宾夕法尼亚州伯克斯县，一名农民在田间撒肥。 Harold Hoch/MediaNews Group/通过盖蒂图片社阅读鹰
农民正在应对 肥料危机 化石燃料价格飙升和行业整合带来的影响。 合成肥料的价格已经超过 翻倍 自2021年以来，给农场国家造成了巨大的压力。
这种紧缩对那些种植玉米的人来说尤其艰难，玉米占美国氮肥使用量的一半。 全国玉米种植者协会预测其成员将 80 年在合成肥料上的支出增加 2022% 与 2021 年相比。最近的一项研究估计，平均而言，这将代表 每个农场增加 128,000 美元的成本.
作为回应，拜登政府 宣布了一项新的资助计划 11 年 2022 月 XNUMX 日，“支持创新的美国制造肥料，让美国农民在市场上有更多选择。” 美国农业部将投资 500 百万美元 试图通过增加产量来降低肥料成本。 但由于这可能不足以建造新的化肥厂，因此尚不清楚这笔钱将如何使用。
我指挥 Swette 可持续粮食系统中心 曾在亚利桑那州立大学任职，并曾在美国农业部担任高级职务，包括 2009 年至 2013 年担任农业部副部长。在我看来，生产更多的合成肥料不应是应对这一严峻挑战的唯一方法。 美国还应该为基于自然的解决方案提供支持，包括帮助农民减少或放弃合成肥料的农业实践，以及替代更苛刻的化学投入的生物产品。
豌豆、豆类和三叶草自然地向土壤中添加氮，可以补充或替代合成氮肥。
在错误的地方施肥过多
所有植物都需要营养才能生长，尤其是“三大”常量营养素： 氮、磷、钾. 农民可以通过种植来施肥 自然向土壤中添加氮的农作物 或通过将动物粪便和堆肥施用于土壤。
然而，自二战以来，农民主要依赖人工合成的肥料，这些肥料含有不同比例的氮、磷和钾，以及次生营养素和微量营养素。 这种转变的发生是因为制造商在战争期间生产了大量的硝酸铵，这是炸药的主要成分。 冲突结束后，他们 转而生产氮肥.
合成肥料大大提高了作物产量，并被正确地归功于 帮助养活世界。 但是他们 没有在世界范围内均匀使用. 在撒哈拉以南非洲等贫困地区，可用的肥料太少。 在较富裕的地区，大量的合成肥料导致过度施用和严重 环境危害.
暴风雨期间，多余的肥料会冲走田地，流入河流和湖泊。 在那里，它为大量死亡和分解的藻类施肥，耗尽水中的氧气，并形成无法养活鱼类或其他水生生物的“死区”。 这个过程， 水体富营养化, 是一个主要问题 大湖是， 切萨皮克湾是， 墨西哥湾 和 许多其他美国水体.
过量的氮也会污染饮用水和 威胁人类健康. 化肥，无论是动物来源的还是合成的，都是重要的来源 笑气，一种强效温室气体。
来自农田的大量养分径流在体积最小的大湖伊利湖中产生了长期的藻类大量繁殖。 NOAA
是什么导致了危机
美国化肥价格飙升的原因之一是农民依赖进口。 COVID-19 扰乱了供应链，尤其是来自主要化肥生产国中国的供应链。 乌克兰的战争已经切断了访问 钾肥，重要的钾源，产自俄罗斯和白俄罗斯。
另一个因素是化肥行业 高度集中. 几乎没有竞争，所以农民别无选择，只能以市场价格购买肥料。 美国几位州检察长呼吁经济学家研究 化肥行业的反竞争行为.
美国农业部正在寻求有关信息 化肥市场的竞争和供应链问题 公众意见征询截止日期为 15 年 2022 月 66 日。但在该部门针对此要求提出的 XNUMX 个具体问题中，只有一个解决了我认为是关键问题：“美国农业部如何更好地支持减少对肥料依赖的生产模式，还是支持进入可能为依赖较少肥料的产品支付溢价的市场？”
重新思考如何种植农作物
我认为拜登政府有机会重新审视生物产品作为合成肥料的替代品。 该类别包括 生物肥料和生物营养素 – 提供作物营养的天然材料。 例子包括从空气中提取氮并将其转化为植物可以使用的形式的微生物，以及从粪便、食物和其他植物和木材废料中转化的肥料。
另一类， 生物刺激剂，包含增强植物养分吸收、减少作物压力并提高作物生长和质量的天然材料。 例子包括藻类和其他植物提取物、微生物和 腐植酸 – 当有机物质分解时，土壤中自然产生的复杂分子。
过去，批评者将此类天然产品视为“蛇油，”几乎没有科学证据表明它们有效。 然而，现在大多数专家认为，虽然 还有很多需要学习, 目前的生物肥料“在以下方面提供了巨大的潜力 新的和更可持续的作物管理实践设立的区域办事处外，我们在美国也开设了办事处，以便我们为当地客户提供更多的支持。“
研究表明这些产品有很多好处。 他们包括 减少对肥料的需求, 更大的作物产量, 增强土壤健康 和 减少碳排放.
大型合成肥料公司如 Mosaic, OCP Nutrien 正在分销、收购或投资这些生物技术。 农业巨头拜耳 与 Ginkgo Bioworks 合作 在一家名为 乔恩 其使命是创造“可持续的农业生物制品，用于作物保护和生育，达到或超过其化学对应物的性能。
提供更多选择
面对令人生畏的化肥价格，惊慌失措的美国农民正在寻找选择。 在对美国农业部化肥倡议的公开评论中， 伊利诺伊州玉米种植者协会 敦促该部门调查为什么农民施肥的水平高于必要水平，而其他人则指出缺乏经过充分培训的农艺师来指导农民如何最好地以可持续方式施肥。
我相信现在是美国农业部鼓励采用生物制品以及有机农民用来替代合成肥料的做法的好时机，例如 轮作, 堆肥 和 一起种植庄稼和牲畜. 第一步是部署技术人员，他们可以就可持续做法和生物产品向农民提供建议。 该部门最近宣布了一项新的 300 亿美元计划，以 帮助农民过渡到有机生产; 这是正确的想法，但需要更多帮助。
该机构还可以向农民提供一次性付款，以换取他们减少合成肥料的使用，这将有助于在他们改变生产方式时进行补偿。 从长远来看，我认为美国农业部应该开发新的作物保险工具，以保护农民免受过渡到更可持续选择的风险。 在我看来，这种广泛的反应将比纳税人资助的合成肥料现状方法产生更多价值。
关于作者
凯瑟琳梅里根, Swette 可持续粮食系统中心执行主任, 亚利桑那州立大学
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