在中科院南京土壤研究所朱兆良院士眼中,寿光、桓台等地的氮过量情况并非孤立事件。
“现在我国的氮肥产能占全球氮肥施用量的三分之一。我国氮肥的生产量、使用量都是世界第一。”朱兆良介绍说,氮肥消费量在1961年时我国是54.4万吨,全球是1160万吨,只占世界的5%;到2001年我国是2240万吨,全球是8100万吨,已超过四分之一。
“有的东西不到一定程度是不会被提上日程的,但问题一直在积累当中。”朱兆良告诉《望东方周刊》,上世纪80年代中期他在太湖调研时,就提出了氮肥过量施用的问题,但没有引起重视,“毕竟氮污染不像工业污染那么迅速和直观。”
随着太湖蓝藻等事件的爆发,氮肥过量使用和农业污染之间存在的种种纠葛,以及如何看待和化解氮肥过量使用造成的后果,应成为决策者应当面对的问题。
多施化肥反而导致减产
早期研究表明,中国的农田在20世纪60年代以前一直处于氮素亏缺状态,70年代达到平衡。朱兆良及其团队认为,此后中国大多数地区的氮素盈余不断增加,尤其是在东部沿海省份。
“在一些粮食高产地区,过量施用氮肥已是较为普遍的现象。”朱兆良介绍说,这些过量施用氮肥的区域主要集中在东部沿海地区,以华北、华东为主。从省际带状分布来看,从山东、江苏一直到广东珠三角,“同时,中国内陆的粮食高产区也有这个问题,像河西走廊一带,也是‘大水大肥’的做法。”
根据对单位耕地面积农田养分平衡量的计算,全国农田氮素平衡量可以划分成五组。其中第一组包括上海、江苏和福建,是中国东南部发达省份和城市,施肥量最大,氮素盈余量最高,达到每公顷266公斤;
第二组包括广东、浙江、北京、天津、山东、河南和湖北,盈余量较高,在170公斤至266公斤之间。
盈余量最小的一组包括黑龙江、西藏、新疆、内蒙古、甘肃、山西和广西,低于64公斤。
农田氮素平衡是氮素收入和支出的平衡。收入包括化肥、农作物的残茬和有机肥使用、生物固氮等;支出包括收获农作物时从农田中的带走量。
根据该团队的预测,2015年中国除江西、山西外的中部和东南部所有省份,均将进入潜在高风险区---因氮肥滥用而导致地下水硝酸盐等过量,影响环境安全。与2000年相比,风险增高的省份增加了7个。
朱兆良认为,从全国范围来看,农民对氮肥的施用总量明显超过合理用量,“超过的幅度至少在20%到50%之间。”
朱兆良以他进行了20多年研究的太湖地区为例,根据2004年到2006年试验结果,每公顷施用量到200公斤左右,水稻产量已经达到最高;施肥量达到每公顷300公斤时,产量没有变化。
他解释说,对同一个品种来讲,在同一年度,氮肥用量越高,增产效果越低。增产的效果曲线是在达到最高点之后下降。
在2009年的另一份报告中,朱兆良与同事通过对河北、河南、山东等高产地区的121块农田的研究发现:小麦的氮肥实际用量是平均每公顷325公斤,但试验显示最佳用量是128公斤;玉米的实际用量平均是263公斤,最佳用量是158公斤。
朱兆良对我国农业氮素平衡的估算结果表明,反映氮素农业效益的收获物氮量占总收入氮量的比例,已从1979年的57%下降为1998年的43%,20年间下降了14个百分点。
他着重提到,过量施用氮肥会给产量带来负面影响,“如果按照氮肥标准用量128公斤施肥,每公顷小麦的产量是6024公斤。但是目前按照农民的施肥量,产量只有5764公斤;玉米也是同样结果,按农民习惯性施用量每公顷只产8500公斤,但按照最佳用量每公顷可产8900公斤。”
“现在我们不完全按试验结果,保险一点,减少20%至30%。施氮量少了以后,不说增产,至少产量不会减少。”朱兆良说,这在一些地区已经过严格试验。
氮肥导致环境压力
不过与过量施用氮肥对环境造成的影响相比,肥效的降低还不是最突出的问题。
“氮肥过量施用后,浪费的氮肥大量进入自然环境,对环境造成了很大压力。”朱兆良指出,根据上述华北地区对小麦施氮量的研究,在合理用量下,氮肥的损失量是每公顷25公斤进入环境;而按照农民的施肥量,氮肥的损失量是71公斤,环境压力增大了2.8倍。
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