肥料对环境的影响超乎你的想象

肥料能为作物提供获得高品质和产量所需的营养。但肥料对环境究竟会产生何种影响?答案可能和你想的不太一样。

1月 1, 2024
2分钟
Dr. Patricia Imas
ICL Agronomy content manager & commodities specialist

环境为我们提供呼吸的空气、饮用的水源以及食物,它的珍贵不言而喻。在农业方面,植物利用空气、土壤和水来生产供我们食用的作物或用于工业及能源生产的原材料。肥料是作物生产的重要组成部分,确保产量和品质满足人类所需,但它们的使用对地球生态系统会有什么影响?有趣的是,或许与许多人的观点相反,肥料的巧妙使用可以成为保护环境的重要手段。

 

提高土地生产力就能保护环境

使用肥料最重要的原因之一是提高农业产量。但为什么说提高作物产量能保护环境呢?纵观全球森林状况,我们会发现农业是造成森林砍伐的主要原因。由于需要更多的土地来种植越来越多的粮食,一些种植者为了种植农作物而砍伐森林。但是,与其扩大种植作物的土地面积,不如提高现有土地的生产力,从而缓解拓展农业用地的压力。

国际热带农业研究所(IITA)和国际林业研究中心(CIFOR)的研究发现,低投入的可可、木薯和油棕种植导致了西非热带森林的大面积砍伐和退化。根据这项研究,西非几内亚雨林地区的可可产量从1987年到2007年翻了一番,这在很大程度上依赖于砍伐森林来开辟新的农田。这种森林砍伐导致了生物多样性的大范围丧失和日益严重的碳排放。

该地区的种植者平均每公顷仅施用4公斤养分,导致产量很低。根据研究人员的计算,增加肥料的使用能提高可用土地的生产力,使200多万公顷的热带森林免于被砍伐或退化。如能加强肥料和农用化学品的使用,改进作物管理,不但可以获得同样的产量,使农民收入增加一倍,还能有助于避免森林砍伐,减少13亿吨二氧化碳排放。

 

防治土地退化

其他区域的土地也可以从肥料使用中受益。干旱、半干旱和半湿润干旱地区的不良耕作管理导致土壤肥力下降、土地退化,并最终导致荒漠化。全球每年损失240亿吨肥沃土壤,影响32亿人。土壤退化会导致生产力下降,最终威胁粮食安全。

例如,在撒哈拉以南的非洲,40%的土壤养分枯竭,而肥料消耗量仅为全球平均水平的2%。通过4R原则(在正确的时间、正确的地点、正确的频次、正确的养分)来源增加肥料的使用,种植者可以持续地提高产量和收入,改善生活。4R养分管理还能防止土地进一步退化,帮助恢复已经退化的土地,同时补充土壤的养分含量。

 

捕获土壤中的碳

尽管土壤是植物茁壮成长所需的氮、磷和钾的重要来源,但土壤中的碳含量也是一个关键因素。收获后,各种作物的田间残留物都是可以为土壤吸纳的宝贵碳源。每公顷土壤可以储存多达300吨的碳,相当于1100吨的二氧化碳。因此,通过改善肥料使用来提高作物产量能增加作物残留物,可在堆肥后直接将碳返回土壤或作为动物畜肥使用。

为获得最佳效果,最好在作物残茬掺入土壤时提高碳氮比(C:N),从而加速土壤有机碳形成,并将环境中氮损耗的增幅降至最低。

 

氮肥与环境

氮肥在讨论肥料对环境的影响时,经常被提及。这可能是因为它们在制造过程中需要大量能量,或是因为氮肥滥用会导致过量的营养物质渗入水体,以及一氧化二氮释放到大气中。这就是精准的养分管理必不可少的原因。

施用控释料(CRF)就可以提高作物氮素利用效率(NUE)。控释肥能够管理养分释放速度,使其与作物生长过程中的需求相匹配。这不仅简化了施肥过程,还意味着作物吸收了更高比例的氮肥,减少了氮肥流失到环境中的情况。在实践中,种植者可以在获得相同产量的同时减少氮肥的总用量。例如,在波兰进行的一项马铃薯试验表明,通过混施以化集团的易迈施控释肥(Agromaster)和葆力素(Polysulphate),马铃薯产量增加22%,氮肥用量减少20%。

以化集团最新研发的eqo.x控释技术使得控释肥的性能再上一个台阶。采用了eqo.x技术的高性能控释肥系列产品,如Agromaster和Agrocote,具有额外的优势,即在养分释放后,外层包膜可以快速充分地进行生物降解,不会对土壤造成污染。

 

通过滴灌节约用水

农业对环境产生影响的另一个领域是关于水的使用。农业用水约占地下水、溪流和湖泊流量的70%。在过去的50年里,这些水推动了农业生产力的惊人增长。然而,当与外部农业用水需求和气候变化的影响相结合时,水资源短缺正成为农业与粮食安全领域日益关注的问题。

种植户可以通过滴灌减少肥料和水的使用。滴灌是指在灌溉水中施用养分,精确控制养分和水分的输送。事实上,微灌系统可以在提高作物产量的同时,将水分利用效率提高到惊人的90%,并将养分利用效率提高到同样令人印象深刻的90%。

 

与其他方法相比,这种提高利用率的方法可减少50%的肥料使用量,同时减少水的消耗,还能实现相同的产量。

 

平衡施肥以获得最佳效果

因此,肥料的使用是可以对环境产生积极影响的,帮助减少土地退化,降低森林砍伐的需求,减少用水量,并有助于增加土壤中的碳捕获。然而,肥料的使用必须与作物的需求相匹配,才能达到这些有益的效果。

作物生长需要17种关键营养物质,但在大多数情况下,它们只需要大量的氮、磷和钾。这些营养物质的比例应该与作物的需要相匹配。以最佳比例施用足够养分的过程称为“平衡施肥”。如果比例不正确,就会导致土壤肥力枯竭、产量下降、作物品质差和利润降低。相应的,平衡施肥则能够增加产量,改善作物品质,提高土壤肥力与利润,最终使环境受益。

选择使用先进的作物营养产品,在专业农艺建议的支持下,可以使一切变得不同,种植户能够可持续地提高作物产量,同时也有助于保护我们赖以生存的环境。