當前我國農作物畝均化肥用量21.9公斤 ，遠高於世界平均水平(每畝8公斤) ，是美國的2.6倍 ，歐盟的2.5倍 ，化肥過量施用 、盲目施用等問題 ，帶來了成本的增加和環境的汙染 。而2012~2014年農作物病蟲害防治農藥年均使用量31.1萬噸 ，比2009~2011年增長9.2% 。農藥的過量使用 ，不僅造成生產成本增加 ，也影響農產品質量安全和生態環境安全 。
　　
　　現代農業生產中的惡性循環
　　
　　我國人多地少 ，因此追求產量從來都是我們農業生產的最高目標 。自從出現化肥和農藥後 ，這兩樣物質對於農田自然不吝嗇 ，當作物長得不好時 ，便向田裏加入肥料 ，且不管是不是施對了肥;而當發現作物長蟲時 ，便對植物噴灑農藥 ，且不管是高毒農藥還是低毒農藥 。
　　
　　長此以往 ，不管是肥料或者農藥便形成了惡性循環 ，也就是大量施肥造成了土壤板結和酸化 ，土壤因此不健康 ，土壤不健康導致作物生病 ，造成植物的不健康 ，植物的不健康又需要噴施農藥;農藥降低甚至殺死很多土壤的微生物和細菌 ，土壤中很多生物過程減慢或停止 ，造成土壤的保肥 、供肥能力下降 ，為了提高產量 ，農民又不得不施用更多的肥料 ，我國農業生產正陷入這樣一個惡性循環中 。
　　
　　雖然我國糧食有著“十一連增”的紀錄 ，但肥料和農藥的施用同步增長 ，“十一連增”的背後是肥料和農藥的力量 。土壤 ，曾經是一個富有活力的生態係統 ，已經降低甚至失去了其應有的保肥 、保水的功能 ，變成單純植物生長的支撐物質 。

      土壤健康是跳出惡性循環的關鍵
　　
　　土壤是上述的惡性循環的直接受害者 ，高量超量化肥帶來了土壤內部的酸化和板結 、大量農藥傷害了土壤中固有的龐大的食物網 ，導致土壤生態係統物質流 、能量流和信息流的不暢或者斷裂 ，直接表現在養分循環和供給能力的降低 ，也破壞了有益生物和有害生物相互間的相生相克能力 。
　　
　　在人口不斷增長 、耕地不斷減少 、資源日漸短缺 、環境惡化日益凸顯的現狀下 ，糧食問題也同步嚴峻 。要跳出這樣一個惡性循環 ，唯一的可能是構建土壤健康 。
　　
　　土壤健康能為化肥零增長和農藥零增長助力
　　
　　一個健康的土壤具有豐富的有機質 ，理想的土壤中有機質要達到5% 。在一平方米的土壤麵積中 ，不僅應該有從細菌到脊椎動物所有的生物 ，而且數量也很龐大 ，如細菌應有10萬億個 ，而肉眼可見的蚯蚓等也能有數百條到上千條 。
　　
　　這些活的生物年生物量需要高達400~470公斤/畝 ，這樣的土壤具有很強的養分儲蓄能力和轉化能力，也是使各種病菌片麵增多的基礎 。

土壤有機質本身就是一個養分庫 ，1%的有機質含各種養分18公斤左右 ，同時有機質表麵的各種負電荷基團是土壤保肥能力的基礎 。有機質從2%降低到1.5% ，土壤的保肥能力將下降14% 。
　　
　　土壤有機質是作物生長所需要的良好土壤結構形成的重要膠結物質 ，並因此大大增強土壤的保水能力 。有數據表明 ，當土壤有機質從1%增加到3% ，土壤的保水能力將增加6倍 。
　　
　　足夠的土壤養分是植物健壯的基礎 ，有助於植物構建強有力的病蟲害防疫體係 。當一些養分低於某一水平時 ，植物散發出多種化合物 ，其中含的糖和氨基酸含量高 ，真菌 、病菌等等就被吸引 、引起病害 。
　　
　　作為一個生態係統 ，土壤直接影響著糧食生產和安全 ，而均衡足量的養分有助於植物構建良好的機械障礙(例如細胞壁厚度)和合成天然防禦化合物(如抗氧化劑 、抗毒素和類黃酮物質) 。礦物質影響著這些汙染的合成能力和合成數量 。

　　
文章來源 ：中國科學報    文/陳能場(廣東省生態環境與土壤研究所研究員)