植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)平衡比例關(guān)系失調(diào)是造成化肥過(guò)量使用環(huán)境污染的主要根源

孫成　孫洪峰

摘要：目前，中國(guó)快速發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)正處于一個(gè)非常重要的轉(zhuǎn)折階段，全面建設(shè)小康社會(huì)面臨著能源、資源、環(huán)境以及“三農(nóng)”問(wèn)題的重大挑戰(zhàn)?；十a(chǎn)業(yè)作為關(guān)乎資源和能源、全方位影響“三農(nóng)”并決定生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的特殊產(chǎn)業(yè)，正面臨著前所未有的壓力和機(jī)遇。國(guó)家發(fā)布的《到2020年化肥使用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》已經(jīng)啟動(dòng)實(shí)施，肥料產(chǎn)業(yè)的重大變革已迫在眉睫，這是實(shí)現(xiàn)中國(guó)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的大事。

關(guān)鍵詞：植物營(yíng)養(yǎng)；生殖生長(zhǎng)平衡；肥料產(chǎn)業(yè)；可持續(xù)發(fā)展

中圖分類(lèi)號(hào)：S147.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1化學(xué)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀與形勢(shì)

新中國(guó)成立以前和建國(guó)初期五、六十年代，我國(guó)還一直傳承著“傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)”生產(chǎn)方式，即利用作物秸稈、人畜糞便、綠肥等方式培肥地力，糧食產(chǎn)量長(zhǎng)期處于較低水平。進(jìn)入七、八十年代，隨著化肥大量生產(chǎn)施用，糧食產(chǎn)量快速增長(zhǎng)。

我國(guó)目前農(nóng)業(yè)基本上屬于化學(xué)農(nóng)業(yè)。中國(guó)已成為世界化肥消耗和生產(chǎn)第一大國(guó)，平均每增產(chǎn)一斤糧食就要施用一斤化肥，現(xiàn)在每年農(nóng)用化肥施用量達(dá)5000多萬(wàn)噸。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織的統(tǒng)計(jì)資料表明，在提高糧食單產(chǎn)中，化肥對(duì)增長(zhǎng)所起的作用占40%-60%，我國(guó)農(nóng)業(yè)部門(mén)也認(rèn)為在40%左右，正如諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、綠色革命之父諾曼博羅格指出的那樣，中國(guó)要實(shí)現(xiàn)糧食生產(chǎn)目標(biāo)，用好化肥是第一位的重要措施。

我們可以毫無(wú)疑問(wèn)的說(shuō)，化肥產(chǎn)業(yè)是糧食安全的基本保證，是農(nóng)民增產(chǎn)增收的重要因素。但是，我們也必須看到，由于沒(méi)有真正的用好化肥，特別是不科學(xué)、不合理、盲目過(guò)量使用，造成植物生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)比例關(guān)系極不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致了土壤有機(jī)質(zhì)下降，土壤板結(jié)、環(huán)境污染等一系列嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題。

中國(guó)慢性病患者數(shù)量以每年300多萬(wàn)速度增加，有專(zhuān)家認(rèn)為，主要原因是飲食安全出了問(wèn)題，中國(guó)擁有地球上7%耕地，但化肥和農(nóng)藥的使用量卻是全球總量的35%。

自上世紀(jì)70年代以來(lái)，短短幾十年，我國(guó)耕地肥力明顯下降，全國(guó)土壤有機(jī)質(zhì)平均不到1%，有機(jī)肥資源利用率不足40%，而與此同時(shí)，我國(guó)化肥使用量及其增長(zhǎng)速度令人吃驚?，F(xiàn)在我國(guó)農(nóng)作物畝均化肥用量21.9公斤，遠(yuǎn)高于世界平均水平（每畝8公斤），是美國(guó)2.6倍，歐盟2.5倍，據(jù)介紹，國(guó)際公認(rèn)的化肥施用安全上限是225公斤/公頃，但目前我國(guó)農(nóng)用化肥單位面積平均施用量達(dá)到434.3公斤/公頃，是安全上限的1.93倍。我國(guó)農(nóng)藥的平均施用量13.4公斤/公頃，其中60%至70%殘留在土壤中。

目前，全國(guó)有70%的江河水系受到污染，其中40%基本喪失了使用功能，流經(jīng)城市的河流95%受到嚴(yán)重污染。

據(jù)調(diào)查，中國(guó)是全球土壤污染最嚴(yán)重的國(guó)家之一，據(jù)全國(guó)土壤污染狀況調(diào)查結(jié)果顯示，19.4%耕地點(diǎn)位超標(biāo)，以18億畝耕地面積計(jì)算，中國(guó)約3.49億畝耕地被污染，全中國(guó)330萬(wàn)公頃土地已經(jīng)無(wú)法耕種，治理這些土地成本高達(dá)5萬(wàn)億元。為此，有識(shí)之士呼吁，守衛(wèi)18億畝耕地“紅線(xiàn)”，不僅是守住其數(shù)量，還要守住其健康，潔凈之“紅線(xiàn)”。

2植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)比例關(guān)系失調(diào)極不平衡，是造成化肥過(guò)量使用、環(huán)境污染的主要根源

造成農(nóng)業(yè)污染的原因是多方面的，還有農(nóng)藥殘留微生物、寄生蟲(chóng)等生物污染、環(huán)境污染、工業(yè)生產(chǎn)加工過(guò)程中產(chǎn)生的毒素等許多原因。人們還普遍認(rèn)為農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)主要決定于品種的遺傳特性。但是環(huán)境因素（如溫度、濕度、水分、光照、土壤等）和栽培技術(shù)措施對(duì)產(chǎn)量和品質(zhì)的影響也是很大的。其中，以施肥對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量、品質(zhì)影響最大。增加或減少每種養(yǎng)分成份都會(huì)影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，改變植物的代謝方向，促進(jìn)或抑制植物體內(nèi)某些營(yíng)養(yǎng)成份的形成和轉(zhuǎn)移，從而，影響到作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。因此，只有按著植物不同生長(zhǎng)階段，不同吸收營(yíng)養(yǎng)特性規(guī)律，遵循植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)的比例關(guān)系，科學(xué)平衡施肥，才能真正做到既能提高產(chǎn)量和品質(zhì)，又能節(jié)約環(huán)保，實(shí)現(xiàn)化肥負(fù)增長(zhǎng)，改變化學(xué)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀。

所謂植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)的比例關(guān)系，就是植物（作物）生長(zhǎng)過(guò)程中所需要的營(yíng)養(yǎng)量與植物生殖生長(zhǎng)數(shù)量的比例關(guān)系。換言之，就是作物的施肥量和作物果實(shí)產(chǎn)量的比例關(guān)系必須要協(xié)調(diào)、平衡。

植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)的比例關(guān)系，是由作物吸收養(yǎng)分的特性決定的。不同作物對(duì)養(yǎng)分的吸收有不同的特點(diǎn)，但所有作物都具有吸收養(yǎng)分的共同特點(diǎn)，特別表現(xiàn)為：

2.1作物的吸收營(yíng)養(yǎng)的專(zhuān)一性

作物的基本營(yíng)養(yǎng)方式是無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)。盡管作物根系能直接吸收極少量可溶性的有機(jī)物分子，但其基本的，每時(shí)每刻在發(fā)生的營(yíng)養(yǎng)方式是吸收無(wú)機(jī)物，主要是無(wú)機(jī)離子，如果對(duì)作物施用有機(jī)肥，也要經(jīng)過(guò)分解成簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)養(yǎng)分離子后，才被大量吸收。德國(guó)農(nóng)業(yè)化學(xué)專(zhuān)家李比希提出的植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)理論，也認(rèn)為植物從土壤中吸收的營(yíng)養(yǎng)主要還是無(wú)機(jī)態(tài)的礦物質(zhì)。

2.2作物吸收養(yǎng)分的選擇性

植物組織內(nèi)雖然可以分析出70余種元素，但作物對(duì)必須的營(yíng)養(yǎng)元素存在選擇性。植物對(duì)養(yǎng)分的選擇性吸收，是生物反應(yīng)和體現(xiàn)其生命現(xiàn)象的一個(gè)重要因素。

2.3作物吸收養(yǎng)分的相對(duì)穩(wěn)定性

不同作物有不同遺傳特性，并在長(zhǎng)期與一定的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境相互作用過(guò)程中，逐步形成和相對(duì)穩(wěn)定其對(duì)必須養(yǎng)分的吸收，如對(duì)養(yǎng)分的吸收量、吸收比例，特殊的營(yíng)養(yǎng)要求等。不同作物營(yíng)養(yǎng)特性的相對(duì)穩(wěn)定主要表現(xiàn)在，同一作物能在不同土壤中吸收大致相似的養(yǎng)分量。如種植在世界各地不同土壤的小麥，其麥粒約含氮1.8%-2.2%。如果品種相同，產(chǎn)量近似，其含氮量將更為相近。另一方面，種植在相同環(huán)境（如同一土壤）中的不同作物，其吸收的營(yíng)養(yǎng)元素則可能極為懸殊。如種植在同一土壤的小麥粒，含氮2.1%，五氧化二磷0.82，%，氧化鉀0.50%，氧化鈣0.07%，而大豆氮5.8%，五氧化二磷1.08，%，氧化鉀1.26%，氧化鈣0.17%.這一營(yíng)養(yǎng)特性，表現(xiàn)出不同作物對(duì)氮磷鉀養(yǎng)分吸收量、吸收比例都存在差異。

植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)比例關(guān)系平衡理論學(xué)說(shuō)來(lái)源于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，通過(guò)多年的大面積田間實(shí)驗(yàn)表明，每一種作物達(dá)到多大的產(chǎn)量，需要多少氮磷鉀等各種營(yíng)養(yǎng)元素，都是有一定規(guī)律的。例如水稻，在北方黑土地，堿性土地需要氮磷鉀比例大致為1：0.5：0.5，南方酸性紅土地水稻氮磷鉀比例大致為1：0.4：0.9；春玉米需要氮磷鉀比例大致為1：0.53：0.53，夏玉米氮磷鉀比例大致為1：0.33：0.33。

而我國(guó)從20世紀(jì)60年代后，至今幾十年來(lái)，不斷增加進(jìn)口的主要三元復(fù)混肥品種，也是農(nóng)民較為熟悉的一種，群眾有時(shí)叫“三個(gè)15復(fù)肥”，這是一種氮磷鉀養(yǎng)分相等的1：1：1型復(fù)肥，我國(guó)至今每年仍然大批量從美國(guó)、歐洲進(jìn)口這種1：1：1氮磷鉀比例的無(wú)機(jī)復(fù)合肥，美其名曰“通用型復(fù)合肥”。我國(guó)國(guó)內(nèi)一些肥料生產(chǎn)企業(yè)也盲目片面地去追求生產(chǎn)高養(yǎng)分含量肥料，按著進(jìn)口復(fù)合肥l：1：1氮磷鉀養(yǎng)分比例方法，也生產(chǎn)出氮磷鉀比例為14-14-14，16-16-16，15-15-15等配方比例的復(fù)合肥。

其實(shí)，這種所謂通用型復(fù)混肥氮磷鉀養(yǎng)分配方比例是最不科學(xué)‘最不合理，也是極不負(fù)責(zé)任的，它嚴(yán)重破壞了植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)營(yíng)養(yǎng)比例關(guān)系，是造成我國(guó)化肥用量過(guò)大，造成巨大浪費(fèi)，破壞環(huán)境的主要禍根，我國(guó)每年大量進(jìn)口的復(fù)合肥的氮磷鉀比例為15—1515施用后，大約有7個(gè)磷，8個(gè)鉀，共計(jì)15個(gè)左右養(yǎng)分是浪費(fèi)無(wú)效的，甚至是有害的。也就是說(shuō)氮磷鉀總養(yǎng)分含量45%，僅有27%左右起到作用。浪費(fèi)30%以上，每年就有1000多萬(wàn)噸化肥營(yíng)養(yǎng)被浪費(fèi)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，由于肥料利用率低，每年我國(guó)損失的氮肥價(jià)值就達(dá)到400億元以上，多施浪費(fèi)的肥料主要去向是水體和大氣。正是因?yàn)閹资陙?lái)一直這樣過(guò)量施用單質(zhì)化肥和植物營(yíng)養(yǎng)配方比例不合理的無(wú)機(jī)復(fù)混肥，造成肥料利用率低，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失同時(shí)，還導(dǎo)致環(huán)境污染，有報(bào)道表明，我國(guó)現(xiàn)有飲用水30%受到了污染，其中64%的內(nèi)陸湖泊富營(yíng)養(yǎng)化，威脅到了國(guó)家生態(tài)安全，每年水污染的經(jīng)濟(jì)損失占GDP的1.46%-2.84%。

3植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)比例關(guān)系平衡理論學(xué)說(shuō)為改變化學(xué)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀發(fā)展節(jié)約環(huán)保型現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)指明了一條方向性有效途徑

肥料生產(chǎn)和施用的歷史現(xiàn)狀及教訓(xùn)，告訴我們只有根據(jù)各種作物、植物的品種特性和土壤狀態(tài)的實(shí)際情況，遵循植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)平衡比例關(guān)系，設(shè)計(jì)先進(jìn)、科學(xué)、合理的產(chǎn)品配方，加之科學(xué)、合理的施用，才能真正改變化學(xué)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀，減少化肥施用量，不但能達(dá)到化肥使用量零增長(zhǎng)還能實(shí)現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)，才能做到既能保證作物營(yíng)養(yǎng)需要，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收又能提升土壤有機(jī)質(zhì)，控制農(nóng)業(yè)污染。

目前，我國(guó)許多肥料生產(chǎn)企業(yè)，正在遵循植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)的平衡比例關(guān)系，研制生產(chǎn)出一系列的先進(jìn)肥料技術(shù)產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用在各種作物，植物上，為改變化學(xué)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀，發(fā)展現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)做出了巨大貢獻(xiàn)。最有代表性的是目前中國(guó)規(guī)模最大的有機(jī)無(wú)機(jī)緩釋復(fù)混肥企業(yè)聯(lián)盟——世紀(jì)田王企業(yè)聯(lián)盟生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的“世紀(jì)田王”生物有機(jī)肥、高濃度有機(jī)無(wú)機(jī)緩釋復(fù)混肥等發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)產(chǎn)品，被列為國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì)劃項(xiàng)目和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)示范工程項(xiàng)目?！笆兰o(jì)田王”肥料產(chǎn)品是采用有機(jī)無(wú)機(jī)相結(jié)合，納米緩釋技術(shù)與農(nóng)業(yè)生物技術(shù)相結(jié)合，按著作物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)平衡比例關(guān)系設(shè)計(jì)先進(jìn)科學(xué)合理的產(chǎn)品配方，經(jīng)過(guò)特定的一種節(jié)約環(huán)保型緩釋復(fù)混肥的控緩釋生產(chǎn)新工藝加工制造的產(chǎn)品。產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)在有機(jī)質(zhì)達(dá)到20%的情況下，氮磷鉀總養(yǎng)分指標(biāo)可達(dá)到30%-45%，這是國(guó)內(nèi)外其它任何肥料產(chǎn)品達(dá)不到的，標(biāo)志著中國(guó)肥料技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先地位。

這是世界肥料歷史上的奇跡。國(guó)家發(fā)改委對(duì)外經(jīng)濟(jì)研究所2009年3月在編制《100萬(wàn)噸節(jié)約環(huán)保型有機(jī)無(wú)機(jī)高效控緩釋復(fù)混肥項(xiàng)目資金申請(qǐng)報(bào)告》中指出：“這一奇跡的創(chuàng)造將對(duì)中國(guó)乃至世界化肥行業(yè)產(chǎn)生震撼，對(duì)提高生產(chǎn)效率、土地產(chǎn)出率；資源利用率、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率和發(fā)展節(jié)約環(huán)保高效生態(tài)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，保障糧食安全，實(shí)現(xiàn)農(nóng)民增產(chǎn)增收將作出無(wú)法估量的巨大貢獻(xiàn)，這是造福人類(lèi)子孫后代的重大課題，對(duì)我國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)具有戰(zhàn)略意義，對(duì)形成具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)群和新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)有巨大的節(jié)約和示范作用”。

自2000年“世紀(jì)田王”肥料被列為國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì)劃開(kāi)始，歷經(jīng)長(zhǎng)達(dá)16年的大面積田間試驗(yàn)證明，施用氮磷鉀總養(yǎng)分30%的“世紀(jì)田王”肥料，與進(jìn)口的氮磷鉀總養(yǎng)分45%的無(wú)機(jī)復(fù)合肥相比，不僅肥效比進(jìn)口復(fù)合肥好，而且還節(jié)省化肥施用量30%，減少了化肥殘留，大大降低農(nóng)業(yè)成本，除養(yǎng)分之外，“世紀(jì)田王”生物有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥中還含有20%以上的有機(jī)質(zhì)，10%以上的腐殖酸和微生物菌劑、納米緩釋劑，具有提升土壤有機(jī)質(zhì)，改良土壤，修復(fù)重金屬污染耕地，抗?jié)?、抗旱、抗病蟲(chóng)害等其它功能，這都是化肥和無(wú)機(jī)復(fù)合肥不可比擬的，全國(guó)勞動(dòng)模范、種糧大戶(hù)、江西省優(yōu)秀村黨支部書(shū)記孫祖升過(guò)去施用國(guó)內(nèi)其它知名品牌肥料，水稻早稻平均畝產(chǎn)800多斤，2008年他施用N、P、K為18-5--7≥30%，“世紀(jì)田王”有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)混肥料，水稻早稻平均畝產(chǎn)1100多斤，高達(dá)1200斤，創(chuàng)全國(guó)早稻畝產(chǎn)歷史最高紀(jì)錄，2008年7月13日中央電視臺(tái)《新聞聯(lián)播》節(jié)目對(duì)此進(jìn)行了報(bào)道。

世紀(jì)田王企業(yè)聯(lián)盟生產(chǎn)企業(yè)十幾年來(lái)已累計(jì)生產(chǎn)“世紀(jì)田王”肥料1500多萬(wàn)噸，農(nóng)作物施用面積累計(jì)達(dá)3億畝，每畝按最低增產(chǎn)100斤計(jì)算，累計(jì)增產(chǎn)300億斤糧倉(cāng)?！笆兰o(jì)田王”肥料提高肥料利用率30%以上，減少施用化肥1500萬(wàn)噸，節(jié)約資金450億元人名幣，減少溫室氣體排放達(dá)1億噸。

通過(guò)世紀(jì)田王企業(yè)聯(lián)盟，遵循植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)平衡比例關(guān)系，研制生產(chǎn)的“世紀(jì)田王”肥料產(chǎn)品及田間應(yīng)用實(shí)戰(zhàn)，提示人們對(duì)有些課題值得去進(jìn)一步研究和探討；

（1）有機(jī)無(wú)機(jī)相結(jié)合，緩釋技術(shù)與農(nóng)業(yè)生物技術(shù)相結(jié)合是改變化學(xué)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀發(fā)展中國(guó)現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)的必經(jīng)之路；

（2）根據(jù)各種作物品種特性和土壤狀態(tài)的實(shí)際情況遵循植物營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)平衡比例關(guān)系設(shè)計(jì)先進(jìn)，科學(xué)合理產(chǎn)品配方，進(jìn)行測(cè)土配方施肥，是減少化肥進(jìn)口，降低化肥施用量，落實(shí)《到2020年化肥施用量零增長(zhǎng)行動(dòng)方案》，實(shí)現(xiàn)使用量負(fù)增長(zhǎng)的重要措施；

（3）充分發(fā)揮有機(jī)物資源，提高有機(jī)資源利用率，是減少化肥使用量，改變化學(xué)農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀的有效途徑；

（4）作物的基本營(yíng)養(yǎng)方式是吸收無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)，這說(shuō)明生產(chǎn)綠色食品、有機(jī)食品、無(wú)公害食品、普通食品都離不開(kāi)化肥，因此，不能把化學(xué)肥料與有機(jī)肥料對(duì)立起來(lái)，認(rèn)為生產(chǎn)綠色食品和有機(jī)食品只能使用有機(jī)肥，不能使用化肥；

（5）化肥是高濃度的植物養(yǎng)分，是植物需要的“糧食”，只要科學(xué)合理使用化肥不存在有害物質(zhì)的殘留問(wèn)題，不應(yīng)把化學(xué)肥料與化學(xué)農(nóng)藥等同起來(lái)，農(nóng)藥作用是“殺生”，一般都是有毒品。