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在過去一年里，在極端天氣、交通中斷以及俄烏沖突的影響下，世界各地的化肥價格不斷刷新紀錄。正在應對西方制裁的俄羅斯供應了大量用于生產(chǎn)化肥的關(guān)鍵化學品以及用于生產(chǎn)氨的天然氣，而氨是氮肥的主要成分。
這場沖突讓許多國家意識到他們在化肥方面對俄羅斯的依賴。對此，美國政府的對策是投資于創(chuàng)新的國產(chǎn)化肥，但這些投資的回報還需要時間。飛漲的價格促使農(nóng)民調(diào)整他們的種植策略，也進一步激發(fā)了人們對傳統(tǒng)化肥替代品的興趣。
過度、低效使用化肥造成環(huán)境破壞
長期以來，環(huán)保人士一直呼吁使用傳統(tǒng)化肥的替代品，因為生產(chǎn)傳統(tǒng)化肥是能源密集型的，將導致大量二氧化碳排放。此外，當氨肥進入環(huán)境中時，它們會刺激一氧化二氮的產(chǎn)生，這是一種威力甚大的溫室氣體。
為減少溫室氣體的排放，一個相對直接的措施是減少合成化肥的使用量。
化肥的過度使用是個巨大的問題。據(jù)估計，在全球范圍內(nèi)，農(nóng)作物實際只吸收了35%的氮和56%的磷，其余的流入了環(huán)境中。總體而言，向農(nóng)田添加的化肥遠遠超過了需求，不僅增加了成本，也對環(huán)境造成破壞。
美國克萊姆森大學的營養(yǎng)管理專家布平德·法馬哈表示，過度使用化肥是農(nóng)業(yè)領域的一個巨大挑戰(zhàn)。
斯里蘭卡想出了一個徹底的解決方案：該國政府在2021年4月突然禁用化肥。
然而，這項禁令的影響是災難性的：農(nóng)作物減產(chǎn)，曾經(jīng)依賴化肥的農(nóng)民突然開始爭先恐后地尋找有機替代品，他們幾乎沒有時間作準備。很少有斯里蘭卡農(nóng)民習慣使用有機肥料，而這種有機肥料也供不應求。
雖然禁令在2021年11月放松，但斯里蘭卡的農(nóng)業(yè)和經(jīng)濟仍遭受沖擊。
農(nóng)民采取多種技術(shù)減少化肥用量
更慎重的方法是采取可以減少化肥用量的技術(shù)。例如，土壤光譜學技術(shù)利用紅外線快速測定土壤樣本的養(yǎng)分和pH值，可以使施肥更有針對性。此外，更精確的應用，如微量化肥，可以減少化肥的使用量，緩釋化肥也是同理。
另一種減少化肥使用的方法是采用提高土壤質(zhì)量的耕作方法，如保護性耕作、輪作等。
保護性耕作是指在種植下一季作物之前和之后，將前一年的作物殘茬（如玉米稈或麥茬）留在田間，以減少水土流失和徑流。這種方法盡可能減少對土壤的干擾，使用黑麥草等覆蓋作物可以提高肥力，同時減少了農(nóng)業(yè)對氣候的影響。
輪作也有助于土壤健康。美國第三代農(nóng)民瑞切爾·夏普說，她的農(nóng)場里在試圖規(guī)劃作物的輪作，讓計劃種植的作物能利用前一種作物的養(yǎng)分。
人們對有機肥料的興趣重新燃起
肯尼亞世界農(nóng)用林業(yè)中心（ICRAF）土壤系統(tǒng)科學家雷·安·維諾維茨基說，農(nóng)家庭院的糞便有很多好處：為植物提供養(yǎng)分、改善土壤結(jié)構(gòu)、增加土壤的保水能力。
“我們的研究還表明，堆肥等農(nóng)家肥可以提高合成肥料的有效性。”維諾維茨基說，在肯尼亞東部，這可能是一個實際的解決方案，因為大多數(shù)農(nóng)民在宅基地附近至少有一頭奶牛。
雖然糞肥可以成為有效的土壤補充劑，但斯里蘭卡佩拉德尼亞大學土壤科學系主任薩滿·達瑪凱爾希博士質(zhì)疑糞肥能否完全取代氮基化肥，因為它們的關(guān)鍵營養(yǎng)物質(zhì)水平較低。
目前，世界很難擺脫對高產(chǎn)化肥的依賴，特別是要生產(chǎn)足夠的動物飼料來滿足全球?qū)θ忸惾找嬖鲩L的需求。此外，有機肥料的供應也是問題。夏普說，雞糞是一種有效的肥料，但今年很難采購。在有售的地方，價格比去年約翻了兩番。
另一種有益的生物是藻類。幾個世紀以來，藻類一直被用來提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。西班牙海洋生物科技公司Ficosterra正尋求為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)提供新的生態(tài)解決方案，將活性成分從海洋轉(zhuǎn)移到因過度開發(fā)而枯竭的土壤。
該公司的口號是“將藻類重新用于農(nóng)業(yè)”。據(jù)其官網(wǎng)介紹，該公司在位于西班牙和墨西哥工廠中生產(chǎn)的藻類化肥通過了生態(tài)認證，可以使土壤再生、促進作物生長、提高生產(chǎn)力并增強植物對環(huán)境壓力的抵抗等。
Ficosterra公司還從一種名為巨藻的海藻中提取營養(yǎng)物質(zhì)，將其作為肥料出售，這種海藻生長在美國太平洋海岸的茂密森林中。
達瑪凱爾希博士看到了有機廢物巨大的潛力，例如發(fā)酵的魚類廢物。不過，挑戰(zhàn)在于開發(fā)以經(jīng)濟高效的方式提取營養(yǎng)素的技術(shù)。
當前化肥價格飛漲，危機存在的同時也有積極的一面，即人們對生態(tài)友好且可廣泛獲得的化肥興趣飆升。“這種稀缺性將會帶來巨大的研究熱潮。”達瑪凱爾希博士預測。
來源：科技日報
