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种菜,化肥不可怕

不知从啥时候开始,化肥给人留下有害的印象,甚至像农药那样,被列入不利于健康的代名词。其实,这完全是误解。毋庸置疑,过度使用化肥甚至滥用化肥,会造成土壤富营养化,形成对环境的污染和破坏,但对人并没有任何毒副作用。化肥,无非是给植物提供生长需要的氮、磷、钾三要素,化肥是让植物吃的,不是让人吃的,不会伤害人体健康。相比之下,农家肥更不安全,搞不好就把寄生虫卵、细菌给吃下去了。

好了,这个问题,专家更能说得透彻。转载一篇十多年前葛教授发表的文章,虽然有点长,静下心来阅读,相信你会有收获。

绿色蔬菜生产中化肥施用问题的讨论

葛晓光,男,教授,博导,沈阳农业大学园艺学院 郝楠,辽宁省农业科学院

在无公害蔬菜、绿色食品蔬菜和有机食品蔬菜生产中,对化肥、有机肥的施用有不同的要求。其标准制订的依据主要考虑到环境污染、水土保持、产品质量安全等诸多因素,但各有所侧重。至于化肥、有机肥对土壤质量的影响,尤其是蔬菜中硝酸盐、亚硝酸盐对人体的影响,专家、学者之间多有争议。葛晓光先生通过引证详实的例证和多年的研究结果,对上述问题提出了自己的看法,当然,这不失为一家之言,欢迎持不同见解者参与讨论。

在绿色食品“生产资料使用准则”中规定,生产AA级绿色食品,除可使用微量元素及硫酸钾、煅烧磷酸盐等矿物肥料外,不准使用其它化学肥料;A级绿色食品生产过程中允许限量使用部分化学肥料,但禁止施用硝态氮肥,并明确提出有机氮与无机氮的比例不能超过 11。在当今社会上也较普遍存在一种看法,认为施用化肥必然会造成蔬菜污染,菜田地力下降,甚至农产品的品质变劣,风味变差。因为这是关系我国农产品产业化、现代化发展中对待化肥的大事,必须有一个认真科学的态度。

1、关于施用化肥对蔬菜安全性影响的问题

1.1 农药与化肥都是蔬菜安全性的“大敌”应该清楚认识到,在安全、优质、富有营养的蔬菜生产中,化学农药与化学肥料的作用是完全不同的。化学农药是为了防治病、虫、草害而合成的一般在自然环境中不存在的、具有“杀生”性的化学有机物质,对人体有害且不安全;使用不当不仅污染蔬菜,还能在土壤中残留与降解成有害物质,同时在人体内积累,甚至通过食物链在生态系统内循环,危害人类健康。因此,人们对农药污染和农产品中农药残留的恐惧是可以理解的,限制使用农药并禁用一些剧毒、高残留农药都是必要的。即使这样,人们也还是应该正确地对待农药问题,因为它毕竟在农作物的保护中起到非常重要甚至难以替代的作用,关键在于合理使用。化肥则不同,它是提供或补充作物必需而土壤供应又不足的营养元素。其作用不是“杀生”而是“促生”,而且所有这些化合物或离子,在任何自然土壤或耕作土壤中都能找到。所以,施入农田的化肥,其实都是土壤中存在的成分,只是为了提高产量而有意识地提高了那些重要养分在土壤中的浓度。所以,化肥并不像农药那样可怕,在现代产业化蔬菜生产中应该起到相当重要甚至是不可缺少的作用。

1.2 如何看待有机肥与化肥在蔬菜生产中的安全性

1. 2. 1有机肥也会造成蔬菜的污染

菜田施用有机肥培肥土壤是我国传统的经验,也是传统农业的精华之一。但是,现在出现一个极端的认识误区:认为只有施用有机肥生产的蔬菜才是安全的,化肥生产的蔬菜就会污染。其实不然长期施用有机肥也会造成蔬菜的污染。

①土壤中氮素与硝酸盐的积累。从蔬菜长期定位施肥试验的资料(19882002)1可知 (1),连续施用有机肥,在有机质含量显著增长的同时,全氮与碱解氮含量也明显增高。大量科学试验及生产实践证明,过多施用有机肥,同样会造成土壤硝酸盐积累和地下水污染,甚至污染产品。欧洲国家从20世纪80年代,特别是90年代以来,对有机肥在农业中的作用逐渐有了比较全面的认识,对用量和施用时间都做了比较严格的限制。

②长期施用有机肥的土壤中存在亚硝基类化合物。如河北省某市市郊蔬菜地平均每667 m2每年施纯鸡粪5 t左右,土壤中亚硝酸盐含量为 0. 045 %0. 071 %、亚硝胺(主要是二甲基亚硝胺和二己基亚硝胺)0. 387. 52 — 1 — mg kg -1,而在未施用有机肥的粮田中则未检测出亚硝酸盐与亚硝胺。这些亚硝基类化合物均可被蔬菜直接吸收,特别是叶菜类蔬菜,可直接进入可食部分,对人体产生一定程度的危害2

③在某些规模化畜禽场,畜禽粪便成为有毒成分集中的“毒品”库。调查表明,在年出栏1万头的猪场,粪便中砷元素含量为150 kg,折合As 205230 kg;铜元素450750 kg,折合硫酸铜11301583kg;饲料中抗菌药物的使用量为3050kg;至于激素、“瘦肉精”的使用量也不小。随着集约化畜牧业的发展,兽药的应用范围也在扩大,有的药物如抗生素、磺胺药、激素等已被广泛用于畜禽养殖业。到目前为止,我国对畜禽粪便中的药残以及这些药残通过食物链对人影响的研究几乎是空白。

1. 2. 2对氮素化肥施用安全性的认识

有一些蔬菜如一部分绿叶菜类蔬菜,在氮素化肥施用过多、施用过晚或偏施等情况下,食用器官部分的硝酸盐含量较高,甚至超过一般认定的地方标准。但是,这种由于施用化肥而造成的蔬菜硝酸盐污染完全可以从技术上解决。有不少蔬菜如茄果类、瓜类硝酸盐含量并不高,一般很难达到超标的程度。因此,应该明确以下3个问题。

①化肥本身并不是有毒有害物质,是浓缩的提纯养分,如果施用合理,一般不会对蔬菜造成任何污染,甚至比某些有机肥如城镇垃圾堆肥、河泥、工厂化养殖场的畜、禽粪尿等要清洁得多。

②禁用硝态氮化肥使人难以理解。对作物来说,如果土壤中有机肥铵化和硝化后产生的NH+4NO-3和硝铵中的NH+4NO-3是无法区别的,那么根系不会拒绝吸收硝态氮化肥中的NH+4NO-3

③现代社会生产的农产品,无论采用何种方式生产都很难做到绝对“洁净”和“纯天然”。事实上,没有必要为追求“纯天然”、“绝对”无公害而去执行那些并非真正科学实用的规定。比如,天然磷酸盐是天然矿产品,但往往含有镉等过量重金属〔含镉量15. 3 (中国)36. 0 (美国) mg kg-1〕。不应将安全性蔬菜生产神秘化、概念化或使其产品“贵族化”,应把目光放大,面向大众生产健康无害的农产品,提高农产品的公众信誉度。

2 正确认识有机肥与化肥对菜田土壤肥力与蔬菜增产的作用

2.1 有机肥与化肥对土壤培肥与增产的作用

2. 1. 1有机肥对土壤培肥的作用

从表2可以明显看出,有机肥的长期施用不但可以提高土壤有机质含量与土壤肥力,防止或减轻露地菜田土壤酸化与温室土壤盐渍化,还可以在较大程度上缓解与防止因不施某种营养元素而出现养分亏缺的状况。比如,定位施肥试验15a后,最高产量是有机肥配施NK化肥处理,说明经过15 a重施有机肥后,土壤中的磷素含量已经达到相当高的程度(全磷0. 438 %,速效磷 158. 36 mg kg-1,分别为试验前本底值的2. 201. 24),不施磷肥不仅产量不下降,反而高于有机肥配施NPK化肥处理。因此,为了建设稳产高产的菜田—蔬菜生态系统,长期施用有机肥不仅是一种施肥措施,还是土壤培肥基础性建设的必要手段。依据定位施肥试验,菜田培肥的土壤有机质含量指标不应低30g kg-1。在连年重施有机肥条件下,中等肥力菜田(土壤有机质含量20g kg-1左右)达到此标准需要1520 a1

2. 1. 2有机肥配施化肥对蔬菜产量的影响

从表2看出,单施有机肥处理的产量较低;产量最高的是有机肥配施NK化肥处理,而并不是有机质含量最高的有机肥配施P肥处理;这说明,当土壤有机质含量达到一定程度后,有机无机肥合理配施对产量的影响比提高土壤有机质含量的效果更为明显。

单从养分吸收来看,完全使用有机肥与完全使用化肥的栽培没有本质的区别,只是前者需要经过分解与释放的过程,后者施入后很快呈离子态被根系吸收;前者释放的养分比较全面且不易发生缺素问题,但产量会受到供肥强度的限制;而完全使用化肥的蔬菜无土栽培却往往可获得更高的产量,但该系统比较脆弱,容易受到外界的干扰而减产或栽培失败。有机肥与无机肥配施就能从根本上解决二者的不足,获得更好的栽培效果。

2.2 长期施用化肥会导致地力下降?

国内外,特别是国外一些年限很长的肥料定位试验在这方面进行了长期而卓有成效的工作。几十年甚至上百年的长期定位施肥试验中,产量与产品品质的变化是说明地力是否下降最为有力的证据。已经完全证实,施用化肥对作物产量和品质具有和有机肥同样的效果。这些试验在确定欧洲农业的格局方面 (如在有机肥基础上大量施用化肥)发挥了重要作用。英国洛桑试验站1843年布置 Broadbalk小麦连作试验,施化肥与厩肥的127a (18521978)的小麦平均产量完全相同。日本中央农业试验站50 a ( 19261975试验,NPK化肥、有机肥、绿肥 (紫云英) 3个处理的水稻平均产量基本一致,其结果与笔者蔬菜定位施肥试验 ( 19882002)完全一致2。表3可以明显看出,施用 NPK化肥处理的产量不仅高于偏施无机N肥的处理,也高于年年施入大量有机肥的处理,VC含量也高于有机肥处理,特别高于偏施氮素化肥的处理;在土壤物理性方面,有机肥处理具有一定或较大的优势,特别在土壤容重指标上表现比较明显,这是有机肥改良土壤的效果。

Rothamsted试验站肥料试验百年后土壤肥力的变化指出,有机肥和化肥在提高土壤肥力方面的作用与用量及土壤条件有关2。在笔者长期定位施肥试验中也可以明显看出,只要是NPK化肥合理搭配,不论是否施用有机肥,各种养分含量的增长率始终处于一种平衡的状态,且有不同程度的提高。可见,施用化肥能否降低地力的关键在于是否能够做到各种养分的合理配施。从上述试验结果看,有机肥和化肥在提高土壤肥力方面的作用是一致的,虽然在增加某些肥力指标的数量上有一定差异,但根本得不出化肥消耗地力、破坏土壤的结论。这些试验量大、面广、时间长,是完全可靠与可以信赖的。但是在生产实践中,农民和科技工作者还是常常感觉到给土地“喂”化肥,地越“吃”越馋。这可能有两个主要原因:第一,化肥施用中偏重氮肥而忽视了磷、钾肥,即施肥中的氮、磷、钾养分不平衡;第二,化肥是浓缩的养分,施用量与施用效果关系很大,并不是越多越好,施肥上的报酬递减现象非常明显。在笔者蔬菜定位施肥试验中就出现了这种情况,不当的增施化肥处理,其产量甚至还不如15 a均未施肥的对照。

3 关于硝酸盐对人体健康影响的认识与对策

3.1 几种不同的认识

关于硝酸盐对人体健康影响的问题存在着三种不同的看法,一种是当前在科技界比较普遍的认识,即人体内硝酸盐大部分来自硝酸盐富集量较大的蔬菜,硝酸盐本身并没有毒,超过一定的数量,对人体是有害的,其危害主要是通过亚硝酸盐表现出来。亚硝酸盐中毒通常表现为3种类型,即正铁血红蛋白症、亚硝胺致癌、肾上腺肾小球肥大(未得到临床验证)。为此, 1973年世界卫生组织及联合国粮农组织规定硝酸盐的AD I (日允许摄入量)3. 6 mg kg-1 (体重〔或5 mg kg-1 (体重,按 NaNO 3 计〕。在这样认识的基础上,有些人产生了“恐硝症”,反对在食用的农作物上使用硝态氮肥料甚至氮素化肥,以符合绿色食品生产的要求;第二种看法认为,蔬菜的确是人体硝酸盐的重要来源之一,但许多蔬菜含有的大量VC是一种很强的内源N-亚硝胺形成抑制剂,可能从水中摄入的硝酸盐比富含VC的蔬菜中硝酸盐引起的危害更大,何况有些蔬菜硝酸盐含量并不太高,即使富集量较大的蔬菜也是可以通过技术降低其含量,达到基本不危害人体健康的程度。这种看法具体表现在各个国家甚至不同地区对蔬菜的硝酸盐限量标准的较大差异,同时认为不应对包括硝态氮肥在内的氮素化肥限制太严;还有一种观点则与第一种截然相反,法国J L’hirondel医生和J L L’ hirondel医生父子两人的观点具有极大的代表性。他们查阅了当今世界上有关这一问题的 600多篇文献,且进行了综述,以其毕生精力完成了《硝酸盐与人类健康》著作,书中有不少自己的实践经验和真知灼见。他们希望有关部门能严肃认真重新考虑食物中硝酸盐的限量标准,以避免为此而在人们思想上引起不必要的忧虑和为此付出的巨大经济代价。他们还坚信,硝酸盐对人类健康无害的事实,一定会得到越来越多人的认同3

3.2 建议采取的对策

3. 2. 1不应禁用包括硝态氮肥料在内的氮素化肥

虽然现在还无法最终判断以上几种不同观点的是非或正确程度,但是,有一点应该明确,不应对氮素化肥,特别是硝态氮肥料视如“大敌”,在绿色蔬菜生产中无故排斥这类肥料。

①从科学的角度来看,土壤中的氮素形态是因条件不同而不断转化的。通过肥料施入土壤中的铵态氮、酰胺态氮、氰氨态氮和有机肥中的更为复杂的含氮化合物,只要条件适宜,都可以分解和转化成硝态氮,所以,想通过禁止使用硝态氮肥料而降低土壤中硝酸盐的含量是不可行的。况且蔬菜是一类喜硝态氮的作物,在蔬菜栽培中适当时期施入适量硝态氮,更有利于其生长。

②从蔬菜本身的硝酸盐含量来看,并不是所有蔬菜的硝酸盐含量都高,富集量大的蔬菜主要是菠菜、蕹菜等绿叶菜类蔬菜,瓜类、茄果类等蔬菜含量一般较低。所以,没有必要像对待农药那样对待氮素化肥。

③从实际情况来看,蔬菜硝酸盐含量高不一定就是因为氮素化肥或硝态氮化肥施用多,也可能是土壤中氮素含量较高而造成,其中有机肥的年年过多施用就是主要原因。所以,从长期施肥的影响角度来看,制定的有机氮与无机氮11的规定未必就很科学,以此也不可能控制住土壤硝酸盐含量的增高。

3. 2. 2对绿色蔬菜栽培中施肥的几点建议

①有机蔬菜与 AA级绿色蔬菜在允许使用的生产资料方面相似,但却有本质的不同。前者属于回归自然的理念性蔬菜,要求禁用包括肥料在内的一切化学合成的生产资料,但这毕竟是面积较小、生产量也不大的“贵族式”高档食品;而后者则是面向大众市场的安全、优质、营养类食品,其生产必须符合现代产业化的要求,即无论产量或质量均应符合现代生产与市场的需求。如果对规定的一些化肥禁用就很难达到这个目标。

②虽然依靠合理施用化肥也可以生产出高产、优质的 蔬菜,如现代温室的蔬菜无土栽培。但为了稳产、高产、优质,特别是从菜田地力的稳定提高与可持续发展的角度,生产绿色蔬菜的施肥应该首先立足于有机肥的施用。菜田土壤的培肥指标中的有机质含量可以暂定为 3040g kg-1,在达到这个标准前,可以连年施用一定数量的优质厩肥〔露地34 t (667 m 2-1,温室45 t ( 667 m 2 )-1 〕或优质鸡粪5001000 kg ( 667 m 2 )-1,但必须进行有机肥的无害化处理并符合无公害生产的卫生标准。土壤有机质含量达到上述标准后,可以按年矿化率7 % 10 %的指标施用有机肥,补充已经减少的有机质,保持土壤有机质在一个动态平衡的水平上。

③根据笔者15 a定位施肥的资料,单施有机肥处理的菜田土壤有机质达到31. 2 g kg-1时,全氮含量为0. 317 %,碱解氮为118. 0 mg kg-1,有效磷为223. 67 mg kg-1,有效钾为256. 69 mg kg-1。虽然土壤肥力已经达到较高程度,但从温室番茄的生产结果来看,与最高产量的处理比较,只能达到施肥增产空间的1 /4产量,问题出在单施有机肥处理的供肥强度,特别是NK肥的强度不够。因此,要想获得高产,必须有机肥与无机肥合理配施。

④实行测土施肥。为了简化测土施肥的方法,建议采用以下两种方法:一是按照栽培蔬菜的目标产量实行测土施氮,一次测定土壤有效磷含量,制定34 a内的施磷计划,按照计划不给磷肥或每年补充少量磷肥;以 (NK) 比例 (11. 21. 3)增钾;二是检测土壤有机质含量,大致推算出土壤中可利用的主要养分含量,然后按栽培蔬菜的目标产量补充所需的肥料。根据长期定位施肥试验的资料,土壤有机质与土壤的养分含量均达到极显著的水准。现将其相应养分含量列于表 4供作参考。

在施用化肥中应注意以下几个问题:严格实行测土施肥,按蔬菜种类与产量目标施足肥料,但不要偏施与过量施肥;测土施肥时,不必扣除有机肥中的养分含量 (养分含量高的有机肥如豆饼、鸡粪等例外,但必须35 a测定1次土壤有机质含量,以确定有机肥的使用量;按测土施肥的标准供给一定量的NPK化肥,不需考虑有机 N与无机的比例;对于硝酸盐含量较高的叶菜类蔬菜,也要按产量目标测土施肥,但在采收前2030 d尽量不施氮素化肥,还可以通过配施PK肥以及施用黄腐酸等措施降低硝酸盐含量。

农业部主管、中国农业科学院蔬菜花卉研究所主办单位的《中国蔬菜》杂志2006第四期1-4

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