張福鎖，中國(guó)工程院院士、植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科學(xué)施肥專(zhuān)家指導(dǎo)組組長(zhǎng)。他一直從事植物營(yíng)養(yǎng)與養(yǎng)分管理理論及技術(shù)研究，在植物根際營(yíng)養(yǎng)理論、農(nóng)田和區(qū)域養(yǎng)分管理技術(shù)創(chuàng)新與應(yīng)用方面，取得了系統(tǒng)的創(chuàng)新性成果。他創(chuàng)新氮素實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)、磷鉀恒量監(jiān)控技術(shù)、測(cè)土配方施肥技術(shù)等，推動(dòng)了全國(guó)農(nóng)業(yè)化肥用量下降和利用率提升，促進(jìn)了全國(guó)土肥技術(shù)進(jìn)步。他憑借在中國(guó)節(jié)肥增效及綠色發(fā)展、世界農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的突出貢獻(xiàn)，榮獲2020年GCHERA世界農(nóng)業(yè)獎(jiǎng)，這是中國(guó)科學(xué)家首次摘得該獎(jiǎng)項(xiàng)。

化肥作為糧食的“糧食”，是近現(xiàn)代工業(yè)革命最偉大的產(chǎn)物之一。英國(guó)洛桑試驗(yàn)站做過(guò)一項(xiàng)小麥長(zhǎng)期種植試驗(yàn)，結(jié)果顯示，在170多年時(shí)間里，不施肥的小麥畝產(chǎn)量只有100多斤，施有機(jī)肥的能達(dá)到200到300斤，施化肥的則可達(dá)到1000斤，最高甚至可達(dá)到近2000斤，證明化肥對(duì)糧食增產(chǎn)的作用十分驚人。我國(guó)之所以能用世界7%的耕地養(yǎng)活世界22%的人口，化肥功不可沒(méi)。新中國(guó)成立初期，國(guó)際上曾把化肥視為戰(zhàn)略資源，進(jìn)口化肥生產(chǎn)裝置和材料都異常困難。我們靠自力更生、艱苦奮斗，幾經(jīng)努力，先后取得了磷肥、鉀肥和復(fù)合肥的技術(shù)突破。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，現(xiàn)在我國(guó)已經(jīng)擁有全球最豐富的化肥產(chǎn)品和最大的化肥生產(chǎn)能力。全球化肥生產(chǎn)企業(yè)70%在中國(guó)，中國(guó)化肥生產(chǎn)量約占全球的1/4，產(chǎn)值占全球的1/3強(qiáng)。如今，我國(guó)正在積極探索可以更加精準(zhǔn)控制養(yǎng)分釋放的高效氮肥、水溶性更高的聚磷酸銨等現(xiàn)代肥料生產(chǎn)技術(shù)，從全球化肥應(yīng)用中心走向全球化肥創(chuàng)新發(fā)展中心。

但是，曾幾何時(shí)，風(fēng)光無(wú)限的化肥在一些人眼中，從增產(chǎn)增收的一大法寶變成了導(dǎo)致農(nóng)業(yè)各種問(wèn)題的一大“禍根”，米面不香怪化肥、水果不甜怪化肥、土壤污染怪化肥，甚至認(rèn)為化肥全是毒，我們對(duì)化肥存在哪些誤解？我們?cè)撊绾慰茖W(xué)合理使用化肥？我國(guó)化肥產(chǎn)業(yè)未來(lái)的強(qiáng)農(nóng)之路在哪里？

化肥——糧食的“糧食”

化肥對(duì)糧食生產(chǎn)非常重要，化肥讓我們有了足夠的糧食，也讓我們營(yíng)養(yǎng)得到改善。今天我們每個(gè)人的飯碗里面，每年都可以盛480公斤的糧食，500公斤的蔬菜，185公斤的水果，60公斤以上的肉類(lèi)等等，我們的生活過(guò)得非常美好，化肥功勞不小。

大家知道萬(wàn)物土中生，但是土壤常常不能為作物提供所有的、足量的營(yíng)養(yǎng)，因?yàn)橥寥览锩娴臓I(yíng)養(yǎng)是不均衡的。在數(shù)量上，土壤的營(yíng)養(yǎng)在不同的土壤里面，它的數(shù)量是不一樣的，各種營(yíng)養(yǎng)元素的量也不一樣；在時(shí)空上，土壤的養(yǎng)分在土壤里面受物理化學(xué)條件的影響，它的有效性是有變化的。所以在作物需要多的時(shí)候，土壤不一定能夠供應(yīng)上，在作物不需要的時(shí)候它又釋放出來(lái)，這個(gè)時(shí)候作物又不能利用它，所以土壤在養(yǎng)分的時(shí)空提供上也是有問(wèn)題的。另外，土壤的養(yǎng)分是有限的，它不能一年又一年持續(xù)地為高產(chǎn)作物提供足量的營(yíng)養(yǎng)。所以就必須施肥，如果不施肥，作物就會(huì)受到某些營(yíng)養(yǎng)不足的影響。譬如在河北省曲周縣，我們的試驗(yàn)地里面，12年不施用氮肥，土壤里面有一部分氮素的供應(yīng)，但是這個(gè)氮素的供應(yīng)量只能滿(mǎn)足高產(chǎn)小麥需求量的1/3，這里的小麥就長(zhǎng)得稀稀拉拉，產(chǎn)量很低。如果施了氮肥，得到了充足的營(yíng)養(yǎng)，小麥就長(zhǎng)得非常好，產(chǎn)量也非常高，肥料保證了作物的高產(chǎn)，所以肥料就是糧食的“糧食”。

化肥讓我們吃飽，也讓我們吃好，讓我們的土地更肥，讓我們的地球更綠，這就是化肥帶給我們的主要成果。首先，化肥讓我們吃飽，化肥為全球糧食增產(chǎn)作出了50%以上的貢獻(xiàn)。在發(fā)展中國(guó)家化肥增產(chǎn)作用更大，化肥在糧食增產(chǎn)里面的貢獻(xiàn)可以達(dá)到60%左右。可以說(shuō)沒(méi)有化肥，我們就不可能養(yǎng)活這么多人口。

其次，化肥讓我們吃得更好?；什粌H給我們帶來(lái)了糧食，也給我們帶來(lái)了蔬菜、水果，保證了蔬菜、水果的供應(yīng)。我們現(xiàn)在全國(guó)人均蔬菜占有量一年有1000斤，這在全球是第一。每人每年有370斤水果，這個(gè)數(shù)量超過(guò)了歐盟?；室脖Ｕ狭巳獾澳痰墓?yīng)，今天我們每個(gè)人每年的動(dòng)物產(chǎn)品的供應(yīng)量達(dá)到122斤，已經(jīng)與發(fā)達(dá)國(guó)家持平。

再次，化肥讓土地更肥。化肥能夠快速地提升土壤養(yǎng)分，譬如在南方貧瘠的紅壤上面，經(jīng)過(guò)4年的施肥改良，土壤里面的有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀都大幅度地增加。即便是低產(chǎn)田，我們用幾十公斤的鈣鎂磷肥就可以讓水稻產(chǎn)量從400斤增加到600斤，農(nóng)民也就可以獲得更多的收益?；首屓珖?guó)土壤養(yǎng)分整體提升，從改革開(kāi)放以后到現(xiàn)在，我國(guó)的耕地土壤有機(jī)質(zhì)增加了25%，土壤有效磷增加了2.1倍，土壤速效鉀增加了67%。我國(guó)土壤養(yǎng)分含量越來(lái)越高，土壤變得越來(lái)越肥。

最后，化肥讓地球更綠。一個(gè)典型的例子就是黃土高原，過(guò)去黃土高原光禿禿的，一刮風(fēng)黃土滿(mǎn)天飛，今天黃土高原綠油油，為什么呢？就是因?yàn)橛辛嘶?，作物的產(chǎn)量大幅度提升，用不著再去砍樹(shù)，再去割草來(lái)做燃料或者做飼料，所以才讓黃土高原變得更綠?；试谏鷳B(tài)環(huán)境保護(hù)方面功勞很大。

正確認(rèn)識(shí)化肥

化肥是助推我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展的一大決定性因素，可以說(shuō)沒(méi)有化肥就沒(méi)有現(xiàn)在農(nóng)業(yè)的發(fā)展，就沒(méi)有14億多人的豐衣足食。而當(dāng)下，隨著一系列環(huán)境問(wèn)題的發(fā)生和凸顯，“化肥”不斷受到非議，一些負(fù)面影響被無(wú)限放大。甚至有人提出，“禁止使用化肥”“全面消滅化肥”。那么，施用化肥會(huì)影響農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)嗎？化肥到底有沒(méi)有毒？環(huán)境污染真的全是化肥的錯(cuò)？農(nóng)業(yè)生產(chǎn)完全不用化肥可行嗎？

為什么化肥無(wú)毒呢？譬如說(shuō)氮肥是從大氣里面取得氮?dú)猓?jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)，最后來(lái)合成尿素。尿素這個(gè)產(chǎn)品98.6%是尿素，剩下的有不到0.5%的水分還有一點(diǎn)其他的有機(jī)成分，這些成分對(duì)人都是無(wú)毒的。還有很多肥料來(lái)自礦物，像來(lái)自礦物的磷肥、鉀肥，它們的原料里面不僅含有磷、鉀，而且含有其他的元素。譬如磷礦里面含有鈣、鎂、氟等元素，還有非常少量的重金屬元素，但是這些元素在生產(chǎn)過(guò)程中，都是按照標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格控制它們的含量。含量很少的重金屬元素會(huì)不會(huì)造成土壤污染？事實(shí)上化肥不是土壤重金屬污染的主要來(lái)源。因?yàn)榛蕩胪寥乐械闹亟饘俚牧课⒑跗湮?，譬如說(shuō)磷肥，含有一點(diǎn)點(diǎn)鎘，但是每年每畝地帶進(jìn)去的鎘只有0.14克。這些帶進(jìn)去的鎘的量和我國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)每畝地50克的標(biāo)準(zhǔn)相比，那是微乎其微的。

化肥帶來(lái)的重金屬會(huì)不會(huì)造成食品安全問(wèn)題？會(huì)不會(huì)造成農(nóng)產(chǎn)品重金屬超標(biāo)？中國(guó)農(nóng)科院在山東連續(xù)26年施用化肥和有機(jī)肥，小麥籽粒里面帶進(jìn)去的重金屬含量只有每公斤0.05毫克，跟國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)每公斤0.5毫克比，這個(gè)量也是微乎其微的。食物里面重金屬的污染，不是化肥帶來(lái)的。

化肥不會(huì)造成污染?；适翘峁I(yíng)養(yǎng)元素的物質(zhì)，它本身就是營(yíng)養(yǎng)，包括氮磷等營(yíng)養(yǎng)。但是如果施用的化肥里面的營(yíng)養(yǎng)不能被作物全部利用，就有一部分營(yíng)養(yǎng)跑到環(huán)境里面去，被環(huán)境里面的生物所利用。比如說(shuō)，大家經(jīng)?？吹降乃锩娴脑孱?lèi)，利用了氮磷營(yíng)養(yǎng)，使得藻類(lèi)大量繁殖。一看到這個(gè)現(xiàn)象，大家都說(shuō)這是化肥造成的，事實(shí)上這不是化肥造成的，這是氮磷營(yíng)養(yǎng)造成的，是過(guò)量的、多余的氮磷營(yíng)養(yǎng)跑到水里面去造成的水體富營(yíng)養(yǎng)化。

化肥本身不是造成環(huán)境污染的罪魁禍?zhǔn)祝且驗(yàn)檫^(guò)量施肥，化肥用得不合理，最后浪費(fèi)損失到環(huán)境里面，造成了環(huán)境污染。

化肥不能不用。過(guò)去因?yàn)槲覀兊耐恋睾荞け?，又缺化肥，所以化肥就是個(gè)寶，化肥就是金子，如果能有一點(diǎn)化肥，那老百姓就高興得不得了。那個(gè)時(shí)候民間就流傳著，“水大糞勤，不用問(wèn)人”“莊稼一枝花，全靠肥當(dāng)家”。但是隨著施肥量的增加，化肥的增產(chǎn)效果逐漸在下降。譬如在20世紀(jì)60年代，我們一畝地只施3斤氮肥，那時(shí)候每斤氮肥可以增產(chǎn)20斤糧食。但是到了20世紀(jì)80年代，我們一畝地施23斤肥，每斤氮肥只能增加10斤糧食。這就是典型的報(bào)酬遞減率，隨著化肥用量的增加，單位化肥增產(chǎn)的效應(yīng)在下降，不是用的越多越好，而是適宜的用量才能產(chǎn)生最大的效益。

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的提升，我們的土地越來(lái)越肥，土壤里面殘留的養(yǎng)分比過(guò)去多得多，環(huán)境來(lái)源的養(yǎng)分也增加了很多。環(huán)境來(lái)源里面的養(yǎng)分，包括從大氣里面沉降的養(yǎng)分、溉水里面帶來(lái)的養(yǎng)分。土壤殘留的養(yǎng)分，可以為當(dāng)季作物提供最少30%的營(yíng)養(yǎng)，環(huán)境養(yǎng)分還可以提供約1/4的養(yǎng)分營(yíng)養(yǎng)，這樣最少可以減少20%以上的化肥用量，作物不但不會(huì)減產(chǎn)，而且會(huì)提高效益，減少環(huán)境排放，減少環(huán)境影響。譬如，我們把山東的小麥化肥氮減少了30%，不但沒(méi)有減產(chǎn)，而且植物的群體更好，穗子更多，葉片里面的養(yǎng)分也都轉(zhuǎn)移到穗子里面。最后減了30%的氮，還增產(chǎn)了16%，真正地實(shí)現(xiàn)了減肥增效、綠色增產(chǎn)這樣一個(gè)好的效果。

用好化肥的關(guān)鍵是什么

我國(guó)化肥產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，化肥種類(lèi)豐富、產(chǎn)品琳瑯滿(mǎn)目，成就卓著。目前我國(guó)有30余類(lèi)肥料產(chǎn)品，包括14種必需礦質(zhì)元素及其他有益元素肥料，且有固體、液體等多種劑型，能夠適應(yīng)不同施肥方式，滿(mǎn)足了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)多種多樣的需求，為保障國(guó)家糧食安全提供了強(qiáng)大支撐。2023年“中央一號(hào)文件”強(qiáng)調(diào)推進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，并提出加快農(nóng)業(yè)投入品減量增效技術(shù)推廣應(yīng)用。化肥農(nóng)藥減量增效，一直是近幾年我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展中的一項(xiàng)重點(diǎn)工作。

用好化肥難度很大。給作物施肥，就像在家里喂孩子一樣，必須做到“八個(gè)不”：不能多也不能少，不能深也不能淺，不能早也不能晚，不同的作物用不同的產(chǎn)品。

化肥這么難用，到底怎么科學(xué)施肥？怎么用好化肥？國(guó)家為了幫助農(nóng)民普及科學(xué)施肥的技術(shù)和知識(shí)，開(kāi)展了測(cè)土配方施肥的國(guó)家行動(dòng)。測(cè)土配方施肥就是國(guó)家出錢(qián)為農(nóng)民來(lái)測(cè)土，專(zhuān)家根據(jù)測(cè)土的結(jié)果來(lái)做肥料的配方，企業(yè)來(lái)生產(chǎn)配方肥，大家一起指導(dǎo)農(nóng)民在自己的地里用好配方肥來(lái)實(shí)現(xiàn)科學(xué)施肥。從2005年至2020年，15年的時(shí)間，國(guó)家投入了130億元的財(cái)政補(bǔ)貼，為全國(guó)15億畝耕地做了測(cè)土，做了配方，使用了配方肥，使得我國(guó)糧食進(jìn)一步增產(chǎn)，化肥過(guò)量使用得到遏制。

未來(lái)的化肥產(chǎn)業(yè)如何布局

化肥是國(guó)家糧食安全的壓艙石。我國(guó)糧食安全的形勢(shì)仍然非常嚴(yán)峻，根據(jù)海關(guān)總署公布的數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)2022年糧食進(jìn)口量1.4687億噸，其中玉米2062萬(wàn)噸、小麥980萬(wàn)噸、大麥538萬(wàn)噸、高粱1014萬(wàn)噸、大豆9108.1萬(wàn)噸。隨著生活水平的提高以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)糧食的剛性需求還在增加，肉蛋奶還需要增長(zhǎng)。所以如果停用化肥，糧食就會(huì)大幅度地減產(chǎn)，糧食安全就會(huì)受到威脅。

化肥是工業(yè)革命最偉大的發(fā)明之一，也是糧食安全、營(yíng)養(yǎng)健康、資源生態(tài)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。沒(méi)有化肥就無(wú)法在現(xiàn)有的耕地面積上養(yǎng)活70多億人口。我國(guó)2035年要實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，必須要有化肥支撐。但同時(shí)化肥產(chǎn)業(yè)也是能源、資源代價(jià)比較高的產(chǎn)業(yè)。當(dāng)前化肥產(chǎn)業(yè)遠(yuǎn)跟不上時(shí)代步伐，特別是對(duì)于農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的需求，仍然停留在化工生產(chǎn)領(lǐng)域，沒(méi)有將工業(yè)生產(chǎn)鏈和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)鏈聯(lián)系在一起?；矢呦摹⒏吲欧诺纳a(chǎn)方式也與我國(guó)碳達(dá)峰碳中和的生態(tài)文明建設(shè)整體布局相違背，化肥產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型迫在眉睫。

中國(guó)肥料產(chǎn)業(yè)已經(jīng)是全世界最大也是最先進(jìn)的產(chǎn)業(yè)。但是要在資源的全元利用、物質(zhì)的循環(huán)利用、全產(chǎn)業(yè)鏈的升值利用等方面，進(jìn)一步依靠科技創(chuàng)新來(lái)引領(lǐng)全球的肥料產(chǎn)業(yè)。在肥料的科學(xué)施用方面，智能化能夠大幅度提高肥料的利用率，提高肥料的增產(chǎn)效率，減少肥料的損失，減少對(duì)環(huán)境的影響，為農(nóng)業(yè)的綠色發(fā)展作出貢獻(xiàn)。