1、第二章 化肥与环境世界和中国粮食平均产量的变化科技对提高土地生产率的贡献率为 81对提高劳动生产率上的贡献率是 73 良种 3肥料和农药 4灌溉 2第一节 肥料的作用肥料是植物的粮食在美国如果农民停止使用肥料，那么将有 98%的人不能自由选择非农业职业。任何使农业生产力下降的政策，其后果实际等于向农产品消费者征税。农作物产量每降低 1%，其价格升高 1 5%，最终将导致食品的价格猛涨。如果停止使用化肥和农药，美国玉米产量预计下降 52%，单位生产成本提高 61%。按 1989年美元价格计算，如果停止使用农药和氮肥消费者每家每年将多花 428美元用于购买食物，这相当于中等收入家庭食物支出增加 1
2、2%，低收入家庭增加 44%，如果想保持目前作物的产量必须增加 459.1万公顷耕地（是现有耕地面积的两倍以上）。有研究者还计算了氮肥同耕地的替代关系， 1吨氮肥相当于 2.7 4亩耕地， 4.8-4.9亩水稻田（泰国和秘鲁）， 1.8亩小麦地（阿根廷）或 4.0小麦地（智利）正如我们不能回到过去的医学、航天、交通或科学及文化的其它领域一样，我们也不能返回已逝的旧农业 “无论是谁，如果使只长一穗的玉米结出两个穗，或使长一片叶的牧草长出两片叶子，那么他将比所有政治家加起来对国家和人类的贡献更大 ”。 -18世纪英国作家：乔纳森 .斯威夫特“ 即便目前的人均粮食消费水平保持不变，随着人口的增长，世
3、界年粮食生产量在今后 37年间需增长 70%。为提高贫困者或营养不良者的生活水平， 2025年世界粮食需求将达到 90亿吨。这个数字是 1988年世界粮食总产量的两倍以上。 农民如果停止使用氮肥和农药，粮食产量将下降 15-25% “ 就现有的科学技术水平而言，农业化学品的明智使用，尤其是化肥的使用，对满足目前 60亿人口（年增加 8800万）的生活至关重要 “ 人类忍饥挨饿，就不可能有世界和平。当今农民若不使用化肥和其他化学辅助剂，世界必将面临末日。这并非是由于化学毒害所致，而是由饥饿所致。 ”-诺曼 .博芬克博士英国洛桑试验站近 150年的长期试验资料证明，在 “绿色革命 ”以前，施氮 1
4、44kg hm-2的田块比不施肥的始终要高出 2t hm-2；在 “绿色革命 ”后不施肥的田块即是选用了高产品种，产量仍是在 1.5 2.0t hm-2而施肥的产量 5-7t hm-2.曹志洪 1998我国大量科学试验和生产实践表明：施用 1kg 化肥可增产粮食 5 10kg。化肥是农业生产投资中最大的物质投资，化肥支出约占其全部生产支出的 50%。我国化肥用量与粮食产量从 50年代到 80年代世界粮食产量从 6.24亿吨增加到 16.6亿吨，这期间化肥的用量从 1400万吨增加到 1.31亿吨。 粮食产量的 40%依赖于化肥年份 粮食产量 (万吨） 化肥用量 (N+P2O5+K2O)(万吨）
5、1952 16390 7.81957 19505 37.31963 19455 194.21973 28450 536.91980 32052 1269.41985 37898 1322.21990 44624 2195.01992 44265 2590.01994 44510 2963.0时期 农用化肥施用量年增长速度 %平均每公顷施用 化肥量年增长速度%“六五 ”期间 6.9 8.2“七五 ”期间 7.8 8.1“八五 ”期间 6.8 6.9“九五 ”期间（前三年）2.5 4.3肥料工业的发展满足了农业对既可靠、价格又合理的养分来源的需求 化肥对土壤性质的影响长期定位研究已经表明， 施肥可
6、改善土壤的物理性状 。这主要是由于有机残体还田的数量增加所造成的。某研究表明，种植 27年后，施氮 180公斤 /公顷的土壤吸水速率是施氮 45公斤 /公顷的两倍以上，而吸水速率是标志土壤物理状况的一个重要指标。合理施肥的作物由于根系扩散和腐解残体增多而增强了土壤的团聚作用，改善了土壤性质，使土壤易于耕作、具有更好的保水性通过合理施肥，土壤肥力升高，蚯吲的大小和数量必然会增加 不论养分来源如何，足够的植物养分直接影响作物的有机残体量。研究表明，化肥将增加许多作物有机残体数量，进而提高土壤生产能力 肥料可防止甚至逆转土壤肥力下降 。土地刚开垦时土壤养分水平持续下降，施入厩肥和豆科绿肥后，才延缓其
7、下降速度，直到 1940年化肥被广泛使用后才不再下降 施肥改善了植物营养， 增强了植物的光合作用，因此又可调节大气中氧气和二氧化碳平衡。每公顷产量为 6300公斤的玉米地可同化 19.8吨的二氧化碳，释放 14.8吨的氧气。这些氧气足够 12个人呼吸一年。若大气中二氧化碳的浓度为 300mg/kg， 6300公斤 /公顷的作物需要同化30516吨空气构成其碳物质。当施用足够的肥料使产量达 9450公斤 /公顷时，其同化量至少增加三分之一。任何其它工业都没有这种改善大气质量的能力 化学氮肥和其它氮肥相比，其优点之一就是 施用时间上的灵活性大。 这就可以在接近作物需氮高峰时施一部分氮 化肥是作物生
8、产中最易控制的营养来源 。通过仔细选择施肥量、施肥位置、化肥品种和施肥时间，可以使肥料用量接近最佳量，从而获取经济和环境效益。相反，即便可能也很难控制动物厩肥及其它有机废弃物中氮的释放数量和时间，当它们作为植物的主要营养来源时，与化肥相比实际上增加了环境风险 化肥中的氮含量保证， 肥效快、可预测，施用方法灵活多样 ，施用均匀，单价低，收益大，化肥有明确的含氮量，有机肥没有明显的标志，农民必须用车来施用，因此从农业环境的角度来看施用化肥优点多，缺点少 如果 13亿人口都吃上有机肥生产的粮食，牲畜头数应该是目前的多少倍？我们是否有这能力来饲养？在依阿华（该地农民现在主要依靠化肥进行作物生产），将牲畜头数增加 29倍（取决于畜群种类），也只不过替换十分之一目前用于作物生产的氮肥。依阿华厩肥中可供利用的氮素仅占化肥使用量的 8%。 当要维持土壤中养分供应时，土壤里绝没有 “免费午餐 ”。收获作物带走的或动物产品移出的养分必须得到补充，否则土壤肥力和生产力会下降。化肥工业的发展满足了养分的需求
