中國糧食產(chǎn)量八連增的原因、問題及發(fā)展對策

褚清河，郭耀東

（1.山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)資源與經(jīng)濟研究所，山西太原030006；2.山西省農(nóng)業(yè)科學院玉米研究所，山西忻州034000）

近年來，我國糧食總產(chǎn)連續(xù)增加，到2011年實現(xiàn)了八連增，2012年2月2日國務(wù)院中央一號文件解讀新聞發(fā)布會上予以確認并進行了解讀，認為糧食產(chǎn)量八連增，我國近年來推廣配方施肥技術(shù)，并實現(xiàn)產(chǎn)量、效益增加，科技進步的貢獻率達53.3%，黨的一系列惠農(nóng)政策起了重要的作用。而我國的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，糧食總產(chǎn)的八連增，面積起了主要作用，單產(chǎn)并未連續(xù)增加，因此，播種面積增加導(dǎo)致的糧食總產(chǎn)增加并不能說明科技進步的增產(chǎn)作用，也難以體現(xiàn)黨的惠農(nóng)政策對糧食生產(chǎn)的導(dǎo)向和促進作用。我國的生產(chǎn)實踐表明，科技對單位面積糧食產(chǎn)量的提高主要表現(xiàn)為施肥量的不斷增加與作物品種的不斷更新。

中央一號文件解讀認為：“近幾年來，國家一直在推進測土配方施肥，單位面積上使用化肥減少20%左右，并實現(xiàn)產(chǎn)量增加，效益增加[1]”，顯然這與我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際和統(tǒng)計結(jié)果不符。這表明我國的少數(shù)專家學者至今并未搞清楚我國糧食產(chǎn)量增產(chǎn)的原理和規(guī)律，也未能真正搞清楚影響農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的主要因素及增產(chǎn)原因，因此，出現(xiàn)了一號文件解讀中，不能明確回答美聯(lián)社記者“關(guān)于農(nóng)業(yè)問題，在這次文件中提到過中國要進一步提高糧食產(chǎn)量，不能繼續(xù)依賴使用更多的農(nóng)藥和化肥，中國打算推動的是怎樣的農(nóng)業(yè)技術(shù)？哪些技術(shù)能夠激發(fā)提高農(nóng)產(chǎn)品的最大潛力？”問題的情況。針對上述問題，討論我國單產(chǎn)和總產(chǎn)增加的真正原因、存在的問題和對策，對于穩(wěn)定提高我國糧食產(chǎn)量、做出正確決策具有重要意義。

1 我國糧食產(chǎn)量增加的原理及其規(guī)律

1.1 我國糧食總產(chǎn)八連增及其影響因素

我國從2004年以來，糧食總產(chǎn)實現(xiàn)了8 a連續(xù)增加（表1），無疑黨實行對農(nóng)民種糧補助和農(nóng)業(yè)稅減免的政策，對糧食生產(chǎn)起了重要的促進作用。但由于政策對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的整體促進就像十一屆三中全會以來，黨實行了農(nóng)村聯(lián)產(chǎn)承包責任制一樣，表現(xiàn)為一種對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)長期穩(wěn)定的持續(xù)作用，因此，黨的政策并非是隨時間變化的自變量，糧食總產(chǎn)或單產(chǎn)也非政策的函數(shù)，我國糧食總產(chǎn)連續(xù)增加與影響糧食產(chǎn)量增加的直接因素有關(guān)。

從表1可以看出，2004年以來，我國糧食作物播種面積呈不斷增加規(guī)律，而糧食單產(chǎn)并非連續(xù)增加，2008年我國糧食作物單位面積產(chǎn)量為4 951 kg/hm2，2009年則較2008年減少1.6%。對播種面積和單位面積產(chǎn)量分別與總產(chǎn)進行線性相關(guān)分析得出，糧食作物播種面積和糧食總產(chǎn)的線性方程為y＝1.068x－62 202，相關(guān)系數(shù)r＝0.968**；單位面積產(chǎn)量和糧食總產(chǎn)的線性方程為y＝17.968x－35 326，相關(guān)系數(shù) r＝0.984**，播種面積、單位面積產(chǎn)量與糧食總產(chǎn)的相關(guān)檢驗均達到極顯著水平，可見，播種面積和糧食單產(chǎn)是影響我國糧食總產(chǎn)增加的重要因素，但我國單位面積產(chǎn)量增加不具連續(xù)性，因此，就我國糧食總產(chǎn)八連增而言，糧食總產(chǎn)增加是播種面積增加的結(jié)果。事實上，糧食單產(chǎn)就不可能表現(xiàn)為每年都增加，如我國1988年、1991年、1994年、1997年、1999年、2004年均較上一年減產(chǎn)。年度間單位面積產(chǎn)量的增減波動很大程度上是氣象因素引起的，如果把周期內(nèi)產(chǎn)量增加認為是科學技術(shù)推廣應(yīng)用的結(jié)果，而產(chǎn)量降低則歸罪于老天，顯然不是科學的認識觀，科技對糧食總產(chǎn)增加的作用主要應(yīng)體現(xiàn)為單位面積產(chǎn)量的增加。

表1 2004—2011年糧食增產(chǎn)、播種面積及單產(chǎn)變化情況

1.2 我國糧食單產(chǎn)增加的規(guī)律

1.2.1 我國糧食單產(chǎn)階段性增加原理及其影響因素 有研究表明，用距平值法[2]將我國1978—2007年糧食作物單產(chǎn)變化分為1978—1983，1984—1989，1990—1995，1996—1999，2000—2003，2004—2007年6個階段，以年份為重復(fù)，階段為處理，分別對1995年前3個階段和1996年后3個階段糧食單產(chǎn)進行方差分析，結(jié)果表明，階段間差異達極顯著水平，年度間差異未達顯著水平；而單位施肥量方差分析表明，無論年度間還是階段間均達顯著性差異水平。說明我國的糧食單產(chǎn)呈臺階式增加規(guī)律，在1995年以前其增加周期為6 a，1996年以后縮短為4 a，這與我國作物品種更新周期基本一致；同時表明，單位面積產(chǎn)量的階段性增加與品種更新及其施肥量的增加量密切相關(guān)。這是因為作物品種的高產(chǎn)特性僅是一種潛力，品種潛力的增加很大程度上表現(xiàn)為品種耐肥能力的提高，不同品種耐肥能力不同，即品種達到最高產(chǎn)量的施肥量不同，因此，同一品種達到最大施肥量后再增加肥料用量不再有增產(chǎn)效果，只有耐肥性較其更強的新品種，才能保證超過原推廣品種的最大施肥量而仍具有顯著增產(chǎn)效果，從而實現(xiàn)我國單位面積產(chǎn)量階段性持續(xù)增加。因此，在品種的推廣周期內(nèi)，年度間糧食產(chǎn)量不可能顯著增加，高產(chǎn)潛力的發(fā)揮必須借助于一定量的施肥水平，否則難以獲得高產(chǎn)。

我國1984—1989年階段施肥量較1978—1983 年增加 48.9kg/hm2，1990—1995 年較 1984—1989 年增加 68.5kg/hm2，1996—1999 年較 1990—1995年增加53.0 kg/hm2，階段間產(chǎn)量顯著增加。而2000—2003年階段施肥量較1996—1999年增加18.2 kg/hm2，單位面積產(chǎn)量則較1996—1999年顯著降低，說明并非增加一點施肥量就能表現(xiàn)出顯著增產(chǎn)效果，這與田間肥料試驗的極差，如果確定的太小，處理間就不會有顯著增產(chǎn)效果是一個道理。已有研究表明[3]，田間肥料試驗氮肥施用量極差為30 kg/hm2，處理與空白對照相比不具顯著增產(chǎn)效果；而處理施肥量達60 kg/hm2時，處理較對照顯著增產(chǎn)。由此可以得出，施肥量的極差只有大于30 kg/hm2，處理間才可能具有顯著增產(chǎn)效果。我國2004—2007年階段施肥量較2000—2003 年增加 39.2 kg/hm2，因此，2004—2007年的單產(chǎn)較2000—2003年顯著增加。進一步說明，肥料是糧食增產(chǎn)的推動因素，作物品種是糧食增產(chǎn)的被動因素，作物新品種只有借助于一定施肥量，才能發(fā)揮其高產(chǎn)潛力水平。

1.2.2 我國糧食總產(chǎn)八連增下的單產(chǎn)變化與化肥的施用情況 1.2.1分析表明，化肥施用量和作物品種更新是糧食增產(chǎn)的2個重要因素，我國在2007年以前，糧食單產(chǎn)的增加是借助于作物品種階段周期性更新基礎(chǔ)上不斷增加施肥量取得的，2004年以來，糧食總產(chǎn)實現(xiàn)八連增，糧食單產(chǎn)的增加是否仍然遵從這一規(guī)律，可通過2004—2009年糧食單產(chǎn)和單位面積施肥量的分析加以說明。以2004—2009年我國糧食作物單位面積施肥量為橫坐標，單位面積產(chǎn)量為縱坐標作圖（圖1），從圖1可以看出，我國單位面積產(chǎn)量增加趨勢與單位施肥量的增加呈線性相關(guān)關(guān)系，復(fù)相關(guān)系數(shù)檢驗達到顯著標準。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，我國2004年化肥施用量為4 636.6萬t，之后呈逐漸增加趨勢，到2009年增加到5 404.4萬t，較2004年增加16.6%，表明我國近年糧食單產(chǎn)的增加仍然是通過提高化肥的施用量獲得的，同時也證明，我國的化肥施用量并未達到最高點，如果達到最高點，增加施肥量不僅不會增產(chǎn)，反而會使單產(chǎn)降低。2011年12月1日，楊迪[4]報道，農(nóng)業(yè)部在回答網(wǎng)友中解答道：“據(jù)統(tǒng)計，2010年全國測土配方施肥技術(shù)推廣面積達0.73億hm2以上，受益農(nóng)戶達到1.6億戶，公頃均節(jié)本增效450元以上。據(jù)測算，6 a來全國累計減少不合理施肥580萬t，相當于節(jié)約燃煤1 500多萬t，減少二氧化碳排放量約4 000萬t，節(jié)能減排效果明顯”。國務(wù)院新聞發(fā)布會對中央一號文件中也進行了同樣解讀：“近幾年來，國家一直在推進測土配方施肥，單位面積上化肥使用減少20%左右，并實現(xiàn)產(chǎn)量增加，效益增加”。這顯然與我國生產(chǎn)實際和統(tǒng)計結(jié)果不符。

上述相關(guān)分析僅表明，我國近年糧食作物單位面積產(chǎn)量增加與化肥施用量增加具有顯著相關(guān)性，但我國2008—2011年糧食作物單產(chǎn)是否必然增加，這要看這一階段施肥量的增量是否大于30 kg/hm2。我國2008—2009年單位面積平均化肥施用量較2004—2007年的316.3 kg/hm2增加21.7 kg/hm2，如果6 a真的減少化肥施用量580萬t，那么糧食單產(chǎn)就很難實現(xiàn)顯著增產(chǎn)，因此，中央一號文件解讀中把單產(chǎn)的增加認為是減少肥料施用取得的，得出“提高單產(chǎn)，靠繼續(xù)增加化肥農(nóng)藥，不僅效應(yīng)在降低，而且破壞環(huán)境，也難以為繼”的結(jié)論，這不僅會使人們對我國糧食產(chǎn)量八連增產(chǎn)生懷疑，導(dǎo)致對穩(wěn)定實現(xiàn)糧食增產(chǎn)缺乏可行的措施與使科學創(chuàng)新失去方向，而且也無法明確回答美聯(lián)社記者的提問。這樣的結(jié)論也無疑是對布朗先生的觀點“你們即使采用世界上最嚴格的保護政策，你們還是養(yǎng)活不了自己，因為你們的資源短缺，而肥料生產(chǎn)潛力已達到了極限，再增加肥料也不能增產(chǎn)，那你們的糧食從哪里來，中國還是養(yǎng)活不了自己”提供了不科學的“事實”依據(jù)。無論是農(nóng)業(yè)部的解答還是中央一號文件的解讀，其依據(jù)還是我國施肥領(lǐng)域權(quán)威專家、學者的研究結(jié)果或觀點。中央一號文件解讀中出現(xiàn)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際不符的事實說明，個別專家、學者并未真正搞清我國糧食產(chǎn)量八連增的原因。

2 我國糧食產(chǎn)量增加及農(nóng)業(yè)施肥技術(shù)的應(yīng)用

2.1 我國農(nóng)業(yè)施肥的基本理論

理論來源于實踐，又反過來用于指導(dǎo)科學研究和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，那么，我們在施肥方面究竟有什么新理論與新技術(shù)，它們在生產(chǎn)中究竟發(fā)揮了什么樣的作用，這是需要認真思考的問題。在學術(shù)討論、技術(shù)推廣示范工程總結(jié)或電視報道等場合，通常會聽到一些學者或技術(shù)推廣人員滿腔熱忱地慷慨陳詞“農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣難，農(nóng)民文化素質(zhì)低，阻礙了農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣應(yīng)用與生產(chǎn)的發(fā)展?！毖酝庵猓褪钦f我們的科研成果沒有問題，我們的農(nóng)技推廣人員的素質(zhì)也沒有問題，有問題的就是化肥和農(nóng)民。因此，糧食增產(chǎn)后總是說科技人員起了重要的作用，科技貢獻率達到多少；而當某一年糧食減產(chǎn)，就認為那一定是農(nóng)民對科學技術(shù)缺乏熱情和對技術(shù)接受能力差，技術(shù)實施不能到位與積極性下降造成的，農(nóng)民不僅要蒙受應(yīng)用不成熟技術(shù)造成的損失，而且還要受到批評。

最小因子理論至今仍是我國施肥的基本理論依據(jù)，最小因子理論是1843年著名德國化學家李比希在《化學在農(nóng)業(yè)和植物生理學上的應(yīng)用》一書第3版中提出的。在1843年提出最小因子理論20 a后，1863年出版的《化學在農(nóng)業(yè)和植物生理學上的應(yīng)用》第7版中進行了修正[5]。修正后的最小因子不再是1個，而是1個或多個，據(jù)此，我們不難理解，氮、磷作為作物生長的大量元素就有可能同時均為最小因子。但由于我們的一些專家、教授和學者至今并不了解《化學在農(nóng)業(yè)和植物生理學上的應(yīng)用》一書第7版中最小因子的內(nèi)容，因為我國目前高等農(nóng)業(yè)院校21世紀新教材[6]中引用的仍然是《化學在農(nóng)業(yè)和植物生理學上的應(yīng)用》一書第3版中的內(nèi)容，自然也不可能知道最小因子理論的產(chǎn)生發(fā)展和存在的問題，致使我國在化學肥料應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上走了很長時間的彎路。

李比希在《化學在農(nóng)業(yè)和植物生理學上的應(yīng)用》一書第3版中談到的最小因子理論實際是一種養(yǎng)分單施的理論，也就是現(xiàn)在一些所謂的專家說的缺什么補什么。我國著名的肥料專家陳倫壽先生在《農(nóng)田施肥原理與實踐》一書[7]中對此進行了詳盡解讀。他認為，“決定作物產(chǎn)量的是土壤中某種對作物需求來說相對含量最少而非絕對含量最少的養(yǎng)分，最小養(yǎng)分不是固定不變的，而是隨條件變化而變化的，當土壤中的最小養(yǎng)分得到補充，滿足作物需求之后，作物產(chǎn)量就會迅速提高，原來的最小養(yǎng)分就不再成為最小養(yǎng)分而讓位于其他養(yǎng)分”。據(jù)此，他敘述到：“20世紀50年代我國農(nóng)田普遍缺氮，氮就成為當時限制產(chǎn)量提高的最小養(yǎng)分，因此，對于一般土壤和作物來說，增施氮肥的增產(chǎn)效果十分顯著；到20世紀60年代，隨著生產(chǎn)水平的提高和化學氮肥施用水平的增加，不少地區(qū)的土壤供氮水平得到提高，并不能顯著提高產(chǎn)量后，磷可能成為限制作物產(chǎn)量提高的新的最小養(yǎng)分”；“到20世紀70年代，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的進一步發(fā)展和復(fù)種指數(shù)的相應(yīng)加大，農(nóng)作物豐產(chǎn)所需的養(yǎng)分就越來越多。在長江以南地區(qū)，單施氮、磷肥料往往并不能顯著提高作物產(chǎn)量”。因此，在最小因子理論的指導(dǎo)下，20世紀80年代以前，我國施肥技術(shù)的研究主要是氮、磷、鉀的肥效試驗研究，直到20世紀80年代后，我國化肥試驗網(wǎng)研究證明氮磷配合施用較單施更有效后，我國化肥施用才走上氮磷配合施用的道路，這成為我國農(nóng)業(yè)或農(nóng)民施肥的基礎(chǔ)。1984年以后，我國化肥施用量的不斷增加，有力地促進了我國農(nóng)業(yè)糧食產(chǎn)量持續(xù)增加。但試想，如果我們在20世紀50年代就應(yīng)用李比希在《化學在農(nóng)業(yè)和植物生理學上的應(yīng)用》第7版中提到的最小因子理論指導(dǎo)施肥研究和農(nóng)民進行氮磷配合施用，可以肯定，我國的糧食總產(chǎn)將遠不止今天的57 121萬t的水平。

2.2 我國的農(nóng)業(yè)施肥技術(shù)及其應(yīng)用狀況

2.2.1 我國的農(nóng)業(yè)施肥技術(shù) 測土配方施肥技術(shù)被稱為20世紀80年代以來我國形成的重要施肥技術(shù)成果，它由3大類6種方法組成，其中，田間函數(shù)效應(yīng)法和目標產(chǎn)量測土施肥法是骨干技術(shù)。實際上，田間函數(shù)效應(yīng)法是確定某一地塊種植某種作物最佳或最大施肥量的一種田間試驗方法，并非是能直接應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的成熟技術(shù)。田間函數(shù)效應(yīng)法進行田間試驗，包括田間試驗設(shè)計與試驗結(jié)果的拋物線回歸分析2個步驟，而試驗確定的作物施肥量并不適用于時空變化的土壤種植相同作物，理論上講可應(yīng)用于類似土壤養(yǎng)分條件的地塊，但在無判斷類似的數(shù)學方法的情況下，其很難科學地大面積準確應(yīng)用。此外，由于田間試驗設(shè)計未考慮氮磷比例問題，因此，試驗并不遵從單一差異原則，施肥量與作物產(chǎn)量為函數(shù)關(guān)系的回歸分析也是一種誤用[8]，其作為試驗研究方法也無科學性而言。目標產(chǎn)量測土施肥法是20世紀60年代美國土壤學家提出的一種用目標產(chǎn)量估測單一氮或磷肥用量的施肥方法，該方法是由一種簡單推理所得，而非試驗所得。該法在應(yīng)用中，氮、磷、鉀目標產(chǎn)量需肥量分別計算，沒有考慮養(yǎng)分的聯(lián)合效應(yīng)和土壤肥力因素的影響，因此，根本不符合傳統(tǒng)施肥理論。而計算公式中將本為變量的肥料利用率、養(yǎng)分利用系數(shù)作為常數(shù)看待，不僅違背了數(shù)學統(tǒng)計的基本原理，而且由于這些變量是隨土壤養(yǎng)分狀況和施肥技術(shù)的變化而變化，難以準確獲得，生產(chǎn)上根本不具有可操作性。

此外，目標產(chǎn)量的確定無科學依據(jù)，而用每形成100 kg經(jīng)濟產(chǎn)量所需養(yǎng)分或作物地上部氮或磷的吸收量計算目標產(chǎn)量需肥量，沒有考慮秸稈中吸收的養(yǎng)分或把吸收進入秸稈中的養(yǎng)分均看成有效和可利用的養(yǎng)分，完全不符合生理學規(guī)律，因此，由于方法本身不具有嚴密的科學性和可操作性，因此，并未在生產(chǎn)中顯示出其應(yīng)用價值。田間函數(shù)效應(yīng)法是19世紀國外學者提出的施肥量試驗的基本方法，而目標產(chǎn)量測土施肥法則于1982年從印度文獻傳入我國，20世紀80年代以來我國進行大規(guī)模的化肥網(wǎng)田間試驗，實際就是基于這些基本方法的肥料試驗研究，而這些方法并非我國學者的獨創(chuàng)。

2.2.2 測土施肥技術(shù)增產(chǎn)效果 評價一種施肥技術(shù)或方法在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用中是否具有顯著增產(chǎn)效果，首先要看該技術(shù)在生產(chǎn)應(yīng)用中改善了哪些影響作物增產(chǎn)的重要因素，或有效解決了影響作物增產(chǎn)的哪些問題及其解決程度；其次要看技術(shù)或方法本身所具有的科學性，而最重要或無可爭議的評價方法就是實際應(yīng)用效果。目前的研究證明，作物施肥期、氮磷或氮磷鉀施肥比例及其施肥量是作物施肥的3要素[9-10]。

我國測土配方施肥技術(shù)中的田間函數(shù)效應(yīng)法和目標產(chǎn)量測土施肥法，所解決的問題是確定作物最佳或最高產(chǎn)量施肥量和人為確定的目標產(chǎn)量施肥量，前者是通過田間試驗獲得，但大規(guī)模田間試驗通行的以磷定氮或以氮定磷方法，人為確定的肥底與拋物線回歸法確定的最大或最佳施氮量或施磷量的比并非作物最佳施肥比例；后者目標產(chǎn)量施肥法分別計算的目標產(chǎn)量施氮量和施磷量的比也非最佳施肥比例，還由于計算過程中把肥料利用系數(shù)、土壤養(yǎng)分利用系數(shù)和每形成單位經(jīng)濟產(chǎn)量所需的養(yǎng)分量這些變量作為常量處理，計算的用量也不可能正確。因此，2種技術(shù)均不能有效確定作物最佳氮磷或氮磷鉀施用比例。而測土配方施肥技術(shù)確定的作物總施肥量是哪一個生育時期的施肥量或不同生育時期所占比例是多少，技術(shù)研究應(yīng)用中并沒有得到系統(tǒng)解決。因此，在生產(chǎn)實踐中通?；逝c追肥并用，有的追2次或3次甚至更多，田間試驗時確定的最佳施肥量或計算的目標產(chǎn)量施肥量的作用期與生產(chǎn)實際并不一致，所有這些都影響了施肥量的增產(chǎn)效果。

有研究表明，在氮磷最佳施肥比例1∶1條件下，玉米施氮60 kg/hm2就較對照不施肥顯著增產(chǎn)，玉米達到最高產(chǎn)量時的施氮量為240 kg/hm2時，增產(chǎn)幅度達47.2%；而在磷肥肥底為120 kg/hm2的條件下，玉米施氮量為75 kg/hm2的處理并未較施氮60 kg/hm2顯著增產(chǎn)，且玉米施氮量大于75 kg/hm2不再具有顯著增產(chǎn)作用，可見，施肥比例對于作物增產(chǎn)增效是十分重要的。新聞媒體報道，我國測土施肥技術(shù)在生產(chǎn)中的增產(chǎn)效果一般在10%左右，但是由于試驗誤差、取樣誤差與統(tǒng)計誤差等原因，增產(chǎn)10%左右的產(chǎn)量很可能達不到顯著差異水平。關(guān)于測土配方施肥技術(shù)的增產(chǎn)效果，可通過引用測土配方施肥技術(shù)研究應(yīng)用的老一輩專家周祖澄等在《兩種配方施肥方法的比較研究》一文[11]中提到的數(shù)據(jù)加以說明（表2）。

表2 玉米測土配方施肥方法與常規(guī)習慣施肥效果比較 kg/hm2

從表2可以看出，在巴吉壘鄉(xiāng)測土施肥（目 標產(chǎn)量測土施肥法）和回歸施肥法均較不施肥顯著增產(chǎn)，較習慣施肥7 245 kg/hm2分別增產(chǎn)12.8%和10.1%，但并未達到顯著性差異水平。合辣海鄉(xiāng)測土施肥較習慣施肥5 025 kg/hm2增產(chǎn)5.7%，檢驗未達到差異顯著水平；而回歸施肥雖然較習慣施肥增產(chǎn)16.1%，統(tǒng)計檢驗卻達到差異顯著水平，但施肥量較習慣施肥量增加96.1%，可見，應(yīng)用配方施肥技術(shù)并不能達到增產(chǎn)增收的目的。中央一號文件解讀中，減少20%的不合理施肥，實現(xiàn)增產(chǎn)增收顯然缺乏試驗結(jié)果的支持。2011年人民網(wǎng)網(wǎng)友在“人民網(wǎng)部委領(lǐng)導(dǎo)留言板”中留言反映的推廣測土配方施肥技術(shù)寫道：“你好部長，我建議取消測土配方的大面積推廣，理由是：（1）可操作性差；（2）太過理想化；（3）不經(jīng)濟——投入大而產(chǎn)出小。（全國來看）我們農(nóng)民希望：（1）多用些錢來培訓(xùn)我們，多學技術(shù)，多學文化，多長知識，多開眼界；（2）多給我們些簡單又實用的好技術(shù)”?？梢钥闯?，農(nóng)民對配方施肥技術(shù)應(yīng)用效果的認識符合實際應(yīng)用情況，他們也最有發(fā)言權(quán)。

2.2.3 我國糧食作物單位面積施肥量增加及測土施肥技術(shù)的應(yīng)用 肥料施用量是施肥技術(shù)3要素之一，化肥施用量的階段性增加是我國單位面積糧食產(chǎn)量提高的重要因素，我國從20世紀80年代以來，化肥施用量有增無減，氮磷比例基本穩(wěn)定在1∶0.33左右，每個階段每年平均較上一階段增加施肥量10 kg/hm2左右，我國的測土配方施肥技術(shù)并沒有推廣或也無法計算確定這一數(shù)據(jù)。我國在1981—1983年進行了大規(guī)模的田間肥料試驗，也就是田間函數(shù)效應(yīng)法的研究應(yīng)用，期間也進行了目標產(chǎn)量測土施肥技術(shù)的研究應(yīng)用。通過試驗統(tǒng)計得出，我國當時農(nóng)作物氮肥最適施用量是172.5 kg/hm2，氮磷比例南方為1∶0.5，北方為1∶0.6，而后國家將配方施肥技術(shù)立為十大農(nóng)業(yè)推廣技術(shù)在全國推廣，如果真的在生產(chǎn)中得到應(yīng)用，施肥量和施肥比例理應(yīng)在生產(chǎn)中短時間內(nèi)得到體現(xiàn)，氮磷施肥比例得到有效調(diào)整與施肥量有較大提高。但我國1990年農(nóng)作物氮肥施用量為110.4 kg/hm2，氮磷比例為1∶0.282，到2009年，我國的氮磷施用量已達到340.7 kg/hm2，遠遠超過了1981—1983年大規(guī)模田間肥料試驗確定的最適氮磷施用量，但也未達到試驗結(jié)果的施肥比例和氮肥施用量水平?？梢?，我國施肥量階段性增加是農(nóng)民在生產(chǎn)中逐漸探索的結(jié)果。

2005年我國重提推廣配方施肥技術(shù)，其實推廣測土配方施肥技術(shù)實際就是推廣田間肥料試驗研究。既然是施肥研究，也就不可能在短時間內(nèi)做大量的施肥試驗，更難在短時間內(nèi)大面積推廣應(yīng)用，增產(chǎn)效果也與我國的階段增產(chǎn)情況不符。在20世紀90年代，山西一個曾參加過化肥網(wǎng)試驗的專家，在山西汾陽市與農(nóng)民各半種植搞了10個配方施肥點，結(jié)果有7個點較農(nóng)民減產(chǎn)。由此，我們目前并沒有什么真正實用可行的技術(shù)，現(xiàn)在推廣的測土配方施肥技術(shù)恐怕專家都難以掌握，農(nóng)民才是糧食產(chǎn)量增加的真正推動者。

3 我國施肥量增加及其所帶來的環(huán)境污染問題

3.1 施肥與環(huán)境污染

世界上任何產(chǎn)品的生產(chǎn)應(yīng)用都會產(chǎn)生副作用，就像人類如果不注意自身吃、住、行及糞便的清潔問題，也會給環(huán)境帶來污染使居住環(huán)境惡化。作為農(nóng)業(yè)的主要生產(chǎn)資料化肥甚至是有機肥，如果不注意科學的合理施用，自然也會帶來環(huán)境問題。如在黃土丘陵區(qū)耕地土壤養(yǎng)分伴隨水土流失進入河流，在平原地區(qū)由于肥料在灌溉和降水時普遍實行多次追肥，肥料隨降水引起的徑流或大水漫灌進入河流湖泊，就有可能使地下水硝酸鹽含量超標和湖泊發(fā)生富營養(yǎng)化。但在生產(chǎn)中，如果我們能科學合理地施用化肥，就可能減少或避免環(huán)境污染問題。近年來，我國對坡耕地進行退耕還林與修筑水平梯田綜合治理，使黃土丘陵區(qū)的水土流失基本得到控制，無疑也就解決了施入土壤肥料的流失問題；而我國平原區(qū)只要改變施肥方式，普遍實行肥料播前一次性施用，并輔以合理的氮磷施肥比例，作物就能及時而有效地吸收施入土壤中的肥料，極大地減少肥料的損失。

一些專家認為，我國氮肥的利用率僅30%左右，而我國的化肥施用量遠遠超過20世紀80年代化肥試驗網(wǎng)確定的作物最大施肥量或世界上的標準施肥量，大部分養(yǎng)分損失，污染了環(huán)境，氮排放提高，湖泊富營養(yǎng)化，蔬菜硝酸鹽含量超標，土壤板結(jié)并使農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降，顯然這些結(jié)論無科學的、具有抽樣多點試驗為基礎(chǔ)的田間科學試驗做支持。黃國勤[12]引用一些學者的文獻認為：我國的氮肥利用率為9%～72%，平均為30%～41%，化肥每年的流失率占到施用量的40%左右。關(guān)于30%氮素利用率，其實也是基于失去時效試驗結(jié)果的一種陳腐認識。20世紀90年代，雖然有些專家也進行過一些氮肥利用率的研究，但試驗處理氮肥用量較小，試驗設(shè)計的單位面積氮肥施用量并未達到我國目前農(nóng)作物的施肥水平，同時試驗設(shè)計也未考慮氮磷或氮磷鉀施用比例的問題，因此，其試驗結(jié)果并不能說明我國農(nóng)業(yè)氮肥利用率的總體現(xiàn)狀。因為氮肥利用率是在20世紀80年代施肥量很低與當時應(yīng)用耐肥性較低品種下得出的試驗結(jié)果，今天在所應(yīng)用品種與較高的氮肥施用量下，氮肥的利用率均在70%以上，氮肥利用率和施氮量呈直線相關(guān)關(guān)系[3，8]，因此，施入土壤的大部分肥料已被作物吸收。此外，專家學者認為，土壤氮磷養(yǎng)分提高或在土壤中積累，也說明剩余的還有一部分累積在土壤中，因此，大量養(yǎng)分損失并污染環(huán)境的觀點缺乏科學的試驗依據(jù)。

3.2 施肥與土壤板結(jié)

土壤板結(jié)是一個緩慢的物理過程，主要與不良的耕作法如淺耕、耕作的精細程度及栽培密度和施肥狀況有關(guān)，在平原地區(qū)有可能由于污水灌溉破壞生物生長的環(huán)境，最后導(dǎo)致土壤板結(jié)，但在黃土高原旱作區(qū)至今并未發(fā)現(xiàn)大面積土壤板結(jié)和相關(guān)報道。土壤大面積板結(jié)成因的研究報道過去未曾有過，今天也未見相關(guān)報道，只是個別專家的簡單試驗或推理而已。黃國勤認為：“長期施用化肥對土壤酸度有較大的影響。在江西紅壤中，盆栽試驗結(jié)果表明，在酸性土壤中施用硫酸鉀、硫酸銨等，都會使紅壤的酸度不同程度增大。同時，硫酸鉀在中性和石灰性土壤中形成硫酸鈣，而在酸性土壤中形成硫酸，因此，在中性和石灰性土壤上長期大量施用硫酸鉀，土壤中鈣會逐漸減少，而使土壤板結(jié)”。可以得出，這種論述完全是一種不切實際的主觀判斷。在中性或pH值較高的土壤中，鈣多以碳酸鈣形式存在，形成的硫酸鈣和碳酸鈣均為難溶解物質(zhì)，怎能談得上鈣的減少和形成土壤板結(jié)，完全是一種錯誤推斷。我國近年來，多數(shù)地區(qū)已實現(xiàn)了機械耕作，化學肥料的應(yīng)用也不再是過去那樣僅施用1種單一肥料，而是氮磷或氮磷鉀配合施用，作物的栽培密度也較過去有很大提高，在我國糧食產(chǎn)量不斷提高的同時，耕地土壤歸還的生物量也不斷提高，自然不可能形成土壤板結(jié)，事實上我國耕地也沒有出現(xiàn)大面積土壤板結(jié)。多年前，北京大學劉巽浩先生就提出了無機換有機的觀點，生產(chǎn)實踐證明是正確的。土壤板結(jié)主要是由于耕作栽培技術(shù)不到位和生物歸還量較少形成的，并非化肥本身，道路及其路旁從來沒有施用化肥，但它的板結(jié)程度高于耕性最不好的農(nóng)田。

3.3 施肥與產(chǎn)品品質(zhì)

化肥的生產(chǎn)應(yīng)用產(chǎn)生于西方發(fā)達國家，早在20世紀80年代，國外由于化肥施用量增大使施肥的不合理程度增大，瓜果品質(zhì)下降與蔬菜硝酸鹽含量超標的問題就已顯現(xiàn)，并變得越來越嚴重。20世紀80年代末以來，美國就逐步實施農(nóng)業(yè)投入氮、磷總量控制，氮、磷化肥用量分別下降了大約30%和50%，并提倡推廣有機農(nóng)業(yè)。我國化肥的生產(chǎn)施用一直就是跟著西方國家后面走，當今天我國由于隨著施肥量的增加，也同樣出現(xiàn)瓜果品質(zhì)下降與蔬菜硝酸鹽含量超標的問題時，有些專家學者自然又不加研究和分析地高調(diào)重復(fù)西方國家的觀點或效仿他們的做法。提倡有機農(nóng)業(yè)與減少化肥施用量的進口觀點已影響到國家的決策，“而提高單產(chǎn)，靠繼續(xù)增加使用化肥農(nóng)藥，不僅效益在降低，而且破壞環(huán)境，也難以為繼[1]”。

農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降與蔬菜硝酸鹽含量增加主要是由于施肥比例和施肥量不合理造成的，如果土壤氮素養(yǎng)分較高且氮磷供應(yīng)比例不合理，即使不施肥，蔬菜硝酸鹽含量也會很高。此外，同樣的養(yǎng)分條件下，不同品種植株硝酸鹽含量也有很大差異，而這些問題并非能通過施用有機肥得到有效解決。當人們了解有機肥必須經(jīng)過礦質(zhì)化才能被作物吸收與有機肥所含的氮磷元素和化肥中的氮磷元素是同一性質(zhì)的元素時，自然會知道過量施用也會增加蔬菜中的硝酸鹽含量。牟建梅等[13]研究表明，在施用復(fù)合肥225 kg/hm2的基礎(chǔ)上施用不同數(shù)量的有機肥，當有機肥施用量由1 500 kg/hm2增加到7 500 kg/hm2時，夏白菜硝酸鹽含量由2 647.9 mg/kg增加到3 540.3 mg/kg，有機肥施用量與夏白菜硝酸鹽含量呈顯著線性相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)r＝0.972**，硝酸鹽含量提高33.7%，可見，有機肥達到一定施用量，同樣也會使產(chǎn)品品質(zhì)下降和導(dǎo)致硝酸鹽含量提高?；试诘资┓时壤陀昧亢侠淼那闆r下并不會使蔬菜硝酸鹽含量提高。有研究表明，馬鈴薯不施肥的硝酸鹽含量為960.7 mg/kg，單施氮225 kg/hm2時硝酸鹽含量較對照顯著增加，為1 141.4 mg/kg；在施氮基礎(chǔ)上施用磷鉀肥，當配施比例不合理時也會顯著提高硝酸鹽含量。如每公頃施氮225 kg，P2O5150 kg，K2O225 kg時，硝酸鹽含量為1 088.8 mg/kg；每公頃施氮 225 kg，P2O5225 kg，K2O225 kg時，硝酸鹽含量為1 169.8 mg/kg，均顯著與極顯著高于對照不施肥；但當?shù)租浭┯昧棵抗暈榈?225 kg，P2O5337.5 kg，K2O 225 kg時，硝酸鹽含量為1 004.8 mg/kg，硝酸鹽含量并未顯著高于對照不施肥，可見，蔬菜硝酸鹽含量顯著增加主要是由于不合理的施肥比例和施肥量以及不合理的施肥方式造成的。

然而，自從提出施肥理論和化學肥料應(yīng)用以來，直到今天科學家并未發(fā)現(xiàn)施肥比例是影響產(chǎn)品品質(zhì)和作物產(chǎn)量提高的重要因素，國內(nèi)外至今也沒有形成科學的施肥理論和施肥技術(shù)，因此，只好把施肥出現(xiàn)的這些問題歸咎于化肥。但我們的研究證明，施肥比例是影響產(chǎn)品品質(zhì)的重要因素，如果作物施肥能做到因土因作物確定合理的氮磷鉀比例，并且采用一次性施肥方式，作物就會高效吸收利用施入土壤的化學肥料，自然不會形成硝酸鹽在作物體內(nèi)累積及產(chǎn)品品質(zhì)降低。

4 我國糧食生產(chǎn)中存在的問題及對策

4.1 問題及對策

近年，我國糧食總量實現(xiàn)8 a連續(xù)增加，單產(chǎn)也呈階段性增加，但提高施肥量的增產(chǎn)潛力幾乎要達到極限，突出表現(xiàn)為隨著階段施肥量的增加，邊際產(chǎn)量遞減速度加快，如1984—1989年的階段施肥量較1978—1983年增加49 kg/hm2，但每千克化肥增產(chǎn)糧食13.5 kg；而近年來階段施肥量增量為39 kg/hm2，但每千克化肥的增產(chǎn)量減少到3.9 kg左右。其重要原因，一是氮磷施肥比例嚴重不協(xié)調(diào)，二是我國近年來生產(chǎn)中推廣應(yīng)用的作物新品種大多是在高肥力和高水肥條件下育成的品種，抗不平衡能力逐漸減弱，因此，品種在高肥力與高水肥條件下示范，玉米、水稻的單產(chǎn)水平均在10 500 kg/hm2以上，超級稻可達到13 500 kg/hm2，但在低肥力下增大施肥量并不具有很好的增產(chǎn)效果，因此，我國玉米、水稻單位面積產(chǎn)量只有品種潛力水平的50%左右。針對上述問題，我們首先要在生產(chǎn)中調(diào)整氮磷施用比例，從長遠看，要采用新的育種方法和技術(shù)。作物品種產(chǎn)量潛力水平的提高是耐肥性和養(yǎng)分平衡吸收特性的進化過程，而目前所育品種僅僅利用了品種的耐肥特性與抗不平衡性，而沒有選擇利用其平衡特性及耐瘠薄特性，因此，所育品種增產(chǎn)潛力有限，對土壤肥力的適應(yīng)性不強，無法實現(xiàn)良種良法配套。今后我國育種，必須采取土壤高、中、低肥力類型輔以最佳施肥比例和施肥量條件下進行品種選育，這樣才能做到增強品種的適應(yīng)性和真正實現(xiàn)良種良法配套，從而達到高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的目的。

4.2 我國未來的糧食安全

布朗先生在20世紀90年代發(fā)表《誰來養(yǎng)活中國人》的文章后，在10 a后的另一篇文章中又進行了重新論述：“即使你們采用世界上最嚴格的耕地保護措施，你們還是養(yǎng)活不了自己，因為你們水資源短缺，而肥料的生產(chǎn)潛力已到達極限，再追加肥料也不能增產(chǎn)，那你們的糧食從哪里來，中國人還是養(yǎng)活不了自己”。我國的一些專家也認為，我國的肥料生產(chǎn)潛力已經(jīng)達到極限。人類對事物發(fā)展方向及其科學的認識從來都是建立在新的科學理論和試驗結(jié)果之上的，原有施肥、育種理論和技術(shù)不可能發(fā)現(xiàn)和解決自身的問題，建立在原有理論方法上的認識或觀點必然違反科學發(fā)展規(guī)律，得出糧食產(chǎn)量無法提高的結(jié)論。

作物單位面積產(chǎn)量水平的提高是作物品種階段性更新的結(jié)果，而作物品種潛力水平的提高則是作物耐肥特性的表現(xiàn)形式，它是作物育種過程中適應(yīng)土壤環(huán)境的進化結(jié)果。作物耐肥能力首先表現(xiàn)為最高產(chǎn)量施肥量的差異，作物品種耐肥能力提高就意味著其最高產(chǎn)量施肥量也相應(yīng)增大，表現(xiàn)在生產(chǎn)中，我們就可以通過增大施肥量來提高產(chǎn)量水平。假如不同作物品種其最高產(chǎn)量施肥量相同，那么即使我國過去幾十年的施肥量未達到不同作物最高產(chǎn)量的施肥量，但今天專家們認為，肥料的增產(chǎn)潛力已達到極限，這也就是說作物品種更新將不再具有增產(chǎn)作用，顯然不符合事物螺旋式不斷發(fā)展變化的規(guī)律。事實上，不同作物品種其最高產(chǎn)量施肥量相同的假設(shè)是不正確的，因為全國的品比試驗表明，在相同施肥量下，新品種較對照品種顯著增產(chǎn)，說明新舊品種的耐肥性是不同的。

品種更新是單位面積糧食產(chǎn)量提高的前提，而品種產(chǎn)量潛力提高的動力是施肥技術(shù)。今天，我們已發(fā)明了能因土因作物確定最佳施肥比例的調(diào)控施肥技術(shù)，這為我國調(diào)整氮磷施用比例提供了技術(shù)和方法，也為因土壤肥力和養(yǎng)分類型育種提供了技術(shù)支撐。調(diào)控施肥技術(shù)的增產(chǎn)幅度一般在30%左右，在低產(chǎn)地區(qū)應(yīng)用該技術(shù)單產(chǎn)可實現(xiàn)翻番。因此，在全國分區(qū)應(yīng)用該技術(shù)宏觀調(diào)整氮磷施用比例和用量就可實現(xiàn)大幅度增產(chǎn)，每千克化肥增產(chǎn)糧食量可由目前的3.9 kg提高到13.5 kg。從長遠看，它為我國分區(qū)、分土壤肥力進行平衡育種提供了新的思路和方法，在不同肥力的土壤上進行品種選育，它的成功與應(yīng)用將使我國中低產(chǎn)田的單產(chǎn)水平有較大幅度的提高，實現(xiàn)分土壤肥力育種與分肥力種植，可真正做到良種良法配套，使我國品種高產(chǎn)更具普遍性。科學技術(shù)的重大突破從來都是建立在創(chuàng)新思路和改進方法[14]基礎(chǔ)之上的，新的育種思路和方法在育種中的應(yīng)用，必然會使我國育種技術(shù)取得重大進展，給我國的糧食生產(chǎn)帶來持續(xù)的繁榮和發(fā)展。

［1］國務(wù)院.加快推進農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新持續(xù)增加農(nóng)產(chǎn)品供給保障能力的若干意見新聞發(fā)布會[EB/OL].[2012-02-02].http://www.scio.gov.cn.

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