高明珠
(中國農業大學煙臺研究院,山東 泰安 271000)
2003—2018 年我國化肥產量巨大,2015 年我國化肥總產量達到7431.99 萬噸,占世界化肥總產量一半以上。2016—2018 年化肥產量有所下降,2018 年化肥產量5418 萬噸,但仍保持世界前列。
與化肥產量相對應,我國化肥使用量也巨大。我國化肥年使用量在2003——2015年不斷上升,2015年化肥總使用量6022.6萬噸,居世界首位。2016 實現首次化肥使用量下降,2018 年化肥總使用量5653.4 萬噸。我國化肥使用量占世界化肥使用量1/4 以上,與農業發達的美國相比,是其化肥使用量的2 倍以上。
除化肥使用總量大之外,我國化肥使用強度很高。2018 年我國化肥使用強度為329.09 千克/公頃,高于世界平均強度。2014 年我國化肥使用強度為362.41 千克/公頃,是世界平均強度3 倍之多。我國絕大多數地區化肥使用強度均高于國際公認化肥施用安全225 千克/公頃。
我國化肥使用方式主要為撒施和淺埋,這兩種方式受外界環境影響更大、植物吸收利用率低。2017 年我國水稻、玉米、小麥化肥利用率為37.8%,雖與2015 年相比提高2.2 個百分點,但與歐美等國相比差距明顯。美國糧食作物氮肥利用率大體為50%,歐洲主要國家糧食作物利用率大體在65%,比我國高12~28 個百分點。
聯合國2015年提出“2030年可持續發展議程”,提出了“實現糧食安全,改善營養狀況和促進可持續農業”等目標,我國作為聯合國重要成員積極響應號召。農業部于2015 年發布了《關于打好農業面源污染防治攻堅戰的實施意見》,提出爭取到2020 年將我國農業面源污染加劇趨勢得到有效遏制。2015 年3 月起草《土壤污染防治法》,2019 年1 月1 日起實施。習總書記在2017 年中央農村工作會議上所做的指示為農用地土壤污染治理指明了方向。2018 年3 月11 日,我國正式將“生態文明”納入憲法。同年7 月26 日,農業農村部新聞辦公室舉行新聞發布會,介紹農業生態環境保護工作有關情況,囊括化肥污染問題。
化肥的使用可以提高農作物產量,推動農作物高產。但是化肥的使用量與作物產量之間并不是單純的正相關關系。化肥的使用量也符合土地報酬遞減規律,適度使用化肥可以提高作物產量;化肥大量使用,作物產量增加放緩;一旦超過臨界值,作物產量不升反降,威脅糧食安全。化肥的使用一旦超過土壤發生學閾值,會對土壤造成難以逆轉的損害,加劇土壤污染、土地退化,也會加劇大氣污染、水污染等。
化肥中含有大量氮磷元素,施肥之后過量氮磷元素不能被植物完全吸收,隨著雨水沖刷或不合理灌溉,氮磷元素會隨著水流匯入河流湖泊,造成水體富營養化。
過量使用化肥,植物無法吸收的營養物質由于運動,會從土壤慢慢散布到空氣中。例如硫元素會還原成硫化氫氣體揮發、銨態氮肥會在高溫不通風情況下產生氨氣,硫化氫與氨氣都會影響空氣質量,加劇溫室效應。
1.造成土壤重金屬污染。化肥在生產過程中使用到含重金屬元素的材料,且在生產完成后,重金屬元素很難去除。大量使用化肥會造成重金屬元素的大量積累,重金屬難以分解,從而造成土壤重金屬污染。2.加劇土壤酸性。化肥由于其生產的要求以及儲存的方式,一般多為生理酸性肥料。過量的化肥使用至土壤會破壞土地的酸堿平衡,加劇土壤酸性。3.造成土壤板結。過量使用化肥的土壤表層有機質缺失、結構不良;此外,化肥中含有大量的金屬陽離子,過量的金屬陽離子進入土壤后會導致土壤中通氣性、持水性變差,從而造成土壤板結。4.降低生物活性。微生物可以起到分解腐殖質為土壤提供養分、改善土壤結構的作用。微生物的存在需要有適宜的條件,隨著化肥的大量使用,土壤結構發生改變,微生物的生存條件發生改變,繁殖速度減慢,生物活性降低。
過量施肥超過了作物所能吸收的最大值,造成氮、磷、硫、鉀等資源的流失,難以提高化肥利用效率。
我國作為人口大國,對于糧食的需求極大。中國用占世界7%的土地養活了世界22%的人口,一定的土地要養活不斷增長的人口,對于土地肥力有較高要求。同時,糧食作為生活必需品,其價格也需要國家嚴格把控。對于農民而言,盡管國家會進行農業補貼,但收益仍相對較少。在有限的土地上創造更多的作物產量是農民追求的目標。從而化肥作為價格相對低廉、使用方便、提高肥力有效、短期收益明顯的產品,成了農民提高土壤肥力的首選。
農民在施肥問題上很少依靠現代農業科學技術,更多是依靠上一年作物產量做出施肥量多少的決定,具有施肥盲目和隨意的特點。農民很少判斷化肥使用是否過量,缺乏科學的、精準的施肥量指導。此外,農民幾乎不會對耕地進行土壤檢測,對于土壤中缺少何種營養元素、應該使用何種化肥全憑經驗,缺少科學的化肥種類指導。
當前環境保護更多的是關注大氣污染、水污染等在城市發生集中、更加頻繁的污染問題,對于土壤污染的焦點集中在學界理論層面。盡管在農村環境保護的標語口號人人皆知,但由于農村經濟較為單一,綠化程度較高、農民參與意識不強,環境保護很難落到實處,同時農村環境保護宣傳也缺少針對性,化肥污染宣傳不到位,農民對化肥污染關注程度低,農民尚未意識到化肥污染的嚴重后果。
隨著土地肥力的不斷損耗,化肥使用量的不斷增加,原有的土壤污染防治制度并未隨化肥污染現狀而做出及時的改變,對于減少、解決化肥污染問題作用逐漸減小。當前化肥污染防治技術較為落后,靈活變動性差、技術手段單一,很難隨著季節、地區的變化而進行相應調整,技術應用缺乏針對性。防治力度不足,有較大的犯錯空間與較輕的懲罰力度。同時,相關執行部門也未做到及時重視化肥污染,防治力度與措施嚴重不足,政策反應時間較長。
污染治理需要有法律作為支撐。我國可借鑒歐美等國的先進經驗,制定更有針對性的法律法規,如《化肥管理法》等。在有法可依的基礎上,要嚴厲打擊任何造成嚴重土壤化肥污染的惡劣事件,將土壤環境質量監測納入在國家生態環境監測網絡建設工作中,加強地區監測的針對性,在掌握全面信息的基礎上提高執法力度。還要不斷完善農業生產技術標準和規范,及時更新土壤環境質量標準,填補污染物濃度限值標準缺失漏洞。建立健全綠色農業、優質農業標準體系。
國家要加強環境保護宣傳的針對性,提高對土壤化肥污染問題的關注度,普及土壤化肥污染所帶來的嚴重危害,提高農民在土壤化肥污染問題上的參與度,引導其正確認識化肥使用與作物產量之間的關系,確保科學用肥施肥。
改進化肥使用方法,選擇深耕施肥。推廣測土配方施肥技術,根據作物需肥規律,提高肥料利用效率,施肥更有針對性。
可以適當增加豆類作物的種植面積,提高土壤固氮能力。此外,我國當前農田的灌溉方式以漫灌為主,要逐漸向滴灌噴灌、管道灌溉轉變,減少農田水土流失。
根據農業部的相關標準,將四類不同污染程度的土壤進行有針對性的治理。利用生物降解或植物吸收的方式降低土壤中污染物的含量。被嚴重污染的土地可以種植非食用性植物、高效吸收重金屬的植物降低土壤污染程度。利用化學手段予以治理。酸性過高的土壤可以利用石灰提高土壤酸堿度,也可以使得鎘、鋅、銅等物質轉變成氫氧化物進一步沉淀降低土壤污染程度。