化肥,工业革命成果,现代农业支撑

化肥,工业革命成果,现代农业支撑

2017-12-27               浏览(1408)

农田为什么离不开化肥?

  化肥来自自然界,供应效率高。氮肥主要原料来自大气,其他化肥原料主要是矿产。氮肥生产与生物固氮机理相似,通过高温、高压及催化,将大气中的惰性氮气变成作物可以利用的活性氮(铵盐、硝酸盐)。在一个10公顷土地上建立的合成氨厂,每天可生产3000吨氮,一年能满足千万亩农田维持亩产400~500千克的产量,比传统生物固氮效率提高约100万倍。化肥让农田从培肥-生产的长周期,转变为连续生产的短周期,极大地提高了农田产出效率。

  化肥养分浓度高,劲大,降低了劳动强度。化肥养分含量一般超过40%,是传统有机肥的10 倍以上。尿素含氮46%,满足一亩农田10千克的氮素供应,只需25 千克左右尿素,一个劳动力徒手半天完成。而传统农业收集、堆沤、运输、施用有机肥,需要许多人花费几个月。化肥极大地提高了劳动生产效率。

  化肥肥效高,利于作物及时吸收。化肥养分主要是无机态的,施入土壤中后会迅速被作物根系吸收。氮肥施入土壤后一般3~15天就会完全释放,在植物生长旺盛阶段可以迅速满足作物需要。化肥还可以通过灌溉,甚至通过叶面喷施的方式施用,极大地提高作物的养分吸收效率。

  化肥本身是无害的。化肥养分含量高、杂质低。例如,尿素含有46%的氮素,氮是作物所需营养元素,其余的主要是CO2,施用到土壤中后会再次释放回到大气中,是无害的。此外,尿素还含有1%左右的水和1%左右的缩二脲。缩二脲含量严格控制到1.5%以下对作物无害,而且会在土壤中分解并被作物和微生物利用。其他的磷肥、钾肥以及中微量元素都是从矿物中提取出来的,基本成分也都是无害的。

吃饱、吃好、健康,化肥咋保证?

  上世纪60 年代第一次绿色革命是人类发展史上重要的里程碑,通过高产品种、灌溉、机械化和大量施用化肥,提高了农产品供给。联合国粮农组织(FAO)统计,上世纪60年代至80年代,发展中国家通过施肥提高粮食作物单产55%~57%。而化肥对于中国来说,意义更加重大。

  中国粮食产量的一半来自化肥。新中国成立前,中国沿用传统农业生产方式,即利用作物秸秆、人畜粪尿、绿肥等培肥地力,粮食产量较低。秦汉至清朝的2000余年间,中国小麦亩产量仅从53 千克增长到97.5 千克。新中国成立至今的70余年间,小麦亩产量达到350~400千克,高产地区达到750千克。其中,化肥施用发挥了关键作用。科学家研究证明,不施化肥和施用化肥的作物单产相差55%~65%。

  化肥显著提高了国人的营养水平。近年来,中国人均蔬菜水果供应量持续增长,在丰富食谱的同时,也提高了居民的营养水平。人均动物蛋白供应量从1961年的1.4千克增长到2014年的15.5千克。水果和蔬菜增产,主要是通过现代化的生产方式提高产出。肉制品、奶制品的增长来自饲料供应的增加,而饲料生产也依赖化肥的施用。化肥为生产更多人类所需的蛋白、能量、矿物质提供了基础。

  化肥提高了土壤肥力。耕地质量是粮食安全的基本保障。传统农业耕地养分含量主要由成土矿物决定,绝大部分土壤出现了不同程度的养分缺乏。例如,土壤有效磷含量相对较低。据上世纪80年代第二次土壤普查数据,平均含量仅7.4毫克/千克。通过施用磷肥,近30年来中国土壤有效磷含量上升到23毫克/千克。化肥施用还可增加农作物生物量,提高地表覆盖度,减少水土流失。土壤本身也是碳汇,可储存温室气体,减轻工业化的负面影响。通过提高作物单产,还可为城市建设、工业和商业发展提供土地空间。

大气污染:氮肥不是最大贡献者

  农业生产中施用的氮肥,如尿素、碳铵和二铵等铵态氮肥等进入土壤后,若没有被作物吸收利用,部分氮素将以氨气和氮氧化物等活性氮形式排放,引起大气污染。如果采取深施覆土、分次施用、选用合理产品,这些损失是很小的。研究表明,目前氮肥对中国氮氧化物总排放的贡献约5%。

土壤板结:不合理耕作造成

  农户直观感觉土壤板结了、污染了,就简单归结为化肥造成的。其实,土壤板结主要是大水漫灌、淹灌、不合理的耕作等造成的。合理施用化肥,尤其是与有机肥配施,可以改善土壤结构。另外,化肥中仅磷酸铵会带入一定量的重金属,对土壤重金属污染的影响很小。中国磷矿含镉量很低,按照目前施肥量(50千克/亩,按平均含镉量10毫克/千克计),每年带入的镉仅为0.5克/亩。而工矿业开采和污水灌溉带入的镉数量远高于肥料。

农产品品质低:不合理施肥影响大

  老百姓常说,“用了化肥,瓜不香了、果不甜了”,实际是部分果农盲目追求大果和超高产,大量投入氮肥,忽视其他元素配合,导致果实很大、水分很多,而可溶性固形物、糖度反而跟不上,风味降低了。化肥养分结构、施用方法合理,健康成长的瓜果,果更香、瓜更甜。