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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化肥的關鍵化學品以及用于生產氨的天然氣，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新的國產化肥，但這些投資的回報還需要時間。飛漲的價格促使農民調整他們的種植策略，也進一步激發了人們對傳統化肥替代品的興趣。
過度、低效使用化肥造成環境破壞
長期以來，環保人士一直呼吁使用傳統化肥的替代品，因為生產傳統化肥是能源密集型的，將導致大量二氧化碳排放。此外，當氨肥進入環境中時，它們會刺激一氧化二氮的產生，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。據估計，在全球范圍內，農作物實際只吸收了35%的氮和56%的磷，其余的流入了環境中。總體而言，向農田添加的化肥遠遠超過了需求，不僅增加了成本，也對環境造成破壞。
美國克萊姆森大學的營養管理專家布平德·法馬哈表示，過度使用化肥是農業領域的一個巨大挑戰。
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：農作物減產，曾經依賴化肥的農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，但斯里蘭卡的農業和經濟仍遭受沖擊。
農民采取多種技術減少化肥用量
更慎重的方法是采取可以減少化肥用量的技術。例如，土壤光譜學技術利用紅外線快速測定土壤樣本的養分和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，同時減少了農業對氣候的影響。
輪作也有助于土壤健康。美國第三代農民瑞切爾·夏普說，她的農場里在試圖規劃作物的輪作，讓計劃種植的作物能利用前一種作物的養分。
人們對有機肥料的興趣重新燃起
肯尼亞世界農用林業中心（ICRAF）土壤系統科學家雷·安·維諾維茨基說，農家庭院的糞便有很多好處：為植物提供養分、改善土壤結構、增加土壤的保水能力。
“我們的研究還表明，堆肥等農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，因為大多數農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·達瑪凱爾希博士質疑糞肥能否完全取代氮基化肥，因為它們的關鍵營養物質水平較低。
目前，世界很難擺脫對高產化肥的依賴，特別是要生產足夠的動物飼料來滿足全球對肉類日益增長的需求。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作物的產量。西班牙海洋生物科技公司Ficosterra正尋求為傳統農業提供新的生態解決方案，將活性成分從海洋轉移到因過度開發而枯竭的土壤。
該公司的口號是“將藻類重新用于農業”。據其官網介紹，該公司在位于西班牙和墨西哥工廠中生產的藻類化肥通過了生態認證，可以使土壤再生、促進作物生長、提高生產力并增強植物對環境壓力的抵抗等。
Ficosterra公司還從一種名為巨藻的海藻中提取營養物質，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，例如發酵的魚類廢物。不過，挑戰在于開發以經濟高效的方式提取營養素的技術。
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
