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关于实施“化肥使用量零增长”之我见

投稿时间:2017-11-22 16:15 投稿人:张效朴 【字号: 访问量:

根据2015年中央一号文件精神,农业部制定了“到2020年化肥使用量零增长行动方案”;2017年中央一号文件再次提出,要“深入推进化肥农药零增长行动”。这既是农业节本增效、节能减排的现实需要,也是保障农产品质量安全、生态环境安全、引导农业绿色发展、增强农业可持续发展能力的重要举措。

诚然,化肥在农业生产、特别在粮食生产中发挥着极其重要的作用。据朱兆良院士统计,从1949到1998的五十年间,粮食产量与氮肥用量的线性相关系数达0.977。又据国家有关统计资料,改革开放后,化肥总消费量由1978年的884万吨增加到2015年的6000余万吨,相应地粮食总产量由3亿余顿增加到6亿2140多万吨,整整增加一倍以上。——尽管影响粮食增产的因素很多,但研究表明,其中化肥的贡献率可达40-60%甚至更高!

但这并不是说化肥用量越高越好。事实上,在产量水平较低时,化肥的增产作用十分显著;而当产量水平达到一定高度后,化肥的增产效率便逐渐降低;过量施用不但不增产,甚至造成减产。实际上产量与氮肥用量间的相关函数曲线是一条抛物线!另有资料表明,上世纪80年代,每施1斤化肥可增产粮食30余斤,而最近几年每斤化肥增产尚不足10斤。特别是近几年我国农业投入(主要是化肥和农药)的边际效益不但明显下降,而且带来的问题越来越多:例如,化肥用量过高,首先造成粮、果、疏的产品品质下降,营养份失调,口味不佳;同时,病虫害增多,农药和除草剂等随之增加,从而造成农田土壤环境恶化,如土壤酸化、盐渍化、重金属污染、营养失调、微生物活性降低、土壤板结等;而且过量的硝酸盐、磷酸盐等酸性物质随水流失和下渗增多,造成河湖庫塘水体富营养化,污染地下水、地表水和土壤环境,致使我国当前环境容量已逼近极限。因此,适时地调整化肥施用政策,深入推进“到2020年化肥使用量零增长行动”十分及时和必要。为达此目的,我们认为应加强以下几项措施的施行。

一、全面推进科学配方平衡施肥技术,控(减)氮稳磷补钾

先从我国过去几十年化肥施用历史看,1978年前,化肥主要以碳酸氢铵等氮肥为主,磷肥较少,钾肥更少;八十年代始,氮肥、磷肥大量增加,钾肥才开始少量施用。再从近几年各类化肥使用情况(见下表)看,2010年后氮肥用量已开始趋缓;2014年磷肥和钾肥仍略有上升,而N肥用量已首次出现降低的拐点,但粮食产量仍在提高。这大致说明,氮磷钾三种肥料用量比例正向着正确的平衡的方向发展;同时也说明,氮肥用量已经足够,可以考虑适当降低了。

近几年我国化肥施用量与粮食产量概况(计量单位:万吨)
年份    粮食总产量    化肥总用量    氮肥    磷肥    钾肥    复合肥
2000   46218            4146              2161    690     376     918
2010   54648            5562              2354    806     586     1798
2013   60193            5912              2394    830     627     2058
2014   60710            5996              2392    845     642     2116
2015   62143

上世纪九十年代我们在淮北中等肥力砂姜黑土上进行的长期定位试验及肥料效应试验结果看出,在小麦-玉米轮作制下,每亩每季施15公斤氮(N)、5公斤磷(P2O5)、6公斤钾(K2O),基本可满足400余公斤小麦、600余公斤玉米的需要;同时土壤速效氮稳中有升,速效磷明显提高,速效钾则显著下降。再对比全国第二次土壤普查与几年前测土配方施肥示范县土壤分析结果又可看出,大多数地区土壤速效磷水平都有明显提高,有的提高一倍以上,多数已达15-20PPM或更高。应当说近几年多数粮食主产区的小麦、水稻、玉米单产多已达到或接近达到400-500公斤或以上,但是,其氮肥和磷肥施用量也大多超过前述的试验用肥量;尤其是一些历史的高产区,氮、磷肥施用量早已大大超出作物的需要,而成了土壤和水体的污染源。

综上所述,结合我们过往进行的高产高效平衡施肥的研究和实践认为,为了节本增效,应根据不同作物的需肥特点、土壤的供肥能力及其变化情况,分作物、分区域制定科学的施肥模式。按照可获得最大效益的所谓“最佳产量”原则(而不追求“最高产量”),拟定氮、磷、钾乃至微量元素的平衡施肥方案。据此特建议,在大多数中等以上土壤肥力、一年两熟制的粮食主产区,产量指标可拟定在年亩产吨粮左右(不少高产区已达到或超过此指标),在适量施用有机肥基础上,氮肥用量应严格控制或比当前略予降低,每季不应超过15-18公斤/亩(下同)。磷肥用量一般可保持稳定;但在一些速效磷水平25PPM以上的土壤上,磷肥用量也可适当降低;不同作物而言,小麦上可维持在5-7公斤左右,水稻、玉米上可降低至4-5公斤。钾肥用量可参考土壤供钾能力而拟定,除去那些速效钾、缓效钾水平都较高的土壤,如淤土、两合土及西北、东北地区一些富钾土壤可少量施用外,对供钾能力中等以下的土壤,如广大的华南、华中地区的红壤、水稻土等,对水稻、玉米等作物应适当提高到7-9公斤,以便平衡养分需求,保持土壤钾的可持续供给能力。此外,微肥的问题可视土壤缺乏情况给以适当补充。

我们设想,在10年内全国化肥总施用量控制在2015年的6000万吨水平以下甚而有所降低;同时通过控(减)氮稳磷补钾方式,将氮、磷、钾三种化肥的比例逐渐调整到2.5:1:1左右可能是适宜的。

二、改进施肥方法,推广新型高效缓释肥料,提高化肥利用率

有关统计指出,2015年我国的化肥利用率为35.2%,这比2013年提高了2.2%,相当于节约了18亿元。但相较于美国的N肥利用率50%,法、德等国的65%,低达15-30%!由此可见,我国化肥利用率提高的空间很大,这对节约肥料、节本增效具有十分重要的意义。我们的研究表明,氮肥由表施改深施,并将全部磷钾肥和80%的氮肥作小麦基肥,而对玉米的氮肥分成基、追各半施用后,N肥利用率从30%提高到42-45%。因此建议,应该大力改进施肥方法,变撒施、面施为深施,推广机械深施、机械追肥、种肥同播等技术,以减少养分挥发和流失。同时根据作物需肥特点合理拟定施肥时期和基、追肥比例,推广适期施肥技术。
此外,随着节水灌溉技术的普及,示范推广滴灌施肥、喷灌施肥等技术,实行水肥一体化施用。而研制推广高效复合肥、作物专用肥、新型高效缓释肥、腐殖酸肥、生物肥等技术,也都有利于肥料利用率的提高,减少化肥的投入。

三、开辟利用有机肥源,有机-无机配合,提高土壤保肥能力

长期单一施用化肥对土壤、环境及产品质量都有不利的影响。而化肥与有机肥配合施用,不仅能减少化肥投入,又可弥补化肥养分不完全的不足,让迟效与速效优势互补,对改土培肥也大为有益,还可提高产品的品质。因此,应大力提倡开辟利用有机肥源,制定政策鼓励各类经营主体积造利用农家肥,变废为宝。然而在过去的二、三十年间,不少地区大量人、畜、禽粪便未能有效利用。有人统计,单是我国工厂化养殖场每年产出的27亿吨动物粪便就很少被利用,乃至造成农田面源污染。这种现象值得有关部门高度关注。

再者,应大力提倡把作物秸秆通过各种方式大部或全部还田,做到取之于土,还之于土;如将秸秆堆制(堆肥)后还田则更有利于土。同时鼓励机械深耕深松,配合秸秆还田,以增强土壤保水保肥能力。据悉,美、欧等先进国家由于使用机械深耕,耕作层可达35cm,而我国一般农田耕层只有15-20cm。我们认为,至少在我国中、北部旱作区可以通过机械深耕,逐步加深耕层到25cm或更深些。因为加深耕作层也是减少化肥损失,提高肥料利用率的重要途径。

此外,还应积极发展各种绿肥,南方水田区应提倡恢复冬季绿肥的种植,山丘地区可利用野生绿肥等,千方百计开辟有机肥源,增加有机肥施用。

四、因地制宜适当调整轮作制,增加豆、薯等作物比例

近年来,我国以粮为主的作物结构比较单一,粮作中又以玉米种植面积过大,玉米剩余过多,价格降低,影响了农民收入和种粮积极性。因此,在确保粮食安全的前提下,可考虑因地制宜、因时制宜地适当调整轮作换茬种植结构。例如,华北、华中等一年两熟旱作区的小麦-玉米连种制,将其部分地改为小麦-薯类或黄豆、绿豆、红豆等豆类,或谷、黍、嵇等传统杂粮的轮作换茬制;将东北地区一年一熟的玉米连作制,部分地隔年或隔两年改为玉米-大豆等豆类,玉米-向日葵等经作类的轮作换茬制。如此不仅可恢复生物多样性,增加人们食物的品类,还将大大减少氮肥投入(因豆类、薯类等作物需氮肥很少),有利于土壤肥力的恢复,也将降低过多剩余玉米的仓储压力。如若政府部门在价格政策上给予适当调节和扶持,这项措施更加可行。