导 读
虽然我国粮食有着“十一连增”的纪录，但肥料和农药的施用同步增长，“十一连增”的背后是肥料和农药的力量。
土壤，曾经是一个富有活力的生态系统，已经降低甚至失去了其应有的保肥、保水的功能，变成单纯植物生长的支撑物质。
文/陈能场(广东省生态环境与土壤研究所研究员)
当前我国农作物亩均化肥用量21.9公斤，远高于世界平均水平（每亩8公斤），是美国的2.6倍，欧盟的2.5倍，化肥过量施用、盲目施用等问题，带来了成本的增加和环境的污染。而2012~2014年农作物病虫害防治农药年均使用量31.1万吨，比2009 ~2011年增长9.2%。农药的过量使用，不仅造成生产成本增加，也影响农产品质量安全和生态环境安全。
现代农业生产中的恶性循环
我国人多地少，因此追求产量从来都是我们农业生产的最高目标。自从出现化肥和农药后，这两样物质对于农田自然不吝啬，当作物长得不好时，便向田里加入肥料，且不管是不是施对了肥；而当发现作物长虫时，便对植物喷洒农药，且不管是高毒农药还是低毒农药。
长此以往，不管是肥料或者农药便形成了恶性循环，也就是大量施肥造成了土壤板结和酸化，土壤因此不健康，土壤不健康导致作物生病，造成植物的不健康，植物的不健康又需要喷施农药；农药降低甚至杀死很多土壤的微生物和细菌，土壤中很多生物过程减慢或停止，造成土壤的保肥、供肥能力下降，为了提高产量，农民又不得不施用更多的肥料，我国农业生产正陷入这样一个恶性循环中。
虽然我国粮食有着“十一连增”的纪录，但肥料和农药的施用同步增长，“十一连增”的背后是肥料和农药的力量。土壤，曾经是一个富有活力的生态系统，已经降低甚至失去了其应有的保肥、保水的功能，变成单纯植物生长的支撑物质。
土壤健康是跳出恶性循环的关键
土壤是上述的恶性循环的直接受害者，高量超量化肥带来了土壤内部的酸化和板结、大量农药伤害了土壤中固有的庞大的食物网，导致土壤生态系统物质流、能量流和信息流的不畅或者断裂，直接表现在养分循环和供给能力的降低，也破坏了有益生物和有害生物相互间的相生相克能力。
在人口不断增长、耕地不断减少、资源日渐短缺、环境恶化日益凸显的现状下，粮食问题也同步严峻。要跳出这样一个恶性循环，唯一的可能是构建土壤健康。
土壤健康能为化肥零增长和农药零增长助力
一个健康的土壤具有丰富的有机质，理想的土壤中有机质要达到5%。在一平方米的土壤面积中，不仅应该有从细菌到脊椎动物所有的生物，而且数量也很庞大，如细菌应有10万亿个，而肉眼可见的蚯蚓等也能有数百条到上千条。
这些活的生物年生物量需要高达400~470公斤/亩，这样的土壤具有很强的养分储蓄能力和转化能力，也是使各种病菌片面增多的基础。
土壤有机质本身就是一个养分库，1%的有机质含各种养分18公斤左右，同时有机质表面的各种负电荷基团是土壤保肥能力的基础。有机质从2%降低到1.5%，土壤的保肥能力将下降14%。
土壤有机质是作物生长所需要的良好土壤结构形成的重要胶结物质，并因此大大增强土壤的保水能力。有数据表明，当土壤有机质从1%增加到3%，土壤的保水能力将增加6倍。
足够的土壤养分是植物健壮的基础，有助于植物构建强有力的病虫害防疫体系。当一些养分低于某一水平时，植物散发出多种化合物，其中含的糖和氨基酸含量高，真菌、病菌等等就被吸引、引起病害。
作为一个生态系统，土壤直接影响着粮食生产和安全，而均衡足量的养分有助于植物构建良好的机械障碍 （例如细胞壁厚度）和合成天然防御化合物 （如抗氧化剂、抗毒素和类黄酮物质）。矿物质影响着这些污染的合成能力和合成数量。
文章来源：中国科学报
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