引言
随着我国人口数量日益增加，粮食需求持续上涨，耕地面积却在不断缩减。2010 年第六次全国人口普查主要数据公报( 第 2 号) 文件显示: 全国总人口为 1 370 536 875 人，相比 2000 年第五次全国人口普查的 129 533 万人增加 5． 8% 。第二次全国农业普查:
2006 年( 截止 2006 年 10 月 31 日) ，全国耕地面积( 未包括香港、澳门和台湾省的数据) 121 775． 9khm2，相比1996 年第一次全国农业普查全国耕地面积 13 003． 92万 hm2( 19． 51 亿亩) 减少 6． 35% 。地少人多，粮食供求矛盾突出，严重威胁到粮食安全。
为缓解人多地少的矛盾，防止粮食紧缺，就要求不断提高单位面积耕地的粮食产量。其中，影响粮食产量的因素有很多，主要包括种植面积、化肥施用量、农机总动力、有效灌溉面积及农村劳动力等。据统计，1978 －2006 年间化肥投入对中国粮食产量的贡献率达 56． 81%。倪玉峰等研究显示，施肥是提高玉米产量最重要的技术措施之一，化肥的增产作用在我国玉米各项增产措施中占 24%。高焕文等关于免耕施肥精量播种玉米的研究表明，施肥不仅可保证玉米生长的需要，而且是调节田间土壤碳氮比，防止麦秸腐解造成微生物与幼苗争肥的需要。施用化肥成为作物增产、农民增收的重要手段之一。通过分析近 10 年多来大量文献，总结归纳我国化肥施用现状，分析目前存在的问题，并提出几点建议。
1 我国农田化肥施用现状
为保证农作物持续高产，农田需要及时补充充足的营养元素，其中需求量最大的是氮、磷、钾。化肥是目前使用最多、最普遍的肥料: 常用的氮肥有碳酸氢铵、尿素、硝铵等; 常用的磷肥有过磷酸钙、钙镁磷肥等; 常用的钾肥有氯化钾、硫酸钾、硝酸钾等。近年来，包括氮、磷、钾 3 种主要肥料中至少两种的复合肥料也普遍推广应用开来。国家统计局统计的我国2001 － 2011 年的化肥施用量数据，如表 1 所示。【表1】 氮肥、磷肥、钾肥和复合肥的施用量总体上逐年增加，2011 年比 2001 年分别增施 10． 04%、16． 08%、51. 45% 和 92． 65% ，年均增长率，分别为 0． 30% 、0. 47% 、1． 31% 和 2． 07% 。可以看出，氮肥和磷肥增施幅度相对较小，钾肥增施量较多，复合肥施用量增长幅度最大，2011 年比 2001 年复合肥施用量增加了差不多一倍。总的化肥施用量基本每年匀速增长，2011 年比2001 年施用化肥总量增加 34． 10% ，年均增长率为0. 92% ，增长幅度较大。有年均增长率 = ［( 末年值 / 初年值)1 / N－ 1］× 100% ( 1)其中，N 为间隔年数。
2004 － 2010 年联合国粮农组织( FAO) 每 3 年统计的我国单位面积化肥施用量，如图 1 所示。【图1】 我国耕地单位面积化肥 施 用 量 从 2004 年 的300kg / hm2增长到 2010 年的 460kg/hm2，年均增长率达5． 49% 。相比发达国家 225kg / hm2的安全上限，我国化肥施用量远远超额。目前，中国已成为世界上最大的化肥生产国和消费国，耕地面积仅占世界耕地总面积 7%的中国消费了接近世界 1/3 的肥料，单位面积用量是世界平均水平的 3． 7 倍。2004 － 2010 年中国国家统计局统计的我国主要的几种作物单位面积产量数据如表 2 所示。【表2】 2004 － 2010 年间谷物、棉花、花生单位面积产量总体在增长，年均增长率分别为 0． 79%、0． 13%、1． 69%，与单位面积化肥施用量的年均增长率 5． 49% 相差较大。虽然作物产量与诸多因素相关，但是如上文提到的，化肥对作物增产的贡献率达 50%以上，因此统计中作物单位面积产量没有随着化肥施用量的增加同比增加说明部分的化肥肥效并没有对作物产生增产效果，而是被浪费掉了。江西省吉水县近年来对水稻、油菜、花生、柑桔等作物进行了多次肥料利用率试验，结果表明，氮磷钾肥料的利用率分别为: 氮肥 31% ～ 38%、磷肥15% ～23%、钾肥26% ～43%，而氮磷钾肥料中施用最多的尿素、钙镁磷肥和氯化钾这 3 种肥料的当季利用率分别约为 35%、20%、40%，各种作物普遍存在肥料利用率低的现象。
通过上述分析，目前我国施用化肥主要存在施肥量大、利用率低的问题。
2 化肥不合理施用带来的问题
2． 1 资金和能源的极大浪费
化肥的过量施用，一方面带来农民投入成本的增加，造成资金浪费。据统计，我国粮食生产中化肥投入的费用占物质成本费用的 30% 左右; 另一方面也带来能源的巨大浪费，联合国粮农组织估计，若不生产工业化肥每年可为世界节省 1% 的石油能源消耗，不把这些化肥用在土地上还能降低 30% 的农业排放。据测算，如果氮肥的利用率提高10% ，则可节约707． 9万 m3天然气或 375 万 t 原煤。
2． 2 环境污染
施入土壤的养分通过各种途径如径流、淋溶、硝化、反硝化、氨挥发等流失进入农田以外的生态环境。我国农田生态系统中仅化肥氮的淋洗和径流损失量每年约为 174 万 t。流失的养分成为环境污染源，严重威胁环境安全。
2． 2． 1 水体污染
农田土壤中的养分经过浇灌或雨水冲刷进入地下水、江、河、湖、海。大量营养物质涌入水体造成水体富营养化，可引发藻类疯长，出现水华或赤潮，破坏水体原来的生态平衡，最终因水体缺氧致大量水生生物死亡。其中，我国以 1989 年黄骅海域的赤潮事件最大，损失最重，达 3 亿元人民币。
另外，化肥从原料的开采到加工生产，重金属元素不可避免存留其中，不同化肥重金属含量一般是磷肥 ＞ 钾肥 ＞ 氮肥。氮肥经硝化、反硝化作用生成硝酸盐。重金属和硝酸盐对水体安全都造成严重威胁。 2． 2． 2 土壤污染
过量及不合理地施用化肥会显着改变耕作土壤理化性状，造成土壤酸化、板结，肥力下降，其中的硝酸盐和重金属等有害物质还造成严重的土壤污染。
磷肥的大量施用提高了土壤中镉水平，是导致蔬菜中镉超标的重要原因。近期镉大米事件，让人们更加关注耕地重金属污染。国土资源部统计表明，目前全国耕种土地面积的 10% 以上已受重金属污染。
2． 2． 3 大气污染
化肥中的氮肥是造成大气污染的主要源头。硝态氮经过氧化还原反应、硝化反硝化作用以氨气、氮气、氮氧化物的形态进入大气。朱兆良等的研究表明除氮气外，化肥氮的损失中对环境质量有影响的各种形态的氮素总量约为其施用量的 19． 1%。这些物质源源不断进入大气，导致臭氧层进一步破坏，并加速全球变暖进程。
2． 3 食品安全受到威胁
作物在被污染的水、土壤、大气中生长，产品品质和食用安全性受到严重威胁。例如，作物长期在被硝酸盐污染的环境中生长，使其中( 尤其蔬菜) 氮氧化物含量严重超标，而氮氧化物在人畜体内会形成致癌物质———亚硝胺，严重危害人体的健康。据对北京、上海、天津等7 个主要城市的调查，在123 种主要蔬菜品种中，中度及以上污染的占 72． 4% 。其中，达严重污染程度的蔬菜，按 WHO 和 FAO 规定标准，已不允许食用的蔬菜品种有 33 个，占 26． 8%。而在重金属污染地生长的作物则可能造成重金属超标，镉大米就是重金属污染的直接后果。
3 建议
3． 1 健全方针政策
黄文芳的研究表明，多年来国家给予化肥企业“优惠 + 补贴 + 限价”的化肥行业发展政策是化肥过量施用的根本原因。因此，从政策层面来说，为改善目前化肥施用过量的现状，需调整国家的惠农补贴政策。例如，将一部分原先补贴给化肥企业的资金直接补贴给农民，同时对农民开展科学施肥培训，提高农民科学合理施肥和环境保护意识，减少过量施肥。
3． 2 引进高产优良品种
经改良、选育的高产优良品种相比普通品种，可在相同的土壤、水、肥环境下提高作物产量。反过来，达到同样产量的条件下，相比普通品种，高产优良品种可相应降低对土壤、水、肥的要求。因此，高产优良品种可间接达到节省肥料的作用。
3． 3 建立合理的施肥制度
肥料施用量和施用方式的不合理，不仅导致作物体内有害物质含量的增加、降低产品品质，还会加剧土壤及其营养元素淋洗渗漏、降低肥料利用率，造成严重的环境污染问题。根据不同作物及土壤条件:
①确定合理的施肥用量和比例。②坚持氮肥深施、磷肥集中并分层施、钾肥早施并适当深施。闫湘等的研究表明，碳铵或尿素深施增产效果比表施高 2． 7% ～11． 6% 左 右，氮 肥 利 用 率 也 可 提 高 7． 2% ～12. 8%。③有机肥与无机肥配合、大量元素与中微量元素配合确保营养均衡施肥，营养均衡全面有利于增加作物产量，也有利于提高产品品质。杨兴明等的研究表明，单一施用化肥( 土壤肥力退化、肥料损失严重而污染环境、导致大量使用农药) 和单一施用有机肥( 当季产量较施用化肥处理的明显减产) 都不是解决我国农业生产和生态环境保护的有效办法与途径。④采用水肥综合管理技术。改进传统的先施肥再大水漫灌造成的肥料利用率低和地下水污染问题，推广滴灌施肥、喷灌施肥、水肥一体化技术，提高肥料和水的利用率。
3． 4 多种肥料相结合
普通传统肥料进入土壤后快速溶解被固定或挥发等原因导致前期供应过量后期供应不足、利用率低。
为有效控制肥料养分适时释放，提高肥料利用率，各种新型肥料应运而生，如缓/控施肥和长效肥料。缓/控施肥利用各种机制使其养分最初缓慢释放，延长作物对有效养分吸收利用的有效期，使养分按照设定的释放率和释放期缓慢或控制释放。研究表明，控释肥氮、磷、钾利用率可提高到 55% ～ 80% ，35% ～ 50% ，60% ～ 70%。长效肥料主要应用于氮肥，通过抑制剂，如尿酶抑制剂和硝化抑制剂，控制氮释放从而提高氮肥的利用率。微生物肥料利用微生物的活动和产物转化、分解营养物质，起到固氮、解磷、解钾作用，间接起到提高肥料利用率的作用。
化肥“速”、有机肥“稳”、菌肥“促”的优势形成营养“合力”，可使养分利用率由 30% 提高到 50% 。一般可使粮棉作物增产 10% ～20% ，特产作物增产 20%～ 30% ，是发展“绿色食品 ”和优质农业的理想产品。《国家中长期科学和技术发展规划纲要( 2006 －2020 年) 》已经将新型环保肥料发展列入农业领域优先主题，使得环境友好型新型肥料将越来越受关注。