美国国家海洋和大气管理局2012年6月对墨西哥湾“死区”卫星监测示意图,右下插图是根据2011年6月25日至7月17日监测船采样绘制的海湾底部海水含氧分布图(根据NOAA资料制作)

今年51日,美国驻北京大使馆被评为美国国务院系统2013年绿化外交倡议Greening Diplomacy Initiative, GDI奖得主。使馆获奖的原因当中有一项,就是利用有机废物自己沤肥,不但减少了垃圾,有利于缓解垃圾掩埋场的资源紧缺,还有助于使团的庭院景观从购买化肥逐步向自己解决肥料过渡。这种做法之所以成为获奖理由,原因之一就是世界主要农作物产区使用了过多的化肥,对水土带来污染,所以应该减少非必要的化肥用量。 

一个世纪之前,德国科学家哈柏(Fritz Haber)与博施(Carl Bosch)先后在实验室和工业化生产中成功地将空气中的氮气转化为植物可以吸收的氮肥,开创了人工合成肥料的新纪元。到今天,全世界通过哈柏法制备的各种氮肥,主要是氨水、硝酸铵和尿素,总产量高达5亿吨。因为有了各种化肥,单位面积的农作物产量大大提高,是解决饥饿和粮食短缺问题的主要功臣。如果没有化肥的话,全世界粮食产量将要减少三分之一,相当于二十多亿人的口粮。 

但是化肥特别是氮肥的大量使用,如果使用过量,将有相当大部分不是被植物吸收,而是通过地表或地下水系流进江河湖海,使得各种藻类和微生物大量生长,消耗水中的大部分溶解氧,破坏了生态平衡,不但使得原生的水草、珊瑚等大批死亡,而且造成鱼虾和其他水生动植物在那里无法生存。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)把这种位于海洋和大型湖泊的缺氧区域称之为“死区”(Dead Zone)。 

以美国国家科学基金会(NSF)为主,加上农业部、环保署、地质调查局、航空航天局、鱼类和野生生物管理局和国家公园管理局等机构,从1980年开始投资进行名为“长期生态研究”(Long Term Ecological Research, LTER)的项目,超过2000名科学家和研究人员在26LTER基地对自然与人类活动的长期生态影响进行研究,其中就包括施用化肥对人类究竟是福还是祸。 

全球氮肥用量分布图,北美、东亚、南亚和欧洲是氮肥过量使用最为严重的地区(根据LTER 密歇根大学项目资料制作)

 

密歇根大学主持了一个已经延续了20年的LTER项目,对各种作物包括玉米、大豆和小麦种植试验田,相同作物的耕作方式和季节都严格一致,不同的是有的按照传统方式施用化肥,有的完全采用有机肥料。长期跟踪的结果显示,那些常规施肥的,大约一半的氮肥(610/英亩,大约相当于45千克/市亩)没有被植物吸收,虽然这个数量远远低于许多新兴市场国家氮肥过量使用的程度,但是它们仍然是污染密西西比河水系、进而造成美国墨西哥湾“死区”的罪魁祸首。 

密歇根大学罗伯特森(Phil Robertson)教授完全采用有机肥料的试验田可以将氮肥污染减少三分之二,但是农作物产量也会下降20%。但是令人鼓舞的是,如果适当地均衡使用传统化肥和有机肥料,在保持农作物产量的同时,氮肥污染与有机肥料试验田几乎持平。罗伯特森相信,如果美国农民都采用他的办法,河流与湿地将得到养护,墨西哥湾“死区”将有望重新焕发生机。 

美国还已经开始采用卫星红外遥感技术,可以显示农田的土壤氮含量分布,农民根据自己土地缺氮的不同程度施肥,不但节省了费用,而且减少了过量用肥对水土的污染。东部鸡禽饲养地区,有些养殖户采用一种可以移动的拖车鸡舍,每天到不同的饲草地放养,不但可以均衡地对饲草施肥,而且可以避免固定饲养鸡粪大量积累,最后排放到河湖海湾,使水质恶化的问题。 

如果除了非洲那些现在还极少使用化肥的国家之外,其他地区都认真对付过分依赖化肥的问题,我们的地球环境一定会变得更好。

 

今年2月,NASA成功发射了陆地探测卫星系统的最新一颗Landsat-8,即LDCM(Landsat Data Continuity Mission),将对农业和其他行业带来巨大效益。这是NASA的LDCM运行示意图

 

本文由自动聚合程序取自网络,内容和观点不代表数字时代立场

墙外新闻实时更新 欢迎订阅数字时代