有机肥将撑起土壤改良的“半边天”——访中国热带农业科学院南亚热带作物研究所所长徐明岗

《中国农资》记者 魏萌

耕地是农业发展的基础资源，也是保障我国粮食安全的根本。在过去几十年里，为了养活十几亿人口，我国耕地复种强度大且投入了大量的化肥与农药，导致耕地质量堪忧，土壤酸化、盐渍化、重金属污染、地力退化等问题日益严重，土壤改良迫在眉睫。近日，记者就我国耕地质量现状、有机肥利用率与土壤改良的关键技术等问题，采访了中国热带农业科学院南亚热带作物研究所所长徐明岗。

1 我国耕地质量亟待提升

《中国农资》记者：请您简单介绍一下，目前我国耕地质量存在哪些问题？

徐明岗：我国是一个耕地资源非常匮乏耕地质量问题比较突出的国家，主要表现为耕地质量整体偏低、中低产田比例大、障碍因素多、高强度利用退化严重、污染严重等。具体来说，肥力低下、难用于农林牧生产的土壤面积占到国土总面积的1/4，有限耕地中的中低产耕地面积占2/3，耕地土壤有机质含量低于1%的面积达26%。

近年来，由于耕地复种指数高，又出现了新的问题，首先是耕层变浅变薄，以东北地区为例，1983年黑土层的厚度约为30厘米，2005年下降到25厘米左右，20年间减少了5厘米；华北地区也不容乐观，连续30多年的浅层旋耕，导致该地区的耕层厚度仅为13-15厘米，犁底层加厚5-8厘米。其次是有机质含量偏低，区域不平衡加剧。第三是土壤养分有增有减，呈现为非均衡化。第二次土壤普查以来，全国土壤有效磷增加趋势较为明显，全氮及速效钾含量稍有所增加，其中东北、西北、西南区土壤速效钾有下降趋势。第四是耕地退化严重，呈现为养分贫瘠化、非均衡化、酸化。第五是障碍农田比例高，酸性土、盐碱土等占耕地60%以上。第六是土壤污染问题非常严重，根据国家环保部2005年资料，中国受污染的耕地约有1.5亿亩，污水灌溉污染耕地3250万亩，固体废弃物堆存占地和毁田200万亩，合计约占耕地总面积的1/10以上。

总体来看，全国土壤环境状况不容乐观，部分地区土壤污染较重，耕地土壤环境质量堪忧，工矿业废弃地土壤环境问题突出。全国土壤总的超标率为16.1%，其中轻微、轻度、中度和重度污染点位比例分别为11.2%、2.3%、1.5%和1.1%。污染类型以无机型为主，有机型次之，复合型污染比重较小。我们做过这样一个概括，把我国耕地质量的特点描述为“三大三低”，即中低产田比例大、耕地质量退化面积大、污染耕地面积大；有机质含量低、补充耕地等级低、基础地力低。其中，有机质含量是最核心的问题，也是最核心的指标。

2 补充有机质是提升地力的关键

《中国农资》记者：为什么说土壤有机质含量是最核心的指标？有机质含量高低对耕地质量有哪些影响？

徐明岗：对于土壤来说，有机质非常重要，有了有机质才有土壤肥力，有机质还是土壤区别于母质和岩石主要物理和化学标志。有机质是土壤肥力的核心，从物理属性看，有机质具有稳定土壤结构、保持水分、溶解度低保持养分、颜色深及土壤热力学性；化学属性上看，有机质能增加阳离子交换、缓冲土壤酸性、络合离子、吸附农药等残留；生物角度看，有机质是生物代谢能量库、营养元素来源、生态系统恢复性，对植物、微生物和酶均有重要影响。

有机质是高产稳产的基础，作物的产量，随着有机质的含量增加而增加。我简单介绍一下，上述结论的得出基于国内外长期试验的数据分析。长期试验是野外监测、试验和研究农田生态环境的重要平台和土壤学研究的重要手段。国际上100年以上的长期试验有25个，大部分分布在欧美，以英国洛桑试验站最著名，建于1843年，拥有176年历史。我们中国有两个长期试验，一个叫化肥网，一个叫肥力网。化肥网是从1980年开始，当时在全国做了80个长期试验，到现在还有1/3的试验在长期坚持。肥力网是从1996年开始，一批专家根据从英国洛桑实验站学习到的经验，在全国9个地区建立了长期试验网，如今仍运转良好。

根据长期试验数据分析，随着有机质含量的增加，作物的综合产量会随之增加，并逐渐趋于平衡。我们把中国各个地区的作物产量做了分析，例如，单位土壤内的有机质每提高1克，华北地区小麦、玉米每亩大约可以增产1000公斤左右，南方地区的水稻每亩能增产350公斤。也就是说，不同区域、不同作物，有机质提升的增产效应略有差异，但可以肯定的是，土壤有机质的提升，提高了作物的可持续性指数，降低了产量的变异性。对此，我们也做了试验，单位土壤有机质提高1克，其稳产性表现在它可持续指数上，可以平均提升5%，变异性可以下降5%-8%。不过，有机质提升对水稻的稳产性影响不明显。

3 改良土壤离不开有机肥配施

《中国农资》记者：国家提出了有机肥替代化肥的政策，那么从目前的试点来看，我国农田有机肥利用率和效果如何？有哪些技术可以提升土壤有机质含量？

徐明岗：说起有机肥替代化肥，首先要明白，有机肥与化肥的最大区别在于有机碳。氮肥、磷肥、钾肥都有一个最佳施肥量，呈现为一个抛物线响应关系。有机肥有没有最佳施肥量，如果有的话是多少？有机肥与化肥最大区别是有机碳，碳这个元素，对于植物非常特殊，不通过土壤吸收，而是通过光合作用，把二氧化碳变成有机体，有机体一部分收获，相当于一部分变成落叶，经过微生物分解，又变成二氧化碳，回到大气里面，只有一部分变成土壤有机质。因此，土壤有机质的变化，既受到自然环境的影响，也受到人为管理的影响，比如耕作、轮作、施肥等都会有影响。

经过对大量试验数据的分析，我们得出结论，不同区域农田土壤有机肥碳的利用效率，具有空间规律性。西北地区平均利用效率最高，达到25.7%；东北黑土能达到23.0%；华北地区为13.3%；华南红壤旱地为9.9%；长江流域水稻土为10.8%。全国农田土壤有机肥碳利用效率平均16.3%，全国秸秆碳的利用效率平均为9.5%从北到南，化肥配施有机肥及其增量的图土壤有机碳提升效应随温度的升高和降水的增加而增大。

最后，我再来简单介绍下不同区域、不同肥力的土壤有机质维持或提升的有机物管理技术。由于高强度利用导致土壤退化，在全球范围都比较严重。全球范围退化的面积占整个耕地面积的20%，我们中国大概有40%的土壤退化，保护并利用好土壤资源迫在眉睫。怎么办？必须要土壤改良。怎么改良？必须依靠有机肥技术的大力推广。

土壤退化和肥力低下严重制约肥料利用率，导致肥料利用率低下，我们通过合理配施有机肥，就能够实现减肥增效，通过改良土壤，能够将传统肥料的利用率提升到45%，并且提高作物的品质和产量。当土壤肥力低时，化肥替代率相对低一些；当土壤肥力足够高的情况下，有机肥可以100%地替代化肥。经过测算，在保障产量和质量不降低的前提下，有机肥替代化肥的减肥潜力大概是10%；研发利用含腐殖质的新型肥料，大概能减少10%-15%；利用智能机具可减少10%-12%。这三大技术加起来，未来可减施化肥养分28%-37%。减施不是目的，在肥料减施的同时，还要通过有机肥的配施来实现改土养地。

过去，我们谈氮磷钾，还是着眼于传统的植物营养，现在我们一定要把施肥和养地结合起来，通过土壤肥力的提升，来提高肥料利用率，形成一个良性的循环。具体措施方面，可以借鉴一些发达国家的经验，例如像欧盟和美国通过建立限量标准有机替代，使用绿色防控自动化、秸秆还田、健全法律法规、征收使用税等方式来减量增质增效。也可以尝试有机无机肥配合施用、施肥+土壤改良、种植作物+养地作物，轮作休耕等。