滥用的化肥:中国占全球7%的耕地 消耗35%的氮肥

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熱度1183票  瀏覽27次 時間:2010年3月01日 09:44

中国占全球7%的耕地,消耗着全球35%的氮肥,直接导致中国高达90%的农田土壤发生不同程度的酸化

□ 本刊记者 张瑞丹 | 文

2009年上映的纪录片《家园》中,有这样一组镜头:在化肥和农药的共同作用下,全球农业和畜牧业生产的工业化步伐空前加快,粮食产量纪录不断被打破;但奇迹的背后,是触目惊心的环境污染。

2010年2月19日,美国《科学》杂志刊登了一篇来自中国科学家的论文。中国农业大学资源与环境学院院长张福锁及其团队的研究发现,中国主要农田的土壤在过去20年间发生了显著的酸化现象。罪魁祸首,恰恰是最主要的化肥品种—氮肥。

实际上,滥用氮肥所造成的负面效应,以及随之而来的土壤酸化,并不出人意料。不过,滥用程度之高,问题之严重,仍然令人吃惊。

土壤酸化加速

1998年,张福锁去山东省考察时,发现一户农民在不到1亩地的农田里施了超过1000公斤氮肥。

按照正常的氮肥施用量,以小麦、玉米、水稻为主的粮食作物体系,只需要每亩150至200公斤氮肥;以蔬菜、果园为主的经济作物体系,也不过300多公斤而已。

“当时我就问:哪里用得着那么多?”张福锁回忆道,“那个农民回答,没关系,反正我能卖4万块钱,化肥才花了4000块。”

这不过是中国农业过度依赖化肥的一个简单缩影。十多年过去了,张福锁发现,滥用化肥尤其是氮肥的现象,并没有得到很大改观。

自1981年至2008年,通过发展高投入集约化农业,中国粮食年产量从3.25亿吨增长至5.29亿吨,增长约六成。与此同时,氮肥消费量却从1118万吨增加到3292万吨,增长了近2倍。目前,中国占全球7%的耕地,消耗着全球35%的氮肥。

这直接导致中国高达90%的农田土壤,均发生不同程度的酸化现象。氮肥造成的土壤酸化,主要是指氮肥在转化过程中形成的阴离子硝酸盐,在水的作用下,携带着碱性的阳离子,如钙、镁离子离开土壤系统,从而使土壤酸度增加。

张福锁团队的研究发现,在氮肥作用下,土壤酸碱度(pH值)平均下降了约0.5个单位。在没有人为干扰的自然条件下,土壤pH值下降0.5个单位,至少需要成百上千年。

“我们在20年就完成了这个过程,说明中国过去20年来高投入集约化农业生产,大大加速了土壤酸化进程。”论文作者之一、中国农业大学资源与环境学院院长张福锁告诉本刊记者。

张福锁团队的这项研究工作,自1994年起已进行了近20年。为了更准确地反映中国集约化农田的土壤酸化问题,团队特意避开了同样会导致土壤酸化的酸雨严重地区,而选择主要集约化农田地区。

他们发现,不仅是南方地区本身偏酸性的土壤发生了酸化现象,即使是过去被认为对酸化不敏感的华北石灰性、碱性土壤,也出现了同样问题。

其中,对粮食作物体系来说,氮肥过量施用对土壤酸化的潜在贡献率达到六成;对以大棚蔬菜和果园为主的经济作物体系而言,氮肥过量施用的贡献率则高达九成。

“现实中,农民每年平均1亩粮食作物施氮肥600公斤的现象十分普遍,蔬菜地和果园等经济作物的氮肥施用量甚至高达上千公斤。”张福锁对本刊记者说。

化肥“双刃剑”

过去的研究中,人们更多关注大气中二氧化碳浓度升高导致的海洋酸化,以及酸雨导致的湖泊、森林和土壤酸化。而全球农业生产中来自合成氨工业的化学氮肥滥用所引发的农田土壤酸化,却一直未引起足够重视。

作为土壤最基本的性质,酸碱度是判断土壤系统是否健康的标准之一,也是对作物生长情况影响较大的一个重要因素。

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