1. Los fertilizantes químicos son los logros tecnológicos de la revolución industrial y el soporte material de la agricultura moderna.
El fertilizante tiene su origen en Europa y es producto de la Revolución Industrial. En 1800, el Reino Unido tomó la iniciativa en la recuperación de sulfato de amonio a partir de coquización industrial como fertilizante, pero no fue hasta 1908, cuando Alemania inventó el moderno proceso de síntesis de amoníaco, que se logró un suministro suficiente de fertilizante. La aplicación de fertilizantes químicos ha mejorado rápidamente los niveles de vida de Europa y se ha convertido en el centro económico del mundo. En vista de la enorme contribución de los fertilizantes químicos a la civilización humana, los inventores alemanes de la tecnología de síntesis de amoníaco, Fritz Haber (1918) y Karl Bosch (1931), ganaron el Premio Nobel de Química.
(1) Características y logros históricos de los fertilizantes químicos
Los fertilizantes provienen de la naturaleza y tienen una alta eficiencia de suministro. La principal materia prima de los fertilizantes nitrogenados proviene de la atmósfera, y otras materias primas de los fertilizantes son principalmente minerales. El mecanismo de producción de fertilizantes nitrogenados es similar a la fijación biológica de nitrógeno. El N2 inerte de la atmósfera se convierte en nitrógeno activo (sales de amonio, nitratos) que los cultivos pueden utilizar mediante altas temperaturas, altas presiones y catalizadores. Una planta de amoníaco sintético construida en 10 hectáreas de terreno puede producir 3.000 toneladas de N por día, lo que puede satisfacer las necesidades de 10 millones de acres de tierras agrícolas para mantener una producción anual de 800 a 1.000 kilogramos de amonio. Es aproximadamente 1 millón de veces más. eficiente que la fijación biológica tradicional de nitrógeno. Los fertilizantes químicos cambian las tierras agrícolas de una fertilización y producción a largo plazo a una producción continua a corto plazo, mejorando en gran medida la eficiencia de la producción de las tierras agrícolas.
El fertilizante tiene una alta concentración e intensidad de nutrientes, lo que reduce la intensidad de la mano de obra. El contenido de nutrientes de los fertilizantes químicos es generalmente superior al 40%, más de 10 veces mayor que el de los fertilizantes orgánicos tradicionales. La urea contiene un 46% de nitrógeno y sólo se necesitan unos 25 kilogramos de urea para suministrar 10 kilogramos de nitrógeno por acre de tierra agrícola. Una mano de obra puede completar el transporte y la aplicación a mano en medio día. Sin embargo, en la agricultura convencional, muchas personas tardan meses en recolectar, compostar, transportar y aplicar fertilizantes orgánicos. Los fertilizantes químicos liberan a los agricultores de trabajos arduos como la recolección de fertilizantes y el compostaje, y mejoran enormemente la productividad laboral de los agricultores.
Los fertilizantes químicos son de acción rápida y favorecen una absorción oportuna por parte de los cultivos. Los nutrientes de los fertilizantes químicos son principalmente inorgánicos y no necesitan ser descompuestos por microorganismos. Una vez aplicados al suelo, las raíces de los cultivos los absorben rápidamente. Por ejemplo, el fertilizante químico nitrogenado se liberará completamente entre 3 y 15 días después de su aplicación al suelo, lo que puede satisfacer rápidamente las necesidades de los cultivos durante el período de crecimiento vigoroso de las plantas. El fertilizante también se puede aplicar mediante riego o incluso pulverización foliar, lo que mejora enormemente la eficiencia de absorción de nutrientes de los cultivos.
Los fertilizantes químicos por sí solos no son perjudiciales. El fertilizante tiene un alto contenido nutricional y pocas impurezas. Por ejemplo, la urea contiene un 46% de nitrógeno, que es un nutriente que necesitan los cultivos, y el resto es principalmente CO2, que se libera a la atmósfera después de aplicarse al suelo y es inofensivo. Además, también contiene aproximadamente un 1% de agua y un 1% de biuret, que está estrictamente controlado por debajo del 1,5% y es inofensivo para los cultivos. Se descompondrá en el suelo y será utilizado por cultivos y microorganismos. Otros fertilizantes fosfatados, fertilizantes potásicos y oligoelementos se extraen de minerales y sus ingredientes básicos son inofensivos.
(2) Los fertilizantes químicos de China se han conseguido con mucho esfuerzo.
En la actualidad, China es el mayor productor y consumidor de fertilizantes químicos del mundo. Como país en desarrollo, es fantástico poder cubrir su propio suministro de fertilizantes y exportarlos al extranjero. El desarrollo de la industria de fertilizantes proporciona una base sólida para el desarrollo rápido y sostenido de la agricultura y la economía nacional de China.
Asegurar el suministro de fertilizantes químicos es una estrategia nacional básica. Desde la fundación de la República Popular China, los fertilizantes químicos han sido la garantía clave de recursos estratégicos. Incluso en tiempos difíciles, el crecimiento del consumo de fertilizantes químicos no se ha detenido. El Estado ha adoptado una serie de medidas para garantizar el suministro de fertilizantes químicos, como políticas de ventas recompensadas, políticas unificadas de compra y comercialización sin fines de lucro, subsidios a la producción, subsidios a la aplicación de pesticidas, etc. En 2013, el monto del subsidio alcanzó los 10 mil millones de yuanes. La política especial para fertilizantes químicos tiene una duración larga, un alcance amplio y una intensidad fuerte, que no está disponible para otros productos básicos.
Establecer un sistema de industria de fertilizantes a toda costa. La producción de fertilizantes es un sistema industrial que depende en gran medida de los recursos, lo que resulta extremadamente difícil para los países en desarrollo con bases industriales débiles.
Antes de la década de 1980, el 40% de la inversión química de China, el 50% del carbón en trozos de antracita de alta calidad, el 30% del gas natural importado y más del 60% de los recursos de azufre importados se utilizaban para la producción de fertilizantes. Para mejorar la capacidad de almacenamiento y transporte de fertilizantes, el Estado también ha construido líneas ferroviarias específicas, líneas de transmisión, vías férreas y almacenes portuarios para plantas de fertilizantes de tamaño grande y mediano.
El camino hacia la innovación tecnológica es muy difícil. En los primeros días de la fundación de la República Popular China, era extremadamente difícil importar equipos y materiales para la producción de fertilizantes. China se adhiere a la política de "autosuficiencia y autosuficiencia" y se embarca en el arduo camino de la investigación, el desarrollo y la producción de fertilizantes. A partir de la década de 1950, después de ocho años de arduo trabajo, Hou y otros científicos desarrollaron una tecnología de fertilizantes con características chinas: el "método de carbonización" para producir bicarbonato de amonio, y establecieron un sistema industrial moderno e innovador de fertilizantes nitrogenados de forma independiente. Los fertilizantes fosfatados se han explorado durante medio siglo a partir de superfosfato, fertilizante de fosfato de calcio y magnesio, fertilizante de nitrofosfato y fertilizante compuesto de fosfato de amonio. La industria de fertilizantes potásicos comenzó a realizar prospecciones en el lago salado de Qalhan en Qinghai entre 65438 y 2006. No fue hasta el desarrollo exitoso del proceso de "cristalización en frío por flotación inversa" a principios de este siglo que comenzó la producción a gran escala.
(3) Los fertilizantes químicos son una garantía importante para comer bien y estar sano.
La primera Revolución Verde en la década de 1960 fue un hito importante en la historia del desarrollo humano. Mejoró el suministro de productos agrícolas a través de variedades de alto rendimiento, riego, mecanización y aplicación a gran escala de fertilizantes químicos. Según las estadísticas de la FAO, entre los años 1960 y 1980, los países en desarrollo aumentaron el rendimiento de los cultivos alimentarios entre un 55% y un 57% mediante la fertilización, y los fertilizantes químicos son de importancia aún mayor para China.
La mitad de la producción de cereales de China proviene de fertilizantes químicos. Antes de la fundación de la República Popular China, nuestro país había estado utilizando métodos de producción agrícola tradicionales, es decir, utilizando paja, estiércol humano y animal, abono verde y otros métodos para mejorar la fertilidad del suelo, la producción de cereales era baja. por mucho tiempo. Desde las dinastías Qin y Han hasta la dinastía Qing, los rendimientos de trigo y arroz por mu en mi país sólo aumentaron de 106 kilogramos y 80 kilogramos a 195 kilogramos y 291 kilogramos. Durante los últimos 70 años desde la fundación de la República Popular China, el rendimiento promedio de trigo por mu en todo el país ha alcanzado los 700-800 kilogramos, y en las zonas de alto rendimiento ha alcanzado los 1.500 kilogramos. Entre ellos, la aplicación de fertilizantes químicos juega un papel fundamental. Los científicos han demostrado que existe una diferencia de rendimiento del 55% al 65% entre cultivos sin fertilizantes químicos y cultivos con fertilizantes químicos.
Los fertilizantes químicos han mejorado significativamente el nivel nutricional del pueblo chino. En los últimos años, la oferta per cápita de verduras y frutas de China ha seguido creciendo, enriqueciendo las recetas y mejorando el nivel nutricional de los residentes. El suministro per cápita de proteína animal aumentó de 1.961,4 kilogramos en 0 a 15,5 kilogramos en 2014. El aumento de la producción de frutas y hortalizas se debe principalmente a métodos de producción modernos (invernaderos, riego, fertilizantes químicos y pesticidas). El crecimiento de la carne y los productos lácteos se debe al aumento del suministro de piensos, y la producción de piensos también depende de la aplicación de fertilizantes químicos. Los fertilizantes han enriquecido enormemente el suministro de nutrientes en los sistemas de producción agrícola, proporcionando la base para producir más proteínas, energía y minerales que los humanos necesitan.
Los fertilizantes químicos mejoran la fertilidad del suelo. La calidad de la tierra cultivada es la garantía básica para la seguridad alimentaria. En la agricultura tradicional, el contenido de nutrientes de la tierra cultivada está determinado principalmente por los minerales que forman el suelo, y la mayoría de los suelos son deficientes en nutrientes en diversos grados. Por ejemplo, el contenido de fósforo disponible en el suelo de mi país es relativamente bajo. Según datos del segundo estudio de suelos de los años 1980, el contenido medio era de sólo 7,4 mg/kg (por ejemplo, el contenido óptimo de maíz no debería ser inferior a 8 mg/kg). Gracias a la aplicación de fertilizantes fosfatados, el contenido de fósforo disponible en el suelo de mi país ha aumentado a 23 mg/kg en los últimos 30 años. La fertilización también puede aumentar la biomasa de los cultivos, aumentar la cobertura de la superficie y reducir la erosión del suelo. El suelo en sí es también un sumidero de carbono, que puede almacenar gases de efecto invernadero producidos por las actividades humanas y reducir los impactos negativos de la industrialización. Además, la aplicación de fertilizantes químicos puede aumentar el rendimiento de los cultivos y proporcionar un vasto espacio terrestre para la construcción urbana, el transporte y el desarrollo industrial y comercial.
2. Comprensión científica de varios problemas en el uso de fertilizantes químicos
En la actualidad, la aplicación de fertilizantes químicos ha traído algunos problemas, pero la gente tiene muchos malentendidos al respecto, lo que resulta en en algunos efectos negativos el aumento excesivo. De hecho, es fácil para todos entender que los fertilizantes se comparan con los alimentos. Una serie de problemas de salud como la presión arterial alta, la hiperlipidemia y la hiperglucemia causadas por una dieta poco razonable y una nutrición excesiva son problemas de ingesta de alimentos, no de los alimentos en sí. Al igual que la dieta, la aplicación excesiva de fertilizantes químicos, una combinación nutricional irrazonable y métodos de aplicación extensivos también pueden tener efectos negativos, pero requieren análisis científico, comprensión correcta y tratamiento racional.
(1) La relación entre la aplicación de fertilizantes químicos y la contaminación de fuentes difusas.
En la actualidad, la contaminación del agua se ha vuelto más prominente, pero hay tres fuentes principales de contaminantes del agua: emisiones agrícolas de fuentes difusas, emisiones de aguas residuales de empresas industriales y residentes urbanos y rurales, y emisiones atmosféricas secas y húmedas. deposición relacionada con emisiones de energía fósil. Según el Boletín de Situación Ambiental de China de 2014, las emisiones totales de nitrógeno amoniacal de las aguas residuales de mi país fueron de 2,385 millones de toneladas, incluidas 1,381 millones de toneladas de fuentes nacionales, 755.000 toneladas de fuentes agrícolas, 232.000 toneladas de fuentes industriales y 17.000 toneladas de fuentes concentradas. Se puede observar que las fuentes agrícolas son inferiores a las nacionales. La contaminación agrícola de fuentes difusas incluye la pérdida de fertilizantes y nutrientes de nitrógeno y fósforo causada por la cría de ganado y aves de corral y la acuicultura. Según la investigación, la contribución de la pérdida de nutrientes de los fertilizantes químicos a las emisiones agrícolas de nitrógeno y fósforo es del 11,2% y el 25,7% respectivamente, lo que en general es bajo. De hecho, la mayoría de los elementos de fósforo y potasio de los fertilizantes químicos absorbidos por los cultivos en la temporada actual permanecerán en el suelo y serán utilizados por los cultivos en la próxima temporada.
(2) La relación entre la aplicación de fertilizantes químicos y la contaminación del aire.
La contaminación del aire, especialmente el smog, ha tenido un gran impacto en nuestras vidas. En términos generales, cuando los fertilizantes nitrogenados aplicados en la producción agrícola, como urea, bicarbonato amónico, fosfato diamónico, etc., ingresan al suelo y no son absorbidos ni utilizados por los cultivos, parte del nitrógeno se emitirá a la atmósfera en forma de amoníaco y óxidos de nitrógeno, que provocan la contaminación del aire. Estas pérdidas son mínimas si se utiliza un acolchado profundo, una aplicación por etapas y una selección adecuada del producto. Las investigaciones muestran que actualmente los fertilizantes nitrogenados contribuyen alrededor del 5% de las emisiones totales de óxido de nitrógeno de China. A medida que cambien los métodos de fertilización, esta proporción disminuirá gradualmente.
(3) La relación entre la aplicación de fertilizantes químicos y la calidad del suelo.
En los últimos años, los problemas de salud del suelo de China han atraído una atención generalizada. Los agricultores intuyen que el suelo está compactado y contaminado, lo que se atribuye simplemente al efecto de los fertilizantes químicos. De hecho, la compactación del suelo no es efecto de los fertilizantes químicos. La compactación del suelo se debe principalmente al riego por inundación, al riego por inundación y a la labranza excesiva. El uso racional de fertilizantes químicos, especialmente cuando se combinan con fertilizantes orgánicos, puede mejorar la estructura del suelo. Además, los fertilizantes químicos tienen poco efecto sobre la contaminación del suelo por metales pesados. Sólo el fosfato de amonio entre los fertilizantes químicos aporta una cierta cantidad de metales pesados, y el contenido de cadmio en las rocas de fosfato de mi país es muy bajo. Según la tasa de fertilización actual (50 kg/mu, calculada sobre la base de un contenido medio de cadmio de 10 mg/kg), el cadmio introducido cada año es sólo de 0,5 g/mu, mientras que el cadmio introducido por la minería industrial y el riego con aguas residuales es mucho mayor que el de los fertilizantes químicos.
(D) La relación entre la aplicación de fertilizantes químicos y la calidad de los productos agrícolas.
La apariencia, nutrición, composición del contenido y características de almacenamiento de los productos agrícolas están directamente relacionados con la aplicación de fertilizantes químicos. La gente suele decir que "los melones no son fragantes y los frutos no son dulces debido al uso de fertilizantes químicos". Esto es el resultado de la aplicación irrazonable de fertilizantes químicos. Algunos productores de frutas buscan ciegamente frutas grandes y rendimientos ultra altos, invirtiendo una gran cantidad de fertilizantes nitrogenados e ignorando la coordinación de otros elementos. Esto da como resultado frutas grandes con un alto contenido de agua, pero los sólidos solubles y el contenido de azúcar no pueden mantener el ritmo, lo que reduce. el sabor. De hecho, la calidad de los cultivos está relacionada con la proporción de absorción de nutrientes. La estructura nutricional y el método de aplicación de fertilizantes químicos son razonables, los frutos crecerán de forma saludable y serán más fragantes y dulces.
En tercer lugar, promover la pérdida de peso y la mejora de la eficiencia es una medida clave para ajustar la estructura y los métodos agrícolas y lograr un desarrollo ecológico.
El Secretario General Xi Jinping señaló: “Debemos acelerar inquebrantablemente la transformación de los métodos de desarrollo agrícola, pasar lo antes posible a un desarrollo intensivo que preste igual atención a la cantidad, la calidad y la eficiencia, mejorar la competitividad y la ciencia agrícola. e innovación tecnológica y desarrollo sostenible, y toma el camino de la producción eficiente, la seguridad de los productos, la conservación de recursos y el camino del desarrollo agrícola moderno y respetuoso con el medio ambiente". En la actualidad, la producción agrícola de mi país se ha enfrentado a la doble presión del "techo" de precios y del "piso" de costos. Sólo cambiando el modo de producción y reduciendo el costo ya excesivo de los insumos agrícolas podremos mejorar la calidad y la eficiencia de la agricultura, ahorrar costos y aumentar la eficiencia.
En la producción agrícola, los fertilizantes químicos y los pesticidas son los principales insumos materiales. En términos generales, el trigo, el maíz y el arroz representan el 45% de los insumos materiales. La situación es aún mayor en el caso de los cultivos hortícolas. El uso de fertilizantes y pesticidas químicos en la producción de manzanas representa 2/3 del coste total del material. La razón principal por la que el precio de los productos agrícolas no aumenta es que la calidad no es muy buena y los fertilizantes químicos son el factor decisivo en la calidad. Las cuestiones ambientales y de recursos se han convertido gradualmente en limitaciones rígidas que afectan la producción agrícola. El deterioro ambiental no sólo aumentará directamente el costo de la producción agrícola, sino que también aumentará indirectamente el costo de la producción agrícola. Por tanto, la importancia de los fertilizantes químicos en la transformación de los métodos de producción agrícola es evidente. Con base en las condiciones nacionales y de acuerdo con los requisitos de "fertilización creciente de la producción, fertilización económica y fertilización respetuosa con el medio ambiente", llevaremos a cabo acciones de crecimiento cero en el uso de fertilizantes químicos, implementaremos la política de cuatro caracteres de "precisión , ajuste, reforma y sustitución" para corregir gradualmente la fertilización excesiva e irrazonable.
Precisión significa promover una fertilización precisa.
Con base en las condiciones del suelo, el potencial de rendimiento de los cultivos y los requisitos integrales de manejo de nutrientes de las diferentes regiones, se deben formular razonablemente estándares de límites de fertilizantes para cada región y área de unidad de cultivo. Cientos de miles de pruebas de suelo y experimentos de fertilización con fórmulas han demostrado que una fertilización precisa puede lograr el efecto de reducir el peso de los cultivos alimentarios en 5 kilogramos por acre, aumentar los rendimientos entre un 5% y un 8% y aumentar los ingresos en 100 yuanes, mientras que los cultivos comerciales como frutas, verduras y té, puede reducir el peso de los cultivos de cereales en 5 kilogramos por acre. Pesa entre 20 y 90 kilogramos, aumenta la producción entre un 10 y un 20% y aumenta los ingresos en más de 2.000 yuanes. Sin embargo, debido a los diversos tipos de suelo y los complejos sistemas de siembra de mi país, con más de 700 millones de tierras cultivables, lograr una fertilización precisa de cada pedazo de tierra es una tarea de largo plazo que requiere garantías integrales de tecnología, políticas y sistemas.
El ajuste consiste en ajustar la estructura del uso de fertilizantes químicos.
Los agricultores chinos están demasiado dispersos, por lo que en el pasado han utilizado principalmente productos fertilizantes químicos generales, que pueden satisfacer los requisitos básicos de producción, pero no son óptimos. Primero, necesitamos optimizar la proporción de nitrógeno, fósforo y potasio para mejorar la coordinación y sinergia de macroelementos y oligoelementos para hacer que los cultivos del suelo sean más nutritivos. En segundo lugar, es necesario desarrollar productos fertilizantes adecuados de alta eficiencia de acuerdo con las diferentes condiciones del suelo y las necesidades de los cultivos de mi país, y garantizar que estos productos puedan usarse en el campo. Esto requiere que la industria de fertilizantes satisfaga las necesidades de la agricultura para mejorar los productos, que el sistema de comercialización de fertilizantes sirva verdaderamente a los usuarios y que lleve a cabo innovaciones profundas y tecnología localizada en el campo agrícola.
Cambiar, es decir, mejorar los métodos de fertilización.
En la actualidad, debido a la escasez de mano de obra y maquinaria agrícola, los fenómenos de fertilización irrazonables, como la aplicación superficial, la aplicación al voleo y "una sola inyección", son relativamente comunes. Es necesario acelerar la investigación y el desarrollo de equipos de fertilización adecuados y promover la transformación de los métodos de fertilización. Por ejemplo, si se aplica fertilizante nitrogenado en la superficie, la volatilización de nutrientes superará el 20%, mientras que si se aplica en profundidad con una cobertura del suelo, se puede reducir a menos del 5%. El uso de agua para hortalizas en áreas protegidas y algunos fertilizantes de campo se puede cambiar gradualmente hacia la aplicación integrada de agua y fertilizantes y la pulverización foliar. Los cambios en los métodos de fertilización requieren una estrecha cooperación entre los productos fertilizantes, la maquinaria agrícola, la agronomía y las instalaciones. Este es un proyecto sistemático que requiere fortalecimiento y avance a largo plazo.
La sustitución se refiere a la sustitución parcial de fertilizantes químicos por fertilizantes orgánicos.
La industria genética de China está muy desarrollada y los nutrientes contenidos en los fertilizantes orgánicos son aproximadamente los mismos que los que proporcionan los fertilizantes químicos. La tasa de retorno de nutrientes de los fertilizantes orgánicos es sólo de alrededor del 40%, lo que no sólo no logra ejercer su efecto fertilizante, sino que también se convierte en una fuente de contaminación. Actualmente, la mayoría de los campos de cereales y huertos no utilizan fertilizantes orgánicos, lo que no sólo afecta a los rendimientos, sino que también restringe la mejora de la productividad del suelo a largo plazo. Al utilizar racionalmente los recursos de nutrientes orgánicos, especialmente reemplazando algunos fertilizantes químicos con fertilizantes orgánicos en frutas, vegetales y té, podemos promover la combinación de materiales orgánicos e inorgánicos, mejorar la fertilidad básica del suelo de las tierras cultivadas y lograr una mayor producción y eficiencia. , calidad y eficiencia.
En resumen, comprender plenamente el papel de los fertilizantes químicos y cambiar activa y racionalmente los métodos de fertilización es un acontecimiento importante para garantizar el suministro de alimentos y el desarrollo sostenible de nuestro país. Debemos cambiar conceptos erróneos como "aplicar más fertilizantes para aumentar la producción" y prácticas erróneas como "no es necesario pedir agua ni fertilizantes a la gente". No debemos llegar a los extremos y demonizar los fertilizantes químicos, negando así los fertilizantes químicos en todos los ámbitos. La dirección correcta es comprender científica y racionalmente los fertilizantes químicos, aplicarlos correcta y racionalmente e innovar en productos fertilizantes químicos basados en el desarrollo agrícola moderno.