对于农业应对人口和经济趋势的演变方式有着普遍共识。世界人口很可能在2030年前后达到顶峰,大概80亿人,届时三分之二的人将居住在城镇中。不断增加的收入将造成对食品的需求异常高涨,这意味着今后三十年中粮食产量将需要增加大约60%。
产量增加几乎全部将必须来自发展中国家,通过农业集约化,即单位时间和单位面积的单产提高。因为城市化使乡村劳动力减少,不言而喻,农业还需要采用新形式的机械化和采用土地利用集约化。这些情况表明所有自然资源特别是水资源的使用效率提高,需要更多使用矿物肥料-不过并非按比例增加。
提高单产。半个世纪之前,农民对其土地仅使用1700万吨矿物肥料。今天其施肥量高达8倍。自1950年以来北欧施肥量从大约45公斤/公顷增加到250公斤/公顷。同期内法国小麦单产连年增加,从大约1.8吨/公顷增加到超过7吨/公顷。施肥量的增加肯定低于单产的增加,这证实了施肥效率不断提高的总趋势。
施肥目前提供全球作物生产每年摄取养分的43%,今后年份可能会高达84%。与一些公众舆论相反,非矿物养分来源不可能对今后矿物肥料形成挑战:虽然随着畜牧业生产的发展,粪肥可供量会增加,城市化产生的更多垃圾,特别是污水,但其效率可能大大降低,目前使用垃圾进行作物生产的费用仍然很高。
有机农业可不使用合成投入物,但看来它并非是一种可行的替代办法。在粮农组织我们对如果有机农产品市场需求大量增加,有机农业的全球影响进行了一些非常初步的计算。后果是相当令人吃惊的:大量土地将与豆科和畜牧生产进行轮作,以弥补矿物肥料的短缺。有机农业的确填补了一个专供市场,但对其极限和养分大量减少的危险需要进行深入研究。
施肥效率。提高施肥效率是未来的挑战。一种可能的方向是通过生物技术提高施肥效率和植物养分摄取效率。几乎没有任何现有的生物技术工作来处理非生物压力或者生物固氮。进行这类研究可能会有一些潜力,但我们对过多过快地作出承诺非常慎重。总之常规植物育种仍有许多好处。例如诸如高粱等作物的所属“保绿”特点进行了大量工作-作物保绿时间异常,长期肥料摄取量就愈多。
另一个大有希望的研究领域是土壤生物学。尽管它仍是一个孤立的领域,但我们确实知道土壤有机物和土壤生物学对养分管理甚为重要,随着土壤的改良对肥料的养分摄取要好得多。非洲养分摄取率很低,对土壤有机物和土壤的物理、生物和化学性质需要进行更系统的工作。因为生物固氮产生各种不同的结果,科学家需要将其与使用更常规的肥料联系起来,研究摄取情况。结果很可能表明生物固氮本身不是一种绝妙的解决办法,但在某些条件下会获得成功。
生产系统综合管理提供了业经验证的提高施肥效率的方法。通过实地学校使农民更多了解病虫害综合治理,在合理使用杀虫剂方面获得了明显成果,在学校中农民学习密切观察作物,讨论病虫害和病原的治理。这些活动日益与综合养分管理联系起来-正在培训农民观察养分应用的实际影响,而不仅仅因为它是最便宜的肥料,就使用越来越多的尿素。农民还需要理解过量使用氮肥对一些作物的某些病原体和其他压力因素的影响。这可以使他们相信必须购买非氮肥,施肥必须更加平衡。
私方/公共伙伴关系。即使从纯经济角度来看,施肥效率的益处也可能很大。然而这些益处取决于确定施肥的广泛因素和农民施肥量。我们需要私方/公共伙伴关系,更好的分配和质量管理系统,以及有关的各种销售工具。肥料业应当更加富有创造性,以确保农民实际上从现有作物和施肥技术中获得最大效益。这意味着系统研究减少劳力需求的方法,因为农业劳力供应量减少这就特别重要。例如新的聚合物包膜肥料可以提供的摄取率高得多。肥料业还应研究养分利用和养分摄取总周期,牢记汽车制造业20年前听到的同样呼声,自那时以来都取得了可观进展。
对于土壤养分,特别是矿物肥料仍有许多误解和混淆。公众需要从参与养分管理的所有伙伴获得有科学依据的客观信息。换而言之我们必须告诉人民我们所了解的一切。我们知道提高生产率是必要而且是可能的。我们知道需要更多的肥料。我们知道如果使用正确的方法在合理条件下施肥可以大大提高产量和效率。