科学看待化肥 勿让化肥“背锅”(2)

在没有化肥的时代，人们把作物生产的有机废弃物（秸秆）和人畜生活排泄物堆沤成有机肥施用于农田，在土壤微生物的作用下，有机物中含有的氮磷钾等养分被分解释放出来，供作物根系吸收，可以维持一定的土壤肥力和产量，但难以大幅提高产量，作物产量一直维持在低水平，解决不了人类的温饱需求。而且，因为草原或森林开垦为耕地后，作物从土壤中取走的养分多，而归还的少，草原和森林积累的土壤肥力在不断耗竭，土壤肥力在不断下降。过去土壤肥料学家常说的土壤肥力下降，就是将开垦后的耕地土壤的肥力与开垦之前的草原或森林土壤的相比。施用化肥，就是从农业生态系统之外调入补充作物生产需要的养分之不足，才使得作物产量得到大幅度的提高。施用化肥提高了作物产量，也产生了更多的根茎叶有机废弃物，可以堆腐生产更多的有机肥，归还到土壤中，提高了土壤肥力。

笔者2000年在河北省曲周县采集了79个耕地样点的耕层土壤，进行了化验分析，发现这79个样点的土壤有机质和氮磷钾含量都比1980年提高了。究其原因，这是改革开放后我国化肥工业迅速发展，满足了高产所需要的化肥供应，农业生产施用了大量化肥的结果。笔者高中毕业后参加农业生产劳动，年年在生产队搞“积肥”（有机肥），但那时化肥短缺，仅仅施用一点氮含量低的碳酸氢铵，那时玉米产量也就是亩产200-250公斤。那时的所谓“有机肥”就是个“黄土搬家”，即从地里铲来土，加上一点牲畜吃剩的草渣和牲畜粪便，堆沤以后，再运到地里去。这样的“有机肥”有机物料少，为作物提供的养分少，产量只能维持在低水平，土壤肥力也就维持在低水平。而当时还有很多不施肥的“卫生田”，土壤肥力还在下降。

我国历史上，从秦朝至民国，历经2000多年，水稻亩单产才从40公斤提高到200公斤，而今全国平均每亩水稻产量在500公斤以上，最高产可达1000公斤，其中化肥的产量贡献不容质疑。近年联合国粮农组织（FAO）研究和调查显示，施用化肥比不施用化肥可提高50%的单产，作物总产中有三分之一来自化肥的贡献，中国粮食产量的一半来自化肥，这和国内相关学者的研究高度一致。

二、化肥不是导致土壤板结、酸化和污染的元凶

然而，近三十年来，化肥的过量施用，在高产稳产的同时，也产生了不可否认的副作用，这就是水体富营养化等。由此公众对化肥产生了负面认识。一些人借机扩大化化肥的副作用，甚至妖魔化化肥，如化肥导致土壤板结、酸化和污染。然而，研读大量相关科研文献，没有发现施用化肥导致土壤板结、酸化和污染的科学数据支撑。

2000年和2002年，笔者带领团队成员在河北省曲周县和北京市大兴县进行土壤采样时发现，有些秸秆还田的耕层土壤，不但疏松，而且已经形成了微团聚体。土壤教科书告诉我们，腐殖质是形成良好土壤团聚体，使土壤疏松通气透水的主要物质。化肥的施用，使得作物生物量（根茎叶籽种）大量增加，大量根茎叶通过各种形式归还到土壤中，增加了土壤腐殖质含量，有利于土壤团聚体的形成，只能疏松土壤，不可能造成土壤板结。

中国科学院南京土壤研究所封丘农业生态试验站长达30年的定位施肥试验表明，与不施肥料的处理相比，长期施用化肥使得有机质含量显著提升，土壤容重显著下降，而土壤酸度没有显著变化。也就是说，施用化肥的土壤不是变板结，而是变得更疏松。

1888年设计的位于美国密苏里州的长期定位施肥试验（SanbornField），已经运行了130年，得到与封丘试验站类似结果。至于有些耕地的土壤板结，主要是缺少耕翻造成的。由于机会成本的增加，有些地方种田，不再进行世代相传的耕翻、耙碎、耱细田间耕作，而是种“懒汉田”，收后直播，缺少耕翻的土壤自然会板结。