施肥与耕地资源的合理利用和保护.doc

施肥与耕地资源的合理利用和保护

金继运吴荣贵
中国农业科学院土壤肥料研究所加拿大钾磷研究所北京办事处
1.引言我国以占世界7%的耕地养活着占世界22%的人口。合理利用和保护有限的耕地资源，发展高产优质高效农业生产体系，是保护农业生产持续稳定发展的关键。农业生产是一个能量和物质的转化和循环过程，在1949年以前，我国农民在几千年的农业生产实践中把种植业和饲养业紧密结合起来，完全依靠有机肥料保持养分循环，遵循了物质能量循环的客观规律，合理地利用土地资源，保证了农业生产的持续发展。但是，依靠有机肥维持农业内部的物质和能量循环，只能是低水平上的循环，产量水平不可能有较大幅度的提高，从公元前221年到新中国成立前的二千多年的漫长时期，小麦和水稻的产量增长十分缓慢，平均每年分别仅增长0.3和1.3公斤/公顷。传统的封闭式农业无法满足现代社会不断增长的需求，必须从农业系统以外投入物质能量，扩大物质循环的内容，使农业生产跃上一个新的水平。自新中国成立以来，化肥的投入逐年增加，到1990年，化肥总投入量达2590.3万吨养分，成为世界上最大的化肥消费国。由于化肥的投入扩大了物质能量循环的内容，产量水平不断上升，1990年粮食总量达45184万吨，相当于1952年的2.8倍。从1952年到1990年近40年间，粮食产量与化肥用量呈极显著的正相关。小麦和水稻每公顷产量每年平均增长66公斤和89公斤。在我国施肥的历史上，甚至在目前的施肥实践中，的确存在有长期偏施单一养分肥料，引起土壤中其他养分的耗竭，施肥效益下降，影响产量和产品质量，甚至污染环境等问题。比如过量的氮肥会导致地下水污染，加速土壤中其他养分消耗，过量和不恰当地施用磷肥也会导致这一元素在水体中的富集。但是，这些问题都是由于人们缺少合理施肥的知识，违背了平衡施肥的原则，而不是施用化肥的必然结果。平衡施肥增加农业生产系统的物质和能量循环，提高农作物的生物产量和经济产量，改善土壤生态环境，提高耕地资源的利用价值。英国洛桑实验站一百多年的定位试验结果表明，连续百年配合施用适量的氮磷钾肥，即使不用有机肥，作物可以持续高产，土壤肥力没有下降，我国的一些定位试验结果也表明，只要氮磷钾配合得当，土壤有机质和速效养分含量均有所上升。科学地平衡施用各种必需的营养元素，对于提高作物产量和品质以及保证环境质量，都是有益而无害的。反之，如果违背平衡施肥的原则，偏施某一种或几种养分，则可能引起地力下降，产量降低，影响产品品质，甚至危及环境。我们必须认识施肥的规律性，掌握平衡施肥这门科学，使农业生产中的物质和能量的转化进入良性循环，保证作物持续高产稳产，保证农产品的质量，提高土壤肥力，保持良好的生态环境。我国以不足世界7%的耕地养活着占世界22%以上的人口。而且在不可预见的未来，人口仍将不断增加，耕地面积继续下降。预计到2000年和2020年，我国总人口分别达到12.8~13亿和15~16亿，人口的不断增加，人民生活的提高和国民经济的高速发展对农业生产提出越来越高的要求，对有限的耕地施加愈来愈大的压力。我们必须在有限的耕地上生产出更多的粮食、纤维、油、糖等生活必需品和工业原料，同时又要保持和提高土壤肥力，保护生态环境，实现这些目标，要一靠政策、二靠科技、三靠投入，走高产、优质、高效的道路。在农业生产的各种物资投入中，肥料是费用最高的一项。据估计，在我国粮食生产中，化肥的投入一般占各项物资和能量投入总费用的30~40%，在某些高产地区，化肥的费用可以占总投入费用的50%以上。然而，如果使用得当，化肥又是各种投入中见效快、效益高的一项。据估计，近年来，我国粮食增产的30-50%来自化肥的应用。肥料施用必须有先进的科学技术的指导，才能充分发挥其增产效益，提高土壤肥力，保护和改善土壤环境。反之，应用不当，则可能对农业生产和生态环境造成不良影响。因此，肥料的合理施用，是发展三高农业，保证农业生产持续稳定增长和保护土地资源的关键措施之一。本文试图通过对我国长期施肥历史的回顾，综合近年来的科学研究发现，对施肥在农业生产，尤其是粮食生产持续发展中的作用及其对耕地资源合理利用与保护之间的关系进行探讨。2.历史的回顾我国施肥历史悠久，早在公元前三千年的商朝，就有关于施用有机肥的记载。在二千多年前的战国时期及其后的秦朝，有机肥已普通应用。表1列出了我国自公元前221年到现代不同历史阶段的小麦和水稻的平均产量。从公元前221年到建国初期，小麦和水稻的产量缓慢增加，在这漫长的二千多年历史中，没有从农业系统以外投入养分，农民仅仅依靠施用有机肥调整农业生产系统内部的物质循环，有效地维持了土壤肥力。但是，这是以低投入和低产出为特点的低水平的物质循环和平衡。自公元前221年到公元1279年，小麦产量一直维持在每公顷800公斤左右，直到本世