中國化肥產業該走向何方?

在化肥應用于農業生產之前,我國農業生產主要依靠農家肥和擴大耕地面積來促進作物增產。

化肥問世以后,由于其養分含量高,使用方便,從而使農業農民形成了偏施化學肥料的習慣,局部地區已造成土壤板結、質量退化,有機質含量不足,保水保肥透氣性能下降,中低產田日漸擴大,江河湖泊水域富營養化,農產品硝酸鹽含量超標。農田氮素向大氣遷移,破壞了臭氧層,從而引起自然災害頻發。硝酸鹽隨食物進入人體,形成致癌和致突變的亞硝基化合物,據日本調查,日本因攝入人體的硝酸鹽比美國高4-7倍,其患胃癌和肝癌死亡率約為美國的608倍。

據中國國家計劃生育研究所張樹成研究員1981-1996年期間的256份報告結果表明,我國男性精子質量呈下降之勢,其原因是食用大量施用單純化肥的食物所致。水體富營養化,不僅破壞了水生態系統和水能,還直接影響人畜飲水安全,威脅人類健康和水產養殖以及工業供水。除此以外,偏施單質化肥,其危害還表現為:

1、單質化肥當季利用率低,并呈下降趨勢。全國化肥網實驗結果分析,我國化肥當季利用率,氮肥為30%-35%、磷肥為10%-20%、鉀肥為35%-50%。從各地資料看,化肥肥效從每kg增產糧食15-25kg,降為5-8kg。

2、長期單純施用單質化肥,使土壤微生物被抑制,有機質含量逐年下降,化肥殘留,造成土壤板結,透水性、透氣性和吸光性變差,保肥能力降低。

3、單質化肥利用率低和易造成土壤板結的缺點,淋溶、揮發、徑流和農產品中有害物質的殘留,不僅給人類生存環境帶來污染,而且直接危害人體健康。

4、單純施用化肥,其增產效果已近極限,致使農業投入不斷增加,加重了農民負擔。

農業,作為人類的第一產業,其發展是一具漫長、曲折、復雜的過程,到現在已有數千上萬年的歷史。從十九世紀開始,伴隨著英國工業革命的興起,農業生產發生了質的變化,對農田開始投入大量的外源化學物質(如化肥、農藥等),一方面成倍地提高農作物的產量,另一方面加深了農業生態系統對外源物質和能量的依存關系,導致了人類賴以生存的大氣、土壤、水體和農產品受到污染,威脅到人類自身健康和子孫后代的生存。

二十世紀70年代,人類農業進入了一個全新時代,既繼承傳統有機農業的精華,又賦予其現代科技的內涵,成為各國政府和農業專家的共識,應運而生是生物復合肥料、有機肥料、有機無機復混肥料和生物農藥的廣泛應用,推廣測土平衡配方施肥技術,以提供優質、安全、營養、衛生、健康的有機綠色食品,滿足人類第一需要,今天人類正在創造一種有別于“傳統農業”和“石油農業”,達到人與自然協調,生態與經濟共同繁榮的“生態農業”。我國有幾千年的有機農業基礎,完全能夠以有機無機相結合的生態型農業,回避西方石油農業的弊端,把我國傳統農業的精華與現代科技結合起來,走自己特色的農業道路,是中國未來農業發展的方向。

中國傳統的有機農業有3000年的悠久歷史,哺育了炎黃子孫,創造了中華文化,在人口劇增的壓力下,已無法滿足人們日益增長的生產生活的諸多需要。由西方傳入中國的石油農業(無機農業),是在石油廉價時代產生的,確實為農業的發展做出過貢獻,但盲目地大量單用、連用、亂用化肥,已是后患無窮。

聯合國糧食組織已把“生物-有機-無機”作為最佳肥料結構加以肯定,國務院把“高產-優質-高效”做為我國農業發展的戰略,并制定了“有機無機相結合,用地養地相結合”的肥料工作方針。

中國是一個農業大國,但不是一個農業強國,這是當代中國的基本國情,中國農業的發展已影響著整個國民經濟的發展;中國農村的安定牽涉著整個社會的安定;中國農民的富裕關系到全面建設小康社會的進程。中國歷代領導人都極其重視“三農”問題。

建國初期,開國領袖毛澤東發起的以土地改革為中心的第一次農業革命,實現了耕者有其田,極大地調動了農民的生產積極性,農業生產有了突飛猛進的發展。十一屆三中國全會以后,改革開放的總設計師鄧小平把億萬農民,從“人民公社”的桎梏中解放出來,實行了家庭聯產承包制,再次煥發了農民的自主意識,實現了中國農業的第二次革命。如果說這兩次的“農業革命”是以改革生產關系為手段發展農業,解決國民的溫飽問題,那么,從上個世紀90年代起,中國第三代領導集體,審時度勢,為適應加入WTO的要求,提出了對農業產業結構進行深層次調整的第三次農業革命,其意義更為深刻。進入21世紀,以胡錦濤為核心的黨中央,更加重視“三農”工作,對農業實行了免稅并直補,其目的是要把中國農業引入可持續發展的道路,讓中國農產品打入國際市場,讓中國農業實現產業化,讓中國農民盡快富裕起來。

農業耕種作物,需要投入肥料。長期以來施入無機單質化肥(或施肥不當,超量施肥),使土壤存在著單一養分濃度過高,造成土壤中物相反應存量過大,易在土壤、水域中產生有害物質,如硝酸鹽類化合物……這些未被作物吸收的肥料養分,隨水域的流動進入江河湖泊,產生水體富養成分,不僅污染水源,而且使水生雜草滋生,破壞了生態環境的平衡,這都是農業施肥不當的結果。

施肥量日益增長,土壤結構中有機質比重下降,保水、供肥、通透能力和性能變差,板結嚴重,造成水土流失,生態失調。我國耕地墾殖年代久遠,加上長期只重用地不顧養地,造成耕地養分失調,地力下降,雖然耕地產出量大幅度提高,但負荷過重,耕地養分投入與產出嚴重失衡。目前,除少數地區外,全國絕大多數耕地土壤肥力不高,土壤有機質平均為1.8%左右,旱地僅為1%左右,而歐美等國的耕地土壤有機質一般在5%—8%。而且我國很少種植有養地作用的多年生牧草,近年來綠肥的面積也下降很多,加之,有機肥(如:牛、馬、豬、雞等糞便發酵)的施用量也逐年遞減。

耕地質量的退化,土壤有機質含量的下降,導致了土壤保水保肥能力的降低,風侵、水侵加劇,形成惡性循環。肥料、水分流失嚴重,水、肥利用率下降。當前,我國化肥的有效利用率遠遠低于發達國家水平。國內化肥,氮、磷、鉀的投入比例為1:0.41:0.27,與合理施肥水平還有一定差距,尤其是鉀肥的投入比例較小,也是影響肥料利用率不高的重要因素。

我國農村目前人多地少,土地由于年年單靠化肥來補充養分,微生態平衡遭到破壞,土壤退化,有機質減少,地下水污染,農產品品質下降。據統計,1977-2005年我國化肥用量增長了700%,但糧食的增產幅度僅為71%。

土壤的保護、調理、改良、修復已成為農業能否持續發展,農民能否增產增收的一個亟待解決的大問題。而保護和修復土壤的根本措施是增大使用有機肥,合理使用化肥。

有機肥是全營養性肥料,有利于平衡增加土壤養分含量,改善土壤結構及透氣保水性,改善土壤微生態系統,增加土壤有益微生物。因此,將現有的有機物資源充分利用起來,用科學的方法轉化成優質有機肥,是解決資源浪費、環境污染及改良土壤的關鍵環節。

我國人口多,底子薄。解放后,黨和政府花了50多年的時間,終于解決了糧食自給的難題。我國在1998年曾經自豪地宣布,中國不再是饑餓的國家,我們可以糧食自給了。所以,當時有人說“我們三年不生產糧食都夠吃”,但到了2003年,我國庫存糧食的70%—80%已經吃完了,糧食安全問題引起黨中央、國家院的高度重視。經過幾年的努力,現在略有回升。但能不能回升到我們的需求水平之上,這是黨中央和國務院領導十分關心的問題。因為我國人口還在增長,而耕地面積逐年下降。根據對世界以及中國農業形勢的分析,我國未來的農業只能依靠科技,保障食物安全、生態安全與農民增收,走現代集約化的可持續農業之路。

回顧我們50年走過的路,可以看出化肥用量增長較快。這說明50多年來,中國農業走過了一條高投入、高產出、高速度、高資源環境為代價的路子。我們解決了糧食自給的問題,但是我們付出了沉重的代價。在大力發展現代農業的今天,我們首先面臨的是資源嚴重不足,生態環境負債極高,農民收入和組織化程度非常低,科技對農業生產的支持力仍不夠等一系列問題。化肥在我國糧食增產中發揮了57%的作用,也就是說,我國糧食生產基本是靠水和肥換來的。今天,不管是氮肥還是磷肥,中國在世界上的貢獻率都超過50%,也就是說,中國現在真正是世界第一化肥生產消費大國。而國際上的化肥在90年代中期以后,增長速度下降,我國化肥總量現在超過了西方國家,還呈大幅度增長之勢。我們預測,未來全球60%的化肥由中國生產。化肥是一個高耗能、高資源環境代價的產業,西方把很多化肥廠都關掉了,現在60%的化肥要由中國來生產。為了中國的可持續發展,我們不應該需要這么大的化肥產業,但為了保障糧食安全,我國化肥產業又必須保持發展。

我國是擁有13億人口的大國,90年代美國的Brown先生及西方的一些專家對21世紀中國能否自己養活自己,提出了質疑。這是基于中國在工業化開始前已有龐大的人口壓力,而耕地面積又隨工業化的進程在逐年減少,土壤質量隨掠奪式的耕作在不斷退化提出來的。到2050年,我國人口將達到15-16億,按人均消耗糧食450kg計算,屆時約需提供7.2億噸。21世紀我國的糧食安全問題,依然是各級政府高度重視問題。解決的辦法,靠擴大耕地面積增加糧食產量已不太現實,唯一可走的路就是改良土壤,有機無機配合施肥,保持和提高地力。Brown先生發表的《誰來養活中國》一文,引起全世界的所謂“中國威脅論”。

他的觀點是,當時中國因為耕地下降難以養活自己,將要在全世界范圍購買糧食。中國經濟發展迅速,在全球大量買糧食會造成糧價大漲,那些非洲國家很窮,因而會買不起糧食,以致全世界饑餓的人口會更多,所以中國威脅到世界穩定。中國政府與他經過10年辯論,表示我們可以采取政策,讓耕地面積不下降。10之后,他發表另一篇文章,說“你們即使采取世界上最嚴格的保護政策,你們還是養活不了自己”。為什么?他說,你們水資源短缺,而肥料的生產糧食的潛力已經達到了極限,再增加施肥也不能增產,那你們糧食從哪里來?他認為,中國還是養活不了自己。

近年來,我國化肥用量一直在大幅度增長,但糧食總產近10年沒有大幅度的增加。比較1977年—2005年,我國化肥使用量增長了700%,而糧食增產71%,同時,種植面積下降了13%。

很明顯,我國化肥用量增幅確實很大,但是農作物產量卻沒有相應增長,我們的養分效益持續下降,資源環境問題越來越突出,環境污染非常嚴重。濫施肥料到底多嚴重?通過對全國1333個實驗地調查,發現氮肥利用率平均27.5%,比80年代有所下降;磷肥利用率也有所下降,鉀肥利用率略有下降。由此看出,我國糧食作物肥料利用率呈明顯下降趨勢。我們再算一下養分效率,發現養分用量急劇上升,但是單位養分生產的糧食大幅下降。

我國在國際上屬于“高投入低產出”狀況,產出低于印度,遠遠低于日本、韓國,而我們的投入量在全世界最高。為什么?原因就是,施肥不合理,尤其是在高產地區,施用的養分嚴重過量。華北平原對小麥、玉米做了大量調查發現,以1公頃小麥用250公斤的氮肥作為標準(在歐洲一般都是180公斤),發現90%—92%的農戶施肥過量。

美國還有一位教授發表了《施肥到死》一文,其中有一句話說“中國一直沒有減少氮肥用量的打算,甚至非常堅決地強調還要增加氮肥的使用量,因為中國需要糧食”。美國一位著名教授做了一個實驗,每年每公頃耕地沉降10公斤氮,經過20年后,25%的物種沒有了,尤其是雙子葉植物都會死亡。所以英國議會通過了一個法律,規定英國的氮肥沉降量不能超過20公斤。中國的沉降量是多少?華北平原每公頃是60—80公斤,作物能不死嗎?經過20年的大量施肥,土壤里養分大量累積。我們對華北平原140個農戶調查發現,每公頃累積氮280公斤,相當于一季作物需要200多公斤,土壤里面就累積了280公斤。當然,并非所有地區的耕地都有這么高的累積量,但從被調查地區可以看出,全國整體上存在養分過量的問題。

我們施肥不是根據作物的生長規律來施肥,就像我們養孩子一樣,不是按孩子的生長規律,而是在孩子很小的時候,就把他一輩子要吃的食物喂進去了。我們一次性把作物所需60%—90%的肥料全部施進去,但那時候作物所需養分非常少,這時就會發生抑制作物生長的情況。我們在玉米上發現,施肥太多,苗反而長不起來,少施肥反而長得更好。

高效施肥的出路在哪里?必須考慮所有的養分資源,必須進行綜合管理。現在不是養分不夠,而是養分分配不合理,造成肥料養分沒有發揮他的潛力。土壤里累積的養分沒有利用,更沒有把環境里的養分考慮進去;化肥用量大幅增長,但作物產量沒有大幅度增長。要采取積極的政策措施,用好所有的養分資源,減少環境的污染。采取多學科的手段,同時提高養分效率與作物產量。

我們的目標是:作物高產、養分高效、環境安全。在改革開放的前十年,我國化肥施用量從每公頃100公斤增加到183公斤,糧食產量躍上一個臺階,從每公頃3噸增長到4噸。最近12年,化肥用量增加了100公斤,但產量僅增加0.3噸。下一步要增加到6噸,靠施肥還能實現嗎?我國現在1公斤養分生產27公斤糧食,法國1公斤生產87公斤糧食,美國1公斤生產47公斤糧食。首先土壤質量要優良,要保證在干旱、病蟲害的情況下,保持穩產。

農業施肥應以“四維結構”多元配位肥料為主。“四維結構”肥料,是以微生物菌肥、高質有機肥、調理改性肥、中性微量元素肥(有機肥、無機肥、礦物質肥、微生物菌肥)構成,是“綠色生態”型肥料。這種新肥料符合農作物的生長規律,適應土壤生態環境的自然規律。它不單是農業田間施肥操作的方式方法,而且涉及今后肥料企業生產肥料品種結構調整、產品換代的問題,是未來農業用肥的發展方向。