农业可持续发展中的土壤肥料问题与对策

2023-01-03李选锋

农村科学实验 2022年12期

李选锋

（云南省昆明市禄劝县茂山镇农业综合服务中心，云南禄劝 651502）

随着现代农业信息科学技术在农业中应用的不断发展，人们的生产生活基本需求日益丰富，农业经济得到了飞速发展。而树立科学的农业科技观，促进经济社会的持续稳定发展，已成为历史的必然和趋势。20世纪80年代初，泉州县组织开展了第二次全国农业土壤肥力调查，并于2008-2010年成功启动。综合土壤分析结果表明，泉州县耕地酸碱度变化显著，呈持续轻度酸化趋势。改善酸性土壤，提高耕地质量，对全州农业生产的可持续发展具有重要意义。

1.农业可持续发展的相关概述

1.1 农业可持续发展的含义

目前，我国农业生产持续稳定发展的思想基础主要是以现代高产有机设施农业、生物技术农业、石化农业、生态农业经营等传统资源利用和开发的经济模式为理论基础。以及对我国经济可持续发展的思考，需要进一步贯彻落实，有效促进农业生态安全标准化生产体系的发展。在保护生态环境安全的基础上，逐步提高我国农村农业发展的经济技术水平和生产实践水平，提高低收入农村的人均综合收入水平。将农村贫困人口占总人口的比例降低到与我国农村相同的水平，使我国农村农业贫困等重要的农村社会经济关系得到相对可持续、稳定、全面、和谐的发展。

1.2 实现农业可持续发展的必要性

在推进战略性农业发展的七大战略举措和我国可持续快速发展战略中，必须高度重视战略性农业国家实现经济、社会、稳定发展的总体目标。只有这样，农业生产才能实现全面、健康、长期稳定的发展，中国特色社会主义农业经济才能继续得到支撑，中国农业创新型国家的核心竞争力基础和发展优势才能保持。人口分布广泛，资源要素综合利用水平日趋稀缺，区域城乡经济发展不平衡，经济资源利用效率和农牧业科技资源综合开发利用水平仍然较低。这些原因是我国当前和区域农业经济面临的两大结构性困难。近年来，虽然我国农业综合经济生产力有了很大的提高，但目前的农业可持续发展战略与资源环境管理战略之间还没有真正的整体协调。

2.土壤和肥料在农业可持续发展的重要作用

开发利用农业资源，保持良好的生态环境，是我国农业经济持续稳定发展的社会基础。持续有效地利用土地资源，保持良好的自然生态环境清洁，是我国特色农业持续协调发展的重要基础保障。土壤肥料是我国最原始、最重要的优质农业自然资源之一，是我国各种传统作物高效生产所必需的基础材料。

化肥和农药是促进农业机械化的重要经济手段，为各种作物增产、促进传统作物高效合理生长、为提高生产效率提供了更丰富、更全面的必需营养物质。因此，可以说，土壤肥力和无机肥料资源直接关系到粮食作物品种的发展状况和生产能力，目前，在我国土地面积大、土地人口少的影响下，充分利用优质土壤养分资源和廉价化肥提高作物产量。走农业科技发展和生产经济集约化发展的主线，提高农业化肥利用效率，控制农村化肥利用，保护土壤肥力和质量。

科学的施肥管理是保持农业经济长期可持续发展环境的三个基本条件和四个基本条件之一。土壤养分状况是科学衡量作物土壤肥力质量的重要因素。肥料也是作物吸收土壤养分的重要经济来源。由于现代自然环境农业对土壤肥力的消耗很大，很难长期保持自然环境农业的可持续发展。因此，合理科学地施用化肥，对保持土壤肥力，提高作物产量具有重要作用。根据科学调查结果，施肥对单产增长的贡献率在40%～60%之间。合理施用化肥不仅可以提高产量，而且可以提高作物的品质、营养、抗病性、抗倒伏性和生存能力。

3.农业生产中土壤肥料利用存在的问题

3.1 土壤养分缺乏、质量下降

在我国现代粮食种植生产环境下，广大粮食种植者都希望积极利用有机肥的研究和推广，有效地提高我国的粮食产量。随着我国各类农业肥料产量和技术水平的不断提高，各种有机作物综合增产评价指标的逐步提高，现代无机肥料技术的广泛应用，有机肥料的产量和利用率大大降低。无机肥的推广使用会对农田土壤养分结构和生理功能造成损害。长期改变农业土壤的某些结构特征和作物的某些特性，也会降低农业土壤和综合环境的生产力。在这些土壤中长期重复施用无机肥料也会导致土壤中环境微生物中各种有机污染物的含量显著增加，即直接污染我们的健康食品，最终渗透到我们每个人身上，危害人类健康。

3.2 耕地退化污染现象较为严重

严重的土壤污染是影响现代世界农业和经济发展的重要理论基础。在我国北方近代农业生产长期推进和快速、稳定、繁荣、健康发展的长期历史实践中，土壤污染等问题日益突出，土壤自身的环境经济功能日益弱化。目前，我国耕地短缺。随着土地滥用的加剧，土地利用面积逐渐缩小。即使在今天，为了更有效、更合理地投资，促进国民经济持续、健康、可持续发展，加快西部城乡区域一体化规划建设的实施进程，我国绝不会继续直接利用大量新增耕地进行城市建设，这将大大降低我国耕地自然资源的合理利用率。目前我国土地承载力有限，是城市人口有限空间内的平均土地承载力，远远超过了我国历史人口的极限。耕地生态保护是我国现代土地问题的本质。这不仅仅是自然耕地保护的生态综合经济承载力和自然耕地保护政策的局限性。但是，由于自然保护耕地资源的迅速减少和自然耕地数量的有限，自然耕地和生态水资源的持续有效保护，将直接影响到我国整个现代农业土地生产的快速、健康和可持续发展。

3.3 肥料使用不合理，土壤板结和污染严重

目前，化肥生产主要集中在有机肥料上，有机肥料随意排放到自然环境中，污染土壤、水系统和周围大气污染物。由于我国大多数农民的知识水平和文化水平有限，在不同的发展和生长阶段，往往不能根据当地作物的具体情况，科学合理地指导施肥。过度和不分青红皂白地使用速效肥料也会严重损害农产品，削弱作物生产能力，导致作物综合质量下降，增加对倒伏和害虫的脆弱性。此外，人类在自然或生产环境中过度使用或施用有害的合成化肥会造成新的污染，改变农业土壤的整体结构，导致许多作物长期固结土壤。破坏作物土壤肥力，甚至会因多种因素造成农田和自然生物或生态环境的严重污染问题。根据上述调查数据，河南省农业大学调查数据组的多名农业专家还对北京市、周口市、河南省、山东省、安阳市、陕西省、信阳市等600多个具有代表性的农业点和全省20多个农业村进行了抽样调查。此外，我国一些已知的农村地区地下水硝酸盐浓度，除北方和部分高原省、区化肥消费过度增加外，累计超过或超过欧盟饮用水中硝酸盐含量国家标准（89mg/L）约20%或以上。农村地区45%饮用水的地下水硝酸盐平均含量已超过或接近欧洲主要工业区发达国家制定的一些国家饮用水和饮用水残留硝酸盐限量指标和浓度指数。酸性自由基农药残留等有毒化学物质对水污染的其他潜在影响及其对环境的影响也可以包括在许多方面。

4.化学肥料资源较为紧缺

在加快实施农业经济发展战略，促进我国未来持续健康发展的过程中，化肥技术仍然是重要的直接市场驱动力。科学、高效、可持续地利用高产有机肥技术，可以持续、有效、快速地提高我国现代农业持续、稳定发展的肥料技术水平，有效、持续地提高产量和质量的最高效率，优化工农业生产体系的发展。有效、可持续地保障我国农民未来健康食品消费安全。有效、快速、稳定地扩大经济作物产业化发展规模。目前，我国化肥行业应积极探索和加大项目总投资，促进可持续协调发展的政策。在客观背景下，我国农用化肥市场的资源供给仍然面临着资源持续短缺的尴尬发展局面。以化肥工业生产的天然合成氨替代煤炭、焦炭、液化天然气等各种不直接燃烧或不可再生的可持续化石能源的合理利用正在逐步减少。

5.农业可持续发展中的土壤肥料的利用对策

5.1 增施有机肥料，不断加强耕地保育工作

耕地保护的基本目标是不断提高土壤肥力和水质、生态土壤质量和生态环境质量。同时，还要求耕地具有深水肥力、良好的物理变化特性、与气候光热特性相适应的土壤肥力、土壤保湿施肥、较强的蓄水除肥能力。具有较强的保水、除肥能力，缓冲能力强，抗渗能力强。耕地保护的三个关键环节之一是通过耕地土壤平衡循环，不断提高作物的养分供应能力，提高耕地一次性作物供应系统的矿物质供应能力和强度，以及各种能量平衡循环。采取一系列政策措施，鼓励农民在农村施用农用肥，促进农村绿肥种植，实行全面的农村休耕土地利用制度，全面落实提高农村土壤肥力的工作。

我国是一个天然农业有机肥资源丰富的国家。今后，我国各类农业有机肥和产品资源的充足供应，应建立在长期生产天然农业有机肥品种和新型工业有机肥资源的基础上。有机肥料的质量与优质农业肥料的质量密切相关。针对土壤生物肥力低的问题，必须科学、合理、有效地利用农业中各种优质有机肥资源，建立系统、科学的土壤施肥体系，建立有机肥与优质无机肥相结合的农业环境管理新体系。由于需要准确选择土壤特性，结合科学有效的土壤作物复混肥施用技术和人工机械作业技术，在适合当地特点的土壤作物复混肥系统施用过程中，必须引入各种有机活性物质和其他无机物。提高各种作物有效无机材料的有效利用能力水平和强度，循环吸收和利用肥料供应，改善土壤局部平衡，提高各种植物对当地养分资源的综合利用能力。

5.2 开展土壤肥料基础性研究工作，为科学施肥提供依据

长期平衡施肥、土壤生物肥力监测和试验应用是我国农业自然科学领域重要的应用基础科学研究领域。在一定程度上，我国科研人员应继续学习和提高技术支持水平，加大对科技人员科研和技术开发的科技支持力度，提高我国农业土壤生物肥力技术理论研究的技术应用水平。同时，尽快建立全国土壤和肥料生产效益信息网络，实时采集、分析、预测和监测主要农林经济作物对农田土壤肥料中有效氮、磷、钾离子等微量元素的生理化学反应。以及提高肥料产量和加工利用土壤基肥的综合生态效益。利用基础信息、数据库和网络化信息技术，建立了全国土壤施肥效益信息交换与管理系统。

5.3 研制新型化肥，提高施肥技术

传统化肥和农药使用的另一个重要特点是养分回收率低，导致重金属污染环境的法律风险高。这也是近年来严重影响我国农业和经济整体发展的重要宏观环境因素。近年来，世界各国开始积极探索各种有效措施，提高农业新化肥综合利用的发展水平。新型高效复合有机肥以生物缓释、控释有机肥为代表，已成为农业化肥应用研究的热点。常规控释肥料最重要的技术优势是，作物养分充足、快速、平衡的释放时间几乎与主要作物品种的土壤肥料吸收利用率同步。单周期平衡施肥法能充分满足各种土壤作物在整个作物自然生长期的养分需求，减少土壤作物单次施肥的产量和损失。提高土壤作物综合施肥点资源利用率，有利于改善土地生态环境。许多化肥行业专家预测，19世纪末缓释/溶解控释肥料技术的持续发展将是21世纪国际化肥工业的两个重要的长期战略方向。3s（gis、gps、rs）技术将用于农业养分投入和管理的精确测量和施肥的精确控制。近年来，这些先进技术在发达国家的研究和应用以及工业的发展都非常迅速。

5.4 加强立法保护，保护耕地资源

《耕地利用和土地资源开发利用法》的农业立法和保护政策尚不完善，缺乏有效的土地法律规范和政府政策。因此，必须加强对农业部门耕地权利保护和土地资源开发的政策和立法保护，健全耕地相关部门的责任制，严格执法，打击非法征地、开垦耕地等破坏行为。生态破坏和农村土壤资源污染严重，加强对农村农业土壤资源和环境的立法保护。同时，在保护作物合理吸收植物养分资源的基础上，提高耕地空间综合利用效率和人均耕地资源综合利用效率，采取科学合理的节地农业，采用现代农业综合循环利用技术。实现现有有机土壤产品与绿肥资源开发利用的最佳有机结合，节约土壤肥力，减少推广利用，保护良好的土壤环境。

5.5 提高肥料利用率，减少浪费和污染

调查结果表明，我国农业肥料利用率不高。本季氮素利用率仅为35%左右，温室氮素利用率低于10%。根据联合国粮食及农业组织（FAO）提供的相关数据，1980年至2002年间，中国化肥使用量以每年近61%的速度增长，而国内粮食产量仅以每年31%的速度增长。化肥利用率低一直是制约我国农业化肥生产和施肥的重要瓶颈。结果表明，我国主要农田磷肥利用率仅为10%左右，约为25%。因此，科学均衡施肥，提高植物肥料的长期利用率和有效性，是解决我国农业经济发展目前困难的三个关键问题之一。首先，根据我国不同作物生育期的施肥需求特征和土壤养分利用能力，确定了我国不同作物的日最佳化肥需求量；其次，控制最佳施肥时间。长期施肥和控释肥应一次性作为基本肥料施用，不需继续施肥。根据作物生长期和施肥需求规律，可选用其他类型的肥料。肥料应在作物需肥最敏感的时期使用。一般应掌握前轻、中重、后补的原则。