肥料风云：有机肥料和合成化肥的比较
传统农业耕作一直使用生物粪便和沤肥等方式来维持和提高土壤养分，保证了农田的可持续性。20 世纪初，德国化学家Fritz Haber发明的化学固氮方法，生产的肥料能够直接提供植物所需养分，显著提高了农作物产量，人类饥荒问题得到有效缓解，世界人口数量也开始快速增加。然而，随着时间推移，合成化肥的使用带来的负面影响逐渐成为全世界不可避免的一个社会环境问题。
一些学者开始思考能否使用有机肥料完全替代合成化肥。那么有机肥料和合成化肥的差异有哪些呢？这期视频，我将比较两种肥料的优劣势，希望对你认识农业肥料有一定的帮助。
首先，什么是合成化肥，它是由石油、矿物碎石，合成化学品和精制有机物等制造的肥料，其中的营养物质已被提取以液体或固体的形式存在。合成化肥通常以氮、磷、钾元素为主，含少量微量元素。因为是纯净状态，所以在施用于作物后可以很容易的被吸收利用养分。那具体优势有哪些呢？这里归纳了三点：
第一，见效快，单位产量高。 合成化肥施用后植物能直接吸取化肥中的营养物质，而不是像有机肥料一样需要一段分解时间才能发挥作用。
第二，价格便宜。 合成化肥是工业产品，生产成本低，方便运输且保质期长，所以具有更便宜的价格。
第三，产品多样化，方便使用。 合成化肥的营养成本和比列都是明确的，你可以根据自己的需求有针对性地选择产品。其次，合成化肥有形态多样。你可以使用液态喷洒在作物顶端施肥，也可以与其他肥料混合使用，达到更好的肥力效果。
但长期施用合成化肥后，土壤污染问题也逐渐显现出来。那合成化肥具体缺点有哪些呢？这里归纳了四个方面。
1. 营养成分有限；虽然合成化肥含有氮磷钾三大元素，但它们往往缺乏植物可以从自然分解的物质中获取的其他微量营养素。
2. 污染环境。一方面，它是石油产品制成的。合成化肥可以从植物的根区渗出，或遇到降雨后，肥料会随着水流流失，严重污染周围水域或地下水源，同时会导致水域藻类繁殖爆发，消耗水中氧气使其他生物窒息而死。
3. 酸碱失衡；合成化肥是高度浓缩的物质，如果使用过量会使土壤不堪重负。高浓度会造成作物损伤，如根部灼伤。其次，长期使用会导致土壤酸碱失去平衡，可能导致温室气体排放增加或抑制微生物群落生长。
4. 毒素堆积；合成化肥长期使用会造成某些有毒元素富集（如砷、镉和铀），最终转移到植物中造成食物污染。此外，土壤盐分也会逐渐积累，植物会消耗更多的能量从土壤中吸取水分，导致作物出现枯萎或干涸现象。
5. 破坏物理和化学结构；长期施用合成化肥影响土壤物理和化学结构，如对使土壤团聚体稳定性和渗透性变差，也对土壤中土壤动物和微生物群落造成严重破化。
说完了合成化肥的优势和缺点，那么有机肥料的情况又是什么样的呢？
有机肥料是由天然物质制成的，它的营养元素丰富。除了碳氮磷钾等大量元素外，还包括脂肪酸，生物酶，有益微生物或者根瘤真菌等其他有益物质。
通常，有机肥料由植物，动物排泄物或粉末状矿物质制成。
根据有机物的来源，可分为以下几类：
1. 动物来源性肥料（如骨粉、血粉）
2. 植物来源性肥料（如苜蓿粉）
3. 海洋来源性肥料（如海藻）
4. 矿物衍生肥料（如磷酸岩）
5. 蚯蚓粪便
6. 鸟粪类肥料（如飞禽粪或蝙蝠粪）
7. 堆肥
有机肥料的优势主要有以下4点，
1. 环保。使用有机肥料，我们不必担心污染土壤或水域。有机肥料不仅可生物降解，也可持续和可再生。
2. 土壤结构健康。这也是有机肥料被称为“土壤改良剂”的原因。通过喂养土壤中的有益生物，如土壤动物，微生物和真菌，使土壤结构得以改善。有机肥料通过分解和释放养分来肥沃土壤，丰富了土壤的养分水平，提高了土壤物理结构。
3. 无毒素富集。与合成肥料会将有害酸和有毒化学物质释放到土壤中相反。有机肥料是由可生物降解的物质制成的，因此这些产品不会释放对植物有害的化学物质或盐分。
4. 不伤害作物。合成肥料往往会过快的释放养分，使作物受到灼烧。有机肥料缓慢地将养分释放到土壤中，植物可以吸收生长过程所需的营养，而不会受到伤害。
因此，有机肥料是土壤友善型肥料，但奈何它的劣势在人口快速增加的今天变得尤为突出。这里归纳了3点劣势。
第一，分解时间长。
有机肥料在微生物分解的帮助下将养分释放到土壤中。但如果外界环境（如温度和湿度）不理想，有机肥料的分解可能需要更长时间，其效果也受到限制。
第二，效果缓慢。
这个是对农业来说最为突出的问题。植物只能在肥料养分分解成游离态后才能被吸收，而不是以有机化合物的形式。有机肥料必须先分解到土壤中才能发挥效果，因此需要有足够的耐心。
第三，价格贵。
相比于合成化肥价格，有机肥料的生产成本要高得多。对于大部分农户而言，节约成本是一件非常重要的事情。
此外，有机化肥的使用可能会减少温室气体的排放。有研究表明，有机作物可以减少20%的直接温室气体排放量。但2019 年的一项研究显示，纯有机方法可能会使粮食总产量减少近40%。如果需要生产相同的粮食，有机农业则需要开发更多土地，反而会提高温室气体排放。
因此，单纯的使用有机化肥可能是不合适的，我们还需要更多研究来提高有机肥料的应用价值，在保证土壤健康的同时，最大限度的提高作物产量。
这里还要简单阐述一下斯里兰卡有机农业失败的问题。我知道有很多人喜欢拿斯里兰卡有机农业转型失败的例子来否定有机农业的可行性。但在我看来斯里兰卡的破产和危机，有机农业只是刚好参与其中，主要原因还是政策的失败和新冠的爆发导致国内人民收入骤减和粮食短缺。有机农业和有机化肥一样，它的功效需要把时间线拉长才能体现出来，所以我的私货就是看好有机农业的未来。
