過去30年，我國農(nóng)業(yè)在利用占世界9%耕地成功解決了占世界總?cè)丝?0%的13億國人的吃飯問題，到2013年實現(xiàn)糧食產(chǎn)量“十連增”輝煌的同時，也付出了高昂的代價：

雙重·壓力

這30年間，化肥、農(nóng)藥用量遞升，牲畜糞便、秸稈等廢棄物劇增，已造成農(nóng)村和農(nóng)田的廣泛面源污染和土壤肥力下降等嚴(yán)重問題。根據(jù)2007年全國污染普查結(jié)果，農(nóng)業(yè)排放的化學(xué)需氧量(COD)占全國排放總量的43.7%(1320萬噸);農(nóng)田排放的氮、磷分別占總量的57.2%和67.4%(270萬噸和28萬噸)。

因此，我國農(nóng)業(yè)面臨著“又要馬兒跑得好，又要馬兒少吃草”的雙重壓力——既要保持高產(chǎn)，又要減少面源污染。

空氣質(zhì)量惡化，與過量使用氮肥直接相關(guān)

從農(nóng)業(yè)微生物學(xué)角度看，土壤退化是一個嚴(yán)肅的學(xué)術(shù)問題，更是一個重大的現(xiàn)實問題。

土壤退化是因各種自然、特別是人為因素影響所導(dǎo)致的土壤質(zhì)量下降，甚至完全喪失其物理、化學(xué)和生物學(xué)特征的過程。由于耕地過度農(nóng)墾，用養(yǎng)失調(diào);草場超載過牧，濫墾濫挖等不合理的人類活動，目前我國土壤沙化退化現(xiàn)象十分嚴(yán)重。

最近幾年，我國北方城市空氣質(zhì)量嚴(yán)重惡化，與過量使用氮肥有直接相關(guān)。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，氮素養(yǎng)分是繼水之后最大的制約因素。每生產(chǎn)一噸谷物等糧食，需要消耗土壤中20到40公斤氮素。要保持糧食高產(chǎn)，必須向土壤中補充氮素及其他營養(yǎng)元素。

從1981至2008年的近30年間，我國糧食產(chǎn)量增長了63%;同期氮肥用量則增長了近2倍。目前我國化肥用量占全球總量的35%。

過量使用化肥

一是增加了溫室氣體排放：1980至2010年間，我國與化肥生產(chǎn)及使用有關(guān)的溫室氣體排放增加了3.45倍，平均每年增加1070萬噸二氧化碳當(dāng)量;

二是過量施用到田間的氮肥效率愈來愈低：1961年，1公斤化肥可生產(chǎn)151公斤糧食;而到2005年，只生產(chǎn)9公斤糧食。作物吸收不了的過量化肥會隨水淋失，進入地下水或江湖，引起水質(zhì)惡化(富營養(yǎng)化)，“近年來太湖的藻華和青島的滸苔爆發(fā)都是這種富營養(yǎng)化的結(jié)果”;

三是增加了植物體內(nèi)的游離硝酸鹽：進入食物中的硝酸鹽在一定條件下會被轉(zhuǎn)化為亞硝酸，危及食品安全;

四是引起土壤酸化：我國土壤的pH值(酸堿度)在過去20年間下降了0.5個單位，過量施用氮肥為其主因。

土壤酸化會直接影響植物和土壤微生物生長，加重植物真菌病害，加速土壤中重金屬的溶解釋放。

對化肥的過度依賴，會造成土壤有機質(zhì)含量下降，土壤結(jié)構(gòu)被破壞，并最終引起土壤板結(jié)，肥力下降。“這一狀況日趨嚴(yán)峻，已到刻不容緩的境地”。

修復(fù)退化土壤，有機肥是唯一可選良方

退化土壤的修復(fù)，是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展繞不過去的一道“坎”;而合理可行的技術(shù)方案，非有機肥莫屬。

施有機肥、平衡施化肥或有機無機配施，均能有效調(diào)節(jié)土壤pH值，增加土壤有機碳與全氮含量，從而實現(xiàn)作物的高產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)。

作為土壤生物肥力的核心，土壤微生物的生命活動可增加土壤中氮磷鉀等營養(yǎng)元素的供應(yīng)，“將土壤中一些不能被作物直接利用的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成可利用的狀態(tài)”，最終提高土壤生產(chǎn)力。

一個高肥力的土壤必須具有良好的團粒結(jié)構(gòu)，為作物調(diào)控適宜的水、肥、氣、熱，為作物轉(zhuǎn)化、保存并持續(xù)提供所需營養(yǎng)元素。

“這主要依靠土壤中生活的、每克土中數(shù)以億計的微生物的作用，而微生物生活主要靠有機質(zhì)維持”。

微生物跟動植物的關(guān)系：自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物是生產(chǎn)者，動物是消費者，微生物是分解者。地球表面有限的營養(yǎng)元素就靠微生物這個分解者才能循環(huán)使用，而這個分解作用主要在土壤和水體中進行。

“所以最合理的做法是盡可能將動、植物廢棄物投入土壤，促進微生物大量繁殖”。微生物將有機質(zhì)分解，釋放出營養(yǎng)元素，供植物生長利用;同時也合成它們自身的細(xì)胞，將營養(yǎng)元素在細(xì)胞中保存而不至流失。

微生物死后，營養(yǎng)元素又可被礦化給植物利用。它們不斷地生生死死，擔(dān)負(fù)起為植物轉(zhuǎn)化營養(yǎng)、保存營養(yǎng)和長時間提供營養(yǎng)的作用。“這也是我國農(nóng)民幾千年實踐積累的經(jīng)驗”。