導 讀
雖然我國糧食有著“十一連增”的紀錄，但肥料和農(nóng)藥的施用同步增長，“十一連增”的背后是肥料和農(nóng)藥的力量。
土壤，曾經(jīng)是一個富有活力的生態(tài)系統(tǒng)，已經(jīng)降低甚至失去了其應有的保肥、保水的功能，變成單純植物生長的支撐物質(zhì)。
文/陳能場(廣東省生態(tài)環(huán)境與土壤研究所研究員)
當前我國農(nóng)作物畝均化肥用量21.9公斤，遠高于世界平均水平（每畝8公斤），是美國的2.6倍，歐盟的2.5倍，化肥過量施用、盲目施用等問題，帶來了成本的增加和環(huán)境的污染。而2012~2014年農(nóng)作物病蟲害防治農(nóng)藥年均使用量31.1萬噸，比2009 ~2011年增長9.2%。農(nóng)藥的過量使用，不僅造成生產(chǎn)成本增加，也影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和生態(tài)環(huán)境安全。
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的惡性循環(huán)
我國人多地少，因此追求產(chǎn)量從來都是我們農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最高目標。自從出現(xiàn)化肥和農(nóng)藥后，這兩樣物質(zhì)對于農(nóng)田自然不吝嗇，當作物長得不好時，便向田里加入肥料，且不管是不是施對了肥；而當發(fā)現(xiàn)作物長蟲時，便對植物噴灑農(nóng)藥，且不管是高毒農(nóng)藥還是低毒農(nóng)藥。
長此以往，不管是肥料或者農(nóng)藥便形成了惡性循環(huán)，也就是大量施肥造成了土壤板結(jié)和酸化，土壤因此不健康，土壤不健康導致作物生病，造成植物的不健康，植物的不健康又需要噴施農(nóng)藥；農(nóng)藥降低甚至殺死很多土壤的微生物和細菌，土壤中很多生物過程減慢或停止，造成土壤的保肥、供肥能力下降，為了提高產(chǎn)量，農(nóng)民又不得不施用更多的肥料，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)正陷入這樣一個惡性循環(huán)中。
雖然我國糧食有著“十一連增”的紀錄，但肥料和農(nóng)藥的施用同步增長，“十一連增”的背后是肥料和農(nóng)藥的力量。土壤，曾經(jīng)是一個富有活力的生態(tài)系統(tǒng)，已經(jīng)降低甚至失去了其應有的保肥、保水的功能，變成單純植物生長的支撐物質(zhì)。
土壤健康是跳出惡性循環(huán)的關(guān)鍵
土壤是上述的惡性循環(huán)的直接受害者，高量超量化肥帶來了土壤內(nèi)部的酸化和板結(jié)、大量農(nóng)藥傷害了土壤中固有的龐大的食物網(wǎng)，導致土壤生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)流、能量流和信息流的不暢或者斷裂，直接表現(xiàn)在養(yǎng)分循環(huán)和供給能力的降低，也破壞了有益生物和有害生物相互間的相生相克能力。
在人口不斷增長、耕地不斷減少、資源日漸短缺、環(huán)境惡化日益凸顯的現(xiàn)狀下，糧食問題也同步嚴峻。要跳出這樣一個惡性循環(huán)，唯一的可能是構(gòu)建土壤健康。
土壤健康能為化肥零增長和農(nóng)藥零增長助力
一個健康的土壤具有豐富的有機質(zhì)，理想的土壤中有機質(zhì)要達到5%。在一平方米的土壤面積中，不僅應該有從細菌到脊椎動物所有的生物，而且數(shù)量也很龐大，如細菌應有10萬億個，而肉眼可見的蚯蚓等也能有數(shù)百條到上千條。
這些活的生物年生物量需要高達400~470公斤/畝，這樣的土壤具有很強的養(yǎng)分儲蓄能力和轉(zhuǎn)化能力，也是使各種病菌片面增多的基礎(chǔ)。
土壤有機質(zhì)本身就是一個養(yǎng)分庫，1%的有機質(zhì)含各種養(yǎng)分18公斤左右，同時有機質(zhì)表面的各種負電荷基團是土壤保肥能力的基礎(chǔ)。有機質(zhì)從2%降低到1.5%，土壤的保肥能力將下降14%。
土壤有機質(zhì)是作物生長所需要的良好土壤結(jié)構(gòu)形成的重要膠結(jié)物質(zhì)，并因此大大增強土壤的保水能力。有數(shù)據(jù)表明，當土壤有機質(zhì)從1%增加到3%，土壤的保水能力將增加6倍。
足夠的土壤養(yǎng)分是植物健壯的基礎(chǔ)，有助于植物構(gòu)建強有力的病蟲害防疫體系。當一些養(yǎng)分低于某一水平時，植物散發(fā)出多種化合物，其中含的糖和氨基酸含量高，真菌、病菌等等就被吸引、引起病害。
作為一個生態(tài)系統(tǒng)，土壤直接影響著糧食生產(chǎn)和安全，而均衡足量的養(yǎng)分有助于植物構(gòu)建良好的機械障礙 （例如細胞壁厚度）和合成天然防御化合物 （如抗氧化劑、抗毒素和類黃酮物質(zhì)）。礦物質(zhì)影響著這些污染的合成能力和合成數(shù)量。
文章來源：中國科學報
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