2014—2016年我國種植業(yè)化肥施用狀況及問題

徐 洋，楊 帆，張衛(wèi)峰，孟遠奪，姜 義

（1 全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，北京 100125；2 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部耕地質(zhì)量監(jiān)測保護中心，北京 100125；3 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100094；4 揚州市耕地質(zhì)量保護站，江蘇揚州 225101）

“莊稼一枝花，全靠肥當(dāng)家”，化肥作為糧食的“糧食”對于農(nóng)作物單產(chǎn)的貢獻是不可替代的，新中國成立至今的70余年間，化肥施用在保障糧食安全、推動經(jīng)濟發(fā)展、維護社會穩(wěn)定等方面發(fā)揮了巨大作用[1]。當(dāng)前，我國農(nóng)業(yè)發(fā)展已進入新的歷史階段，推進農(nóng)業(yè)增綠已經(jīng)成為全社會的共識，這就需要強化投入品綠色管控，突出化肥減量增效，減輕農(nóng)業(yè)面源污染。

摸清我國施肥現(xiàn)狀是從宏觀層面研究養(yǎng)分平衡應(yīng)用、開展資源環(huán)境評估、制定肥料管理政策的基礎(chǔ)，也是促進化肥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實現(xiàn)科學(xué)施肥的關(guān)鍵。目前，我國農(nóng)用化肥施用量統(tǒng)計數(shù)據(jù)大多引用國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)，但該數(shù)據(jù)包含單質(zhì)肥和復(fù)合肥兩大部分，復(fù)合肥中氮、磷、鉀的比例難以區(qū)分，而分散的地域數(shù)據(jù)又很難反映全國的情況，因此大樣本量的調(diào)研數(shù)據(jù)對于分析我國化肥施用現(xiàn)狀意義重大。

王艷語等[2]根據(jù)FAO統(tǒng)計數(shù)據(jù)，研究了2014年世界各國化肥用量情況，發(fā)現(xiàn)我國單位耕地面積施肥量高居世界第二。易小燕等[3]利用《中國統(tǒng)計年鑒》數(shù)據(jù)，研究發(fā)現(xiàn)我國化肥施用量 (折純量) 從1990 年的 2.59 × 107t上升到 2015 年的 6.02 × 107t，年均增長率為3.3%。辛良杰等[4]基于地市級化肥施用總量等數(shù)據(jù)，利用空間自相關(guān)及冷熱點等分析方法，研究了2000—2010年我國農(nóng)業(yè)化肥施用的時空演變格局，結(jié)果表明我國化肥施用量增加較快，增加區(qū)域廣。本研究小組曾研究過2013年我國種植業(yè)化肥施用量和農(nóng)戶購肥等情況[5]，然而自2015年原農(nóng)業(yè)部啟動化肥使用量零增長行動以來，我國化肥用量發(fā)生較大變化，本研究以基層肥料零售網(wǎng)點農(nóng)戶調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合中國統(tǒng)計年鑒等數(shù)據(jù)，分作物、分區(qū)域研究了2014—2016年我國化肥施用變化情況，并進一步探究了原因，以期為加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式和推動農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究施肥、購肥數(shù)據(jù)來源于2014—2016年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部339個國家級基層肥料零售網(wǎng)點 (圖1)的調(diào)查統(tǒng)計，零售網(wǎng)點分布在全國30個省、自治區(qū)、直轄市和黑龍江農(nóng)墾總局，播種面積數(shù)據(jù)來源于《中國統(tǒng)計年鑒》[6-8]。

國家級基層肥料零售網(wǎng)點調(diào)查采取問卷調(diào)查的方式，對農(nóng)戶的基本信息和受調(diào)查農(nóng)戶當(dāng)期所種作物的化肥施用總量等施肥情況進行調(diào)查，每個國家級基層肥料信息網(wǎng)點在每個用肥季隨機調(diào)查30個在該門市購肥的農(nóng)戶，其中春耕季調(diào)查在5月5日前完成，夏播季調(diào)查在9月5日前完成，秋冬種季調(diào)查在11月5日前完成。調(diào)查數(shù)據(jù)通過門市肥料采集上報系統(tǒng) (http://menshi.chinafarmland.com.cn) 填報，經(jīng)省級土肥站審核后提交到國家級肥料零售網(wǎng)點數(shù)據(jù)庫。

1.2 數(shù)據(jù)篩選

調(diào)查數(shù)據(jù)采取兩級審核的方式，先由省級土肥部門對轄區(qū)內(nèi)的調(diào)查數(shù)據(jù)進行初審，再由全國農(nóng)技中心土壤肥料技術(shù)處對上報數(shù)據(jù)進行二次審核。

2014年共收到調(diào)查問卷24615份，其中有效問卷22886份，占總數(shù)的93.0%，春耕、夏播、秋冬種三個時期分別收到問卷9549份、7531份和7535份，其中有效問卷為9354份、6925份和6607份，分別占調(diào)查問卷總數(shù)的98.0%、92.0%和87.7%。

2015年共收到調(diào)查問卷23980份，其中有效問卷23081份，占調(diào)查問卷總數(shù)的96.3%，春耕、夏播、秋冬種三個時期分別收到問卷9536份、7615份和6829份，其中有效問卷為9437份、7165份和6479份，分別占調(diào)查問卷總數(shù)的99.0%、94.1%和94.9%。

圖1 339個農(nóng)業(yè)農(nóng)村部國家級基層肥料零售網(wǎng)點分布Fig. 1 Distribution of 339 national fertilizer retailers of Ministry of Agriculture and Rural Affairs

2016年共收到調(diào)查問卷21240份，其中有效問卷20564份，占調(diào)查問卷總數(shù)的96.8%，春耕、夏播、秋冬種三個時期分別收到問卷8545份、6991份和5704份，其中有效問卷為8446份、6644份和5474份，分別占調(diào)查問卷總數(shù)的98.8%、95.0%和96.0%。

1.3 數(shù)據(jù)劃分

種植制度和氣候條件是影響農(nóng)戶施肥的重要因素，為研究不同區(qū)域農(nóng)戶施肥情況，將全國劃分為六個區(qū)域，分別為東北 (黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古)，華北 (北京、天津、河北、山西、山東、河南)，西北 (陜西、甘肅、寧夏、青海、新疆)，西南(重慶、四川、貴州、云南)，華東 (上海、江蘇、安徽、福建、江西) 和華中南 (湖北、湖南、廣東、廣西、海南)。

一年中的不同時期，農(nóng)戶的購肥選擇不同，根據(jù)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)習(xí)慣，將一年分為3個時期，1—5月份為春耕時期、6—8月份為夏播時期、9—12月份為秋冬種時期[9]。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

2014—2016年度調(diào)查數(shù)據(jù)為國家級各基層肥料零售網(wǎng)點農(nóng)戶調(diào)查數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)總量66531個，各省份作物單位面積化肥施用量為該省每個受調(diào)查農(nóng)戶單位面積化肥施用量的算數(shù)平均值，作物單位面積化肥施用量以各省單位面積化肥施用量為基礎(chǔ)，以播種面積為權(quán)重加權(quán)平均后得出。

2 結(jié)果與分析

2.1 2014—2016年我國化肥總體施用情況

總體來看，2014—2016年我國種植業(yè)化肥施用量分別為5989.7萬t、6052.6萬t和6041.4萬t (見表1)，化肥施用量先增加后降低。其中氮肥用量基本保持穩(wěn)定，磷肥用量先增后減，鉀肥用量略有增加。

表1 2014—2016年我國種植業(yè)化肥施用量 (× 104 t)Table 1 Fertilizer application rates in crop farming of China from 2014 to 2016

2.2 主要農(nóng)作物化肥施用情況

表2 主要農(nóng)作物化肥單位面積施用量和年施用總量Table 2 Amounts of fertilizer application in the main crops of China

從單位面積化肥施用量(表2)來看，甘蔗年均化肥施用量最高，達到570.2 kg/hm2，其次是果樹和蔬菜，分別為564.1 kg/hm2和496.0 kg/hm2，受經(jīng)濟效益的驅(qū)使，我國水果和蔬菜單位面積化肥施用量長期處于較高的水平。糧食作物小麥、玉米、水稻單位面積年均化肥施用量分別為300.2、325.6和293.5 kg/hm2，其中小麥、水稻單位面積化肥施用量有所增加，玉米單位面積化肥施用量略有降低。

從主要農(nóng)作物化肥施用總量(表2)來看，三大糧食作物小麥、玉米、水稻年均化肥施用總量分別為728.3萬t、1214.2萬t和887.1萬t，合計用量2829.7萬t，占到種植業(yè)化肥施用總量的46.9%，氮、磷、鉀肥用量分別占種植業(yè)氮肥、磷肥、鉀肥用量的53.8%、41.7%和38.6%，可見在“保供給”的政策需求下，糧食作物的化肥施用依然是化肥最主要的去向。需要引起注意的是，受國家結(jié)構(gòu)性調(diào)整政策的影響，玉米化肥施用總量已經(jīng)出現(xiàn)下降，小麥和水稻化肥施用總量依然保持穩(wěn)中有升的態(tài)勢。果樹年均化肥施用總量731.5萬t，占到化肥施用總量的12.1%，氮、磷、鉀肥用量分別占種植業(yè)氮肥、磷肥、鉀肥施用量的10.7%、13.5%和13.6%；蔬菜年均化肥施用總量1086.0萬t，占到化肥施用總量的18.0%，氮、磷、鉀肥用量分別占種植業(yè)氮肥、磷肥、鉀肥施用量的15.0%、19.5%和22.7%。

表3 我國不同區(qū)域化肥施用量和單位面積施用量Table 3 Amounts of fertilizer application in different regions of China

2.3 區(qū)域化肥施用情況

受種植制度、氣候條件、施肥習(xí)慣、經(jīng)濟水平等因素的影響，不同區(qū)域化肥施用量差異較大。表3表明，華北、華中南和華東三個區(qū)域年均化肥施用總量較大，分別達到1603.1萬t、1156.8萬t和978.7萬t，占到種植業(yè)化肥施用總量的62.0%。華北、華中南、華東三個區(qū)域氮肥、磷肥、鉀肥總用量分別為1809.7萬t、969.5萬t和959.5萬t，分別占全國氮肥、磷肥、鉀肥總用量的60.6%、60.5%、62.0%。三年來，華東、東北、華北三個區(qū)域化肥施用總量有所增加，分別增加了92.7萬t、63.5萬t和62.4萬t，華中南、西北、西南三個區(qū)域有所減少，分別減少了96.7萬t、37.0萬t和33.2萬t。西北、華中南、華東三個區(qū)域年均單位面積化肥施用量較高，分別達到450.2、407.0和360.8 kg/hm2。西北地區(qū)主要受陜西、新疆等地特色經(jīng)濟作物化肥用量較高影響，施肥強度較大；華中南、華東地區(qū)經(jīng)濟較為發(fā)達，農(nóng)戶施肥量較大。從三年的變化量上來看，華東、東北、華北三個區(qū)域單位面積化肥施用量增加，分別增加了35.6、26.3和9.7 kg/hm2，西北、華中南、西南三個區(qū)域單位面積化肥施用量減少，分別減少了35.2、34.4和14.7 kg/hm2。東北地區(qū)，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，化肥投入量逐漸增加；華東、華北兩個區(qū)域農(nóng)戶越來越重視農(nóng)作物品質(zhì)的提升，磷肥、鉀肥用量增加帶動單位面積化肥用量的增長；華中南地區(qū)主要受小農(nóng)戶農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對家庭總收入的貢獻率下降影響，化肥投入積極性下降；西北、西南區(qū)域可能與惡劣的生態(tài)環(huán)境導(dǎo)致的較低的肥料利用率與農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)出有關(guān)[4]。

表4 2014—2016年農(nóng)戶各主要肥料品種的購買比例Table 4 Percentages of farmers purchasing the main fertilizers during 2014-2016

2.4 農(nóng)民購肥情況

2.4.1 分品種購買情況 復(fù)合 (混) 肥和尿素是農(nóng)民最常購買的兩種肥料 (表4)，在所調(diào)查的農(nóng)戶中，年均分別有76.8%和65.1%的農(nóng)戶購買了復(fù)合 (混) 肥和尿素；其次是普鈣、磷酸二銨和氯化鉀，分別有15.3%、12.5%和11.2%的農(nóng)戶購買。從三年的變化來看，復(fù)合 (混) 肥購買比例穩(wěn)步增加，由2014年的73.4% 提升至2016年的79.6%，提高6.2個百分點，其他肥料品種購買比例均有所下降，從中可以看出，科學(xué)施肥技術(shù)正逐步被農(nóng)戶接受，養(yǎng)分平衡被更多地落實到田間地頭。

從復(fù)合 (混) 肥配合式 (表5)來看，配方15-15-15、16-16-16和17-17-17占據(jù)了購買的前三名，2014—2016年三者合計購買比例分別為36.2%、38.8%和38.6%，可見通用型配方仍占據(jù)復(fù)合 (混) 肥配中較大的比例。除此之外，氮磷鉀總養(yǎng)分含量大于等于40%的高濃度復(fù)合 (混) 肥也是農(nóng)戶選擇較多的種類，三年來，在排名前十的配方中分別占據(jù)了7種、7種和8種。

2.4.2 分季節(jié)購買情況 對于不同的肥料品種，農(nóng)民在選購時有明顯的季節(jié)性 (表6)。春耕時期購肥主要用于春播作物底肥、越冬作物追肥和春播作物追肥，夏播時期購肥主要用于作物追肥，而秋冬購肥主要用于越冬作物底肥，這三個階段農(nóng)民購買比例最高的是復(fù)合 (混) 肥和尿素，年均比例分別為72.2%和67.0%，78.2%和73.1%，82.1%和53.4%。另外，春耕時期，磷酸二銨、硫酸鉀和磷酸銨的購買比例在全年中最高，年均分別為18.9%、8.0%和1.0%。夏播時期，尿素、氯化鉀和碳酸氫銨的購買比例在全年中最高，年均分別為73.1%、13.2%和10.4%。秋冬種時期，復(fù)合 (混) 肥和普鈣的購買比例在全年中最高，年均分別82.1%和17.1%。從三年的變化來看，復(fù)合 (混) 肥在春耕、夏播和秋冬種三個時期購買比例分別增加為8.4%、6.7%和3.0%，尿素在三個時期的購買比例分別減少了6.1%、5.8%和0.2%，再次證明越來越多的農(nóng)戶接受了養(yǎng)分平衡施用建議。

2.4.3 分區(qū)域購買情況 復(fù)合 (混) 肥和尿素也是各區(qū)域農(nóng)民普遍購買的肥料品種 (表7)，在東北、華北、華東、華中南、西南和西北六個區(qū)域，復(fù)合(混) 肥的年均購買比例分別為83.2%、75.6%、82.6%、86.9%、78.0% 和48.9%，除西北未超過五成外，其他區(qū)域購買比例均在七成以上，尿素年均購買比例分別為58.4%、54.5%、77.8%、72.1%、64.5%和63.0%，各區(qū)域購買比例均在五成以上。此外，磷酸二銨在西北和東北等北方地區(qū)購買比例較高，分別為49.4%和40.1%，普鈣在華中南、西南、華東等南方地區(qū)購買比例較高，分別為28.6%、26.8%和18.0%，氯化鉀在華中南和華東購買比例較高，分別為32.7%和18.0%，硫酸鉀在西北和東北購買比例較高，分別為16.4%和14.4%。從三年的變化來看，復(fù)合 (混) 肥在華東購買比例保持穩(wěn)定，其他區(qū)域均有所增加，特別是在華北和東北地區(qū)分別增加了11.4%和11.2%，尿素除在西北增加14.4%外，其他區(qū)域均有所減少，最多的華中南購買比例減少了13.3%，這也反映出，提高西北地區(qū)農(nóng)戶科學(xué)施肥技術(shù)水平是今后減肥增效工作的重點。

表5 2014—2016年農(nóng)民購買前10位的復(fù)合 (混) 肥料配方及其在總購買量中占的比例Table 5 Top 10 compound (mixed) fertilizer formulas purchased by farmers and their percentages in total compound fertilizers from 2014 to 2016

3 討論

從1985年到2013年，我國農(nóng)用化肥施用量增長了2.3倍，年均增長率為4.4%。這主要是由于自上世紀(jì)80年代以來，我國人口持續(xù)增長，為了保障糧食和農(nóng)產(chǎn)品的供應(yīng)，化肥生產(chǎn)和投入逐年增加[10]。2014—2016年我國種植業(yè)化肥施用量分別為5989.7萬t、6052.6萬t和6041.4萬t，在2016年首次實現(xiàn)了零增長。這主要得益于我國在加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式方面的一系列重大舉措，如原農(nóng)業(yè)部啟動的“到2020年化肥使用量零增長行動”，調(diào)減非優(yōu)勢區(qū)玉米種植以及推廣有機肥替代化肥等。同時，測土配方施肥項目實施十余年來，我國在定量化施肥方面取得明顯進展，技術(shù)覆蓋率、技術(shù)到位率、技術(shù)貢獻率分別達到68%、39%和32%，農(nóng)民的施肥觀念和知識水平得到了改善，化肥的增產(chǎn)增收作用得到了提升[11]。然而我們也應(yīng)清醒的認(rèn)識到，與世界主要農(nóng)業(yè)國家相比，我國化肥的施用強度依然偏高[12]，推進化肥的減量增效仍是下一步工作的重點。

主要農(nóng)作物化肥施用方面，糧食作物的化肥施用總量依然最大，2014—2016年均占比46.9%，但較1998年的60.0%已經(jīng)下降了十三個百分點[10]。果樹和蔬菜是我國種植業(yè)化肥施用的另一個重要去向，張衛(wèi)峰[12]等認(rèn)為果樹和蔬菜化肥用量占農(nóng)作物總化肥用量的30%左右，本研究發(fā)現(xiàn)2014—2016年果樹年均化肥施用量占農(nóng)作物化肥施用總量的12.1%，蔬菜年均化肥施用量占農(nóng)作物化肥施用總量的18.0%，與其結(jié)果相近。我國經(jīng)濟作物化肥施用量總體偏高，與實際產(chǎn)量下的專家推薦量相比，氮肥和磷肥過量現(xiàn)象較為嚴(yán)重[13]。

不同區(qū)域化肥施用量差異很大，按照2014—2016年均化肥施用總量大小排序，6個區(qū)域依次為華北、華中南、華東、西南、東北和西北，這雖然與區(qū)域內(nèi)省份數(shù)量有關(guān)，但總體上來看東部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)化肥施用量高于中西部地區(qū)，這與汪翔[14]等的研究相似。同時，種植作物的差異也是影響區(qū)域化肥施用量的重要因素，種植蔬菜、果樹較多的華北和華中南地區(qū)，化肥施用量明顯較高。我國化肥資源的配置效率在各區(qū)域間存在差異，如果以農(nóng)作物生產(chǎn)為目標(biāo)，應(yīng)適當(dāng)增加西北和西南地區(qū)的化肥投入[15]，但若考慮環(huán)境污染，結(jié)果恰好相反，中西部地區(qū)需要減少化肥用量[16]。

表6 不同季節(jié)農(nóng)民購買肥料品種所占的百分?jǐn)?shù)Table 6 Percentages of fertilizers bought by farmers in different seasons

從農(nóng)民購肥情況來看，復(fù)合 (混) 肥和尿素最受農(nóng)戶青睞，2014—2016年均購買比例分別為76.8%和65.1%。分時期來看，夏播時期主要是追肥，尿素購肥比例全年最高，達到73.1%，秋冬種時期主要是底肥，復(fù)合 (混) 肥比例全年最高，達到82.1%，春耕時期既有底肥也有追肥，比列介于二者之間。張衛(wèi)峰等[17]認(rèn)為肥料品種的選擇與施肥方式密切相關(guān)，尿素與復(fù)合肥是我國化肥投入的主導(dǎo)品種。楊帆等[5]研究發(fā)現(xiàn)，2013年復(fù)混肥料和尿素是農(nóng)民最常購買的兩種化肥，春耕和夏播農(nóng)民選用最多的是尿素，秋冬種為復(fù)合 (混) 肥料。本研究也有類似的結(jié)果，2014年依然是春耕、夏播選擇尿素的更多，秋冬種選擇復(fù)合 (混) 肥料的更多，但到了2015和2016年，復(fù)合 (混) 肥料全面超越尿素成為各個時期農(nóng)戶施肥的首選。

根據(jù)專家推薦用量[15]，在現(xiàn)有栽培技術(shù)、產(chǎn)量水平及有機肥投入條件下，如果要達到全面平衡施肥情況，氮肥用量還差273萬t的投入，磷肥基本盈余平衡，鉀肥則有70萬t投入過剩。分作物來看，在不考慮有機肥投入的情況下，玉米和花生已經(jīng)出現(xiàn)養(yǎng)分盈余，而甘蔗和棉花投入不足的問題則較為突出。分區(qū)域來看，相對于養(yǎng)分需求量，華北、華中南養(yǎng)分盈余較大，而西南、西北仍存在投入不足的問題。各類研究表明，測土配方施肥、機械施肥、有機肥替代化肥等高效施肥模式能夠提高化肥的利用效率，降低環(huán)境風(fēng)險[18-21]。建議國家圍繞鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，深入貫徹新發(fā)展理念，集成化肥減量的高效技術(shù)模式，加快新肥料、新技術(shù)、新機具推廣應(yīng)用，促進化肥高效利用。

4 結(jié)論

1) 2014—2016年我國種植業(yè)化肥施用量分別為5989.7萬t、6052.6萬t和6041.4萬t，2016年實現(xiàn)了總量零增長，單位面積化肥用量分別為362.0、363.8和362.5 kg/hm2。三年來，氮肥用量基本保持穩(wěn)定，磷肥用量先上升后下降，鉀肥用量略有增加。

2) 分作物來看，小麥、玉米、水稻年均化肥施用總量分別為728.3萬t、1214.2萬t和887.1萬t，合計用量2829.7萬t，占總用量的46.9%；果樹年均化肥施用總量731.5萬t，占總用量的12.1%；蔬菜年均化肥施用總量1086.0萬t，占總用量的18.0%。

3) 分區(qū)域來看，華北、華中南和華東三個區(qū)域年均化肥施用總量較大，分別達到1603.1萬t、1156.8萬t和978.7萬t，占總用量的62.0%。

4) 2014—2016年復(fù)合 (混) 肥和尿素是農(nóng)民最常購買的兩種肥料，年均分別有76.8%和65.1%的農(nóng)戶購買，復(fù)合 (混) 肥在除西北的區(qū)域外購買比例均超過七成，尿素在各區(qū)域外購買比例也都在五成以上。