1840年德國化學(xué)家萊比錫（Liebig）創(chuàng)立了植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)，這一學(xué)說慢慢變成現(xiàn)代化學(xué)農(nóng)業(yè)的金科玉律。此后一百多年里，化肥工業(yè)迅猛發(fā)展，覆蓋了全球的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，依靠化肥農(nóng)作物的產(chǎn)量的到了前所未有的增長，那些不依賴化肥的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)被擠到幾乎可被忽視的角落。

化肥的大量使用源于人類對(duì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量近乎貪婪的追求。當(dāng)人們通過使用化肥對(duì)土地產(chǎn)生刺激，短期內(nèi)土地產(chǎn)量得到大幅提升后，在短期利益的驅(qū)動(dòng)下，化肥生產(chǎn)者、農(nóng)場(chǎng)使用者或者農(nóng)民形成了巨大的合力，將化肥推上了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)舞臺(tái)的中心。

都是過量惹的禍！　

當(dāng)施用化肥增產(chǎn)的效果下降時(shí)，人們開始不斷地增加化肥的施用量。據(jù)2010年的統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)化肥施用量在225公斤/公頃警戒線以下的僅有黑龍江、貴州、青海、西藏和甘肅，其余省份全部超過，前四名都超過了500公斤，依次是海南、天津、福建和廣東。預(yù)計(jì)到2020年廣東、福建、北京和天津?qū)⒊^或接近600公斤。全國總使用量將很有可能突破6000萬噸，平均全國單位使用量也將接近500公斤。

為什么是225公斤/公頃的警戒線

為了控制化肥過量使用對(duì)土壤和生態(tài)環(huán)境造成災(zāi)難，國際上制定了225公斤/公頃的化肥施用量警戒線，這里我們用一項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果解讀這個(gè)警戒線的意義。

上圖是一項(xiàng)在土壤中使用化肥（尿素）對(duì)土壤細(xì)菌數(shù)量影響的試驗(yàn)，我們看到當(dāng)施入量在9克/平方米（折純后施氮量約195公斤/公頃）時(shí)，土壤細(xì)菌數(shù)量是增加最大，當(dāng)施入量達(dá)到21克/平方米（折純后施氮量約456公斤/公頃）時(shí)，土壤細(xì)菌數(shù)量急劇下降到接近零，這是件極其危險(xiǎn)的事！

當(dāng)過量施用后，嚴(yán)重破壞了土壤微生物生態(tài)鏈，使土壤失去活性功能成為死土。有些常年大量使用化肥的農(nóng)民戲說地越來越饞，其實(shí)根本不是地的問題，是人的問題。

據(jù)世界糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計(jì)分析，目前世界平均每公頃耕地化肥施用量約120kg。

增量不再增收

當(dāng)化肥的使用者發(fā)現(xiàn)，隨著化肥用量的不斷增加，其增產(chǎn)效應(yīng)卻開始下降，80年代每公斤化肥的增產(chǎn)效果可以達(dá)到1:20，到了21世紀(jì)僅為1:5，而化肥的施用量卻從40公斤/公頃提高到400公斤/公頃，投入成十倍地增加了可收益卻下降了。

有得到就有付出，化肥的短期效應(yīng)其實(shí)是以犧牲土壤為代價(jià)取得的。我們知道，除了陽光空氣水這三大要素之外，農(nóng)作物生長所需大部分營養(yǎng)都是依靠土壤提供的，而土壤之所以能提供這些營養(yǎng)是因?yàn)槊靠私】档耐寥览锎嬖谥蟹N類過萬、數(shù)以億計(jì)的微生物軍團(tuán)，它們的生長代謝把無機(jī)質(zhì)和大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為植物可吸收利用的有機(jī)質(zhì)，它們和地上的動(dòng)植物一起構(gòu)成了復(fù)雜而又和諧的地球生態(tài)鏈。

正常情況下土壤微生物總是處于饑餓狀態(tài)，所以人工施用化肥給了土壤微生物一個(gè)巨大的、偏食的變量，使得一部分微生物迅速繁殖成為優(yōu)勢(shì)，久而久之，土壤微生物的多樣性遭到破壞，原有的平衡的生態(tài)鏈被毀掉，原本能夠均衡地提供給植物養(yǎng)分的微生物種群結(jié)構(gòu)變得單一化。

萊比錫的植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說還有個(gè)最小因子定律，說的是植物的生長取決于那些處于最少量狀態(tài)的營養(yǎng)元素。當(dāng)土壤微生物種群遭到“偏食的”化肥入侵，某些可以產(chǎn)生植物必需的營養(yǎng)元素的微生物處于弱勢(shì)或消失后，施用再多的化肥只會(huì)使短缺的元素更加短缺。

那么，我們可以生產(chǎn)滿足各種植物在不同生長期所需要的全營養(yǎng)素化肥嗎？結(jié)論是不可能。以目前的科技水平和認(rèn)知，我們對(duì)土壤微生物的了解尚不足5%，換句話說我們根本不知道土壤微生物這個(gè)龐大而神秘的軍團(tuán)是如何運(yùn)作的，也不知道植物生長過程中這些營養(yǎng)元素的關(guān)系是如何構(gòu)建的，對(duì)于我們來說，土壤微生物還是一個(gè)巨大而神秘的“黑箱”，自然也就無法生產(chǎn)出模擬自然土壤營養(yǎng)組分的化肥！

過量的成因

人類的思維慣性決定，當(dāng)一件事情得到的收獲可能減少時(shí)，直接的沖動(dòng)就是增加投入來保證獲得數(shù)量不減少，除非直接的投入產(chǎn)出比不合算才會(huì)考慮停止或替代?；实倪^量施用也不例外，當(dāng)使用化肥出現(xiàn)了1:20的增產(chǎn)效應(yīng)時(shí)，人們沒有理由忽視它，當(dāng)這個(gè)效應(yīng)比開始下降時(shí)，就加大施用量，希望保持較高的投入產(chǎn)出比。就這樣一年一年地不斷增加施用量，我國從1980年化肥產(chǎn)銷量1270萬噸增加到2011年的6027萬噸，數(shù)量增加了5倍，增產(chǎn)效應(yīng)卻從1:20下降到不足1:5。

過量的危害　

過量使用化肥不僅使土壤養(yǎng)分單一、肥力迅速下降，嚴(yán)重影響作物品質(zhì)，而且污染物流失，破壞了生態(tài)環(huán)境，因化學(xué)物殘留，危害人體健康，同時(shí)，還進(jìn)一步加劇了我國能源的短缺問題。

給農(nóng)民帶來嚴(yán)重的收入損失

據(jù)抽樣調(diào)查，我國80%的農(nóng)戶習(xí)慣憑傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)施肥，不考慮各種肥料特性，盲目采用“以水沖肥”、“一炮轟”等簡單的施肥方法。全國有1/3農(nóng)戶對(duì)作物過量施肥，導(dǎo)致農(nóng)民種地投入不斷增加，雖然糧食產(chǎn)量增加，但增產(chǎn)不增收的現(xiàn)象越來越嚴(yán)重。

導(dǎo)致農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量下降

由于農(nóng)田大量施用單元素化肥，其養(yǎng)分不能被作物有效地吸收利用。氮、磷、鉀等一些化學(xué)物質(zhì)易被土壤固結(jié)，使各種鹽分在土壤中積累，造成土壤養(yǎng)分失調(diào)，部分地塊的有害重金屬含量和有害病菌量超標(biāo)，導(dǎo)致土壤性狀惡化，作物體內(nèi)部分物質(zhì)轉(zhuǎn)化合成受阻，使農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)降低。超量使用化肥使果蔬生長性狀低劣，并且容易腐爛，不易存放。

導(dǎo)致糧食和農(nóng)產(chǎn)品安全受到威脅

過量使用化肥極易使莊稼倒伏，而一旦出現(xiàn)倒伏，就必然導(dǎo)致糧食減產(chǎn)，威脅中國的糧食安全；過量使用化肥還容易發(fā)生病蟲害。比如使用過量的氮肥，會(huì)使莊稼抗病蟲害能力減弱，易遭病蟲的侵染，繼而會(huì)增加防蟲害的農(nóng)藥用量，直接威脅食品的安全性。

加劇環(huán)境污染

過量使用化肥，當(dāng)肥料量超過土壤的保持能力時(shí)，就會(huì)遷移至周圍的土壤中，形成農(nóng)業(yè)面源污染，使河流、湖泊水體呈富營養(yǎng)化，導(dǎo)致藻類滋生，出現(xiàn)部分河流、湖泊的魚蝦發(fā)生死亡的現(xiàn)象。

過量的化肥還會(huì)滲入20m以內(nèi)的淺層地下水中，使地下水硝酸鹽含量增加，若長期飲用此類水源就會(huì)危害人類的身體健康。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國每年因不合理施肥造成1000多萬噸的氮素流失到農(nóng)田之外，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)300億元。

浪費(fèi)大量緊缺資源

化肥成本之所以居高不下，是因?yàn)樯a(chǎn)原料緊缺。如氮肥主要以石油為原料，現(xiàn)在則以煤和天然氣為主，這些都是我國緊缺的資源。而且每年化肥生產(chǎn)還要消耗大量高品質(zhì)的磷礦石，而磷礦石也已被列入國土資源部2010年后的緊缺資源之列。有數(shù)據(jù)表明，2004年我國化肥生產(chǎn)消耗約1億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，超過國家能源消耗比重5%；每年化肥生產(chǎn)消耗的高品位磷礦石超過1億噸；并消耗了我國72%的硫資源。目前，我國每年生產(chǎn)和消費(fèi)的化肥量超過4500萬噸，而全國氮肥利用率僅有30%左右。

為何難以減量？

農(nóng)業(yè)部表示，將在全國范圍內(nèi)實(shí)施化肥使用量零增長行動(dòng)，力爭(zhēng)到2020年主要農(nóng)作物化肥使用量實(shí)現(xiàn)零增長。其實(shí)按照目前的施用量增長速度，到2020年已經(jīng)達(dá)到環(huán)境無法承受的頂峰了，如果那時(shí)再不降低，農(nóng)田生態(tài)環(huán)境將被化肥毀于一旦。

首先，這個(gè)目標(biāo)僅針對(duì)主糧作物，是走了先易后難的路線?，F(xiàn)在經(jīng)濟(jì)作物（水果蔬菜）單位面積施用量絕對(duì)值已經(jīng)超過主糧作物，而且化肥面源污染呈現(xiàn)沿水體線狀彌散式擴(kuò)散的特征，不限制這一塊，總量就很難減下來。

其次，化肥工業(yè)利益集團(tuán)的壓力和減量使用化肥可能帶來產(chǎn)量下降的風(fēng)險(xiǎn)都是阻礙零增長目標(biāo)的障礙。

第三，小農(nóng)經(jīng)濟(jì)格局下農(nóng)民的短期利益和化肥的捆綁性，形成土地和農(nóng)戶對(duì)化肥的雙重依賴性。

不用化肥可能導(dǎo)致幾年內(nèi)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量下降，我們可能承擔(dān)不起農(nóng)產(chǎn)品數(shù)量下降的風(fēng)險(xiǎn)，所以在小農(nóng)經(jīng)濟(jì)普遍存在而且土地又非農(nóng)民世代所有的情況下，依靠農(nóng)民減少使用化肥幾乎是不可能辦到的事情。

在現(xiàn)如今中國的農(nóng)耕土地普遍存在過量使用化肥，致使土地肥力下降的情況下，再依靠化肥的結(jié)局就是越來越嚴(yán)重的面源污染。

過量施用化肥使其成為名副其實(shí)的土地鴉片，以摧毀長期安身立命的本錢（土地地力）為代價(jià)得到的短期愉悅，在比較效益逐年降低時(shí)，獲得的愉悅感越來越少，于是加大投入（化肥）企圖提高收益，結(jié)果投入越多，本錢越少，最終兩敗俱傷。（附視頻地址：https://v.qq.com/x/page/x06613ylsht.html）

中國農(nóng)業(yè)正在面臨大轉(zhuǎn)型

化肥過量的危害已是公認(rèn)的事實(shí)，農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型刻不容緩！土壤污染法，化肥農(nóng)藥零增長（負(fù)增長），有機(jī)肥替代化肥，等等行動(dòng)。都標(biāo)志著我國農(nóng)業(yè)步入綠色農(nóng)業(yè)的巨變！如果能在實(shí)施化肥負(fù)增長目標(biāo)的同時(shí)，把農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式導(dǎo)向生態(tài)綠色有機(jī)農(nóng)業(yè)，給予政策和財(cái)政的扶持，相信能夠更早地解決化肥過量施用對(duì)土壤的毀滅性的破壞和由此形成的面源污染。