過(guò)去30年，我國(guó)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(guó)人的吃飯問(wèn)題，到2013年實(shí)現(xiàn)糧食產(chǎn)量“十連增”輝煌的同時(shí)，也付出了高昂的代價(jià)：

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(wèn)題。根據(jù)2007年全國(guó)污染普查結(jié)果，農(nóng)業(yè)排放的化學(xué)需氧量(COD)占全國(guó)排放總量的43.7%(1320萬(wàn)噸);農(nóng)田排放的氮、磷分別占總量的57.2%和67.4%(270萬(wàn)噸和28萬(wàn)噸)。

因此，我國(guó)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(guò)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(gè)嚴(yán)肅的學(xué)術(shù)問(wèn)題，更是一個(gè)重大的現(xiàn)實(shí)問(wèn)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(guò)程。由于耕地過(guò)度農(nóng)墾，用養(yǎng)失調(diào);草場(chǎng)超載過(guò)牧，濫墾濫挖等不合理的人類活動(dòng)，目前我國(guó)土壤沙化退化現(xiàn)象十分嚴(yán)重。

最近幾年，我國(guó)北方城市空氣質(zhì)量嚴(yán)重惡化，與過(guò)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(bǔ)充氮素及其他營(yíng)養(yǎng)元素。

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

過(guò)量使用化肥

一是增加了溫室氣體排放：1980至2010年間，我國(guó)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(wàn)噸二氧化碳當(dāng)量;

二是過(guò)量施用到田間的氮肥效率愈來(lái)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(guò)量化肥會(huì)隨水淋失，進(jìn)入地下水或江湖，引起水質(zhì)惡化(富營(yíng)養(yǎng)化)，“近年來(lái)太湖的藻華和青島的滸苔爆發(fā)都是這種富營(yíng)養(yǎng)化的結(jié)果”;

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

四是引起土壤酸化：我國(guó)土壤的pH值(酸堿度)在過(guò)去20年間下降了0.5個(gè)單位，過(guò)量施用氮肥為其主因。

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

對(duì)化肥的過(guò)度依賴，會(huì)造成土壤有機(jī)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(jī)肥是唯一可選良方

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

施有機(jī)肥、平衡施化肥或有機(jī)無(wú)機(jī)配施，均能有效調(diào)節(jié)土壤pH值，增加土壤有機(jī)碳與全氮含量，從而實(shí)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(dòng)可增加土壤中氮磷鉀等營(yíng)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(gè)高肥力的土壤必須具有良好的團(tuán)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(yíng)養(yǎng)元素。

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

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

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

微生物死后，營(yíng)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(yíng)養(yǎng)、保存營(yíng)養(yǎng)和長(zhǎng)時(shí)間提供營(yíng)養(yǎng)的作用。“這也是我國(guó)農(nóng)民幾千年實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)”。