施肥对生态农业的影响探索

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1施肥造成土壤环境污染

虽然，施肥对农业生产产生的积极效应应充分肯定，但施肥不当对环境保护造成的负面影响也不能低估。农业施肥投入数量最大的三大元素是氮、磷、钾，有机肥料中所含的植物养分经微生物分解最终大多以氮、磷、钾离子状态为作物利用。在这3种主要元素中，对环境影响最大的是氮和磷。氮在农业生产和环境影响中是最活跃的元素，它既是作物增产的主要元素，又对空气、水体、地下水等方面的污染有重要影响。各种含氮肥料施入土壤后都会转化为铵态氮或硝态氮。铵离子能被土壤胶体吸附，造成损失的主要是氨的挥发；硝酸根离子则不被土壤胶体吸附，溶于水随土壤溶液而移动流失；当土壤积水通气不良时，经反硝化细菌作用将NO3-还原为NO、N2O、N2，也散发于大气中。同时可能产生亚硝酸盐，这是一种致癌有毒物质，我国已规定腊肠等肉制品中亚硝酸盐的含量不准超过2660mg/kg，低的也达到474mg/kg，因此施肥过多或施肥不当，不仅肥分损失利用率低，而且还会造成对空气、水源及食物的有害影响。磷在土壤中易被土壤吸附与固定，移动性小。由于磷肥是以磷矿石为原料，磷矿除富含P2O5外，还含有其他数量不等的污染元素，其中主要是氟和镉的污染，对人体毒性大。随着磷肥使用量的增加，这些有毒伴随物质会在土壤中积累，一旦进入生物链，将对人的健康和养蚕业、畜禽业等的发展造成潜在的危害。人畜排泄物80%～90%的磷来自于粪便中，易溶于水，如管理不当也会造成磷的淋失和流失，使水体富营养化。

富营养化是指营养物质的富集过程及所引起的后果，它是一种自然过程，但人类活动会加速此过程，即人为富营养化。引起富营养化起关键作用的元素是氮和磷，一般认为水体含磷量大于0.01mg/L、含氮量大于0.3mg/L，并产生恶臭、着色和死鱼现象，即是水体富营养作用产生的影响。水体中氮、磷等营养物质的来源有多种途径，如城市生活污水，施肥不当以及地表、地下径流水中沉积物的溶出等。但在以农为主的水域，施肥则是加速此过程的重要因素。如上所述，施肥对农田地表径流，以及营养物质通过土壤淋溶、渗漏进入地下径流等，都可以增加氮、磷养分的含量，使水体富营养化，导致水生植物如某些藻类急剧过量增长以及死亡以后腐烂分解，耗去水中溶解的氧，使水体脱氧，引起鱼、贝等动物大量窒息死亡，还使水体着色，并发生恶臭。如2001年及2002年5月初北海市涠洲岛附近海域连续2次出现赤潮，这些游走着的长约2km、宽几十米甚至数百米的褐红色漂浮物，还不时飘来阵阵刺鼻的腥臭味。近10年来，我国其他海域也有赤潮频频发生，且有逐年上升的趋势。专家们一致认为是水中氮、磷等营养物质过多，造成水体富营养化引起的结果，渔民则对此谈虎色变。以上说明化肥对土壤环境的污染，不仅难以保证食物供给的有效性和安全性，而且危及其他养殖业等，破坏资源环境的持续性，使资源难以合理和永续利用。

2现有的土壤状况对合浦县生态农业发展的影响

合浦县现有土地面积23.8万hm2，耕地面积51601hm2，水田面积30581hm2，其中低产田面积21009.15hm2，占稻田面积68.7%。中低产田主要类型为咸酸田、黑泥田。由于其土壤养分含量低及土壤过酸等因素的影响，加上长期偏施化肥，不但阻碍了合浦县农业生产的高产稳产，一定程度上也制约了生态农业的发展。

2.1单施化肥，污染生态环境农业的增产与丰收离不开化肥，但大量的使用化肥造成了土壤板结，地力下降，农产品受到严重污染，质量逐步下降，果不香、菜不鲜是人所知。根据报道，我国占世界1/7的耕地使用了占世界25%的化肥，平均单位面积的化肥量最大，从1984—1994年10年间，我国的化肥量增加90.7%，而同期粮食仅增加9.7%。在合浦县，1980—1995年化肥用量增加2.5倍，1995—1999年化肥使用量增加0.49倍。发达国家的化肥利用率为40%，高的为60%。现在合浦县化肥利用率比20世纪80年代初相对下降6%～8%。2001年的化肥污染面积16770hm2，污染损失75.46万元。

2.2中低产田的影响一是咸酸型的土壤。它发育于海边滨海沉积母质围垦种植水稻而成，含硫化物质及0.1%以上的氯化钠盐分，面积305hm2。该土壤受海水盐分及土体内红树林残体含硫化物的影响，又咸又酸，目前只有充足的淡水才能种水稻，当土壤受旱或夏秋季节刮大西南风时会反咸反酸，毒害禾苗甚至造成禾死。此类土壤目前由于水渠年久失修，淡水灌溉面积少，海水不断侵蚀，面积有扩大的趋势。二是黑泥型的土壤。面积9129.6hm2，其形成和分布与所处地形有密切关系，主要在台地的冲刷沟底、台地的面上“坡塘”的低洼二架田、台地的边缘与滨海河流沖积平原交界稍低处的地方。成土母质属浅海沉积物沼泽化，土壤呈黑色是它的主要特点。该类型土壤的有机质含量虽高，但已碳化无肥效，无肥田作用，其易冷易热，土质松散，缺乏团聚力，速效养分含量低，特别缺钾。

2.3土壤养分缺乏的影响一是有机质。合浦县水稻土有机质含量≤2.5%占88.5%，其中＜1.5%的占57.5%；旱地＜1.5%的占80.8%。二是速效磷。全县水稻土＜10mg/kg占46.2%，旱地＜10mg/kg占44%。三是速效钾。水稻土≤80mg/kg占91.7%，其中≤40mg/kg占65.8%；旱地≤80mg/kg占90.6%，其中＜40mg/kg占46.3%。

2.4土壤过酸的影响合浦县土壤酸性强，强酸至弱酸的面积占水稻面积86%，旱地占89.6%，这些土壤不利于微生物及养分的分解和积累。同时，酸性强土壤释放的铁、铝离子多，水溶性的磷在土壤中易被固定，形成难溶性的磷酸铁铝。还有活性的铝离子多，直接为害作物的生长。

2.5作物吸收养分对土壤肥力的影响众所周知，任何作物的生长都要从土壤中吸收养分，消耗大量的有机质、氮、磷、钾和微量元素。按双季稻每年生产稻谷12t/hm2计，则水稻从土壤中吸收：纯氮192～300kg/hm2、五氧化二磷96～144kg/hm2、氧化钾252～360kg/hm2、硅2100～2400kg/hm2；玉米、果树及其他作物产量则吸收更多。还有作物根系分泌物使土壤养分进行氨化、氮化、硝化作用，大大加剧土壤养分的消耗和流失。

3合理施肥促进合浦县生态农业可持续发展的对策

针对合浦县的土壤状况和养分含量低的实际，为把该县建设成为生态农业县，必须抓好土壤及土壤养分的循环，实践证明，应采取如下几项行之有效的措施。

3.1进行合理轮作根据地域的情况，可用春花生—晚水稻、黄豆—黄豆—水稻、水稻—水稻—冬菜等的轮作方式。主要采用春花生—晚水稻的水旱轮作方式，因为花生的根系入土较深，可吸收土壤深层的养分和水分；花生还有其共生固氮的作用能把空气中的游离氮素固定下来，增加土壤的氮素；另外花生—水稻水旱轮作，能改善土壤的结构，协调土壤中的水、肥、气、热，能恢复和提高土壤的肥力。在土壤质地较适中的水稻土（如黑泥田、砂泥田）、半旱型坡地，用春花生—晚水稻的轮作制度，不仅产量高产稳产，而且又能培肥地力。实践证明，在黑泥田进行春花生—晚水稻的轮作，虽然晚水稻产量比双季稻产量减产，但却净增产花生，效益十分可观；还有花生藤回田作肥料或作饲料，经多年轮作，土壤的有机质磷、氮、钾等养分含量也相应提高。

3.2大量积制优质农家肥，增加单位面积的施肥量农家肥含有丰富的有机物、矿物质、腐殖酸以及作物所需要的氮、磷、钾及微量元素，有“作物粮食仓库”之称。其在改良土壤，提高土壤肥力，使农作物稳产高产、改善产品品质起着主要作用。农家肥的肥效持久而稳定，有利于土壤团粒结构的形成，保持土壤疏松，增强土壤渗透和通气性，提高保水、保温性能，同时可以减少养分的流失，延长土壤的适耕期，又能避免局部土壤中的化肥浓度过大对作物的危害。多年的实践表明：增施优质农家肥15t/hm2作基肥，当造增产稻谷1203kg/hm2，后效增产607.5kg/hm2，有机质提高0.25%；蔬菜增施农家肥15t/hm2，比单施化肥发根快1～2d，产量增加10%～15%，抗病、抗虫、抗逆性增强，且食用性好。1988—1998年在石湾汉马村对潴育潮泥田进行土壤养分动态变化监测，结果每造增施农家肥15t/hm2的基础上，土壤的有机质及各种养分也逐年提高。

3.3大力推广秸秆还田，增加土壤的有机质来源合浦县稻草、花生藤统称秸秆的资源十分丰富，进行秸秆还田，是一种方法简单、群众容易接受的增加土壤肥料资源的途径。还田的方式有机械收获直接还田，割短留长还田、推沤后还田、过腹还田等，应根据不同情况进行选定。试验结果表明：水稻田连续5年还田稻草6t/hm2，土壤的有机质从2.87%提高到3.28%，土壤的容重降低0.02%～0.11%，还大大提高磷素、钾素的利用率，改变了土壤中的硅、锌含量不足，水稻的产量增加8%～10%；稻草3t/hm2+过磷酸钙300kg/hm2推沤后还田比单施化肥年增产稻谷1063.5kg/hm2，有机质比原来提高0.23%。

3.4推广应用生物有机肥料如今，生物肥料再度兴起，并呈现良好势头。发展生物有机肥，不仅能有效地利用有机肥资源，变废为宝，同时治理和避免了日益严重的环境污染，而且在保证作物增产的情况下，减少化肥使用量，降低肥料投入成本，这对生态农业建设无疑起到积极促进作用。2001年参与推广应用绿源牌生物有机肥，该肥料是根据当地的土壤条件和各类作物生长养分的需要，利用有机、无机相结合进行配方，经过科学工艺生产的有机多元复合肥，含有氮、磷、钾20%，有机质≥20%，有益活菌数2000万个/g，是一种符合农业生态发展的肥料。通过1年施用该肥料的效果来看，对各种作物均有增产效果，质量也有所上升。结果表现出：一是能提高作物的产量，促进农民增收。在水稻上使用增产5.6%～8.3%，蔬菜增产12.7%～18.6%，甘蔗增产15.9%～32.1%，香蕉增产12.4%，西红柿增产14%，木薯增收逾7500元/hm2。二是改善作物的产品品质。三是提高化肥利用率。水稻施用生物有机肥料，氮素化肥利用率提高7个百分点，钾利用率提高12个百分点。

4合理施肥原则

以上论述表明：既然施化肥是农业增产的有效措施，同时又要尽可能防止和减轻施肥对环境污染的负面影响，应促进生态农业建设[1-2]。从施肥的角度说，必须经济、高效，主要是控制施肥总量，有机肥和化肥配合施用[3-6]。因时、因作物、因土施肥，讲究施肥技术，改变化肥剂型，提高化肥利用率，做到合理施用。

4.1控制施肥总量按照报酬递减率原理，并不是施肥愈多愈高产，作物产量只在一定范围内随施肥量增加而增加，而且每增加一个单位的肥料量，增产量是递减的，无论是化肥还是有机肥都有一个适度的限度，统称为经济适宜产量适肥里量。超过此限度，不仅经济效益降低，有时还有可能造成减产。如何确定最佳施肥量，是一个比较复杂的问题，因为其取决于作物种类、计划产量水平、土壤肥力状况、肥料种类及其利用率以及气候等多种因素。目前估算作物施肥量比较可行的方法是通过多年多点的田间试验，寻求在当地条件下土壤供肥能力以及肥料利用率等，然后根据计划产量所需要养分总量估算作物施肥总量。现在各地历年对主要作物都进行了大量的肥料田间试验，对施肥种类、数量均有一个范围，提出推荐施肥方案，可提供控制施肥总量的科学依据，同时要做到多种营养元素平衡，以充分发挥增产作用。

4.2有机肥和化肥配合施用有机肥肥效稳长，化肥见效快而不持久，二者配合施用都可以相互取长补短。适时供应作物养分，改善土壤保肥供肥性能，减少化肥流失，提高化肥利用率，增加化肥肥效。据浙江省对玉米的研究，厩肥和化肥配合施用与单施化肥相比，氮、磷、钾化肥的利用率平均分别提高11.0%、10.5%、12.2%，化肥利用率的提高即表明同样的肥料可多增加作物产量或相同的产量可减少化肥的用量。至于二者的比例以氮、磷、钾有效成分计，在中等肥力的土块上，以1∶1为好，或厩肥氮与化肥氮各丰产量最高。

4.3因时因作物施肥总的原则是要根据作物的营养特点、吸肥规律，尽可能做到按作物吸肥旺季，适时适量分次施用。因为作物在不同的生育期对营养元素的种类、数量和比例等都有不同要求。一般生长初期吸收养分的数量强度都较低，随着作物的生长，对养分的吸收逐渐增多，后期趋于减少，最后停止吸收。因此，一定要掌握在作物对养分吸收量最多，肥料作用最大，经济效益最高的时期，即营养最大效率期作重点施与。据广西区农业科学院研究：大多数作物多出现在生育中期，如水稻在分蘖期、玉米在喇叭口至抽雄初期吸肥占总量的50%～63%，甘蔗在伸长初期至伸长末期，吸肥占总量的1/2，此时期应及时供应，能保证肥料中的养分最大限度被作物吸收利用，以减少在土壤中的残留。不同作物对不同营养元素数量要求也不相同，如块根、块茎淀粉类作物以及香蕉等要求较多的钾，收获以叶片为主的蔬菜、桑树、茶树等作物则需要较多的氮，豆科作物由于有固氮菌共生，需要磷多氮较少，因此不同作物需要施肥的配比也不尽相同。总之要根据作物营养特性及吸肥规律适量施肥，有时还可以采取测土和作物营养诊断等方法帮助指导施肥，保证全生育期能及时满足对养分的需要又不过量。同时要注意深施覆土，避免肥分挥发、流失。如氮肥深施，据多年多点比较，利用率平均可提高10%～30%。

4.4因土施肥，选择适宜的化肥型要提高化肥利用率，还必须因土选择化肥品种。比如水田选用铵态氮肥、旱地选用硝态氮和铵态氮肥均可；磷肥必须选在供磷水平低的土壤上，一般速效磷含量在5mg/kg以下，增产特别明显。而且要根据土壤酸碱性选择不同磷肥品种，如酸性土（pH值5.5以下）可选用钙镁磷肥，pH值在6.5以上的土壤可选用过磷酸钙及重过磷酸钙为好。同时积极研制推广使用缓效肥料，如各种脲醛类肥料、包膜肥料均属于缓效氮肥。利用其在土壤中逐步释放养分的特点，既满足作物全期吸收又可减少氮素损失，又如增施消化抑制剂（又称氮肥增效剂），它与尿素、铵态氮混合施用能有效地抑制土壤中硝化细菌的活性，尤其能抑制其中亚硝酸细菌的活性，使这些氮肥较长时期保持NH4+的形态，供作物吸收，减少硝酸态氮的流失和反硝化脱氧。

5结语

生态如生命。发展生态农业，不仅是我国农业和农村经济和社会发展的必然要求，而且是我国全面建设小康社会的现实选择和关键措施。运用生态系统中的生物共生和物质循环再生原理，加强生态农业建设，实现农业的可持续发展，实现经济、社会、生态三大效益的高度统一，有效地解决农业和农村经发展与生态环境保护之间的矛盾，已成为当前和今后一个时期十分紧迫的重要任务。作为农业行政主管部门，必须站在“三个代表”的高度，把发展生态农业作为当前及今后一个时期农业增效、农民增收、农村发展和全面建设小康社会的重要措施来抓，切实抓好，为人民造福。

作者：刘春梅黄子乾唐宗明单位：广西壮族自治区合浦县土壤肥料工作站合浦县农业技术推广站合浦县农业科学研究所