觸及肥料、零增長的話題,人們總是顯得那么興趣盎然。觸及土壤的話題,人們便會轉身一聲嘆息。時隔多年,為什么每次我們的問題都出在土壤上?為什么我們的土地要使用那么多的NPK?為什么我們的土壤總是那么的缺乏養分、肥力與活性?為什么我們有這么豐富的碳化植存卻要靠一塊又一塊的活性炭來實驗證明?為什么每年留下那么多的秸稈卻素手無策、焚燒出熊熊狼煙卻不知究竟如何是好?為什么我們養了那么多牲畜卻無法理解生物肥料的來源與用途?土壤問題究竟出在哪兒?肥料與土壤的關系究竟怎樣?土調類產品有沒有出路?本期專題將給您一個完美的解釋。
NPK的組合不適合我們的土地了么?其實則不然。任何事情都要分時間和條件去判斷。在條件簡陋的發展初期,我們很難去說什么是對什么是錯,因為“不管黑貓白貓,抓住老鼠就是好貓”嘛,所以我們的肥料發展也逐漸的走向了行業“托拉斯”,不僅壟斷而且質量低價格高效果一般。與國外比起來真的不能不說是天壤之別。但是我們要吃飯。糧食安全問題一直是擺在我們面前的一道紅線,所以我們也就不得不向土地要更多,向氮磷鉀要更多,伴隨而來的,便是大面積的土地氮磷鉀含量過剩而作物卻并沒有吸收多少,因為我們的肥料技術不過關,養分是施地里了,可是全被土壤滲漏了,作物吸收的是寥寥無幾。
民以食為天,這句話不為過吧?
自神農嘗遍百草之后,我們便安全的進入了糧食耕作時代,無論是打獵還是種小麥水稻,我們總在這個黑紅黃土壤并存的大地上繁衍生息,一代又一代的更迭著。我們的土地也經歷了一代又一代的輪番耕作,仿佛這里的地力取之不盡用之不竭,無需擔憂種下的是什么,因為我們的祖先告訴我們,種瓜得瓜,種豆得豆。
可是現在,忽然之間,我們的土壤就出問題了。
我們的土壤突然就變得貧瘠且重金屬含量超標、土壤板結、污染嚴重了。
回想過去,其實土壤出問題不是沒有原因的。歸納起來,土壤的問題主要在于不合理的種植結構、不合理的施肥方式以及不合理的保護方法。歐洲曾經有過一個跨度長達一百年的實驗,測得不是別的,就是這一百年內土壤施用不同種類化肥的生產狀況。在實驗頭幾年,使用氮磷鉀的土地作物產量明顯高于施用廄肥的土地。慢慢的在幾年之后這一狀況逐漸發生了改變,兩塊試驗田的產量逐漸趨于相等。再經過了十幾年的等量生長之后,施用廄肥的這一塊試驗田開始發力,產量逐漸的超過了氮磷鉀的施用地。
那么這說明了什么呢?
NPK的組合不適合我們的土地了么?其實則不然。任何事情都要分時間和條件去判斷。在條件簡陋的發展初期,我們很難去說什么是對什么是錯,因為“不管黑貓白貓,抓住老鼠就是好貓”嘛,所以我們的肥料發展也逐漸的走向了行業“托拉斯”,不僅壟斷而且質量低價格高效果一般。與國外比起來真的不能不說是天壤之別。但是我們要吃飯。糧食安全問題一直是擺在我們面前的一道紅線,所以我們也就不得不向土地要更多,向氮磷鉀要更多。伴隨而來的,便是大面積的土地氮磷鉀含量過剩而作物卻并沒有吸收多少,因為我們的肥料技術不過關,養分是施地里了,可是全被土壤滲漏了,作物吸收的是寥寥無幾。
今天,在化肥零增長政策提出之后,人們開始重新審視土壤的地位與作用了。不得不說其實這也是一種悲哀,一種不挨鞭子就不知道進步的悲哀。我們開始審視生物有機肥,開始探索再造能源,開始重新研究氮磷鉀的區域特性配比,開始尋求減產增效的新途徑了。
在我國,化肥的用量越來越大,施用化肥的作物種類越來越多,化肥對提高作物產量的作用得到了公認。同時,又有人擔心,施用化肥會不會破壞土壤,降低土壤肥力。最典型的一種說法是:“土地施化肥,好比抽大煙(鴉片)”,有人甚至說好比吸海洛因。這種說法公開刊登的不多,但認為施用化肥破壞土壤的論點經常可以從書刊中看到。這些人給施用化肥描繪了一幅可怕的圖畫:土地只要施了化肥,就離不開化肥,越施越多,最后毀了土地。事實是這樣嗎?人們生產和施用化肥已經有160年的歷史(不包括施用天然的礦質肥料),國外的有識之士幾乎在開始生產和施用化肥的同時,就布置了肥料的長期試驗,其中一個很重要的內容就是比較施用有機肥和化肥對作物產量和土壤肥力的影響。
實踐證明,合理施用化肥,既提高了作物產量和品質,又提高了土壤肥力,把施化肥比作抽大煙是完全不正確的,其根本原因是對化肥的錯誤認識。化肥對土壤、對植物都是無毒的,它是植物的“糧食”,是植物必需的養分,施用化肥可以補充土壤中某些養分的不足。化肥不是耗竭土壤養分的“興奮劑”,更不是毒品。
其實,一切都還沒有到不可挽回的地步。
那么面對土壤的層層問題,究竟要怎樣剖析,又要怎樣解決呢?零增長只是提出一個概念,更多的我想應當是基于傳統肥料上的改革,思想上的轉變,以及對生活、對農業的態度,對一個可持續種植的土地的期盼吧。
土壤存在的問題
民以食為天 食以土為本。在討論化肥對土壤肥力的影響之前,我們必須明確,何謂土壤肥力關于這方論述是很多的,大致可歸納為幾點:
肥力是土壤的基本屬性,正是因為有了肥力,在土壤上才能生長植物,并使土壤得以區別于沒有肥力的成土母質。它在一定的氣候條件下,決定植物的生命活動和農作物的產量和質量。具有肥力的土壤是農業生產的基本生產資料。
肥力的概念有狹義和廣義之分。狹義的肥力概念是指土壤供給植物所必需養分和水分的能力,以及與養分、水分供給能力有關的各種土壤性質和狀態。這一概念以養分為中心,如養分的含量、存在形態、對植物的有效性,以及影響養分供給的因素等。而廣義的肥力概念是把養分、水分、土壤中的空氣和熱量(溫度)等諸多因素一并考慮在內,是在綜合觀點基礎上認識土壤肥力的概念,內容廣泛,幾乎涉及土壤學的各個分支領域。
土壤肥力的形成受母質、氣候、植被、成土年齡等自然因素的影響。在開墾以后,又受人為措施的影響。所以,農田土壤肥力的高低,是自然和人為兩方面綜合影響的結果。根據全國第二次土壤普查的資料,我國耕地土壤中,低肥力土壤約占一半左右。因此,施用化肥對土壤肥力的影響也必然引起人們的關注。
至此,土地存在的問題,究其表現形式,大致可以歸納為一下集中類別:“瘦、饞、板、酸、咸、臟、雜”等七大類,那么下面我們就部分類別分析原因,并找出其解決辦法。
土壤“瘦”
土地“瘦”的表現形式有多種,主要集中于“土壤有機質含量下降”和“土壤有機質品質老化”兩個方面。當土壤有機質活性下降的時候,有機肥中有機質的更新速度會放緩,那么有機肥的作用也就會減弱。一般在旱田果園中的土壤有機質含量適宜值是1.8~2.4%,果園為1.5~2.8%,而水田土壤則為2.0~3.0%。
而同期縱向比較來看的話,我國與歐洲同類土壤有機質含量比較則有著較大的差距:
因此,科學施用有機肥才是提升土壤有機質含量、改善有機質活性的主要措施。國外肥料長期試驗的時間更長,試驗數也更多。根據有關資料報道,延續了50年以上的試驗就有30~40個,大部分分布在歐洲,其中首推英國洛桑試驗站開始于1843年的肥料試驗,并一直延續至今,已經有150多年的歷史。
布置這些試驗費時、費工,但意義重大,其主要目的就是研究不同營養元素對植物的相對重要性,以及保持土壤肥力必需補充的營養元素;研究施肥的增產效果,比較廄肥與化學肥料的作用,以及可否用化學肥料代替廄肥,或者更具體說,是比較廄肥與化學肥料的肥效和對土壤肥力的影響。通過如此長期的試驗,已經完全證實,施用化肥對作物產量和品質具有和有機肥同樣的作用。這些試驗在確定歐洲農業的格局(如在有機肥基礎上大量施用化肥)方面發揮了重要作用。應當說這些試驗作為驗證作物產量和土壤肥力變化方面的使命已經完成,雖然其中還有不少信息有待進一步開發。而繼續進行這些試驗的目的已經逐步向環境和生態學方面轉移。100多年來施肥,尤其是施用化肥對產量的影響又是怎樣的呢?例如英國洛桑試驗站1843年布置的Broadbalk小麥連作試驗,其中127年(1852-1978)的小麥產量經整理后列于表1。
從表1看出,在試驗的前40年,施用化肥(N2PK)的產量高于廄肥,此后兩者的產量互有高低。大約經歷了80年后,施廄肥的小麥產量稍高于施化肥的產量。而127年的平均產量兩者完全相同,這不是偶然的巧合。有機肥與化肥比較的長期試驗,按其中所含的養分計算,一般有兩種情況,一種是兩者所含的氮、磷、鉀養分大致是相等的;另一種是不相等的。英國洛桑試驗站的小麥連作試驗,廄肥中含有的養分高于化肥。但在試驗前期廄肥中的養分能被作物吸收利用的比例較低,所以產量還是低于化肥。幾十年后由于底肥的逐步分解和后效的積累,其增產效果超過了化肥。同時,廄肥中含有的中、微量營養元素也可能產生了一定的作用。而有機肥中的有機物質對土壤理化、生物性狀的改善也是不可忽視的。這一點在后面還要討論。在一些有機肥和化肥施用養分被設計成相等的長期試驗,如設在日本鴻巢(Konosu)中央農業試驗站的水稻試驗,丹麥Askov試驗站的谷物、塊根和牧草輪作試驗,奧地利維也納農業大學試驗場的大麥、黑麥試驗,都一致證實,施用化肥的產量略高于有機肥,或與有機肥基本一致。例如日本中央農業試驗站50年(1926-1975)的水稻平均產量;對照(無肥)是2022kg/hm2(100%),NPK化肥是3367 kg/hm2(167%),有機肥是3400 kg/hm2(168%),綠肥(紫云英)是3340 kg/hm2(165%)。三個施肥處理的水稻產量基本是一致的。
在丹麥Askov試驗站從1894年開始的一個肥料長期試驗中,不僅測定了不同施肥處理的作物產量變化,還于1964年、1968年、1971年測定了小麥、大麥籽粒中的17種氨基酸含量。結果證實,連續施有機肥(廄肥)或氮磷鉀化肥,70多年后,小麥、大麥籽粒中不同種類氨基酸含量和總氨基酸含量都沒有顯著差異。這從另一個方面證實,施用有機肥或化肥,對麥類作物籽粒食用品質也沒有不同的影響。
土壤“饞”
但是在生產實踐中,農民還是常常感覺到給土地“喂”化肥,地越吃越饞。在原來的化肥用量基礎上要達到相同的效果,就要施用更多的化肥。一些農業科技人員也感到,現在施用化肥的肥效下降了。原來用1kg尿素,可增產4~5kg糧食,現在只能增產2~3kg糧食。
這又做何解釋?這可能主要有兩個原因:
第一,近年國內化肥用量增加很快,尤其是氮肥。磷、鉀肥未能相應跟上,化肥施用中偏重氮肥而忽視了磷、鉀肥的情況相當普遍。也就是說,施肥中的氮、磷、鉀養分不平衡。由于磷、鉀養分供應的不足,影響了氮肥肥效的發揮。
第二,在當前、當地的生產條件下,化肥是有一個適宜用量的,并不是越多越好。大家知道,在相對固定的條件下,化肥用量與作物產量并非直線關系,而是拋物線的關系,即肥料用量超過了一定限度,每增加一個單位的化肥用量,所增加的產量呈下降的趨勢,這就是施肥上的報酬遞減現象。如果用量繼續增加,還可能引起減產和一些其他負效應。據統計,糧食作物要達到5.25~6.Ot/hm2的水平,在磷、鉀養分供應充足的情況下,只要施150~180 kg/hm2的氮肥(N)就夠了。超過這一用量,氮肥的效果明顯下降。當然,除了以上兩點,還可能與作物品種等因素有關。有的高產品種是“大肚漢”,很能吃,需肥多,對肥料的利用并不經濟。
土壤“板”
土壤之所以會硬,是因為土壤板結之后,土壤團粒結構數量減少,結構被破壞掉,于是土壤在肥料試用之后會產生板結,通氣透水性都會減弱。
存在的問題主要是這些土地缺少大馬力拖拉機和配套的深松機具,不能進行深松和深翻整地,造成耕作層變淺,農田土壤耕層明顯存在“淺、實、少”的問題 。針對此種狀況,只有科學的耕作和合理的施肥才能延緩土壤板結的速度。同時,造成土壤板結的三大主力肥種則有:
氮肥 增加土壤微生物消耗土壤有機質中的氮素,使土壤有機質含量下降,影響微生物的活性及土壤團粒結構的形成,導致土壤板結。
磷肥 土壤中的陽離子以2價的鈣、鎂離子為主,過量施入磷肥時,磷肥中的磷酸根離子與土壤中的鈣、鎂等陽離子結合形成難容性磷酸鹽,既浪費磷肥,又破壞了土壤團粒結構,使土壤板結。
鉀肥 過量施入時,鉀肥中的鉀離子置換性特別強,能將形成土壤團粒結構的多價陽離子置換出來,而1價鉀離子不具有鍵橋作用,土壤團粒結構的鍵橋被破壞了,也就破壞了團粒結構,致使土壤板結。
化肥使用量的逐年上升、化肥利用率的逐年下降、施肥成本的逐年加大,都會使地力遞減并威脅著環境,當含鈣鎂磷多的肥料施用之后,土壤的酸性會逐步增重,這同樣會家中土壤的板結,同時,土壤酸化會滋生真菌,根際病害。會導致土壤結構的破壞,同樣會導致土壤板結問題的出現,同時影響著營養元素的有效吸收。當土壤有機質含量下降、化肥品種單一、作物連坐、鹽基離子淋失的問題同時顯現的時候,土壤的問題就真的很嚴重了。
針對此,科學施肥并且適當土壤改良可以一直進一步酸化。而科學的測土配方則是實現“減肥增產”的有限途徑。
土壤“臟”與“雜”
土壤的“臟”與“雜”其實可以歸納在一起,的確,我們近些年開始提倡的生物有機肥對土壤的修復和作物的生長有很大的幫助作用,但是不可否認的是,我們的微生物種類繁多,質量卻不怎么樣,家禽類糞便的重金屬含量超標更是常事兒,同時含抗生素、化學農藥、農用殘膜、放射性元素的營養物質等等,都是污染農作物生長和農產品品質的污染源。
而談及“雜”這個字眼的話,筆者認為優勢微生物種群失調、有害病原菌數量增加是“功勞大大的”,的確,微生物的優勢在于緩沖性能強、增加土壤抗性、加速物質轉化、促進養分循環、擴充環境容量從而達到土壤健康的目的。
但是當前來看,這一條件并不成熟。我國微生物領域針對肥料的圖譜測序并未完成,而是僅僅針對某種或某幾種菌類的組合完成了實驗室測試(消息來源于華中農業大學筆者一位研究微生物領域的高級工程師)。因此我們有理由相信在沒有掌握真正微生物領域的奧秘之前,亂序、雜序都只會導致這個領域的更加混亂。
當然,我們把這些問題列出并作簡單的描述,都是為了能夠為土壤問題找到一個更好的出路。在實際生活中,包括秸稈的二次利用、有機肥堆肥的探索,以及腐殖質、植物營養以及土壤恢復與再造技術。
解決辦法
1、有計劃地輪作換茬:
合理安排不同蔬菜,并盡量考慮不同蔬菜的科屬類型、根系深淺、吸肥特點及分泌物的酸堿性等。
2、定期進行土壤消毒:
(1)藥劑法。可用福爾馬林拌土或用硫磺粉熏蒸的方法殺菌。
(2)日光法。夏季閑茬時期,撤掉棚膜,深翻土壤,利用陽光中的紫外線殺菌。
(3)高溫法。高溫季節,灌水后悶棚,也可采取給土壤通熱蒸汽的方法殺蟲滅菌。
(4)冷凍法。冬季嚴寒,把不能利用的保護地撤膜后深翻土壤,凍死病蟲卵。
3、改良土壤質地:
(1)蔬菜收獲后,深翻土壤,使表層與深層土壤混勻。
(2)適當增施腐熟的有機肥,以增加土壤有機質的含量。
(3)對表層土含鹽量過高或pH值過低的土壤,可用肥沃土來替換。
(4)經濟技術條件許可者,可進行無土栽培。
4、以水排鹽:
(1)閑茬時,澆大水,表土積聚的鹽分下淋以降低土壤溶液濃度。
(2)夏季蔬菜換茬空隙,撤膜淋雨或大水浸灌。使土壤表層鹽分隨雨水流失或淋溶到土壤深層。
5、科學施肥:
①、合理使用化學肥料。
合理:什么叫合理,怎樣做才算合理,到底用多少化肥是最合理的,我想這個問題沒人能夠100%肯定!
施用化肥時要注意根據土壤、作物的缺肥情況來定,缺什么補什么,缺多少補多少,不能為了產量過度施肥。最好是能夠做到測土施肥,這樣能做到氮磷鉀比較精準的投入。
②、增加有機肥料的投入。
土壤的肥力好不好要看土壤中有機質的含量有多少,施入有機肥可以補充土壤有機質。有機肥料含有大量的有機質,是各種微生物生長繁育的地方。據研究深耕配合施用有機肥,土壤固氮菌比對照增加近一倍,纖維分解菌增加近2倍,其它微生物群落也有明顯增加,所以施有機肥能大大促進新開墾土地的熟化進程。有機肥料有較強的陽離子代換能力,可以吸收更多的鉀、銨、鎂、鋅等營養元素,防止淋失,提高土壤保肥能力。此外,有機肥還具有很強的緩沖能力,可防止因長期施用化肥而引起土壤的酸度變化和土壤板結,可提高土壤自身的抗逆性,保證土壤良好的生態環境。
③、向土壤施入有益生物菌肥料。
通過微生物的生命活動,可以增加土壤團粒結構的離子交換頻率,減少土壤的相對質量,從而增加農作物與土壤有機物質的接觸率,改善了土壤的結構。其次,微生物可以通過生命活動,形成代謝,從而有效的吸收土壤中原有的有害物質,并形成新的微生物系統;這樣可以改善土壤環境,減少土壤病菌。
④、增加土壤調理劑施用。
實踐證明,通過長期施用土壤調理劑對于疏松土壤、改善土壤團粒結構,調節土壤酸堿度有著特殊作用!
6、種耐鹽性作物:
蔬菜收獲后種植吸肥力強的玉米、高粱、甘藍等作物,能有效降低土壤鹽分含量和酸性,若土壤有積鹽現象或酸性強,可種植耐鹽性強的蔬菜如菠菜、芹菜、茄子等或耐酸性較強的油菜、空心菜、芋頭等,達到吸收土壤鹽分的目的。
7、挖坑填沙法:
俗話說“堿地鋪砂旺發莊稼”。對于鹽堿比較嚴重的土地,最好按照行距、株距挖坑,坑的規格一般為1000px×1000px×1000px(長×寬×深)左右,將坑內的鹽堿土壤起出后,再填入沙土,澆水后再栽植。
8、灌水后及時松土:
通過這一措施,可以提高土溫,疏松土壤,保墑減少水分蒸發,還能把早春初生長的雜草,全部翻壓在下面這對減少樹木的死亡和促進幼樹生長有顯著的效果。
9、覆蓋地表:
是適當利用廢棄的有機物或種植地被植物覆蓋土面,可以起到減少水分蒸發,抑制土壤返堿,減少地面徑流,增加土壤有機質含量的作用。覆蓋材料最好就地取材,以經濟、適用為原則,常用的有農作物秸干、樹葉、樹皮等。