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化肥过度施用的影响和科学配施的展望 化学工艺11-03 黄智勇 前言 化肥是农田生态系统的营养元素的重要组成部分，对粮食产量的提高有着巨大的作用。从中国开始使用化肥到现在一百多年，化肥对我国农业的发展功不可没。据有关数据显示，目前我国已成为世界第二大化肥生产国，第一大化肥消费国。不足世界10%的耕地却施用了世界化肥总使用量的1/3。从1980年到2002年，我国的化肥施用量增加了61%，但粮食生产量只增加了31%，增长量极不同步。化肥的泛滥使用而利用率低，全国各地的耕地均有不同程度的次生盐渍化现象。长期大量施用化肥造成农田中的N、P向水体转移，造成地表水污染，使水体富营养化。因此，长期施用化肥促进粮食增产的同时，也给农业生产的可持续发展带来了挑战。在倡导“生态农业”的今天，如何合理地，科学地施用肥料，使农业生态系统处于良性循环状态，是农业化学的热点课题。 以此为背景，本文尝试对该课题的部分观点归纳，并梳理其理论逻辑，尝试从另一角度综合其中有价值的观点对化肥的科学施用作一些展望。 关键词：化肥 土壤污染 合理配施 中国从二十世纪初期开始使用化肥，至今已有一百余年，然而化肥过度施用对土壤等环境的污染研究在八十年代才形成规模，而相应的科学施肥，合理配施的概念也从这时开始逐渐见诸于文献。 一、过度施肥造成的浪费以及对土壤的污染 化肥泛滥施用造成的土壤污染，水体污染，大气污染，食品污染从上世纪八九十年代，特别是新世纪以来一直都是农业，食品安全研究方面的热点课题。 孙先良在《盲目过量施肥的危害及新型肥料的开发》中指出，我国氮肥利用率仅为30％～35％，而发达国家已达到70％～80％。我国每年因盲目过量施用氮肥已造成几千万吨化肥资源的浪费，经济损失达几百亿元。文献中还分析道，盲目过量施肥对环境造成污染，过量施用氮肥造成NO，挥发进入大气引起温室效应，硝态氮进入地下水中引起地下水污染。盲目过量施用单一化肥会造成土壤中其余营养元素的缺乏。土壤中缺乏任一作物所必需的营养元素，都会影响作物正常的生长发育，并会通过土壤——植物——动物——人类这食物链，影响人类健康。盲目过量施肥，以接近甚至超过现有土壤环境的最大容量和作物最高产量的量施用肥料时，反而使作物产量递减，农产品品质下降，农作物经济效益下滑。 同是对过量施肥的研究，王岩，林海早在2002年发表的《浅谈化肥危害及采取的有效措施》中就详细地分析了过量施肥对土壤的危害。他们在文献中提到，化肥泛滥施用的主要危害表现在土壤酸化和土壤板结。生理酸性类和硝酸盐类肥料进入到土壤中，其中的酸根离子会残留于土壤使土壤呈现酸性，形成土壤酸化现象。即使生理中性肥料如尿素，施入土壤很快转变为铵根离子，铵根离子容易将胶体土壤上的交换态盐基离子置换下来，如果降水量或灌溉量过大，将导致盐基离子的淋失，造成土壤酸化。近十年来，由于有机肥施用减少，土壤有机质下降，化肥中的硫酸根和磷酸根易与土壤中的钙镁离子结合形成沉淀不易从土壤中淋失而堵塞土壤空隙，造成土壤板结，使土壤孔隙度低于30％。土壤酸化、板结能导致土壤结构破坏，养分有效性降低。土壤酸化甚至引起植物原生质变性和酶的钝化，致使农产品产量降低；土壤酸化还会使土壤交换铝和锰的数量增加，对农作物产生毒害作用。同时土壤的板结也不利于通气、透水、种子的萌发以及养分的转化。 张北赢、陈天林、王兵则从更高的角度——可持续发展农业的角度看待化肥泛滥施用造成的影响。结合土壤在农业生态系统中不可替代的基础性作用和土壤质量对农业生产的持续发展带来新的挑战，认为“可持续农业”发展的前提就是土壤的可持续。他们在2010年必威体育精装版发表的《长期施用化肥对土壤质量的影响》中，从1、长期施用化肥对土壤理化性质的影响2、长期化肥投入对土壤营养元素的影响3、长期施用化肥对土壤有机质的影响4、化肥施用与土壤生物学活性5、长期施用化肥与土壤退化这五个方面对化肥的长期施用作了详细而又系统的分析。要求将生态学原理贯彻到农业发展中，使农业生态系统达到良性循环，并维持其稳定性和持续性；将农业安全（特别是土壤安全）与人类健康列为首位，按区域特点建立多层次的高效农业生态模式，从而使现代生态农业更好地为国家及地区经济发展服务。 二、不同配施制度下土壤的污染状况，营养成分的影响以及肥料利用率 众多的科技研究者在注意到化肥的泛滥施用、长期施用对土地等环境带来严重的影响后，也对化肥单施，有机肥单施以及有机无机肥配施等农业配施方法在试验田进行了大量的研究。主要研究各种施肥措施中对土壤污染的状况，对土壤中各种植物所需营养成分的影响以及肥料在不同配施制度下的利用率。 对不同配施制度下肥料对土壤中成分的研究，比较早期的有王彩绒、杨学云、张付申对不同配施制度下土壤有机质含量的研究。土壤有机质是土壤肥力的重要指标，而有