全國土壤微生物學術研討會：讓農業回歸自然

　　 “讓農業回歸自然，是時候了”。11月12日在武漢閉幕的第十二屆全國土壤微生物學術研討會暨第五屆全國微生物肥料生產技術研討會，再一次聚焦我國農業長期以來化肥、農藥用量過大，導致土壤板結退化、水體富營養化、溫室氣體排放嚴重等生態、環境問題，并在“農業回歸自然”上達成高度共識，即“我國農業迫切需要擺脫對化肥、農藥的過度依賴，重返有機肥（有機肥與化肥結合施用），構建一種人與自然和諧相處、永續發展的新型無廢棄物農業”。

　　雙重壓力：又要馬兒跑得好，又要馬兒少吃草

　　與奧運周期類似的全國土壤微生物學術研討會四年一屆，幾乎囊括了國內農業微生物學界的所有精英。四年前的長沙會議，議題就已聚焦化肥在我國農業中的長期過度施用；四年后“舊話”重提，只因情況未有根本性改觀。

　　中國農業大學生物學院教授、農業生物技術國家重點實驗室主任陳文新院士介紹，過去30年，我國農業在利用占世界9%耕地成功解決了占世界總人口20%的13億國人的吃飯問題，到2013年實現糧食產量“十連增”輝煌的同時，也付出了高昂的代價：這30年間，化肥、農藥用量遞升，牲畜糞便、秸稈等廢棄物劇增，已造成農村和農田的廣泛面源污染和土壤肥力下降等嚴重問題。根據2007年全國污染普查結果，農業排放的化學需氧量（COD）占全國排放總量的43.7%（1320萬噸）；農田排放的氮、磷分別占總量的57.2%和67.4% （270萬噸和28萬噸）。因此，我國農業面臨著“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，又要減少面源污染。

　　空氣質量惡化，與過量使用氮肥直接相關

　　從農業微生物學角度看，土壤退化是一個嚴肅的學術問題，更是一個重大的現實問題。

　　中國農科院環發所研究員朱昌雄解釋，土壤退化是因各種自然、特別是人為因素影響所導致的土壤質量下降，甚至完全喪失其物理、化學和生物學特征的過程。由于耕地過度農墾，用養失調；草場超載過牧，濫墾濫挖等不合理的人類活動，目前我國土壤沙化退化現象十分嚴重。

　　陳文新尖銳指出，最近幾年，我國北方城市空氣質量嚴重惡化，與過量使用氮肥直接相關。她表示，農業生產中，氮素養分是繼水之后最大的制約因素。每生產一噸谷物等糧食，需要消耗土壤中20到40公斤氮素。要保持糧食高產，必須向土壤中補充氮素及其他營養元素。從1981至2008年的近30年間，我國糧食產量增長了63%；同期氮肥用量則增長了近2倍。目前我國化肥用量占全球總量的35%。過量使用化肥，一是增加了溫室氣體排放：1980至2010年間，我國與化肥生產及使用有關的溫室氣體排放增加了3.45倍，平均每年增加1070萬噸二氧化碳當量；二是過量施用到田間的氮肥效率愈來愈低：1961年，1公斤化肥可生產151公斤糧食；而到2005年，只生產9公斤糧食。作物吸收不了的過量化肥會隨水淋失，進入地下水或江湖，引起水質惡化(富營養化)，“近年來太湖的藻華和青島的滸苔爆發都是這種富營養化的結果”；三是增加了植物體內的游離硝酸鹽：進入食物中的硝酸鹽在一定條件下會被轉化為亞硝酸，危及食品安全；四是引起土壤酸化：我國土壤的pH值(酸堿度)在過去20年間下降了0.5個單位，過量施用氮肥為其主因。土壤酸化會直接影響植物和土壤微生物生長，加重植物真菌病害，加速土壤中重金屬的溶解釋放。

　　陳文新強調，對化肥的過度依賴，還造成土壤有機質含量下降，土壤結構被破壞，并最終引起土壤板結，肥力下降。“這一狀況日趨嚴峻，已到刻不容緩的境地”。

　　修復退化土壤，有機肥是唯一可選良方

　　與會專家一致認為，退化土壤的修復，是我國農業可持續發展繞不過去的一道“坎”；而合理可行的技術方案，非有機肥莫屬。

　　中科院南京土壤所研究員林先貴團隊經20多年農田生態系統養分平衡長期定位施肥試驗發現，施有機肥、平衡施化肥或有機無機配施，均能有效調節土壤pH值，增加土壤有機碳與全氮含量，從而實現作物的高產與穩產。他表示，作為土壤生物肥力的核心，土壤微生物的生命活動可增加土壤中氮磷鉀等營養元素的供應，“將土壤中一些不能被作物直接利用的物質轉換成可利用的狀態”，最終提高土壤生產力。

　　陳文新進一步解釋，一個高肥力的土壤必須具有良好的團粒結構，為作物調控適宜的水、肥、氣、熱，為作物轉化、保存并持續提供所需營養元素。“這主要依靠土壤中生活的、每克土中數以億計的微生物的作用，而微生物生活主要靠有機質維持”。她如此闡述微生物跟動植物的關系：自然生態系統中，植物是生產者，動物是消費者，微生物是分解者。地球表面有限的營養元素就靠微生物這個分解者才能循環使用，而這個分解作用主要在土壤和水體中進行。“所以最合理的做法是盡可能將動、植物廢棄物投入土壤，促進微生物大量繁殖”。微生物將有機質分解，釋放出營養元素，供植物生長利用；同時也合成它們自身的細胞，將營養元素在細胞中保存而不至流失。微生物死后，營養元素又可被礦化給植物利用。它們不斷地生生死死，擔負起為植物轉化營養、保存營養和長時間提供營養的作用。“這也是我國農民幾千年實踐積累的經驗”。

　　華中農業大學教授陳守文、中國農科院資劃所研究員張瑞福、環發所研究員朱昌雄、湖南省微生物研究院研究員張德元等，分別從微生物肥料活性物質與產品品質及效果關系、對根際微生物與植物根系互作的研究、微生物中的生物腐植酸修復技術研究以及微生物對重金屬污染土壤修復與產品研發策略等方面，對有機肥作為退化土壤修復技術的不二之選，作了令人信服的闡釋。

　　回歸有機肥，并非拋棄化肥而重操“農家肥”

　　回歸有機肥，在當前農村勞動力向城鎮規模化轉移，農業“用工荒”普遍的大背景下，是否具有現實的可操作性？

　　多位專家被問及此，都不約而同地表示：回歸有機肥，并不意味著完全拋棄省工省力的化肥，而簡單重操傳統的“農家肥”。

　　陳文新表示，在人口持續增長，需要更多糧食，同時要保護好生態環境的前提下，就要“在重新重視有機肥的基礎上，適施化肥，實行有機無機結合施用”，她建議：有機肥無機肥按適宜的碳氮比例(C/N約為25/1)混合，因為，比例過大，土壤中的微生物將與作物爭奪氮素營養。土壤中有機質含量高時，即使化學氮肥使用量大一些，也會被微生物作為生物量保存下來，避免其大量流失。過去，有機肥(秸稈加牲畜糞便)必須先長期漚制，達到碳氮比為25/1時再施用；現在，可加入化學氮肥調節碳氮比，只需短時間堆制，經過高溫發酵，殺滅病菌、蟲卵后即可施入土壤。

　　與會專家認同，有機肥（微生物肥）的出路，還在于產業化。陳守文介紹，目前我國已獲得國家批準登記的微生物肥料有100余種，全國微生物肥料企業總數約950個，年產量1000萬噸，年產值已達150億元。但他同時強調，由于微生物肥料單位質量價格低，科研投入嚴重不足，技術力量相對滯后于市場需求，導致若干類微生物肥料產品發酵生產過程的質量監控指標設置不盡合理，對產品穩定性和大田應用效果無法把控。回歸有機肥，仍然任重而道遠。