從“賣糞天子”到“五谷輪回之所”，為什么施肥？

在漫長的時(shí)光之中，絕大部分時(shí)候，農(nóng)業(yè)，特別是糧食生產(chǎn)，都是人類社會中絕對優(yōu)先的主題：如果不能生產(chǎn)出足夠的糧食，就意味著會發(fā)生饑荒，進(jìn)而導(dǎo)致人口萎縮、社會動蕩，對文明的延續(xù)造成極大的威脅。為了保證糧食生產(chǎn)，除了拓展種植的總面積（也就是開荒種地）外，努力提高單位面積上的糧食產(chǎn)量，就成了各個時(shí)期都不能忽視的重要任務(wù)。

為什么施肥？

提高糧食的單位產(chǎn)量，最常見、最重要的兩項(xiàng)措施，一個是施肥，另一個是灌溉。我們都知道，化學(xué)反應(yīng)遵循“質(zhì)量守恒定律”，而一顆種子，從幼苗到開花抽穗，最終結(jié)出大量的稻米，同樣也必須遵循這個規(guī)律：稻米里含有的各種元素，不可能憑空產(chǎn)生，只能是從空氣、水和土壤中獲取。確切地說，是從土壤中的有機(jī)質(zhì)（主要是腐殖質(zhì)）中獲得的。

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而土壤中的腐殖質(zhì)當(dāng)然是有限的，當(dāng)它們消耗殆盡，土地就會變得貧瘠。解決方法有兩個：實(shí)施輪作，給土地一個休息的時(shí)間；合理施肥，補(bǔ)充土壤被植物吸取的養(yǎng)分。這就是施肥的根本原因所在。

肥料進(jìn)化史

古代

在人類的幾個古文明中，極可能都分別發(fā)現(xiàn)了施肥的價(jià)值。出土的文物表明，在大約4 000年前的湖熟文化中，就有“罱泥作肥”的做法（把河、湖里的淤泥撈起來，用小船運(yùn)回，再拿來作為肥料）。隨后，人畜糞便作為肥料，應(yīng)該是非常普遍的做法了。古代的廁所被戲稱為“五谷輪回之所”，就是從這里來的。在唐太宗時(shí)期，還有一個“賣糞天子”的笑話，足以證明當(dāng)時(shí)對于肥料的認(rèn)識已經(jīng)非常深刻。

近代

糞肥的缺點(diǎn)顯而易見：產(chǎn)量有限，臭氣容易招來蒼蠅，糞便中的細(xì)菌、寄生蟲卵、病毒等病原微生物，會在土地和灌溉用水里滋生、傳播，可能造成各種人畜疾病。因此，在近代以來，我國農(nóng)業(yè)上普遍先將糞肥腐熟，也就是緊密地堆積在一起，利用微生物將其發(fā)酵、分解，同時(shí)產(chǎn)生較高的溫度而殺死病原微生物。而更可靠的辦法，是把它們投入沼氣池里產(chǎn)生沼氣，再將廢渣拿來施肥。

而后，在化學(xué)工業(yè)的支持下，人類逐漸找到了糞肥的替代品：化學(xué)肥料（簡稱化肥）。作為人工合成的無機(jī)化合物，化肥既可以分別使用氮、磷、鉀肥，也可以預(yù)先將其混合（稱為“復(fù)混肥料”），只需要一次施肥就可以滿足需求。

第一次世界大戰(zhàn)后，德國人弗里茨·哈伯為了解決硝銨炸藥的原料短缺問題，在 1909年發(fā)明了有實(shí)用價(jià)值的合成氨的方法，間接促進(jìn)了化肥的爆炸式生產(chǎn)。

1978 年，我國在赤水建立了當(dāng)時(shí)國內(nèi)最大的赤天化公司，標(biāo)志著我國化肥自給邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。

未來如何？

化肥的大量使用也帶來了諸多問題：它的營養(yǎng)成分較為單一，如果長期只使用一種化肥，就很容易導(dǎo)致土壤的營養(yǎng)成分失調(diào)，甚至土壤板結(jié)；灌溉用水流過田地時(shí)，會將一部分化肥帶走，又容易導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。同時(shí)，購買化肥總還是要付錢的，這也抬高了種糧的成本，影響了農(nóng)戶增收。

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近年來，各國開始重視化肥過量使用給生態(tài)環(huán)境帶來的負(fù)面影響。2015 年，我國農(nóng)業(yè)部頒布《到 2020 年化肥使用量零增長行動方案》，就提出了農(nóng)藥、化肥減量使用的構(gòu)想。具體而言，就是在保證糧食產(chǎn)量不降低的前提下，減少農(nóng)藥和化肥的使用量。

要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，最核心的就是精準(zhǔn)施肥：由農(nóng)技人員先對特定地塊的土壤進(jìn)行分析化驗(yàn)，弄清它對氮磷鉀的需求情況，再有針對性地施肥，做到“缺啥補(bǔ)啥”。

其次，是大力推進(jìn)綠肥的使用。無論是哪種糧食作物，能夠食用的只是其中的一部分，剩余的部分并不能吃，比如植物的莖、葉、藤、秸稈等。然而，這些東西也蘊(yùn)藏著豐富的有機(jī)物，倘若作為廢棄物扔掉或是燒掉，實(shí)在是一種浪費(fèi)。因此，把它們簡單地處理之后（比如粉碎、堆漚），再埋入土壤之中，或是覆蓋在土壤上，就能作為肥料，把部分營養(yǎng)物質(zhì)歸還土壤。

另外，就是緩控釋肥料的應(yīng)用。這種肥料就像是一顆小湯圓，用不透水的薄膜把復(fù)合化肥完全裹在里面，讓肥料不至于很快就全部釋放到土壤里；而薄膜上有微小的孔洞，能在土壤中水分和壓力的作用下把肥料緩慢地溶解、釋放出來。還有些緩控釋肥，用的是脲甲醛等有機(jī)聚合物，它們不溶于水，但可以在土壤中緩慢地分解，同時(shí)釋放出氨鹽供植物使用，實(shí)現(xiàn)“一次施肥，長期作用”的效果。

截至2020 年年底，《到 2020 年化肥使用量零增長行動方案》已經(jīng)順利完成。

當(dāng)然，要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)和環(huán)境保護(hù)的雙重目標(biāo)，根本上還需要堅(jiān)持“既要金山銀山，也要綠水青山”的指導(dǎo)思想，不向自然過度索取，促進(jìn)人與環(huán)境的和諧發(fā)展。

供稿單位：重慶科普作家協(xié)會

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