植物營養生長與生殖生長平衡比例關系失調是造成化肥過量使用環境污染的主要根源

孫成　孫洪峰

摘要：目前，中國快速發展的社會經濟正處于一個非常重要的轉折階段，全面建設小康社會面臨著能源、資源、環境以及“三農”問題的重大挑戰。化肥產業作為關乎資源和能源、全方位影響“三農”并決定生態環境質量的特殊產業，正面臨著前所未有的壓力和機遇。國家發布的《到2020年化肥使用量零增長行動方案》已經啟動實施，肥料產業的重大變革已迫在眉睫，這是實現中國社會可持續發展的大事。

關鍵詞：植物營養；生殖生長平衡；肥料產業；可持續發展

中圖分類號：S147.22 文獻標識碼：A

1化學農業現狀與形勢

新中國成立以前和建國初期五、六十年代，我國還一直傳承著“傳統農業”生產方式，即利用作物秸稈、人畜糞便、綠肥等方式培肥地力，糧食產量長期處于較低水平。進入七、八十年代，隨著化肥大量生產施用，糧食產量快速增長。

我國目前農業基本上屬于化學農業。中國已成為世界化肥消耗和生產第一大國，平均每增產一斤糧食就要施用一斤化肥，現在每年農用化肥施用量達5000多萬噸。聯合國糧農組織的統計資料表明，在提高糧食單產中，化肥對增長所起的作用占40%-60%，我國農業部門也認為在40%左右，正如諾貝爾獎獲得者、綠色革命之父諾曼博羅格指出的那樣，中國要實現糧食生產目標，用好化肥是第一位的重要措施。

我們可以毫無疑問的說，化肥產業是糧食安全的基本保證，是農民增產增收的重要因素。但是，我們也必須看到，由于沒有真正的用好化肥，特別是不科學、不合理、盲目過量使用，造成植物生長與生殖生長比例關系極不平衡，進而導致了土壤有機質下降，土壤板結、環境污染等一系列嚴重的社會問題。

中國慢性病患者數量以每年300多萬速度增加，有專家認為，主要原因是飲食安全出了問題，中國擁有地球上7%耕地，但化肥和農藥的使用量卻是全球總量的35%。

自上世紀70年代以來，短短幾十年，我國耕地肥力明顯下降，全國土壤有機質平均不到1%，有機肥資源利用率不足40%，而與此同時，我國化肥使用量及其增長速度令人吃驚。現在我國農作物畝均化肥用量21.9公斤，遠高于世界平均水平（每畝8公斤），是美國2.6倍，歐盟2.5倍，據介紹，國際公認的化肥施用安全上限是225公斤/公頃，但目前我國農用化肥單位面積平均施用量達到434.3公斤/公頃，是安全上限的1.93倍。我國農藥的平均施用量13.4公斤/公頃，其中60%至70%殘留在土壤中。

目前，全國有70%的江河水系受到污染，其中40%基本喪失了使用功能，流經城市的河流95%受到嚴重污染。

據調查，中國是全球土壤污染最嚴重的國家之一，據全國土壤污染狀況調查結果顯示，19.4%耕地點位超標，以18億畝耕地面積計算，中國約3.49億畝耕地被污染，全中國330萬公頃土地已經無法耕種，治理這些土地成本高達5萬億元。為此，有識之士呼吁，守衛18億畝耕地“紅線”，不僅是守住其數量，還要守住其健康，潔凈之“紅線”。

2植物營養生長與生殖生長比例關系失調極不平衡，是造成化肥過量使用、環境污染的主要根源

造成農業污染的原因是多方面的，還有農藥殘留微生物、寄生蟲等生物污染、環境污染、工業生產加工過程中產生的毒素等許多原因。人們還普遍認為農作物的產量和品質主要決定于品種的遺傳特性。但是環境因素（如溫度、濕度、水分、光照、土壤等）和栽培技術措施對產量和品質的影響也是很大的。其中，以施肥對農作物產量、品質影響最大。增加或減少每種養分成份都會影響植物的生長發育，改變植物的代謝方向，促進或抑制植物體內某些營養成份的形成和轉移，從而，影響到作物的產量和品質。因此，只有按著植物不同生長階段，不同吸收營養特性規律，遵循植物營養生長與生殖生長的比例關系，科學平衡施肥，才能真正做到既能提高產量和品質，又能節約環保，實現化肥負增長，改變化學農業現狀。

所謂植物營養生長與生殖生長的比例關系，就是植物（作物）生長過程中所需要的營養量與植物生殖生長數量的比例關系。換言之，就是作物的施肥量和作物果實產量的比例關系必須要協調、平衡。

植物營養生長與生殖生長的比例關系，是由作物吸收養分的特性決定的。不同作物對養分的吸收有不同的特點，但所有作物都具有吸收養分的共同特點，特別表現為：

2.1作物的吸收營養的專一性

作物的基本營養方式是無機營養。盡管作物根系能直接吸收極少量可溶性的有機物分子，但其基本的，每時每刻在發生的營養方式是吸收無機物，主要是無機離子，如果對作物施用有機肥，也要經過分解成簡單無機養分離子后，才被大量吸收。德國農業化學專家李比希提出的植物礦質營養理論，也認為植物從土壤中吸收的營養主要還是無機態的礦物質。

2.2作物吸收養分的選擇性

植物組織內雖然可以分析出70余種元素，但作物對必須的營養元素存在選擇性。植物對養分的選擇性吸收，是生物反應和體現其生命現象的一個重要因素。

2.3作物吸收養分的相對穩定性

不同作物有不同遺傳特性，并在長期與一定的營養環境相互作用過程中，逐步形成和相對穩定其對必須養分的吸收，如對養分的吸收量、吸收比例，特殊的營養要求等。不同作物營養特性的相對穩定主要表現在，同一作物能在不同土壤中吸收大致相似的養分量。如種植在世界各地不同土壤的小麥，其麥粒約含氮1.8%-2.2%。如果品種相同，產量近似，其含氮量將更為相近。另一方面，種植在相同環境（如同一土壤）中的不同作物，其吸收的營養元素則可能極為懸殊。如種植在同一土壤的小麥粒，含氮2.1%，五氧化二磷0.82，%，氧化鉀0.50%，氧化鈣0.07%，而大豆氮5.8%，五氧化二磷1.08，%，氧化鉀1.26%，氧化鈣0.17%.這一營養特性，表現出不同作物對氮磷鉀養分吸收量、吸收比例都存在差異。

植物營養生長與生殖生長比例關系平衡理論學說來源于農業生產實踐，通過多年的大面積田間實驗表明，每一種作物達到多大的產量，需要多少氮磷鉀等各種營養元素，都是有一定規律的。例如水稻，在北方黑土地，堿性土地需要氮磷鉀比例大致為1：0.5：0.5，南方酸性紅土地水稻氮磷鉀比例大致為1：0.4：0.9；春玉米需要氮磷鉀比例大致為1：0.53：0.53，夏玉米氮磷鉀比例大致為1：0.33：0.33。

而我國從20世紀60年代后，至今幾十年來，不斷增加進口的主要三元復混肥品種，也是農民較為熟悉的一種，群眾有時叫“三個15復肥”，這是一種氮磷鉀養分相等的1：1：1型復肥，我國至今每年仍然大批量從美國、歐洲進口這種1：1：1氮磷鉀比例的無機復合肥，美其名曰“通用型復合肥”。我國國內一些肥料生產企業也盲目片面地去追求生產高養分含量肥料，按著進口復合肥l：1：1氮磷鉀養分比例方法，也生產出氮磷鉀比例為14-14-14，16-16-16，15-15-15等配方比例的復合肥。

其實，這種所謂通用型復混肥氮磷鉀養分配方比例是最不科學‘最不合理，也是極不負責任的，它嚴重破壞了植物營養生長和生殖生長營養比例關系，是造成我國化肥用量過大，造成巨大浪費，破壞環境的主要禍根，我國每年大量進口的復合肥的氮磷鉀比例為15—1515施用后，大約有7個磷，8個鉀，共計15個左右養分是浪費無效的，甚至是有害的。也就是說氮磷鉀總養分含量45%，僅有27%左右起到作用。浪費30%以上，每年就有1000多萬噸化肥營養被浪費，據不完全統計，由于肥料利用率低，每年我國損失的氮肥價值就達到400億元以上，多施浪費的肥料主要去向是水體和大氣。正是因為幾十年來一直這樣過量施用單質化肥和植物營養配方比例不合理的無機復混肥，造成肥料利用率低，造成巨大經濟損失同時，還導致環境污染，有報道表明，我國現有飲用水30%受到了污染，其中64%的內陸湖泊富營養化，威脅到了國家生態安全，每年水污染的經濟損失占GDP的1.46%-2.84%。

3植物營養生長與生殖生長比例關系平衡理論學說為改變化學農業現狀發展節約環保型現代生態農業指明了一條方向性有效途徑

肥料生產和施用的歷史現狀及教訓，告訴我們只有根據各種作物、植物的品種特性和土壤狀態的實際情況，遵循植物營養生長和生殖生長平衡比例關系，設計先進、科學、合理的產品配方，加之科學、合理的施用，才能真正改變化學農業現狀，減少化肥施用量，不但能達到化肥使用量零增長還能實現負增長，才能做到既能保證作物營養需要，實現增產增收又能提升土壤有機質，控制農業污染。

目前，我國許多肥料生產企業，正在遵循植物營養生長與生殖生長的平衡比例關系，研制生產出一系列的先進肥料技術產品，廣泛應用在各種作物，植物上，為改變化學農業現狀，發展現代生態農業做出了巨大貢獻。最有代表性的是目前中國規模最大的有機無機緩釋復混肥企業聯盟——世紀田王企業聯盟生產企業生產的“世紀田王”生物有機肥、高濃度有機無機緩釋復混肥等發明專利技術產品，被列為國家重點新產品計劃項目和高技術產業重點示范工程項目。“世紀田王”肥料產品是采用有機無機相結合，納米緩釋技術與農業生物技術相結合，按著作物營養生長與生殖生長平衡比例關系設計先進科學合理的產品配方，經過特定的一種節約環保型緩釋復混肥的控緩釋生產新工藝加工制造的產品。產品技術指標在有機質達到20%的情況下，氮磷鉀總養分指標可達到30%-45%，這是國內外其它任何肥料產品達不到的，標志著中國肥料技術處于國際領先地位。

這是世界肥料歷史上的奇跡。國家發改委對外經濟研究所2009年3月在編制《100萬噸節約環保型有機無機高效控緩釋復混肥項目資金申請報告》中指出：“這一奇跡的創造將對中國乃至世界化肥行業產生震撼，對提高生產效率、土地產出率；資源利用率、農業生產率和發展節約環保高效生態現代農業，保障糧食安全，實現農民增產增收將作出無法估量的巨大貢獻，這是造福人類子孫后代的重大課題，對我國高技術產業發展和參與國際競爭具有戰略意義，對形成具有國際競爭力的高技術產業群和新的經濟增長點有巨大的節約和示范作用”。

自2000年“世紀田王”肥料被列為國家重點新產品計劃開始，歷經長達16年的大面積田間試驗證明，施用氮磷鉀總養分30%的“世紀田王”肥料，與進口的氮磷鉀總養分45%的無機復合肥相比，不僅肥效比進口復合肥好，而且還節省化肥施用量30%，減少了化肥殘留，大大降低農業成本，除養分之外，“世紀田王”生物有機無機復混肥中還含有20%以上的有機質，10%以上的腐殖酸和微生物菌劑、納米緩釋劑，具有提升土壤有機質，改良土壤，修復重金屬污染耕地，抗澇、抗旱、抗病蟲害等其它功能，這都是化肥和無機復合肥不可比擬的，全國勞動模范、種糧大戶、江西省優秀村黨支部書記孫祖升過去施用國內其它知名品牌肥料，水稻早稻平均畝產800多斤，2008年他施用N、P、K為18-5--7≥30%，“世紀田王”有機無機復混肥料，水稻早稻平均畝產1100多斤，高達1200斤，創全國早稻畝產歷史最高紀錄，2008年7月13日中央電視臺《新聞聯播》節目對此進行了報道。

世紀田王企業聯盟生產企業十幾年來已累計生產“世紀田王”肥料1500多萬噸，農作物施用面積累計達3億畝，每畝按最低增產100斤計算，累計增產300億斤糧倉。“世紀田王”肥料提高肥料利用率30%以上，減少施用化肥1500萬噸，節約資金450億元人名幣，減少溫室氣體排放達1億噸。

通過世紀田王企業聯盟，遵循植物營養生長與生殖生長平衡比例關系，研制生產的“世紀田王”肥料產品及田間應用實戰，提示人們對有些課題值得去進一步研究和探討；

（1）有機無機相結合，緩釋技術與農業生物技術相結合是改變化學農業現狀發展中國現代生態農業的必經之路；

（2）根據各種作物品種特性和土壤狀態的實際情況遵循植物營養生長和生殖生長平衡比例關系設計先進，科學合理產品配方，進行測土配方施肥，是減少化肥進口，降低化肥施用量，落實《到2020年化肥施用量零增長行動方案》，實現使用量負增長的重要措施；

（3）充分發揮有機物資源，提高有機資源利用率，是減少化肥使用量，改變化學農業現狀的有效途徑；

（4）作物的基本營養方式是吸收無機營養，這說明生產綠色食品、有機食品、無公害食品、普通食品都離不開化肥，因此，不能把化學肥料與有機肥料對立起來，認為生產綠色食品和有機食品只能使用有機肥，不能使用化肥；

（5）化肥是高濃度的植物養分，是植物需要的“糧食”，只要科學合理使用化肥不存在有害物質的殘留問題，不應把化學肥料與化學農藥等同起來，農藥作用是“殺生”，一般都是有毒品。