作者: 王卉 来源:中国科学报 发布时间:2017/6/28 10:36:22
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减化肥,生物肥料可担当重任

厦门某柑橘园土地板结后,用电钻打眼施生物肥。

■本报记者 王卉

“从历史发展与科学实践的角度来看,化学合成肥料是有可能逐渐被完全替代的,这不只是我个人的观点,是我学习总结国内外很多业界学者的观点。”日前,作为中国政策科学研究会《三农发展内参》专家顾问, 中国土壤治理与种植研究中心副主任朱安妮在接受《中国科学报》记者采访时如是表示。

“化肥应该逐渐被替代,这是肯定的。”做了十多年有机农业探索的衡荣农业创始人贺建增对《中国科学报》记者感慨,“施用化肥,它影响了整个环境的微生态系统,尤其土壤的微生态系统,增加了病虫害,因而强化了农业对农药的依赖。”

著名生态学者何塞·卢岑贝格在上世纪90年代所著《自然不可改良》一书中就明确指出,现代农业发展理念的弊端是导致农业生产中有毒农药泛滥的重要原因;现代施肥方法的推广与所发生的虫害增多现象有着正相关性;从另一个角度去看,很多情况下,土地养分失衡是招致各种虫害的诱因。与其消灭害虫,不如促进植物的健康生长。

“病害和农药在成正比地向前快速发展,这不是自然界必然现象。”朱安妮表示。

化肥的作用和副作用

朱安妮认为,相对于其他肥料,化学合成肥料的一个主要优势在于其“速效性”。这是回答为什么化学合成肥料能使作物增产的一个重要原因所在。从作物生理的角度看,作物生长发育过程中的某些特定时期对某种特定养分要求的绝对数量虽不多,但很迫切,这时养分多寡对作物的生长发育会起到显著的作用,这个时期可被形象地称作“作物营养的临界期”。在“营养临界期”需要3~5天能供应上它所需营养。所需养分如果没有得以有效和及时供应,即使后期再加,也达不到预期的效果。

在一些种植体系里,有机肥从施用量来看养分含量并不低。但有机肥增产效果不如化肥明显的主要原因是,有机肥的养分是缓慢释放的,大多不具备化肥的“速效性”优势。

朱安妮说,化肥最大功劳不是“增产”,而是说明了“为什么能增产”。

“其实我们替代化肥真正的阻力不在农民,而在一些主管干部,他们学习的时候,就被灌输化肥不可替代,思想体系已根深蒂固。包括在国外,认为化肥不可替代的思想还是占主流。”朱安妮表示,“说化肥不可替代的思维是简单思维,如果哪一天一旦没有能源了,则是必须马上面对非得替代的问题。”

化肥能不能被替代,取决于化肥自身,朱安妮说,如果不是生产过程的高耗能、不是使用后的高污染以及对人体健康的不利影响,当然不应该被替代,现在要替代,是化肥显露弊端不可行了,走不通了。从逻辑上分析,一个是该不该替代,一个是如何替代。用什么替代?替代它的什么?朱安妮认为,应该是替代它的养分供应速效性。另外,替代也是逐步实施的过程,不是马上完成全部替代。

2011年,一份由多个国家200多名研究人员共同完成的欧洲氮评估报告完成,报告认为,自从人类发明人工合成氮肥以来,环境中活性氮的含量明显升高。氮污染正在成为21世纪主要的环境挑战之一。

欧洲每年因氮污染所遭损失为700亿至3200亿欧元,相当于欧洲每年的农业收益两倍多,环境成本高。同时人均寿命也有所减少。

现在大家充分认识到,所有以化肥为基础的农业产业,不仅欧洲,包括中国,是“亏本”的,因为只算了投入品的和劳动力的成本,没有算环境污染和健康的成本。

用生物固氮替代化肥

空气的主要成分是氮气和氧气,其中氮气占78%,朱安妮表示,我们完全有取之不尽用之不竭的氮,关键是我们是采用高能耗化学的方法、物理能源的方法,还是帮助植物利用更多的由微生物固定下来的氮的绿色方法。

“中国政府包括学者为什么很长时间没有支持有机农业,就是担心减产,把欧洲等国外减产的例子拿来了,但是不知道他们减产是因为方法不对。而我们能增产是我们方法对。”朱安妮表示。

现代农业的困境是:粮食安全、食品安全、环境安全、能源安全。中国特色的有机农业在很多地方可以做到有机、好吃、不减产,从而解决这四个安全问题。

但有机肥的不当施用值得警惕,尤其不腐熟的有机肥会给地下水和湖泊造成污染,甚至影响人体健康。

由微生物的生命活动所产生的、能够直接或间接提供作物正常发育生长的养分并能改善土壤、提高作物产量和品质的生物制品,是生物肥料。

因为有机肥缓慢释放养分,在植物需要养分的临界点,它所提供的能量不够。要替代化肥而不减产,就需另外一类速效的肥料,而生物氮肥具有速效性。

朱安妮总结,“有机肥+生物肥+矿物肥=有机好吃不减产。这是真正能让我们从现代农业种植的困境中走出来的一个简单的公式。”

生物固氮研究,是帮助植物从空气中得到更多氮,帮助植物获取更多天然氮,让农林业生产逐渐摆脱对化学性氮源的依赖。

通过有机农业种植中的现代技术应用,朱安妮同时总结出另一公式,即长效+速效+中微量元素= 有机好吃不减产。

对生物性氮源的探寻在国际上如今是常青的课题,美国绿色农业之父诺曼·布劳格也曾表示,对生物性氮源的探寻是为了逐渐摆脱对化学性氮源的依赖;减缓与消除化学氮肥的能源、生态、环境和健康风险;恢复生态平衡,实现农业的可持续发展。

澳大利亚悉尼大学的研究人员,已经做到了在水稻种植中仅用微生物菌剂拌种一项技术,减施氮肥40%~70%而不减产。英国皇家学会会员、诺丁汉大学教授爱德华·科金的研究提出:几乎可以在所有植物上用生物固氮技术替代化肥。

澳大利亚阳固中心主任伊万·肯尼迪表示,“我们建议施用生物肥料,特别是固氮菌,能够有助于保证支撑持续最优产量的氮供应。”

在朱安妮的实践中也做到了在种植许多作物时百分之百替代化肥而不减产。

朱安妮发现,这不仅仅是一个固氮问题,还能够解决更多问题:当微生物作用植物根系之后,也能够使植物的品质提高。

《中国科学报》 (2017-06-28 第7版 产经)
 
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