中國蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展中化肥和農(nóng)藥使用問題的思考

張紅升，張 萍，張樹杰，羅愛華，張存智*

（1.寧夏職業(yè)技術(shù)學院生命科技學院，寧夏銀川750021；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學園藝學院，甘肅蘭州730070）

為解決我國蔬菜產(chǎn)業(yè)供不應求和菜品結(jié)構(gòu)嚴重不平衡，特別是蔬菜嚴重不足和短缺的問題，保證居民在一年四季都有蔬菜水果等供應而建立了地方和中央的蔬菜、水產(chǎn)、肉等生產(chǎn)基地，以及飼料加工和品種繁育服務體系，1998年農(nóng)業(yè)部為了緩解中國食品供應緊缺的問題提出了“菜籃子”工程[1]。我國建立了“設施蔬菜+大田蔬菜+物流”的生產(chǎn)供應鏈體系，蔬菜種植規(guī)模不斷擴大，化肥和農(nóng)藥大量使用，蔬菜科技不斷發(fā)展，產(chǎn)量迅速增加。截至2015年我國的蔬菜種植面積0.22億hm2，人均560 kg，每天占有量1.5 kg，遠高于世界平均水平，位居世界第一[2]。

根據(jù)文獻資料記載，我國的蔬菜種植面積由1990年的633萬hm2增加到2011年的1 967萬hm2；產(chǎn)量由1990年的1.95億t增加到2011年的6.79億t[3]。截止2016年底，我國設施蔬菜面積391.5萬hm2，其播種面積、產(chǎn)量和總產(chǎn)值分別占蔬菜總播種面積、總產(chǎn)量和總產(chǎn)值的21.5%、30.5%和62.7%，人年均190 kg[4]。同時，中國也是一個農(nóng)藥生產(chǎn)和使用大國，據(jù)國家統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)顯示，2008年中國農(nóng)藥產(chǎn)量為190.2萬t，占全球農(nóng)藥總產(chǎn)量近一半，年均使用量50萬t以上，其中，使用在蔬菜作物方面的化學農(nóng)藥占了絕大部分[5]。

我國氮肥過去主要依靠石油作原料，目前主要以磷礦石、煤炭和天然氣為原料，這些都是國家重要的戰(zhàn)略資源，也是緊缺資源，平均每年生產(chǎn)化肥消耗高品位的磷礦石約1億t，消耗硫資源72%，消耗標準煤超過國家能源消耗比重7%。中國化肥生產(chǎn)位居世界第二，而消費卻是世界第一，我國每年生產(chǎn)和消費化肥4 500萬t。過量使用農(nóng)藥和化肥導致嚴重的后果，很大程度上影響了蔬菜品質(zhì)，威脅到人體健康，也污染了環(huán)境，給人們的幸福福祉帶來了不可想象的負面后果?；屎娃r(nóng)藥的過量使用和濫用，給人類健康和自然生態(tài)帶來不可挽回的損失。針對我國蔬菜安全的嚴峻現(xiàn)實，通過科學有效的措施和采取一定的辦法完全可以解決好以上問題，確保中國人“舌尖上的安全”。

1 蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展中面臨化肥農(nóng)藥的雙重考量

化肥的適度科學使用不會造成過量，同時提高了蔬菜產(chǎn)量。適量的農(nóng)藥使用控制蔬菜免受病蟲害，避免污染環(huán)境和對人體健康造成危害，但是過量使用必然造成嚴峻后果。

1.1 化肥過量使用的危害

1.1.1 化肥的危害。

（1）硝酸鹽與亞硝酸鹽對人體的危害。蔬菜是構(gòu)成科學的膳食結(jié)構(gòu)必不可少的重要組成部分。蔬菜可為人體提供維生素、礦物元素、淀粉、纖維素等有用物質(zhì)，但同時蔬菜生長中易于集聚硝酸鹽的作物，人體攝入的硝酸鹽大多來自蔬菜（81.2%），硝酸鹽本身對人體無害，但在儲藏加工中產(chǎn)生的細菌作用，硝酸鹽轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，影響了人體血管的載氧量，發(fā)生中毒，特別是亞硝酸鹽與各種胺類結(jié)合形成亞硝胺，亞硝胺是一種強致癌物質(zhì)。

（2）化肥的過量使用破壞了土壤結(jié)構(gòu)，造成重金屬污染。中國是全世界氮肥生產(chǎn)和消費最多的國家，中國的氮肥消費是美國的1倍以上。長期的大量使用化肥，容易使土壤板結(jié)，團粒結(jié)構(gòu)降低，其他土壤結(jié)構(gòu)比例增大，而土壤中團粒結(jié)構(gòu)越多意味著土壤越好，其他結(jié)構(gòu)增多則使土壤結(jié)構(gòu)變差。其次是長期的使用化肥特別是使用氮肥會增加土壤酸度。土壤酸化增加了有害重金屬元素如鋁、錳、鎘、汞、鉛等在土壤中的活性，產(chǎn)生重金屬污染，還能溶解土壤中如鉀、鈣、鎂等一些營養(yǎng)物質(zhì)，使得這些營養(yǎng)成分流失，影響作物生長[6]。研究發(fā)現(xiàn)化肥處理顯著提高了重金屬鉛的有效含量[7]。磷肥在加工中容易附加砷、鉻、鎘、鉛、銅等一些重金屬元素，使用中進入土壤對土壤和作物造成污染[8]。

（3）化肥的流失和釋放會引起環(huán)境污染。過量使用化肥，只有一部分被蔬菜吸收利用，一部分被土壤固定，其他的肥料受降雨影響，隨著水土流失進入江河湖泊和海洋，引起水體的富營養(yǎng)化和海水湖泊的赤潮等水污染，對水生生物的生存造成極大威脅。僅以我國大型淡水湖泊為例，據(jù)統(tǒng)計，巢湖水華暴發(fā)總藻類量（干重）可達50萬～70萬t[9]，太湖藻類打撈量（干重）在2008年已超過2 800 t[10]，滇池中的藻類量（干重）每年產(chǎn)生約5 000 t[11]。另外，一部分肥料通過揮發(fā)或微生物作用變成氣態(tài)釋放到大氣中，例如氮肥通過硝酸還原酶的作用還原成氮氣，還有些以氨氣等形式進入大氣，污染大氣。

1.2 我國農(nóng)藥生產(chǎn)消費概況和過量使用產(chǎn)生的危害

1.2.1 我國農(nóng)藥生產(chǎn)和消費的基本情況。2008年中國農(nóng)藥產(chǎn)量190.2萬t，占全球農(nóng)藥總產(chǎn)量近50%，年均使用50萬t[5]。我國農(nóng)藥表觀消費量應在220萬t左右，而我國年供應在370萬t，這些關(guān)鍵數(shù)據(jù)充分顯示了我國農(nóng)藥過剩形勢仍然嚴峻[12]。當然我國還有部分農(nóng)藥出口國外，2015年，我國農(nóng)藥出口遍及全球180多個國家和地區(qū)。其中，亞洲是最大出口區(qū)域，出口量達到52.05萬t，占總量的35%；出口額23.45億美元，占總額的32%。其他重要市場是南美洲、歐洲、北美洲。目前國內(nèi)市場上所見的近1 600種農(nóng)藥制劑約80%為國產(chǎn)，國外進口占20%。國內(nèi)農(nóng)藥品種主要是：殺蟲劑（56%）、殺菌劑（23%）、除草劑（15%）、殺螨劑（2%）、植物生長調(diào)節(jié)劑（4%）及混配農(nóng)藥等[13]。截至2017年12月31日，我國登記有效狀態(tài)的農(nóng)藥有38 247個，其中大田用農(nóng)藥35 696個，衛(wèi)生用農(nóng)藥2 551個，正式登記分別為各自登記總數(shù)的98.6%和99%[14]。根據(jù)2005—2009年的數(shù)據(jù)測算，就每公頃耕地上的農(nóng)藥使用量而言，美國使用2.2 kg，英國使用3 kg，中國使用10.3 kg，約為美國的4.7倍。另外我國農(nóng)藥的使用量每年還以10%速度增長[15]。

1.2.2 農(nóng)藥使用存在的危害和問題。

（1）農(nóng)藥對人體健康的危害。農(nóng)藥的使用過量和不當會造成農(nóng)藥殘留和農(nóng)藥重金屬超標等問題，嚴重地威脅著人們的健康，例如近年發(fā)生的毒豇豆、毒生姜和鎘大米等事件，對社會造成了較大的危害。另外，在蔬菜生產(chǎn)中大量使用甲胺磷、樂果、敵敵畏、內(nèi)吸磷等高毒類農(nóng)藥所占比例不低，一旦存在超標和殘留都對人體造成更大的危害。2000—2004年，我國進行了3次針對蔬菜農(nóng)藥殘留的國家監(jiān)督抽查，共抽查了63個大型蔬菜批發(fā)市場的436種產(chǎn)品，平均抽樣不合格率為38.8%，但隨著我國加大了監(jiān)督力度和低殘留、低毒性等新型農(nóng)藥的增加，農(nóng)殘檢出率呈逐年下降趨勢：2010年62.4%、2011年51.4%、2012年41.5%；當然農(nóng)藥的檢出率與蔬菜生長季節(jié)以及用藥量直接相關(guān)，如夏季檢出率最高（70.0%），秋季次之（47.1%），春季最低（31.1%）[16]。有研究結(jié)果表明，部分農(nóng)藥可能作為非遺傳毒性致癌物影響人體內(nèi)分泌系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)而促進癌癥的發(fā)生[17]。農(nóng)藥作為一種常見的環(huán)境毒素，其與帕金森病發(fā)病的相關(guān)性業(yè)已得到證實[18]。

（2）農(nóng)藥對生態(tài)環(huán)境的影響。農(nóng)藥的大量和不科學使用，進入大氣圈、土壤圈、水圈和生物圈，引起生態(tài)污染，造成物種滅絕，降低物種多樣性，提高了雜草等物種耐藥性和抗藥性，導致發(fā)生生態(tài)災難。一些農(nóng)田雜草和有害病蟲害產(chǎn)生抗性基因和基因突變，使其防治成本更高，需要投入更多成本研制可以防治的藥物，以防治農(nóng)田雜草病蟲害的滋生和蔓延。

2 應對的措施和策略

2015年中央1號文件、全國農(nóng)業(yè)工作會議提出“大力推進化肥減量提效、農(nóng)藥減量控害，積極探索產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展之路”，農(nóng)業(yè)部制定《到2020年化肥使用量零增長行動方案》《到2020年農(nóng)藥使用量零增長行動方案》。這2個方案的正式提出，標志著我國治理化肥和農(nóng)藥超標過量使用問題進入了一個全新時代，化肥、農(nóng)藥雙減理念的建立，標志著現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的內(nèi)涵更加全面和科學[19]。

2.1 增強化肥農(nóng)藥雙減綜合技術(shù)

倡導生物防治和物理防治，大力推行綠色農(nóng)藥和生物農(nóng)藥，降低有機農(nóng)藥用量比例。在化肥使用上減少生理酸性肥料，增加石灰性肥料結(jié)構(gòu)比例。增加鈍化劑、生物質(zhì)炭、有機肥、作物秸稈等用量，降低土壤中重金屬活性，防止其在蔬菜中的積累[20]。研制新型化肥包括微生物肥、控失性肥料[21]、緩釋性肥料[22]、植物生長調(diào)節(jié)劑肥料[23]、農(nóng)藥微膠囊劑[24-25]、蛋白質(zhì)生物農(nóng)藥[26]等。堅持開展測土配方技術(shù)，科學精準施肥[8，27]。堅持科學的配方用藥、對癥用藥，避免多用藥和亂用藥[28]。從栽培技術(shù)等農(nóng)業(yè)方面減少化肥和農(nóng)藥的使用量[29]。從更大尺度和廣度推廣測土配方施肥，全面扭轉(zhuǎn)輕有機肥、重化肥的錯誤觀念，深入貫徹有機肥替代化肥等行動，切實減少化肥用量。防治化肥和農(nóng)藥零增長陷入數(shù)字游戲[30]。制定目標層層監(jiān)督和落實到農(nóng)田末梢，要從根本上扭轉(zhuǎn)農(nóng)業(yè)面源污染突出的問題。

科學工作者結(jié)合具體的作物品種，因地制宜，采取相適應的降低化肥農(nóng)藥使用的舉措，提高有效利用率，減少過量使用帶來的負面影響，還要特別重視提高施肥用藥裝備和機械化技術(shù)水平。國家重點研發(fā)計劃“設施蔬菜化肥農(nóng)藥減施增效技術(shù)集成研究與示范”項目首席科學家、中國農(nóng)科院蔬菜花卉所研究員李寶聚介紹，經(jīng)過4年研究，項目形成成熟共性技術(shù)40項。這些技術(shù)的使用必將在全國產(chǎn)生良好的推廣價值，降低農(nóng)藥用量，提高蔬菜品質(zhì)。

2.2 通過分子育種技術(shù)，提高蔬菜抗病、抗蟲性

分子標記技術(shù)、全基因組選擇技術(shù)、遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)、基因編輯技術(shù)、全基因組關(guān)聯(lián)分析技術(shù)和生物信息學等高效的基因組技術(shù)等在蔬菜抗病抗蟲育種的大量應用[31]，促進了抗病蟲害品種的培育速度和質(zhì)量。通過采用基因技術(shù)，提高蔬菜對化肥的利用率，降低施肥量，減輕對環(huán)境容量的壓力[32]。另外提高蔬菜對農(nóng)藥的抗性，降低農(nóng)藥殘留，提高蔬菜對病蟲害的防御和抗性，并保證蔬菜的品質(zhì)不降低。

3 結(jié)語

蔬菜是國民餐桌重要的組成部分，構(gòu)成人體膳食營養(yǎng)結(jié)構(gòu)中重要的一環(huán)。積極推進化肥減量增效、農(nóng)藥減量控害的總體思路，切實降低化肥和農(nóng)藥的用量，建立資源節(jié)約和環(huán)境友好型的現(xiàn)代蔬菜綠色產(chǎn)業(yè)體系，從而降低產(chǎn)出成本，增加農(nóng)民收入，為“健康中國”貢獻科技智慧和良好支撐。中國幅員遼闊，氣候、土壤和水文千差萬別，科技工作者立足實情，因地因品種研究和探索適合本土的化肥和農(nóng)藥綠色綜合減量增效體系，顯得十分必要。