張福鎖教授在今年5月份在土耳其首都伊斯坦布爾舉行的國際肥料工業(yè)協(xié)會(huì)第75屆年會(huì)上說，“給我頒發(fā)了“2007年度國際作物營養(yǎng)獎(jiǎng)”，獎(jiǎng)勵(lì)我在提高肥料效率技術(shù)研究上的創(chuàng)新。頒獎(jiǎng)大會(huì)上，各國代表對中國化肥發(fā)展給予了極大的關(guān)注。他們擔(dān)心中國氮肥產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展，產(chǎn)能如此之高，會(huì)攪亂世界化肥市場，所以我的報(bào)告就是《中國化肥的高速發(fā)展對世界化肥工業(yè)的影響》。我對他們說，頒給我這個(gè)獎(jiǎng)我很高興，但這也是中國的悲哀！因?yàn)槲覀兓士焖侔l(fā)展、不合理施肥引起他們不安，所以想讓我們一起想辦法解決�！�
用占世界7%的耕地，養(yǎng)活了占世界22%的人口。這一奇跡的背后，我國化肥工業(yè)功不可沒。但在施肥增產(chǎn)的同時(shí)，我國面臨著耕地質(zhì)量持續(xù)下降，環(huán)境污染日益嚴(yán)重的問題。在人口增長、耕地減少的嚴(yán)峻形勢下，化肥應(yīng)該如何既實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)，又為農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展做貢獻(xiàn)呢？
八月中旬，在“第九屆全國肥料雙交會(huì)”上，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院教授張福鎖做了精彩演講，為我們點(diǎn)破了化肥與土壤、糧食之間矛盾的關(guān)鍵點(diǎn)。
糧食高產(chǎn)的代價(jià)有多大？
張福鎖教授說我國人口多，底子薄。解放后，黨和政府花了50多年的時(shí)間，終于解決了糧食自給的難題。我國在1998年曾經(jīng)自豪地宣布，中國不再是饑餓的國家，我們可以糧食自給了。所以，當(dāng)時(shí)有人說“我們?nèi)瓴簧a(chǎn)糧食都夠吃”，但到了2003年，我國庫存糧食的70%—80%已經(jīng)吃完了，糧食安全問題引起黨中央、國家院高度重視。經(jīng)過幾年的努力，現(xiàn)在略有回升。但能不能回升到我們的需求水平之上，這是黨中央和國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)十分關(guān)心的問題。但是我覺得很難，因?yàn)槲覈丝谶�在增長，而耕地逐年下降。
根據(jù)對世界以及中國農(nóng)業(yè)形勢的分析，我國未來的農(nóng)業(yè)只能依靠科技，保障食物安全、生態(tài)安全與農(nóng)民增收，走現(xiàn)代集約化的可持續(xù)農(nóng)業(yè)之路。
回顧一下我們50年走過的路，可以看出化肥用量增長較快，灌溉用水增長較快。這說明50多年來，中國農(nóng)業(yè)走過了一條高投入、高產(chǎn)出、高速度、高資源環(huán)境為代價(jià)的路子。我們解決了糧食自給的問題，但是我們付出了沉重的代價(jià)。在大力發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的今天，我們首先面臨資源嚴(yán)重不足，生態(tài)環(huán)境負(fù)債極高，農(nóng)民收入和組織化程度非常低，科技對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的支持力仍不夠等一系列問題。比如說，我國水資源排在世界121位，被列為13個(gè)貧瘠國家之一，而美國糧食總產(chǎn)量跟我國不相上下，但美國的糧食只用了17%的水，我國卻用70%的水來灌溉，灌溉用水成為我國缺水的重要因素。
化肥工業(yè)的處境有多難？
張福鎖教授說，現(xiàn)在，化肥在我國糧食增產(chǎn)中發(fā)揮了50%的作用，也就是說，我國糧食生產(chǎn)基本靠水和肥換來的。今天，不管是氮肥還是磷肥，中國在世界上的貢獻(xiàn)率都超過50%，也就是說，中國現(xiàn)在真正是世界第一化肥生產(chǎn)消費(fèi)大國。而國際上的化肥到了90年代中期以后，增長速度下降，我國化肥總量現(xiàn)在超過了西方國家，還呈大幅度增長之勢。我們預(yù)測，在未來的5年，全球60%的化肥由中國生產(chǎn)。也許我們感到很自豪，中國有能力生產(chǎn)這么多化肥。但大家很清楚，化肥是一個(gè)高耗能、高資源環(huán)境代價(jià)的產(chǎn)業(yè)，西方把很多化肥廠都關(guān)掉了，現(xiàn)在60%的化肥要由中國來生產(chǎn)。為了中國的可持續(xù)發(fā)展，我們不應(yīng)該需要這么大的化肥產(chǎn)業(yè)，但為了保障糧食安全，我國化肥產(chǎn)業(yè)又必須保持發(fā)展。
在90年代，美國有一位專家曾發(fā)表了《誰來養(yǎng)活中國》一文，結(jié)果引起全世界的所謂“中國威脅論”。他的觀點(diǎn)是，當(dāng)時(shí)中國因?yàn)楦叵陆惦y以養(yǎng)活自己，將要在全世界范圍購買糧食。但中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，中國在全球大量買糧食會(huì)造成糧價(jià)大漲，那些非洲國家很窮，因而會(huì)買不起糧食，以致全世界饑餓的人口會(huì)更多，所以中國威脅到世界穩(wěn)定。中國政府與他經(jīng)過10年辯論，表示我們可以采取政策，讓耕地面積不下降。10之后，他發(fā)表另一篇文章，說“你們即使采取世界上最嚴(yán)格的保護(hù)政策，你們還是養(yǎng)活不了自己”。為什么？他說，你們水資源短缺，而肥料的生產(chǎn)潛力已經(jīng)達(dá)到了極限，再增加施肥也不能增產(chǎn)，那你們糧食從哪里來？他認(rèn)為，中國還是養(yǎng)活不了自己。
近年來，我國化肥用量一直在大幅度增長，但糧食總產(chǎn)近10年沒有大幅度的增加。比較1977年—2005年，我國化肥使用量增長了700%，而糧食增產(chǎn)71%，同時(shí)，種植面積下降了13%。很明顯，我國化肥用量增幅確實(shí)很大，但是農(nóng)作物產(chǎn)量卻沒有相應(yīng)增長，我們的養(yǎng)分效益持續(xù)下降，資源環(huán)境問題越來越突出，環(huán)境污染非常嚴(yán)重。
濫施肥料到底多嚴(yán)重？
張福鎖教授說，我們通過對全國1333個(gè)實(shí)驗(yàn)地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)氮肥利用率平均27.5%，比80年代有所下降；我國磷肥利用率也有所下降，鉀肥利用率略有下降。由此看出，我國糧食作物的肥料利用率呈明顯下降趨勢。我們再算一下養(yǎng)分效率，發(fā)現(xiàn)養(yǎng)分用量急劇上升，但是單位養(yǎng)分生產(chǎn)的糧食大幅下降。我國在國際上屬于“高投入低產(chǎn)出”狀況，產(chǎn)出低于印度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于日本、韓國，而我們的投入量全世界最高。為什么?原因之一就是，施肥不合理，尤其是在高產(chǎn)地區(qū)，我們施用的養(yǎng)分嚴(yán)重過量。我們在華北平原對小麥、玉米做了大量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，以1公頃小麥用250公斤的氮肥作為標(biāo)準(zhǔn)（在歐洲一般都是180公斤），發(fā)現(xiàn)90%—92%的農(nóng)戶施肥過量。原因之二就是，環(huán)境來源的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量非常大，這是我們沒能想到的。我們對華北平原作了一個(gè)詳細(xì)的分析，發(fā)現(xiàn)大氣沉降的氮，每公頃達(dá)到60—80公斤，相當(dāng)于作物1年所需養(yǎng)分的30%左右。也就是說，作物吸收的養(yǎng)分30%可以從大氣中來，農(nóng)民根本不知道，所以他還在按習(xí)慣大量施肥。
一位美國教授發(fā)表了《施肥到死》一文，其中有一句話說“中國一直沒有減少氮肥用量的打算，甚至非常堅(jiān)決地強(qiáng)調(diào)還要增加氮肥的使用量，因?yàn)橹袊枰Z食”。美國一位著名教授做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，每年每公頃耕地沉降10公斤氮，經(jīng)過20年后，25%的物種沒有了，尤其是雙子葉植物都會(huì)死亡。所以英國議會(huì)通過了一個(gè)法律，規(guī)定英國的氮肥沉降量不能超過20公斤。中國的沉降量是多少?華北平原每公頃是60——80公斤，咱們的作物能不死嗎?第三，經(jīng)過20年的大量施肥，土壤里養(yǎng)分大量累積。我們對華北平原140個(gè)農(nóng)戶調(diào)查發(fā)現(xiàn)，每公頃累積氮280公斤，相當(dāng)于一季作物需要200多公斤，土壤里面就累積了280公斤。當(dāng)然，并非所有地區(qū)的耕地都有這么高的累積量，但從被調(diào)查地區(qū)可以看出全國整體上存在養(yǎng)分過量的問題。第四，農(nóng)民把有機(jī)肥當(dāng)成土壤改良劑，不去算到底有多少養(yǎng)分帶到土壤里面去了。在山東壽光，我們發(fā)現(xiàn)60%過量的養(yǎng)分來自有機(jī)肥，40%來自化肥，所以，我們經(jīng)常說化肥施用不合理，是因?yàn)槲覀冇袡C(jī)肥施用更不合理，但有機(jī)肥問題沒有引起足夠重視。第五，我們施肥不是根據(jù)作物的生長規(guī)律來施肥，就像我們養(yǎng)孩子一樣，不是按孩子的生長規(guī)律，而是在孩子很小的時(shí)候就把他一輩子要吃的食物喂進(jìn)去了。我們一次把作物所需60%—90%的肥料全部施進(jìn)去，但那時(shí)候作物所需養(yǎng)分非常少，這時(shí)就會(huì)發(fā)生抑制作物生長的情況。我們在玉米上發(fā)現(xiàn)，施肥太多，苗反而長不起來，少施肥反而長得更好。
高效施肥的出路在哪里？
張福鎖說，我們認(rèn)為，合理施肥就必須考慮所有的養(yǎng)分資源，必須進(jìn)行綜合管理�，F(xiàn)在不是養(yǎng)分不夠，而是養(yǎng)分分配不合理，造成肥料養(yǎng)分沒有發(fā)揮他的潛力。土壤里累積的養(yǎng)分沒有利用，更沒有把環(huán)境里的養(yǎng)分考慮進(jìn)去；化肥用量大幅增長，但作物產(chǎn)量沒有大幅度增長。要采取積極的政策措施，用好所有的養(yǎng)分資源，減少環(huán)境的污染。采取多學(xué)科的手段，同時(shí)提高養(yǎng)分效率與作物產(chǎn)量。我們的目標(biāo)是：作物高產(chǎn)、養(yǎng)分高效、環(huán)境安全，而不僅僅是為了生產(chǎn)更多糧食。
首先，我們要生產(chǎn)足夠的糧食，但絕不能浪費(fèi)那么多養(yǎng)分。因?yàn)槔速M(fèi)養(yǎng)分會(huì)造成環(huán)境污染，所以我們需要進(jìn)行養(yǎng)分資源的綜合管理。怎么進(jìn)行綜合管理?就是我上面說的，我們必須考慮土壤養(yǎng)分、環(huán)境養(yǎng)分，用好化肥。第二，不能光講化肥的使用，應(yīng)該考慮多種養(yǎng)分資源，考慮各種營養(yǎng)元素，考慮各種技術(shù)措施，尤其是栽培信息技術(shù)的應(yīng)用，還要考慮用政策引導(dǎo)農(nóng)民用好技術(shù)。作物養(yǎng)分管理的基本原理就是，根據(jù)作物目標(biāo)產(chǎn)量來確定到底需要多少養(yǎng)分，土壤與環(huán)境能供應(yīng)多少養(yǎng)分，減掉土壤和環(huán)境里的養(yǎng)分后還應(yīng)施多少肥。有了這個(gè)量之后，再進(jìn)行分期調(diào)控，根據(jù)作物生長規(guī)律進(jìn)行調(diào)控，把肥料的有效養(yǎng)分用到效益最大的時(shí)期，這樣才能做好合理施肥、科學(xué)施肥。我再舉一個(gè)例子，我們在華北平原做的養(yǎng)分總量控制研究發(fā)現(xiàn)，氮肥施用到一定量，產(chǎn)量達(dá)到最大，如果再施肥，產(chǎn)量就不增加了。但實(shí)際情況是農(nóng)民平均施肥量超過了最佳需求量幾倍。這樣帶來的后果是，向環(huán)境里釋放的養(yǎng)分量非常大，而產(chǎn)量沒有增加。分期調(diào)控就是必須把有效的肥料用在生長最快、效益最高的時(shí)候。我們在山東惠寧對460個(gè)農(nóng)戶做的調(diào)查結(jié)果顯示，460個(gè)農(nóng)戶在小麥上平均每公頃用了425公斤的氮肥，超出標(biāo)準(zhǔn)量近200公斤(如表一）。
靠肥增產(chǎn)的潛力有多大？
我國肥料問題引起了國家高度的重視，每年國家光給化肥工業(yè)的優(yōu)惠就是400多億元，國家還拿出了10多個(gè)億來幫助農(nóng)民搞測土配方施肥。現(xiàn)在，全國將近1300縣搞測土配方施肥，對我國農(nóng)業(yè)發(fā)展做出了很大貢獻(xiàn)。但是，我國面臨的挑戰(zhàn)仍然非常大，我們不僅僅是把測土配方施肥技術(shù)推廣下去，更重要的是用更高、更好的技術(shù)對養(yǎng)分進(jìn)行綜合管理，在增加農(nóng)民收入的同時(shí)減少污染，為我國可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
在改革開放的前十年，我國化肥施用量從每公頃100公斤增加到183公斤，糧食產(chǎn)量躍上一個(gè)臺階，從每公頃3噸增長到4噸。改革開放最近12年，化肥用量增加了100公斤，但產(chǎn)量僅增加0.3噸（如圖一）。下一步要增加到6噸，靠施肥還能實(shí)現(xiàn)嗎？我國現(xiàn)在1公斤養(yǎng)分生產(chǎn)27公斤糧食，法國1公斤生產(chǎn)87公斤糧食，美國1公斤生產(chǎn)47公斤糧食，所以我們的潛力非常大，但我們必須同時(shí)提高作物產(chǎn)量及養(yǎng)分效率。舉一個(gè)例子，華北平原的農(nóng)民每公頃平均用800公斤的氮肥生產(chǎn)6噸玉米，氮肥的利用率是15%，但我們研究時(shí)可以每公頃用將近1000公斤的氮肥生產(chǎn)18噸的玉米，氮肥的利用率還可達(dá)到25%—30%。盡管化肥的用量非常高，但利用率比較原來高了，產(chǎn)出增加了3倍。這一關(guān)鍵技術(shù)是什么呢？
首先，農(nóng)民的玉米每公頃45000株，我們的玉米地是1公頃有8萬株，密度很高；其次，高密度需要用水肥來支撐，你的水肥要增長，調(diào)控要到位。第三，土壤質(zhì)量要優(yōu)良，要保證在干旱、病蟲害的情況下，保持穩(wěn)產(chǎn)。土壤質(zhì)量是一個(gè)長期的過程，不是一二年能完成的。尤其是高密度品種，必須做綜合研究才能解決。非常遺憾的是，我們國家改革開放以后走了另一條路，希望玉米的密度小一點(diǎn)，棒子大一點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)。今天我們需要一個(gè)小棒子、高密度的品種時(shí)，發(fā)現(xiàn)全國沒有一個(gè)這樣的品種，我們現(xiàn)在必須用外國的品種來做實(shí)驗(yàn)，因?yàn)橹袊鴽]有這樣的品種。今天，我們必須搞綜合研究，如果我們搞施肥、土肥的人不去給育種的人提要求，育種的人就會(huì)培育出一些施用了大量肥料而不倒伏的品種，他們還認(rèn)為是好品種。去年，在一次水稻育種專家會(huì)議上，他們拿出了一個(gè)“超級稻”，這個(gè)品種每公頃施430公斤的氮肥都不倒，他們很高興。我在會(huì)上評論時(shí)說，這個(gè)品種就是在讓農(nóng)民大量施肥。因?yàn)�，本來�?00公斤氮肥就夠了，而我們農(nóng)民用了430公斤，多余近300公斤的氮肥進(jìn)入環(huán)境，造成污染。如果培育一個(gè)品種，施到了100公斤就高產(chǎn)，再多施肥就倒了，農(nóng)民就不敢多施肥了，這種品種對國家的貢獻(xiàn)更大。我給農(nóng)業(yè)部提了幾次建議，希望品種選育考慮肥料利用率，但遭到強(qiáng)烈反對，認(rèn)為我不是搞栽培的不了解。我覺得必須搞綜合研究，大家必須共同來解決我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的問題。
我們所推薦的“增加密度，提高產(chǎn)量”行動(dòng)將給我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來一場革命，但是我們科學(xué)技術(shù)的儲備還不夠，我們的綜合研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。搞栽培的人可以把產(chǎn)量搞到20噸，但是用的肥料太多；搞肥料的人能把肥料節(jié)省下來，但產(chǎn)量高不了多少。我們需要兩者相結(jié)合，現(xiàn)在最大的問題是合作不夠。
