(chu)糞便、秸稈等廢棄物(wu)劇增,已造成農(nong)(nong)村和(he)農(nong)(nong)田的(de)(de)(de)(de)廣泛(fan)面(mian)源(yuan)污(wu)染(ran)和(he)土壤肥力下降等嚴重(zhong)問(wen)題。根據2007年全(quan)國污(wu)染(ran)普查(cha)結果,農(nong)(nong)業排(pai)放的(de)(de)(de)(de)化(hua)學(xue)需氧量(liang)(liang)(COD)占全(quan)國排(pai)放總(zong)(zong)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)43.7%(1320萬(wan)噸);農(nong)(nong)田排(pai)放的(de)(de)(de)(de)氮、磷(lin)分別(bie)占總(zong)(zong)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)57.2%和(he)67.4% (270萬(wan)噸和(he)28萬(wan)噸)。因此,我國農(nong)(nong)業面(mian)臨著“又(you)要(yao)馬(ma)兒跑得好,又(you)要(yao)馬(ma)兒少吃(chi)草”的(de)(de)(de)(de)雙(shuang)重(zhong)壓力——既要(yao)保持(chi)高產(chan),又(you)要(yao)減少面(mian)源(yuan)污(wu)染(ran)。

空氣質量惡化,與過量使用氮肥直接相關

從農業微生物學角度(du)看,土(tu)壤退化是一(yi)個嚴肅的學術(shu)問題,更是一(yi)個重大的現實問題。

中國農科(ke)院環發所研究員朱昌雄(xiong)解釋,土(tu)(tu)(tu)壤退化(hua)(hua)是(shi)因各種自然、特別是(shi)人為因素影響(xiang)所導致的(de)土(tu)(tu)(tu)壤質量下(xia)降(jiang),甚至完全(quan)喪失(shi)其(qi)物理、化(hua)(hua)學(xue)和生物學(xue)特征的(de)過程。由于耕地(di)過度農墾(ken),用養失(shi)調;草場超載過牧,濫(lan)(lan)墾(ken)濫(lan)(lan)挖等不合理的(de)人類(lei)活動,目(mu)前我國土(tu)(tu)(tu)壤沙化(hua)(hua)退化(hua)(hua)現象十分嚴重。

陳文(wen)新尖銳(rui)指出,最近(jin)幾年(nian)(nian)(nian),我(wo)國(guo)北方城市空氣質量(liang)(liang)(liang)嚴(yan)重(zhong)(zhong)惡化,與過(guo)量(liang)(liang)(liang)使用(yong)(yong)氮(dan)(dan)肥(fei)(fei)(fei)(fei)直(zhi)接相關。她表示,農業生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)中(zhong)(zhong)(zhong),氮(dan)(dan)素養分是繼水(shui)之后最大(da)的(de)(de)(de)制(zhi)約因(yin)素。每生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)一(yi)噸谷物(wu)等糧(liang)(liang)(liang)食(shi),需(xu)要(yao)消耗土(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)20到40公斤氮(dan)(dan)素。要(yao)保持糧(liang)(liang)(liang)食(shi)高(gao)產(chan)(chan)(chan),必須向土(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)補充氮(dan)(dan)素及(ji)(ji)其他營養元素。從(cong)1981至2008年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)近(jin)30年(nian)(nian)(nian)間,我(wo)國(guo)糧(liang)(liang)(liang)食(shi)產(chan)(chan)(chan)量(liang)(liang)(liang)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)了(le)(le)63%;同期氮(dan)(dan)肥(fei)(fei)(fei)(fei)用(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)則增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)長(chang)了(le)(le)近(jin)2倍。目(mu)前我(wo)國(guo)化肥(fei)(fei)(fei)(fei)用(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)占全(quan)球總量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)35%。過(guo)量(liang)(liang)(liang)使用(yong)(yong)化肥(fei)(fei)(fei)(fei),一(yi)是增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)(le)溫室氣體排放(fang):1980至2010年(nian)(nian)(nian)間,我(wo)國(guo)與化肥(fei)(fei)(fei)(fei)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)及(ji)(ji)使用(yong)(yong)有關的(de)(de)(de)溫室氣體排放(fang)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)(le)3.45倍,平均每年(nian)(nian)(nian)增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加1070萬噸二氧(yang)化碳(tan)當量(liang)(liang)(liang);二是過(guo)量(liang)(liang)(liang)施用(yong)(yong)到田間的(de)(de)(de)氮(dan)(dan)肥(fei)(fei)(fei)(fei)效率愈(yu)來(lai)愈(yu)低:1961年(nian)(nian)(nian),1公斤化肥(fei)(fei)(fei)(fei)可(ke)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)151公斤糧(liang)(liang)(liang)食(shi);而到2005年(nian)(nian)(nian),只生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)9公斤糧(liang)(liang)(liang)食(shi)。作物(wu)吸收不(bu)了(le)(le)的(de)(de)(de)過(guo)量(liang)(liang)(liang)化肥(fei)(fei)(fei)(fei)會(hui)隨水(shui)淋失(shi),進入地下水(shui)或江湖,引(yin)起(qi)水(shui)質惡化(富(fu)營養化),“近(jin)年(nian)(nian)(nian)來(lai)太(tai)湖的(de)(de)(de)藻華(hua)和(he)青島(dao)的(de)(de)(de)滸苔爆發(fa)都(dou)是這種富(fu)營養化的(de)(de)(de)結(jie)果(guo)”;三是增(zeng)(zeng)(zeng)(zeng)加了(le)(le)植(zhi)物(wu)體內的(de)(de)(de)游離硝(xiao)酸(suan)(suan)鹽:進入食(shi)物(wu)中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)硝(xiao)酸(suan)(suan)鹽在一(yi)定(ding)條(tiao)件下會(hui)被轉化為(wei)亞硝(xiao)酸(suan)(suan),危及(ji)(ji)食(shi)品安全(quan);四(si)是引(yin)起(qi)土(tu)壤(rang)(rang)(rang)酸(suan)(suan)化:我(wo)國(guo)土(tu)壤(rang)(rang)(rang)的(de)(de)(de)pH值(酸(suan)(suan)堿度)在過(guo)去(qu)20年(nian)(nian)(nian)間下降了(le)(le)0.5個單位,過(guo)量(liang)(liang)(liang)施用(yong)(yong)氮(dan)(dan)肥(fei)(fei)(fei)(fei)為(wei)其主(zhu)因(yin)。土(tu)壤(rang)(rang)(rang)酸(suan)(suan)化會(hui)直(zhi)接影響植(zhi)物(wu)和(he)土(tu)壤(rang)(rang)(rang)微(wei)生(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)生(sheng)(sheng)(sheng)長(chang),加重(zhong)(zhong)植(zhi)物(wu)真(zhen)菌病害(hai),加速土(tu)壤(rang)(rang)(rang)中(zhong)(zhong)(zhong)重(zhong)(zhong)金(jin)屬的(de)(de)(de)溶(rong)解(jie)釋放(fang)。

陳文新強調,對化肥的(de)過度依賴,還造成土(tu)壤有機質含量下降,土(tu)壤結(jie)構(gou)被破壞(huai),并最終引起土(tu)壤板結(jie),肥力下降。“這(zhe)一狀況日(ri)趨(qu)嚴峻,已到(dao)刻不容緩的(de)境(jing)地”。

修復退化土壤,有機肥是唯一可選良方

與會專家一(yi)致認為,退化土壤的修(xiu)復(fu),是我國農業可持續發展繞不過去的一(yi)道(dao)“坎”;而合理可行的技術(shu)方案,非有機肥莫(mo)屬。

中(zhong)科院南京土(tu)(tu)壤(rang)(rang)所(suo)研究員林先貴團隊經20多年農田生態系統養(yang)分(fen)平(ping)衡長期定位施(shi)(shi)肥(fei)試(shi)驗發現,施(shi)(shi)有(you)(you)機(ji)(ji)肥(fei)、平(ping)衡施(shi)(shi)化肥(fei)或有(you)(you)機(ji)(ji)無機(ji)(ji)配施(shi)(shi),均能(neng)有(you)(you)效調節土(tu)(tu)壤(rang)(rang)pH值,增加(jia)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)有(you)(you)機(ji)(ji)碳(tan)與全氮含(han)量,從而實現作(zuo)物(wu)的(de)(de)(de)高產與穩產。他表(biao)示,作(zuo)為土(tu)(tu)壤(rang)(rang)生物(wu)肥(fei)力的(de)(de)(de)核心,土(tu)(tu)壤(rang)(rang)微生物(wu)的(de)(de)(de)生命活動可增加(jia)土(tu)(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)氮磷鉀等(deng)營養(yang)元素的(de)(de)(de)供應,“將土(tu)(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)一些不能(neng)被作(zuo)物(wu)直接利(li)用(yong)的(de)(de)(de)物(wu)質轉(zhuan)換成可利(li)用(yong)的(de)(de)(de)狀態”,最(zui)終提(ti)高土(tu)(tu)壤(rang)(rang)生產力。

陳文新進(jin)一步解釋(shi)(shi),一個(ge)高肥力(li)的(de)(de)(de)土(tu)壤(rang)(rang)必(bi)須具有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)團(tuan)粒結構,為(wei)(wei)作(zuo)(zuo)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)調控適宜的(de)(de)(de)水(shui)、肥、氣(qi)、熱,為(wei)(wei)作(zuo)(zuo)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)轉化(hua)、保(bao)存(cun)(cun)并持續(xu)提供(gong)所(suo)需營(ying)(ying)(ying)養(yang)元(yuan)素(su)。“這主(zhu)要依靠土(tu)壤(rang)(rang)中(zhong)生(sheng)活的(de)(de)(de)、每克土(tu)中(zhong)數以億計的(de)(de)(de)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用,而(er)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)生(sheng)活主(zhu)要靠有(you)機(ji)質維持”。她如此闡(chan)述微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)跟動(dong)植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)關系(xi):自然生(sheng)態系(xi)統中(zhong),植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)是(shi)生(sheng)產者,動(dong)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)是(shi)消費者,微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)是(shi)分解者。地(di)球(qiu)表面(mian)有(you)限的(de)(de)(de)營(ying)(ying)(ying)養(yang)元(yuan)素(su)就靠微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)這個(ge)分解者才能循環(huan)使(shi)用,而(er)這個(ge)分解作(zuo)(zuo)用主(zhu)要在土(tu)壤(rang)(rang)和水(shui)體中(zhong)進(jin)行。“所(suo)以最合理的(de)(de)(de)做法是(shi)盡可(ke)(ke)能將(jiang)動(dong)、植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)廢棄物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)投(tou)入土(tu)壤(rang)(rang),促進(jin)微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)大(da)量繁殖”。微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)將(jiang)有(you)機(ji)質分解,釋(shi)(shi)放出營(ying)(ying)(ying)養(yang)元(yuan)素(su),供(gong)植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)生(sheng)長利(li)(li)用;同時(shi)也(ye)合成它(ta)們自身(shen)的(de)(de)(de)細胞,將(jiang)營(ying)(ying)(ying)養(yang)元(yuan)素(su)在細胞中(zhong)保(bao)存(cun)(cun)而(er)不至流失。微生(sheng)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)死后,營(ying)(ying)(ying)養(yang)元(yuan)素(su)又可(ke)(ke)被礦化(hua)給植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)利(li)(li)用。它(ta)們不斷(duan)地(di)生(sheng)生(sheng)死死,擔負(fu)起(qi)為(wei)(wei)植(zhi)(zhi)(zhi)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)轉化(hua)營(ying)(ying)(ying)養(yang)、保(bao)存(cun)(cun)營(ying)(ying)(ying)養(yang)和長時(shi)間提供(gong)營(ying)(ying)(ying)養(yang)的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用。“這也(ye)是(shi)我(wo)國農(nong)民幾(ji)千年實(shi)踐積累的(de)(de)(de)經驗”。

華中(zhong)農業大學(xue)教授陳守文、中(zhong)國農科院資(zi)劃(hua)所研(yan)(yan)究(jiu)員張(zhang)瑞福、環(huan)發所研(yan)(yan)究(jiu)員朱昌雄(xiong)、湖南省微生(sheng)物(wu)(wu)研(yan)(yan)究(jiu)院研(yan)(yan)究(jiu)員張(zhang)德元等,分別從微生(sheng)物(wu)(wu)肥(fei)料活性物(wu)(wu)質與(yu)產品(pin)品(pin)質及(ji)(ji)效果關(guan)系(xi)(xi)、對根(gen)際微生(sheng)物(wu)(wu)與(yu)植物(wu)(wu)根(gen)系(xi)(xi)互(hu)作(zuo)的研(yan)(yan)究(jiu)、微生(sheng)物(wu)(wu)中(zhong)的生(sheng)物(wu)(wu)腐植酸修復技術(shu)研(yan)(yan)究(jiu)以及(ji)(ji)微生(sheng)物(wu)(wu)對重金屬污染土壤修復與(yu)產品(pin)研(yan)(yan)發策(ce)略等方面,對有機肥(fei)作(zuo)為(wei)退化土壤修復技術(shu)的不(bu)二之選,作(zuo)了(le)令(ling)人(ren)信服的闡釋。

回歸有機肥,并非拋棄化肥而重操“農家肥”

回歸(gui)有(you)機肥(fei),在當前(qian)農(nong)村(cun)勞動力向城鎮(zhen)規(gui)模(mo)化轉移,農(nong)業(ye)“用工荒”普遍的大背景下(xia),是(shi)否具有(you)現(xian)實的可(ke)操作(zuo)性?

多位(wei)專家被問及此,都不(bu)約而同地(di)表示:回歸(gui)有機肥(fei),并不(bu)意味著完全拋(pao)棄省(sheng)工省(sheng)力的化肥(fei),而簡單重操傳(chuan)統的“農家肥(fei)”。

陳文新表(biao)示,在(zai)(zai)人口(kou)持續(xu)增(zeng)長,需要更多糧食(shi),同時要保(bao)護好生(sheng)態環境的前提下(xia),就要“在(zai)(zai)重新重視有(you)機(ji)肥(fei)(fei)的基礎(chu)上,適(shi)施(shi)化(hua)(hua)肥(fei)(fei),實行有(you)機(ji)無(wu)機(ji)結合施(shi)用(yong)”,她(ta)建議:有(you)機(ji)肥(fei)(fei)無(wu)機(ji)肥(fei)(fei)按適(shi)宜的碳(tan)氮(dan)(dan)比例(C/N約(yue)為(wei)25/1)混合,因(yin)為(wei),比例過大,土壤中的微生(sheng)物將與作(zuo)物爭(zheng)奪氮(dan)(dan)素(su)營養。土壤中有(you)機(ji)質含量(liang)高(gao)時,即使化(hua)(hua)學氮(dan)(dan)肥(fei)(fei)使用(yong)量(liang)大一(yi)些,也會被微生(sheng)物作(zuo)為(wei)生(sheng)物量(liang)保(bao)存下(xia)來,避免其大量(liang)流失(shi)。過去,有(you)機(ji)肥(fei)(fei)(秸(jie)稈加牲畜糞便(bian))必(bi)須(xu)先長期漚制,達到碳(tan)氮(dan)(dan)比為(wei)25/1時再施(shi)用(yong);現在(zai)(zai),可(ke)加入(ru)化(hua)(hua)學氮(dan)(dan)肥(fei)(fei)調節碳(tan)氮(dan)(dan)比,只需短時間堆制,經過高(gao)溫(wen)發酵,殺滅病菌(jun)、蟲卵后(hou)即可(ke)施(shi)入(ru)土壤。

與會專家(jia)認(ren)同(tong),有(you)機肥(微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)肥)的出路,還(huan)在于(yu)(yu)產(chan)業化。陳守文介紹,目前我國已獲得(de)國家(jia)批(pi)準登記(ji)的微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)肥料有(you)100余種,全國微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)肥料企業總(zong)數(shu)約950個,年產(chan)量1000萬噸,年產(chan)值已達150億元。但他同(tong)時強調,由于(yu)(yu)微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)肥料單位(wei)質量價格低,科研投入嚴重不足,技術力(li)量相對滯后于(yu)(yu)市(shi)場需(xu)求,導(dao)致若干類微(wei)(wei)生(sheng)物(wu)肥料產(chan)品發酵生(sheng)產(chan)過程的質量監(jian)控(kong)指(zhi)標設置不盡合理,對產(chan)品穩(wen)定(ding)性和(he)大田應用效果無法把控(kong)。回歸(gui)有(you)機肥,仍然任重而道(dao)遠。