化肥对环境和食品的影响(图)


陈一训
 
  化肥是农业生产最基础也是最主要的物质投入。无论是发达国家还是发展中国家,化肥都是最迅速、最有效的增产措施。据联合国粮农组织(FAO)有关统计资料,近十多年来化肥对农作物总产量增长的贡献率在30%以上。据中国全国化肥网试验结果,我国化肥对粮食生产的贡献率在40%左右。我国以占世界7%的耕地养育了占世界22%的人口,可以说化肥起到了举足轻重的作用。

  进入21世纪,我国农业将面临许多新的挑战,从现在到21世纪中叶,我国人口仍将保持增长态势,人口的增加对粮食生产提出了新的需求,在我国耕地面积不可能有大的增加的情况下,增加化肥投入提高作物单产是满足粮食需求的重要途径。随着我国经济体制由计划向市场经济的转变,农业结构也会作出相应的调整,经济作物和果、菜、茶、桑的种植面积将不断增加,农业之外的其它行业如林业、草业、水产业以及饲料加工业等也将得到发展,这些因素都会对未来我国化肥需求产生重大影响。综合分析这些因素,科学使用化肥对实现我国农业持续发展具有十分重要的意义。

  建国以来,我国的化肥施用量几乎从无到有,从少到多,增长十分迅速。在20世纪的50年代,化肥施用量每年不足100万吨(折纯,下同);到70年代,将近1000万吨;1980-1998年,化肥施用量从1269.4万吨增加到4085.4万吨,增加了2816万吨,增幅为222%,平均每年增加156万吨,年增长率为123%。此外,使用化肥的氮磷养分比例也逐步得到改善,已由20世纪80年代的1∶035提高到1∶045左右,基本趋于合理水平。

  虽然我国化肥施用量逐年增加,但施肥水平仍不高,1998年化肥使用量4085.4万吨,按农作物播种面积为20800万公顷计算,每公顷施用量为196千克。据世界粮农组织综合不同类型国家农业生产情况得出的结论:施肥水平在每公顷200千克以下,施肥对粮食增产的效果十分明显,而在每公顷200~400千克的水平下,仍有明显的增产效果。所以,在我国目前状况下,施肥对农业生产仍有很大的增产潜力。

  但是随着我国温饱问题的基本解决,人们对食品的要求开始从重数量向重质量方向转化,因此对食品质量的要求越来越高。这样就有把一些瓜果蔬菜的口味变差的原因归罪于施用化肥的说法;随着人们环保意识的增强,近年来发生的江湖河海的富营养化以及部分地区的土壤板结现象受到重视,并都归罪于化肥的使用。通过科学分析,在施用化肥后出现种种弊端的主要原因不是化肥本身所造成的,而是对化肥的不合理使用;另外还有一些是毫无根据的以讹传讹,使化肥蒙受了“不白之冤”。
 化肥对环境、耕地与食品的影响到底有多大?农业部门的专家的一致看法是,化肥对农业的增产、人们生活水平的提高已经起到并将继续起到不可替代的作用。同时由于施肥,不但促进了植物的生长过程,而且能减少大气中二氧化碳含量,净化空气,缓解温室效应,起到保护环境和促进生态平衡的作用。
  
  据农业部门测算,施用1吨化肥所能增产的粮食在进行光合作用时,要从空气中吸收20多吨二氧化碳,同时释放出18吨左右的氧气;而每吸收1吨二氧化碳就有255万立方米(3300吨)空气要从植物体内通过,从而起到净化空气的作用。至于对环境和食品品质所带来的负面影响主要不是化肥本身,而是由使用不当引起的。
  
  化肥对环境的影响,除在生产过程中有氟和粉尘的排放以及氨的泄漏等对大气环境有影响外,主要还是由于过量而不合理的使用。由于目前我国氮肥的利用率只有30%~50%,其余部分则通过反硝化作用转化成气态氮(氮气和一氧化二氮)排放到大气层中。其中一氧化二氮会破坏臭氧层。另外,表现最为明显的是对水系的污染。国际上近年来众多的研究结果表明,地下水中硝酸盐含量上升的最主要原因是氮素肥料大量施用后不能全部被吸收利用而导致的积累,而土壤胶体又不能吸附一价的硝酸根离子,在降水或灌溉条件下,土壤中的硝酸盐很容易被向下淋洗,从而导致地下水的污染。从农业部门对东部与西部地区地下水源和地表水面水质调查的结果看,经济较发达的东部沿海地区的水系中硝酸盐的含量普遍高于经济相对落后的西部地区,其中一个主要原因就是东部地区化肥的施用量普遍高于西部地区。至于磷引起江湖河海富营养化,磷肥的贡献率是极低的。因为磷肥施用后,很快会被铁、铝、钙等金属离子强烈吸附而固定,移动性很小,而通过粘土或砂质土层随水往下的淋失量仅约为1%~10%,进入到地下水的磷量很少。从土地上流失的磷,大部分是由于土壤侵蚀、土粒迁移或在暴雨过程中随地表土流失的。据报道,由肥料(包括有机肥料)带入湖泊中的磷仅占湖泊总磷量的4%~10%,而其中由化肥带入的磷只有1%~3%,其余部分的磷是由于生活和工业排污(含洗涤剂等含磷物质)带入的。因此只要采取有效的措施控制农田侵蚀和水土流失,也就制止了磷的流失。

  至于施用化肥会使土壤板结的说法也是错误的。据上海农科院奚振邦教授介绍,施用化肥能够造成土壤板结主要是由于长期施用单一品种的肥料,残留在土壤中大量的硫酸根和碳酸根与钙离子反应易造成土壤板结。目前,我国大部分农民已改变了使用单一品种化肥的习惯,所以很少有农民反映施用化肥使耕地板结了。

  使用化肥会改变作物品质的说法也是不科学的。持这种观点的人举出的例子往往是使用化肥后瓜果菜产量高了,但是不甜了、不香了。奚教授认为,对作物品质的评价,只从甜不甜来判断肯定是片面的。据农业部门的测试,在化肥正常使用范围内,每提高10千克氮肥的施用量,小麦中的蛋白质含量能提高10%~15%,最高能达到2%;油料作物中油脂含量平均提高1%,油饼中蛋白质含量提高10%~15%。由此可以看出,化肥的施用会提高农作物的营养含量。至于出现的瓜不甜、菜乏味的现象,除了由于瓜果自身品质退化的原因外,还有一个主要原因是,一些瓜农、果农为了追求产量,过多而单一地施用氮肥,造成瓜、果大而多水,从而使其甜度下降。现在瓜果农逐渐认识到了这一原因,在施肥过程中,注意氮、磷、钾肥料的配合施用,有的还用上了专用肥料,使瓜不甜、菜乏味的现象有所改变。目前消费者已欣喜地发现,各地的一些土特产不但恢复了以前的特色,而且产量也有大幅度的提高。至于有关因过量使用氮肥后会使蔬菜中硝酸盐含量超标,进而使食用者致癌,更是一种耸人听闻的说法。正确的解释应该是,合理地施用氮肥,是可以使蔬菜中硝酸盐含量控制在安全范围内。即使人们服用了硝酸盐含量较高的蔬菜,积储在体内的硝酸盐也只有在特定的环境下,才能转变成亚硝酸盐,才有可能在一些特殊的群体中致癌,这和其他许多致癌因素一样,并非是施用化肥的“专利”。

  综上所述,不论是过去还是将来,农业的发展离不开化肥的施用。在耕地相对较少,但人口众多的中国,尤其是这样。关键在于如何正确合理的施用化肥,只有这样方能获得既可以使农作物增产保质,又不会对环境造成污染的双重效果。