保障糧食供應(yīng)是國家基本戰(zhàn)略，一直以來化肥作為糧食安全戰(zhàn)略資源國家采取了一系列措施重點(diǎn)保障。當(dāng)前肥料發(fā)展進(jìn)入全新階段，2018年全國農(nóng)用化肥使用量5653萬噸，比2015年減少369萬噸，下降6.1%。如同人類的糧食和醫(yī)藥，化肥和農(nóng)藥共同保護(hù)著生命的怒放，但他們背負(fù)雙刃，一路風(fēng)雨。化肥有那么多的故事，請聽筆者娓娓道來。

 

　　化肥，是科技帶給人類的高效植物營養(yǎng)。德國農(nóng)業(yè)化學(xué)家李比希（J.V.Libig）提出的植物礦質(zhì)養(yǎng)分理論是化肥生產(chǎn)和使用的基礎(chǔ)，該理論至今無人超越。法國農(nóng)業(yè)科學(xué)家布森高(J.V.D.Biussingault）于1843年建立第一個(gè)農(nóng)業(yè)試驗(yàn)站，發(fā)現(xiàn)作物中的碳來自空氣中的CO2,而不是土壤中的碳，提出了植物碳、氮營養(yǎng)學(xué)說。之后100多年來，各地科學(xué)家在植物營養(yǎng)與土壤農(nóng)化研究方面取得了突破和進(jìn)步，確定了植物生長必需的17種元素，探索出這些養(yǎng)分的來源以及植物吸收利用的數(shù)量、主要形態(tài)和途徑，告訴世人，植物從土壤中吸收礦質(zhì)養(yǎng)分和水分，與空氣和水分中的碳、氫、氧通過光合作用合成碳水化合物。在科學(xué)技術(shù)的指引下，化肥的生產(chǎn)和使用應(yīng)運(yùn)而生，蓬勃發(fā)展，依賴于地力自然恢復(fù)的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)突破了，人類打開了從生物圈獲取能量和物質(zhì)的又一個(gè)通道，溫飽和營養(yǎng)問題得到解決，生活水平迅速提高，人口快速增長，人類文明進(jìn)步呈現(xiàn)指數(shù)級增長，化肥施用近200年對人類文明作出了重大貢獻(xiàn)。

 

　　化肥，是工業(yè)革命的產(chǎn)物。1800年英國率先從工業(yè)煉焦中回收硫酸銨作為肥料，1842年英國用硫酸分解磷礦石生產(chǎn)出過磷酸鈣，1860年德國人從鉀鹽礦中提煉出鉀肥，1908年德國諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者FritzHaber（1918）和CarlBosch（1931）發(fā)明了合成氨技術(shù)和工藝。此后隨著生產(chǎn)工藝的發(fā)展，化肥的濃度逐漸提高，養(yǎng)分由單一向復(fù)合發(fā)展。合成氨技術(shù)其實(shí)就是人工固氮，將大氣中的氮?dú)馔ㄟ^高溫高壓和催化劑的作用制成氨，所以氮肥屬于能源依賴型產(chǎn)品。磷、鉀肥從礦物中提取出來的，磷肥原料主要是磷礦石，鉀肥原料主要鉀礦、鹽湖，屬資源約束型產(chǎn)品。中國化肥工業(yè)歷經(jīng)艱難，始于上世紀(jì)三十年代，成于新中國成立之后，盛于上世紀(jì)末，至今已成為全球最大生產(chǎn)國和輸出國。1990年中國成為全球最大氮肥生產(chǎn)國和出口國，2005年中國磷肥生產(chǎn)比肩氮肥工業(yè)，2015年中國鉀肥開始擺脫單純依靠的進(jìn)口。我國化肥出口大于進(jìn)口，貿(mào)易順差這在化工產(chǎn)品中是件非常了不起的事情，化肥工業(yè)為我國農(nóng)業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

 

　　化肥,是農(nóng)作物的“主糧”。都說肥料是農(nóng)作物的“糧食”，肥料通常指有機(jī)肥料和化肥，有機(jī)肥的歷史與農(nóng)耕文化同樣久遠(yuǎn)，人們把種養(yǎng)和生活中產(chǎn)生的有機(jī)廢棄物以肥料形式歸還于農(nóng)田，自覺形成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)內(nèi)部物質(zhì)和能量循環(huán)利用的最好模式。有機(jī)肥含有大量碳和少量的養(yǎng)分，可以維持土壤肥力和產(chǎn)量，但難以大幅提高產(chǎn)量，解決不了人類的溫飽需求。化肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的外部新的養(yǎng)分輸入，讓農(nóng)田養(yǎng)分虧損迅速得到補(bǔ)充，作物連續(xù)高產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)，極大地提高了農(nóng)田產(chǎn)出效率。從秦朝至民國，2000多年來水稻畝單產(chǎn)才從40kg提高到200kg，新中國成立70年來，水稻平均單產(chǎn)400-500kg，最高產(chǎn)可達(dá)1000kg。近年聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAO）研究和調(diào)查顯示，施用化肥比不施用化肥可提高50%的單產(chǎn)，作物總產(chǎn)中有三分之一來自化肥的貢獻(xiàn)，中國糧食產(chǎn)量的一半來自化肥，這和國內(nèi)相關(guān)學(xué)者的研究高度一致?；手械臒o機(jī)速效養(yǎng)分不需要經(jīng)過微生物轉(zhuǎn)化分解，施入土壤中后可直接被作物根系吸收，在植物生長旺盛階段可以迅速滿足作物需要；溶解性好的化肥還可以通過水肥一體，或通過葉面噴施的方式施用，進(jìn)一步提高了作物的養(yǎng)分吸收效率和人類的勞動效率。

 

　　化肥，是農(nóng)田土壤的好伙伴。化肥和有機(jī)肥一樣為農(nóng)田增添生命力，化肥雖不似有機(jī)肥直接將有機(jī)碳輸入土壤，它是通過促進(jìn)作物茂盛生長取得更高的生物量和更發(fā)達(dá)的根系將有機(jī)物質(zhì)還入農(nóng)田土壤，隨著農(nóng)作物秸桿逐步退出農(nóng)村薪柴角色，農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)含量增加的趨勢更加明顯。作物越高產(chǎn)從土壤中帶走的養(yǎng)分就越多，傳統(tǒng)地力培肥是個(gè)漫長的過程，化肥的施用使得養(yǎng)分快速歸還土壤，地力得到提升。國外160多年的監(jiān)測和國內(nèi)30多年的耕地地力定位監(jiān)測顯示農(nóng)田土壤中的氮磷鉀等養(yǎng)分因施肥管理普遍增加，增加的程度由化肥投入量決定，如果持續(xù)投入大于產(chǎn)出，則積累增加，反之消耗下降，當(dāng)然不同區(qū)域間，不同養(yǎng)分間表現(xiàn)存在差異甚至反差。幾十年來因化肥施用提升了土壤肥力，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)積累的大量養(yǎng)分，使得我們今天有底氣采取各種途徑來減少化肥的使用。土壤板結(jié)和污染不是化肥的原罪，有機(jī)與無機(jī)肥料合理配施反而是改善土壤結(jié)構(gòu)的主要措施，土壤板結(jié)主要是大水漫灌、淹灌等不合理的耕作下水土流失造成的，化肥中僅磷肥可能帶入少量的重金屬，化肥中鎘含量平均低于土壤背景值。土壤本身也是一個(gè)碳匯，通過植物的光合作用，可以儲存人類活動產(chǎn)生的溫室氣體，減輕工業(yè)化帶來的負(fù)面影響。

 

　　化肥，是人們對美好生活向往的基本保障。生存的首要條件是食物，人們對食物的向往升級路徑就是從有吃得到有足夠吃的，再到吃得好、吃得健康。高產(chǎn)品種、灌溉、農(nóng)業(yè)機(jī)械化和化肥施用都是人類發(fā)展史上的重要里程碑，其主要意義是提高了各類農(nóng)產(chǎn)品供給，人類的營養(yǎng)水平因此得到提高。而化肥對于人多地少的中國來說，意義更加重大，農(nóng)產(chǎn)品高產(chǎn)、香甜、美觀、營養(yǎng)等品種優(yōu)良性狀的表達(dá)可通過巧施化肥達(dá)到最佳，灌溉和機(jī)械化在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中與化肥結(jié)合也是越來越緊密。水果和蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物主要是通過溫室大棚、滴噴灌、水肥一體化、無土栽培等現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式，絕對依靠化肥、農(nóng)藥和植物激素，實(shí)現(xiàn)了跨越地域限制的種植結(jié)構(gòu)調(diào)整，多樣化和高產(chǎn)出都得以實(shí)現(xiàn)。各類肉制品、奶制品、水產(chǎn)品的增長來自飼料供應(yīng)的增加，依賴化肥施用的飼糧生產(chǎn)成功解鎖并升級“肥多-糧多-豬多”的大循環(huán)?；蕵O大地豐富了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的養(yǎng)分供應(yīng)，為生產(chǎn)更多人類所需的蛋白、能量、礦物質(zhì)提供了基礎(chǔ)。在社會相當(dāng)進(jìn)步的今天，許多人有能力去追求高質(zhì)高價(jià)的綠色食品、有機(jī)食品，成為綠色有機(jī)生態(tài)農(nóng)業(yè)的追隨者，其實(shí)今天的有機(jī)農(nóng)業(yè)的源頭是化學(xué)投入品支持下的農(nóng)業(yè)高產(chǎn)出，這些產(chǎn)出支持養(yǎng)殖業(yè)壯大，直接或通過間接（過腹）成為有機(jī)肥料。想想大量的有機(jī)肥從哪里來的？沒有化肥進(jìn)入，依靠封閉式的農(nóng)業(yè)種植內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)利用的有機(jī)農(nóng)業(yè)是生產(chǎn)不出大量的風(fēng)味濃郁的、發(fā)育健壯的有機(jī)食品的，在市場經(jīng)濟(jì)的今天也是任何一個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單元辦不到的。

 

　　化肥，也是自然生態(tài)環(huán)境的影響者。人類的所有活動，無不與自然生態(tài)環(huán)境相生相克，所以化肥對環(huán)境的影響有正有負(fù)。正影響是促進(jìn)植物的光合作用，將人類活動產(chǎn)生的溫室氣體儲入土壤碳匯，減輕工業(yè)化帶來的負(fù)面影響；促進(jìn)植物生長涵養(yǎng)水土并培肥地力；通過促進(jìn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)增收為退耕還林還草、退田還湖等環(huán)境友好行為提供保障。負(fù)影響和污染風(fēng)險(xiǎn)被過分放大，明明是小眾卻被誤解為主導(dǎo)，故問題必須重視，需要科學(xué)分析、正確認(rèn)識、理性對待，這樣我們才可采取有效措施加以控制。水體富營養(yǎng)化的限制因子是磷素，綜合近年國內(nèi)相關(guān)學(xué)者的研究，施肥對水體總磷貢獻(xiàn)在5%以下。實(shí)際上，化肥中沒有被當(dāng)季作物吸收的磷、鉀元素大部分還會留在土壤中，為下季作物所利用，農(nóng)田流失進(jìn)入水體的磷素旱地大于水田，尤其是城市近郊的老菜地中土壤磷含量積累多飽和，對水體磷污染威脅最大?；时旧泶蠖嗍丘B(yǎng)分含量高、雜質(zhì)低，基本成分是無害，引發(fā)的重金屬污染的影響很小，化肥對土壤和農(nóng)產(chǎn)品重金屬污染風(fēng)險(xiǎn)來自磷肥礦的鎘含量和復(fù)合（混）肥料的添加物，進(jìn)口磷礦和磷肥的風(fēng)險(xiǎn)大于國產(chǎn)的，按照當(dāng)前施肥量每年帶入農(nóng)田的鎘遠(yuǎn)低于工礦業(yè)開采和污水灌溉帶入的鎘數(shù)量。有機(jī)肥料因施用量大，來源復(fù)雜，對環(huán)境的負(fù)影響同樣值得關(guān)注。

 

　　在化肥支持下的全國糧食連年豐產(chǎn)做積淀，新起點(diǎn)上我們更加全面認(rèn)識化肥的作用，積極合理的轉(zhuǎn)變施肥方式，合理的施用化肥，在較長的一段時(shí)期內(nèi)仍將維持以化肥為主，與有機(jī)肥配合施用并逐步加大有機(jī)替代比例的施肥模式，在減肥增效的道路上，化肥仍在保障人類生存最剛的需要，化肥的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)可控制到最小，化肥的故事還在繼續(xù)。

 

　　作者單位：江西省土壤肥料技術(shù)推廣站