化肥作為糧食的“糧食”，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)帶給我們的高效營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。從歐洲1800年生產(chǎn)硫酸銨開(kāi)始，經(jīng)過(guò)200多年的發(fā)展，化肥已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)、供、銷(xiāo)、用體系，完全可以為糧、棉、油、果、菜等農(nóng)產(chǎn)品提供氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬、氯等必需的礦質(zhì)態(tài)元素以及硅等有益元素。
化肥施用200多年來(lái)，人口連續(xù)翻番的同時(shí)，營(yíng)養(yǎng)水平大幅提高，人類(lèi)文明進(jìn)步呈現(xiàn)指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，徹底突破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)依賴(lài)于地力自然恢復(fù)的瓶頸。
化肥是工業(yè)革命技術(shù)成果
現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的物質(zhì)支撐
化肥起源于歐洲，是工業(yè)革命的產(chǎn)物。1800年英國(guó)率先從工業(yè)煉焦中回收硫酸銨作為肥料，但直到1908年德國(guó)發(fā)明了現(xiàn)代合成氨工藝，才實(shí)現(xiàn)了化肥充足供應(yīng)。化肥的施用讓歐洲生活水平迅速提高，并成為世界經(jīng)濟(jì)中心。鑒于化肥對(duì)人類(lèi)文明的重大貢獻(xiàn)，合成氨技術(shù)發(fā)明者德國(guó)Fritz Haber（1918）和Carl Bosch（1931）先后獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
化肥的特性和歷史功績(jī)
化肥來(lái)自于自然界，供應(yīng)效率高。氮肥主要原料來(lái)自于大氣，其他化肥原料主要是礦產(chǎn)。氮肥生產(chǎn)與生物固氮機(jī)理相似，通過(guò)高溫高壓及催化劑，將大氣中的惰性N2變成作物可以利用的活性氮（銨鹽、硝酸鹽）。在一個(gè)10公頃土地上建立的合成氨廠每天可以生產(chǎn)3000噸N，一年能夠滿足千萬(wàn)畝農(nóng)田維持畝產(chǎn)800～1000斤的產(chǎn)量，比傳統(tǒng)生物固氮效率提高約100萬(wàn)倍。化肥讓農(nóng)田從培肥—生產(chǎn)的長(zhǎng)周期轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)生產(chǎn)的短周期，極大地提高了農(nóng)田產(chǎn)出效率。
化肥養(yǎng)分濃度高，勁大，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。化肥中養(yǎng)分含量一般超過(guò)40%，是傳統(tǒng)有機(jī)肥的10倍以上。尿素含氮46%，滿足一畝農(nóng)田10公斤的氮素供應(yīng)只需要25公斤左右尿素，一個(gè)勞動(dòng)力徒手用半天就可以完成運(yùn)輸和施用。而傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)收集、堆漚、運(yùn)輸、施用有機(jī)肥需要許多人花費(fèi)幾個(gè)月的時(shí)間。化肥將農(nóng)戶從繁重的肥料收集、堆漚等勞動(dòng)中解放了出來(lái)，極大地提高了農(nóng)民的勞動(dòng)生產(chǎn)效率。
化肥肥效快，利于作物及時(shí)吸收。化肥中的養(yǎng)分主要是無(wú)機(jī)態(tài)的，不需要經(jīng)過(guò)微生物轉(zhuǎn)化分解，施入土壤中后會(huì)迅速被作物根系吸收。例如化學(xué)氮肥施入土壤后一般3～15天就會(huì)完全釋放，在植物生長(zhǎng)旺盛階段可以迅速滿足作物需要。
化肥本身是無(wú)害的。化肥中養(yǎng)分含量高、雜質(zhì)低。例如尿素中含有46%的氮素，氮是作物所需要的營(yíng)養(yǎng)元素，其余的主要是CO2，施用到土壤中后會(huì)再次釋放回到大氣中，是無(wú)害的。此外，還含有1%左右的水和1%左右的縮二脲，縮二脲嚴(yán)格控制到1.5%以下對(duì)作物無(wú)害，而且會(huì)在土壤中分解并被作物和微生物利用。其他的磷肥、鉀肥以及中微量元素都是從礦物中提取出來(lái)的，基本成分也都是無(wú)害的。
中國(guó)化肥來(lái)之不易
目前，中國(guó)是全球最大的化肥生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)。作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，在滿足自己化肥供應(yīng)的同時(shí)，還可以向國(guó)外出口，這是非常了不起的事情。化肥工業(yè)的壯大，為我國(guó)農(nóng)業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
保障化肥供應(yīng)是國(guó)家基本戰(zhàn)略。新中國(guó)成立后，化肥作為戰(zhàn)略資源重點(diǎn)保障，即使在困難時(shí)期，化肥用量的增長(zhǎng)也沒(méi)有停止過(guò)。國(guó)家采取了一系列措施保障化肥供應(yīng)，例如獎(jiǎng)售政策、無(wú)利潤(rùn)統(tǒng)購(gòu)統(tǒng)銷(xiāo)政策、生產(chǎn)補(bǔ)貼、施用補(bǔ)貼等。2013年，補(bǔ)貼金額高達(dá)1000億元以上。針對(duì)化肥的特殊政策持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)、范圍之廣、力度之大是其他任何商品都沒(méi)有的。
不惜代價(jià)建立化肥工業(yè)體系。化肥生產(chǎn)是一個(gè)資源高度依賴(lài)的工業(yè)體系，對(duì)于工業(yè)基礎(chǔ)薄弱的發(fā)展中國(guó)家異常艱難。在上世紀(jì)80年代以前，我國(guó)化學(xué)工業(yè)投資的40%、優(yōu)質(zhì)無(wú)煙塊煤的50%、進(jìn)口天然氣的30%、進(jìn)口硫資源的60%以上都用于化肥生產(chǎn)。為提高化肥儲(chǔ)運(yùn)能力，國(guó)家還為大中型化肥廠修建了專(zhuān)用鐵路線、輸電線路，鐵路和碼頭倉(cāng)庫(kù)等。
技術(shù)創(chuàng)新之路十分艱難。建國(guó)初期，進(jìn)口化肥生產(chǎn)裝置和材料都異常困難。秉承“自力更生、自給自足”的原則，我國(guó)開(kāi)始了艱苦的化肥研發(fā)生產(chǎn)之路。侯德榜等科學(xué)家自上世紀(jì)50年代開(kāi)始，歷經(jīng)8年努力，研發(fā)了具有中國(guó)特色的化肥技術(shù)—“聯(lián)堿法”制取碳酸氫銨，建成了自主創(chuàng)新的現(xiàn)代化氮肥工業(yè)體系。磷肥從過(guò)磷酸鈣—鈣鎂磷肥—硝酸磷肥—磷酸銨—復(fù)合肥整整摸索了半個(gè)世紀(jì)，鉀肥工業(yè)從1956年在青海察爾汗干鹽湖找礦開(kāi)始，直到本世紀(jì)初研發(fā)成功“反浮選冷結(jié)晶”工藝后，才開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)。
化肥是吃飽、吃好、吃得健康的重要保障
上世紀(jì)60年代第一次綠色革命是人類(lèi)發(fā)展史上重要的里程碑，通過(guò)高產(chǎn)品種、灌溉、機(jī)械化和大量施用化肥提高了農(nóng)產(chǎn)品供給。聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）統(tǒng)計(jì)，上世紀(jì)60年代至80年代，發(fā)展中國(guó)家通過(guò)施肥提高糧食作物單產(chǎn)55%～57%，而化肥對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，意義更加重大。
中國(guó)糧食產(chǎn)量的一半來(lái)自化肥。新中國(guó)成立前，我國(guó)一直采用傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，即利用作物秸稈、人畜糞尿、綠肥等方式培肥地力，糧食產(chǎn)量長(zhǎng)期處于較低水平。秦漢至清朝2000余年間，我國(guó)每畝小麥和水稻的產(chǎn)量?jī)H從106斤和80斤增長(zhǎng)到195斤和291斤。而新中國(guó)成立后至今的70余年間，我國(guó)小麥平均單產(chǎn)達(dá)到700～800斤，高產(chǎn)地區(qū)達(dá)到1500斤。其中，化肥的施用發(fā)揮了關(guān)鍵作用。科學(xué)家研究證明，不施化肥和施用化肥的作物單產(chǎn)相差55%～65%。
化肥顯著提高了國(guó)人的營(yíng)養(yǎng)水平。近年來(lái)，我國(guó)人均蔬菜水果供應(yīng)量持續(xù)增長(zhǎng)，在豐富食譜的同時(shí)，也提高了居民營(yíng)養(yǎng)水平。人均動(dòng)物蛋白供應(yīng)量從1961年的1.4公斤增長(zhǎng)到2014年的15.5公斤。水果和蔬菜增產(chǎn)主要是通過(guò)現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式（大棚、灌溉、化肥、農(nóng)藥）提高了產(chǎn)出。肉制品、奶制品的增長(zhǎng)來(lái)自飼料供應(yīng)的增加，而飼料生產(chǎn)也依賴(lài)化肥的施用。化肥極大地豐富了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的養(yǎng)分供應(yīng)，為生產(chǎn)更多人類(lèi)所需的蛋白、能量、礦物質(zhì)提供了基礎(chǔ)。
化肥提高了土壤肥力。耕地質(zhì)量是糧食安全的基本保障。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)中耕地養(yǎng)分含量主要由成土礦物決定，絕大部分土壤出現(xiàn)了不同程度的養(yǎng)分缺乏。例如，我國(guó)土壤有效磷含量相對(duì)較低，據(jù)上世紀(jì)80年代開(kāi)展的二次土壤普查數(shù)據(jù)，平均含量?jī)H7.4mg/kg（如玉米最適宜的含量不應(yīng)低于8mg/kg）。通過(guò)施用磷肥，近30年來(lái)我國(guó)土壤有效磷含量上升到23mg/kg。化肥施用還可以增加農(nóng)作物生物量，提高地表覆蓋度，減少水土流失。土壤本身也是一個(gè)碳匯，可以儲(chǔ)存人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的溫室氣體，減輕工業(yè)化帶來(lái)的負(fù)面影響。此外，通過(guò)施用化肥提高作物單產(chǎn)，為城市建設(shè)、交通、工業(yè)和商業(yè)發(fā)展提供了廣闊的土地空間。
