文档介绍：化肥与农业
奚振邦
上海市农业科学院土壤肥料研究所,南京 201106
现代农业的基本特点是农业劳动生产率的极大提高,一个劳动力生产的农产品,可以满足十几个人甚至几十个人的需求。其中,充分和合理地施用化肥,发挥了无可替代的重要作用。
一、使用化肥之必然
生产和使用化肥,是农业生产和科学研究发展到一定阶段的专必然产物。农业生产的不同历史阶段,有不同的主要肥源。刀耕火种时代,人们把播种的土地上的植物烧成灰肥,这是最早的,也是最原始的肥源和施肥方法。随着家畜的驯养和畜牧业的发展,人们从残留过粪便的土地上收到了好庄稼,由此总结了使用粪肥的经验,促进农牧业的结合和共同发展。至今“粪”字仍然是当代大多数国家用以代表肥料的一个词。以后随着宜垦地的减少和土地轮休制的扩大,要求更快更好地恢复地力。人们又发现了像苜蓿、紫云英(红花草)这样的豆科植物,能更好地恢复地力,使后作的产量增高。于是豆科绿肥又成了重要的肥源。人们虽未认识到,但实际上利用了生物固氮。但是,灰肥、粪肥和绿肥的数量,均受到一定面积耕地上植物产品的产量和农牧业比例的限制,也不可能超脱一定耕地上农业物质自然(有机)循环的局限。这是因为人们开垦荒地种植农作物,其实是利用荒地在长期自然循环下因不取走农产品而积累的自然肥力。荒地一旦变为耕地而年年种植,收获农产品,则只有这些产品被人畜利用后的废、副产物(秸秆、粪便等)才可能还田,显然不足以弥补和保持其地力,使人们不得不一方面从其他土地上收集有机废弃物作肥料,另一方面采用耕地休闲和轮种绿肥、牧草以恢复和保持地力,限制了耕地生产力的提高。直到19世纪中叶以后,由于植物生理学和农业化学的发展,人们才逐渐认识到可以用无机养分,即化肥来归还土壤,不断增加作物单产,丰富农牧产品。到了20世纪初,由于大规模合成氨方法的问世,化肥工业获得了迅速发展。今天一座年产30万t合成氨或50万t尿素的化肥厂,一年能生产的氮素大约相当于种植80万hm2豆科绿肥或饲养3000万头猪的猪厩肥所能提供的氮素。更为重要的是,化肥作为一种新肥源,突破了用农业废、副产品还田和农业物质自然(有机)循环的局限。它可以完全不依赖于土地及作物本身,不受气候和其他自然条件的影响,采用现代工业生产的方法,大量提供作物必需的养分,从而在现代农业中大放异彩。
上述肥源发展的每一个阶段,都以增加一种新肥源,不断丰富施肥内容和促进农业生产为其特征。但只有到了普遍使用化肥的阶段,才真正进入高生产力的现代农业阶段(图1)。
前苏联学者普里亚尼施尼柯夫()根据对20世纪30年代一些欧美国家农业发展的统计结果认为,粮食产量主要与这些国家的化学化指数(单位面积N+P205+K20施用量)呈密切相关。人口密度高的国家,化学化发展越快,化学化指数越高(表1)。
(图:图1 农业生产中肥源发展阶段)
(表:表1 若干国家粮食年产与化学化机械化发展程度的关系)
国别
粮食单产(t/hm2)
化学化指数N=P2O5+K2O(kg/hm2)
机械化指数(拖拉机台数/千hm2)
人口密度(人/km2)
荷兰
109
<1
217
比利时
89
<1
257
日本
75
<1
157
德国
67
<1
1