受访专家:中国社会科学院农村发展研究所研究员 于法稳
本报记者 张芳
肥料是农作物的“粮食”。可以说,中国以占世界7%的耕地养活了占世界22%的人口,化肥在其中起到举足轻重的作用。然而,化肥的大量使用也带来了一些副作用。国际顶级期刊《自然》杂志刊登的一项来自浙江大学的新研究显示,全球每年将约2亿吨的氮排放到土壤和海洋中,造成了严重污染。
氮元素是作物生长所需的三大元素之一。缺少氮肥可以影响作物体内蛋白质和氨基酸的合成,还会降低作物的光合作用,最终导致产量下降、品质降低。因此,提升土壤肥力一直是提高作物单位面积产量的重要措施。据联合国粮农组织(FAO)统计,化肥对农作物增产的贡献在总份额中占40%~60%。
但不可忽视的是,作为粮食增产“功臣”的氮肥,一旦施用过量,不仅可能使土壤土质变坏,有害于植物生长,更会被排放到环境中,造成多方面不良影响。浙江大学谷保静教授带领团队对世界各地1500多个农田实地观测分析发现,农用化肥中的氮,只有大约一半被植物吸收,其余全部渗入土壤或排放到海洋及空气中。
中国社会科学院农村发展研究所研究员于法稳在接受《生命时报》记者采访时说,农业生态系统中的氮素来源并不只有化肥。比如,农业生产中的作物秸秆、枯枝落叶等,在微生物的分解作用下会释放氮素;畜禽养殖粪污等也是农业生态系统中氮污染的重要来源。不过,化肥施用仍是其中最重要的氮素来源之一,尤其是近年来,化肥施用强度持续处于高位,综合利用率却仅为40.2%。2020年6月,国务院发布的《第二次全国污染源普查公报》数据显示,农业源总氮排放量为141.49万吨,占全国排放总量的46.5%,其中种植业流失量占51%,畜禽养殖业排放量占42%,水产养殖业排放量占7%。
氮污染问题之所以引起世界各国的关注,于法稳认为,主要源于以下几个方面的影响:破坏臭氧层,氮氧化物(主要为NOx和N2O)进入高层大气后,会对臭氧层破坏起到催化作用;加剧温室效应,未被植物吸收而暴露于土壤的活性氮,可在发生微生物反应后释放出一氧化二氮,这种气体的温室效应是二氧化碳的300倍,且能在大气中活跃相当长的时间;造成水体氮污染,如果水体中的氮过量,将会导致富营养化,使水质恶化,影响水生生物的生长与繁殖,甚至导致部分水下生物死亡,形成“死亡水域”。
全球“农业减氮”已成为一项巨大挑战,需要全社会的共同努力。于法稳说,农业减氮尚面临两大难点,一是如何减少氮的排放,二是如何利用自然生态功能,提升固氮能力。就我国而言,目前已探索实施了一系列减氮措施。
采取科学措施施肥。一方面采取科学措施,合理施用氮肥,避免施肥过量;另一方面通过肥料改良,如有机肥施用、作物秸秆还田等,降低化肥施用量。有关研究表明,将有机肥替代、有机无机复合肥等新型肥料研发、智能机具三大技术综合应用,未来可达到减施化肥28%~37%。一些地方实践也表明,有机肥替代化肥可以在实现增产的同时,改善土壤质量和农产品品质。当前,国家层面已实施果蔬茶有机肥替代化肥行动方案,取得了较好成效。
改进农业耕作制度。采取豆类作物轮作和建立农田缓冲带措施。由于不同作物对养分和水分的吸收能力不同,轮作种植可以优化利用土壤中的各种养分,降低对化肥的依赖。
注重适应性品种的种植。一方面,要根据不同区域农业生产的实际,选择区域适宜性强的作物品种;另一方面,根据区域土壤氮素含量选择适宜的作物品种,避免过于追求高产而导致过量施肥。
创新农业生产模式。可采取循环型生态农业模式,通过种植绿肥作物、栽培生物有机肥等方式,增加土壤有机质含量,提高土壤固氮能力,减少化肥依赖。▲