我國耕地質量與肥料產業發展

文|徐明崗 中國農科院農業資源與農業區劃研究所 編輯|楊陽

我國耕地質量與肥料產業發展

文|徐明崗 中國農科院農業資源與農業區劃研究所 編輯|楊陽

導 語：我國農作物總播種面積20%的集約化作物生產中，每年由于氮肥的不合理使用損失的氮可近300萬噸，占我國氮化肥總用量（2200余萬噸）的13%左右。

徐明崗

近年來，我國土壤污染問題頻發。從廣東、湖南等地發現的鎘超標“毒大米”，到江蘇常州的“毒地”，各地土壤污染事件時有發生，由此引發的食品安全問題更是成為公眾關注的焦點。公眾不斷呼吁保障農產品安全的相關措施，加強土地污染治理、限制肥料、農藥等使用的呼聲越發高漲。

肥料不是土地污染的罪魁禍首

肥料并不是土地污染、土地退化的“元兇”，帶著偏見評判往往矯枉過正。造成一系列問題的原因是由于肥料的不合理使用，單就肥料本身而言，它對農產品安全和農業可持續發展具有十分重要的意義。肥料是作物的“糧食”，是農業生產的重要保證。據世界糧農組織統計，肥料對產量貢獻率40%-50%。我國人多地少，想滿足日益增長的人口對農產品的需求，化肥必不可少。預計至2030年，我國肥料的需求量將突破6000萬噸。

土地退化不是我國獨有的現象，全世界土壤都在退化，但我國的耕地質量退化情況尤為嚴重。造成土壤退化的一個重要原因是肥料的不合理使用。不合理使用化肥會對生態造成極大破壞，化肥在蔬菜、水果、花卉等作物上過量使用導致我國最好的農田土壤健康功能的衰退和生產性能的下降, 連續種植6-8年后不得不客土以維持產量，對地力的消耗極大。目前我國一季作物施氮量可達600-3000公斤/公頃。

肥料的不合理使用會使土地養分供應失衡，導致作物病害加劇、農殘超標嚴重危害了農產品的市場競爭力和安全。我國占作物總播種面積20%的集約化作物生產中，每年由于氮肥的不合理使用損失的氮可近300萬噸，占我國氮化肥總用量（2200余萬噸）的13%左右。大量氮肥不合理使用導致農田肥營養化，間接導致了水體的肥營養化，農田氮素流失對水體氮污染的貢獻率達20%以上。以太湖地區為例，在上個世紀七十年代時，肥營養化30%。到了八十年代時達到60%，到了九十年代的時候接近85%，現在90%了。總而言之，合理施肥，不僅是我國食品安全的需求，也是我國的生態的需求。

提升土地質量在第一位

我國土地資源相對緊張，其中肥力低下、難以農林牧利用的土壤，占土地總面積的1/4。耕地中的中低產耕地面積很大，占耕地面積的2/3。我國耕地質量存在很多問題，其中一個問題是有機質含量低，耕地土壤有機質含量低于1%的面積達耕地總面積的26%。我國耕地平均有機質含量只有歐洲土壤二分之一到三分之一。全國由于合理施肥，有機質含量在增加，其中四分之三耕地在增加，四分之一耕地在減少，減少的區域分布在東北和西南地區。東南沿海地區施肥量太高，但是西北地區施肥量不夠。

土壤養分有增有減，呈現為非均衡化。第二次土壤普查以來，全國土壤有效磷增加趨勢較為明顯；土壤全氮及速效鉀含量稍有所增加，但區域間差別明顯，如西北區有效磷含量下降、西南區全氮含量下降。

我國耕地存在的另一個重要問題是耕地退化嚴重，酸化凸顯。我國障礙農田比例高，酸性土、鹽堿土等占耕地60%以上。以成都平原為例，在2008年時，土地大部分是中性，現在土地偏酸性，PH平均二十年期間下降0.5到1個單位。自然界在酸化過程中，下降1個單位需要2.9萬年；人類活動導致的酸化，PH下降一個單位只需要二、三年。

我國耕地質量需要保護，針對我國現有耕地質量狀況，應以農田、農藝措施為主，以“提、增、改、防、節”為技術途徑：

“提”-提高水肥資源利用率；

“增”-增加土壤有機質；

“改”-改良土壤障礙因子；

“防”-防止土壤退化與污染；

“節”-即節約肥料、灌溉水用量。

針對不同區域的耕地質量的不同狀況，分8大區域實施五大技術措施、十二種技術模式：

1.土壤改良（3種技術模式） ：酸化土壤改良、鹽堿土壤改良和保護性耕作；

2.地力培肥（4種技術模式）：秸稈還田、種植綠肥、增施有機肥、大豆接種根瘤菌；

3.養分平衡（1種技術模式）：測土配方施肥集成技術；

4.農田節水（3種技術模式）：水肥一體化、集雨補灌、地膜覆蓋；

5.耕地修復（1種技術模式）：重金屬鈍化阻控技術。

有機肥與農業可持續發展

有機肥能提高土壤中的有機質含量，是解決土壤問題的一個重要手段，也是農業可持續發展的重要保障。有機質提升能防治土壤酸化，增加固碳效果達到增產的目的。

有機質能防治土壤酸化，實現增產。祁陽紅壤肥力監測試驗（QYSY01）是針對化肥、有機肥使用對土壤影響的一項歷時多年的試驗。該試驗從1990年開始，同一地塊劃分為區域，進行不施肥、施單一化肥和混合施肥的不同測試。經過24年的對土壤有機質含量的測定，可得知不同的施肥處理對有機質影響很大。其中施用化肥最主要的是PH影響，施肥導致酸化的作用。施氮肥，不管是單一使用還是混合使用，都會導致PH值下降。在施用有機肥后，土壤酸性能得到改善或停止酸化。

不合理施肥尤其是氮肥加速土壤酸化，紅壤上每季使用150千克 /公頃，12年后，土壤PH從5.7降低到4.2，成為不毛之地。對很多地區，特別是南方紅壤地區，施有機肥可以保證糧食作物產量是高產穩產。中國農田普遍酸化，酸化的主要原因是用氮肥引起的。通過試驗，得知凡是由氮肥引起的土壤酸化，防治方法較為簡單，給土壤施有機肥便能解決。

有機質的提升會增加固碳效果，實現增產。我國糧食主產區，糧食單產水平與耕地土壤有機質水平密切相關。針對我國的土壤肥力的相關實驗很多，國家黃土肥力長期試驗（小麥-玉米輪作）、公主嶺黑土（玉米連作）長期試驗等，都可以反映出我國土壤肥力（包括養分，產量，PH值等）在近三十年是如何演變的。《中國土壤肥力》一書針對我國農田在不同施肥下的變化表現進行了全面的統計和清晰的表述。

作物產量與土壤有機質之間呈正相關關系，土壤有機碳是提升糧食產量的重要因素。不同區域土壤，要采取不一樣的施肥措施。我國從北到南，化肥配施有機肥及增量的土壤有機碳提升效應隨溫度的升高和降水加大。在哈爾濱黑土實驗區，不施肥種植會導致有機含量下降，混合施肥時土壤有機質基本持平。紅壤中不施肥時有機質含量緩慢上升，加入有機肥有機質含量快速上升。經過大量試驗統計顯示，北方旱區，0.1%的有機質相當于0.3-0.5 噸/百米平方的糧食生產地力；而南方稻區0.1%的有機質相當于0.6～0.8噸/百米平方的糧食生產地力。平均下來，土壤有機質提高0.1%，糧食產量的穩產性提高10%左右。

通過長期實驗得出結果，每公頃增加一克有機碳，糧食產量會有所增加。有機質每公斤提升一克碳，全國平均糧食增產育肥800多公斤，水稻種植區增產350公斤。根據區域的不同，糧食增產的效果也不同。在北方地區（華北、西北、東北），每公頃提升一克碳可以增產糧食一千公斤，折合一畝地增產六七十公斤。南方地區作為水稻主產區，每公頃提升一克碳可以增產350公斤水稻。在全國范圍內的現有生產水平下，土壤有機質每提升1克碳/千克，北方玉米平均增產988千克/公頃 ，小麥平均增產957千克/公頃；南方玉米增產596千克/公頃，小麥增產192千克/公頃；水稻增產350千克/公頃。

土壤有機質提升也顯著改善作物的穩產性，土壤有機質每提升1克碳/kg，玉米、小麥的產量可持續性指數提高5%左右，而變異系數下降5-8個百分點，有機質提升對水稻穩產性影響不明顯。

我國人多地少，耕地品質不高，保障國家糧食安全、人民農產品安全必然要走可持續發展的農業發展模式。肥料是一柄雙刃劍，不合理施肥會導致土壤問題，但是合理施肥會使土壤地力得到保持和提升。注重耕地質量提升（培肥）-施肥技術相協調，高度重視新型肥料研制與利用，我國農業必然走向輝煌。