從1843年第一種化學肥料過磷酸鈣在英國誕生后，化肥這種被稱為“糧食的糧食”的人工合成品，在人類社會的發(fā)展進程中發(fā)揮著重要的作用。

　　二戰(zhàn)后，全球糧食產(chǎn)量能夠從6.3億噸增長至2018年25.9億噸，人口數(shù)量從1950年的25.2億增長至今天已經(jīng)75.8億，化肥的普及和應用是重要的推動力之一。

　　△圖源：Veer圖庫

　　化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起到不可替代的作用。但是最近幾年出現(xiàn)了一些聲音，認為化肥無用、化肥有害，未來應該淘汰化肥，讓有機農(nóng)業(yè)替代無機農(nóng)業(yè)等等。事實真的是如此嗎？

　　首先，讓我們來具體了解一下化肥的真面目。

　　走進化肥——糧食的糧食

　　化肥是化學肥料的簡稱，是用化學和(或)物理方法制成的含有一種或幾種農(nóng)作物生長所需營養(yǎng)元素的肥料。

　　化肥屬于人造產(chǎn)物，也不是自古就有的。1840年，德國科學家李比希創(chuàng)立的礦質(zhì)營養(yǎng)學說為化肥工業(yè)的興起奠定了理論基礎。李比希的三大營養(yǎng)學說中的養(yǎng)分歸還學說認為，“植物從土壤中吸收養(yǎng)分，每次收獲必從土壤中帶走某些養(yǎng)分，使土壤中養(yǎng)分減少，土壤貧化。要維持地力和作物產(chǎn)量，就要歸還植物帶走的養(yǎng)分”。植物吸收的氮磷鉀鈣鎂硫鋅鐵等營養(yǎng)元素必須人為補充回去，否則這些各自不可替代的營養(yǎng)元素虧缺后，會直接造成產(chǎn)量降低，直至養(yǎng)分耗盡后導致絕產(chǎn)。

　　施用化肥是全球范圍性價比最高、最簡易的補充途徑，過去的一百多年里，全球的科學家為找到能耗更低、更清潔的生產(chǎn)技術(shù)和更科學的施用方法而不停地探索。

　　根據(jù)李比希的理論，科學家們開始進行化肥的研制。1843年，第一種化學肥料——過磷酸鈣在英國誕生；1861年，德國首次開采鉀鹽礦。但是這些的應用量都非常小，沒有對全球糧食和人口起到大的革命性促進作用。而來自于哈勃-博世的合成氨技術(shù)，才是真正提升全球糧食產(chǎn)量、改變了農(nóng)業(yè)格局的起點動力。

　　△弗里茨·哈伯(Fritz Haber,1868-1934)（圖源：維基百科）

　　1909年德國化學家哈勃和博世在研究炸藥過程中，發(fā)明了利用空氣氮合成氨的方法，這項技術(shù)的發(fā)明和應用標志著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向擺脫完全依賴大自然邁出了巨大的一步，并開始向工業(yè)化轉(zhuǎn)變。1913年哈勃與BASF合作建立了第一條年產(chǎn)3萬噸的合成氨生產(chǎn)線。

　　△德國路德維希的巴斯夫公司第一座合成氨反應塔遺址（圖源：維基百科）

　　既然1913年就已經(jīng)開始批量生產(chǎn)氮肥了，為什么1950年后全球人口才開始飛速增長？這是因為一方面技術(shù)的普及應用需要時間，另一方面，一戰(zhàn)和二戰(zhàn)打亂了合成氨技術(shù)在全球的推廣，待二戰(zhàn)結(jié)束后，合成氨技術(shù)才開始在全球快速普及，我國也是這時才開始了合成氨廠的建設，實現(xiàn)了氮肥的飛躍發(fā)展。

　　如果沒有化肥會怎么樣？我們把時鐘撥回化肥用量忽略不計的1900年，全球人口僅有16.3億，而今天僅僅氮肥就間接供養(yǎng)了全球48%的人口。所以我們要感謝氮肥，感謝化肥。

　　化肥有問題，但這不是化肥的錯

　　隨著環(huán)境污染問題日漸受到人們的重視，出現(xiàn)了化肥會加劇環(huán)境污染、還對人體有害、有機肥優(yōu)于化肥等觀點，也讓化肥在人們心中的印象分不斷降低。雖然化肥確實會影響環(huán)境，但這并不完全是化肥的錯。

　　長久以來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥的施用存在一些嚴重的問題。據(jù)研究表明，我國北方冬季的霧霾、地下水硝酸鹽超標、表面水體富營養(yǎng)化，甚至土壤的板結(jié)、酸化、次生鹽化等都與化肥，特別是氮肥相關(guān)。我國三大糧食作物，氮肥的當季利用率僅有37.8%（2018年農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計），浪費掉的氮肥進入水體或大氣中，增加了氮含量，超出本體容量后就產(chǎn)生了系列問題。

　　但我們要認識到，這是不合理施用化肥引起的問題，卻不是化肥自身的問題。就如我們?nèi)粘Ｉ钪械挠望}糖等調(diào)味料，這些材料本身是無害、有用、有益的，但是如果長時間攝入量超標，就會引起對應的病癥。這是不合理攝食油鹽糖引起的問題，卻不是油鹽糖自身的問題，問題的根源在于人沒有科學地使用和調(diào)配油鹽糖。同樣，相對于有機肥，化肥是更純凈、單一、知根知底的材料，只是人類沒有科學地使用這些材料。

　　而且，完全拋棄化肥也是不可能的。如果只施用有機肥進行有機農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，人類的糧食產(chǎn)量就可能回到19世紀，想養(yǎng)活全世界這么多的人口，就會成為癡人說夢。

　　△分解動物糞便是有機肥料來源（圖源：維基百科）

　　那么要想既保障糧食安全，又降低環(huán)境影響，就要想辦法更高效地用好化肥，這也一直是全球科學家的研究重點。目前，提高化肥利用率主要有兩個途徑：

　　第一種是對常規(guī)化肥產(chǎn)品進行改造升級，主要通過生物法（穩(wěn)定性肥料）、化學法（脲醛類肥料）、物理法（包膜肥料）等，旨在延緩外界環(huán)境對敏感活潑的化學養(yǎng)分的沖擊，減少向外界環(huán)境的外溢。特別是穩(wěn)定性肥料技術(shù)，由于具有降低氨揮發(fā)和氧化亞氮農(nóng)田排放等環(huán)境污染可能性的天然技術(shù)優(yōu)勢，正成為世界新型肥料的主流。

　　△氮肥的轉(zhuǎn)化過程和穩(wěn)定性肥料技術(shù)機理（圖源：自制）

　　第二種是尋找更科學的配套施肥方法，根據(jù)作物的養(yǎng)分需求量、需求種類、需求規(guī)律、區(qū)域環(huán)境等因素，探索作物生長每個時間點需求養(yǎng)分與供應吻合的規(guī)律，最終的理想狀態(tài)是在作物生長的任何時間點，需求的養(yǎng)分種類和量與供應的種類和量，不多不少，完全一致。

　　化肥對人類社會的貢獻不言而喻，而我們要知道化肥之罪并非來源于化肥，而是人們的使用方式出現(xiàn)了問題。學會更科學地使用化肥，發(fā)揮化肥最大效用，才是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展，保障糧食安全的關(guān)鍵之舉。