农业回归自然 有机肥需要产业化

双重压力：又要马儿跑得好，又要马儿少吃草

与奥运周期类似的全国土壤微生物学术研讨会四年一届，几乎囊括了国内农业微生物学界的所有精英。四年前的长沙会议，议题就已聚焦化肥在我国农业中的长期过度施用；四年后“旧话”重提，只因情况未有根本性改观。

中国农业大学生物学院教授、农业生物技术国家重点实验室主任陈文新院士介绍，过去30年，我国农业在利用占世界9%耕地成功解决了占世界总人口 20%的13亿国人的吃饭问题，到2013年实现粮食产量“十连增”辉煌的同时，也付出了高昂的代价：这30年间，化肥、农药用量递升，牲畜粪便、秸秆等废弃物剧增，已造成农村和农田的广泛面源污染和土壤肥力下降等严重问题。根据2007年全国污染普查结果，农业排放的化学需氧量（cod）占全国排放总量的43.7%（1320万吨）；农田排放的氮、磷分别占总量的57.2%和67.4% （270万吨和28万吨）。因此，我国农业面临着“又要马儿跑得好，又要马儿少吃草”的双重压力——既要保持高产，又要减少面源污染。

空气质量恶化，与过量使用氮肥直接相关

从农业微生物学角度看，土壤退化是一个严肃的学术问题，更是一个重大的现实问题。

中国农科院环发所研究员朱昌雄解释，土壤退化是因各种自然、特别是人为因素影响所导致的土壤质量下降，甚至完全丧失其物理、化学和生物学特征的过程。由于耕地过度农垦，用养失调；草场超载过牧，滥垦滥挖等不合理的人类活动，目前我国土壤沙化退化现象十分严重。

陈文新尖锐指出，最近几年，我国北方城市空气质量严重恶化，与过量使用氮肥直接相关。她表示，农业生产中，氮素养分是继水之后最大的制约因素。每生产一吨谷物等粮食，需要消耗土壤中20到40公斤氮素。要保持粮食高产，必须向土壤中补充氮素及其他营养元素。从1981至2008年的近30年间，我国粮食产量增长了63%；同期氮肥用量则增长了近2倍。目前我国化肥用量占全球总量的35%。过量使用化肥，一是增加了温室气体排放：1980至 2010年间，我国与化肥生产及使用有关的温室气体排放增加了3.45倍，平均每年增加1070万吨二氧化碳当量；二是过量施用到田间的氮肥效率愈来愈低：1961年，1公斤化肥可生产151公斤粮食；而到2005年，只生产9公斤粮食。作物吸收不了的过量化肥会随水淋失，进入地下水或江湖，引起水质恶化(富营养化)，“近年来太湖的藻华和青岛的浒苔爆发都是这种富营养化的结果”；三是增加了植物体内的游离硝酸盐：进入食物中的硝酸盐在一定条件下会被转化为亚硝酸，危及食品安全；四是引起土壤酸化：我国土壤的ph值(酸碱度)在过去20年间下降了0.5个单位，过量施用氮肥为其主因。土壤酸化会直接影响植物和土壤微生物生长，加重植物真菌病害，加速土壤中重金属的溶解释放。

陈文新强调，对化肥的过度依赖，还造成土壤有机质含量下降，土壤结构被破坏，并最终引起土壤板结，肥力下降。“这一状况日趋严峻，已到刻不容缓的境地”。

修复退化土壤，有机肥是唯一可选良方

与会专家一致认为，退化土壤的修复，是我国农业可持续发展绕不过去的一道“坎”；而合理可行的技术方案，非有机肥莫属。

中科院南京土壤所研究员林先贵团队经20多年农田生态系统养分平衡长期定位施肥试验发现，施有机肥、平衡施化肥或有机无机配施，均能有效调节土壤ph值，增加土壤有机碳与全氮含量，从而实现作物的高产与稳产。他表示，作为土壤生物肥力的核心，土壤微生物的生命活动可增加土壤中氮磷钾等营养元素的供应，“将土壤中一些不能被作物直接利用的物质转换成可利用的状态”，最终提高土壤生产力。

陈文新进一步解释，一个高肥力的土壤必须具有良好的团粒结构，为作物调控适宜的水、肥、气、热，为作物转化、保存并持续提供所需营养元素。“这主要依靠土壤中生活的、每克土中数以亿计的微生物的作用，而微生物生活主要靠有机质维持”。她如此阐述微生物跟动植物的关系：自然生态系统中，植物是生产者，动物是消费者，微生物是分解者。地球表面有限的营养元素就靠微生物这个分解者才能循环使用，而这个分解作用主要在土壤和水体中进行。“所以最合理的做法是尽可能将动、植物废弃物投入土壤，促进微生物大量繁殖”。微生物将有机质分解，释放出营养元素，供植物生长利用；同时也合成它们自身的细胞，将营养元素在细胞中保存而不至流失。微生物死后，营养元素又可被矿化给植物利用。它们不断地生生死死，担负起为植物转化营养、保存营养和长时间提供营养的作用。 “这也是我国农民几千年实践积累的经验”。

华中农业大学教授陈守文、中国农科院资划所研究员张瑞福、环发所研究员朱昌雄、湖南省微生物研究院研究员张德元等，分别从微生物肥料活性物质与产品品质及效果关系、对根际微生物与植物根系互作的研究、微生物中的生物腐植酸修复技术研究以及微生物对重金属污染土壤修复与产品研发策略等方面，对有机肥作为退化土壤修复技术的不二之选，作了令人信服的阐释。

回归有机肥，并非抛弃化肥而重操“农家肥”

回归有机肥，在当前农村劳动力向城镇规模化转移，农业“用工荒”普遍的大背景下，是否具有现实的可操作性？

多位专家被问及此，都不约而同地表示：回归有机肥，并不意味着完全抛弃省工省力的化肥，而简单重操传统的“农家肥”。

陈文新表示，在人口持续增长，需要更多粮食，同时要保护好生态环境的前提下，就要“在重新重视有机肥的基础上，适施化肥，实行有机无机结合施用”，她建议：有机肥无机肥按适宜的碳氮比例(c/n约为25/1)混合，因为，比例过大，土壤中的微生物将与作物争夺氮素营养。土壤中有机质含量高时，即使化学氮肥使用量大一些，也会被微生物作为生物量保存下来，避免其大量流失。过去，有机肥(秸秆加牲畜粪便)必须先长期沤制，达到碳氮比为25/1时再施用；现在，可加入化学氮肥调节碳氮比，只需短时间堆制，经过高温发酵，杀灭病菌、虫卵后即可施入土壤。

与会专家认同，有机肥（微生物肥）的出路，还在于产业化。陈守文介绍，目前我国已获得国家批准登记的微生物肥料有100余种，全国微生物肥料企业总数约950个，年产量1000万吨，年产值已达150亿元。但他同时强调，由于微生物肥料单位质量价格低，科研投入严重不足，技术力量相对滞后于市场需求，导致若干类微生物肥料产品发酵生产过程的质量监控指标设置不尽合理，对产品稳定性和大田应用效果无法把控。回归有机肥，仍然任重而道远。