我国农作物化肥使用量增长迅速，从1980 年的1269.4 万t 增长到2014 年的5995.9 万t，增长了3.7 倍，年均增长率为4.67%。谷类作物化肥用量仍然是农作物化肥使用总量的主要贡献者，蔬菜和水果的化肥用量增长最为迅速。
来源：《农业资源与环境学报》2017 年04 期
作者：侯萌瑶1，2，张丽1，2，王知文1，2，杨殿林2，王丽丽2，修伟明2，赵建宁2
单位：1.东北农业大学资源与环境学院 2.农业部环境保护科研监测所
我国农作物化肥使用量增长迅速，从1980 年的1269.4 万t 增长到2014 年的5995.9 万t,增长了3.7 倍，年均增长率为4.67%。谷类作物化肥用量仍然是农作物化肥使用总量的主要贡献者，其化肥用量从1980 年2712.41 万t 增加到2014 年的3415.35 万t，但其所占农作物化肥总用量的比重却下降明显，从60.02%（1998 年）降至49.75%（2014 年）。
蔬菜和水果的化肥用量增长最为迅速，其中蔬菜化肥用量1998 年为604.51 万t，2014 年增加到1291.36 万t，增加了1.1 倍，其化肥用量占农作物化肥总用量从1998 年的13.38%增加至2014 年的18.81%；水果化肥用量1998 年为531.55 万t，至2014 年增加到1223.42 万t，增加了1.4 倍，其化肥用量占农作物化肥总用量从1998 年的11.76%增长到2014 年的17.82%。
同时，我国不同区域化肥用量差异较大，从化肥施用总量来看，大体上呈现从东到西的递减趋势，其中华东地区和华中地区用量较高，从单位面积化肥用量来看，呈现从东到西递减趋势，同时从南到北也呈现了递减趋势，用量较高区为华南和华东地区。
我国化肥用量自1984 年首次高于美国后，已经连续30 多年成为世界上化肥使用量最多的国家，据FAO 统计，中国2014 年的化肥用量占世界的31%，相当于印度（第二位）和美国（第三位）的总和。伴随化肥的大量施用，产生了一系列不良后果，比如施肥过量会破坏农业耕地的土壤结构，加速其养分流失，造成土壤严重板结和土壤环境次生盐碱化。
有许多学者认为粮食作物化肥用量的增加是近年来化肥用量持续增加的罪魁祸首，把粮食化肥用量的增加与化肥投入总量的增加完全等同起来，如汪翔等的研究认为高强度的化肥施用对粮食作物的增产作用已变得不显著，进而表明我国化肥投入已过量。这种结论具有一定的误导性，片面强调了我国粮食作物的施肥量，使人们容易忽视其他农作物的化肥用量，尤其是蔬菜和水果的化肥用量。
另外，忽视文章的时效性，也容易产生误导，如李家康等在2001 年的研究表明粮食作物的化肥用量占我国化肥总用量的60%，因而影响我国化肥总需求的主导因子仍然是粮食作物的化肥需求。然而到2014 年我国谷类作物的化肥用量占全国农作物化肥用量的比重已降低至49.75%，表明粮食作物化肥用量对农作物化肥总用量的贡献正在不断减少。
但是目前还缺乏关于全国不同农作物年际化肥用量和区域化肥用量的研究，尤其是近几年 的相关研究较为缺乏，为了探求我国农业化肥用量的具体情况，本文依据文献计算出近30 年来不同农作物年际化肥使用总量及其播种面积，进而估算出我国不同农作物在不同年份的化肥用量，同时本文对比研究了我国不同地区的农作物化肥用量，以期为我国控制农业面源污染和实施农业部的《到2020 年化肥使用量零增长行动方案》相关政策提供一定的数据支撑。
1.1 我国化肥使用总量
根据2015 年《中国统计年鉴》获取我国1980—2014 年化肥（氮、磷、钾及复合肥）的使用总量。
1.2 我国主要农作物播种面积
根据2015 年《中国统计年鉴》获取主要农作物的播种面积和2014 年各地区农作物播种面积。本文将主要农作物分为8 个类别：谷类作物、豆类作物、油料作物、糖料作物、棉花、烤烟、水果、蔬菜。其中，谷类作物包括小麦、玉米和水稻；豆类作物主要是大豆；油料作物包括花生和油菜籽；糖料作物包括甘蔗和甜菜。豆类作物播种面积数据从1991 年开始统计，其余作物都从1980 年开始统计。
1.3 我国主要农作物的化肥用量
本文8 类农作物的单位面积化肥用量来源于2003—2015 年《全国农产品成本收益汇编》，均为化肥折纯用量。根据不同农作物的单位面积化肥用量和播种面积估算出我国不同农作物的化肥总用量。蔬菜的单位面积化肥用量是全国大中城市的调查数据，其他7 种作物的数据是全国各地区的调查数据。
1.4 我国主要农作物化肥效率
化肥效率（PFP），又称化肥偏生产力，是指单位投入的化肥所能产生的作物产量，其计算公式为PFP=Y/F，其中Y 代表的是作物施肥后获得的产量，F 代表的是化肥投入量。本文中农作物的单位面积产量和化肥用量均来源于2013—2015 年《全国农产品成本收益汇编》。
1.5 我国各地区化肥用量
根据1999—2015 年《中国统计年鉴》获取我国1998—2014 年各地区的化肥用量，利用各地区的播种面积估算出各地区的单位面积化肥用量。
2.1 1980—2014 年我国化肥用量
根据计算可以发现30 多年来，我国化肥总用量随着时间的推进迅速增加，从1980 年到2014 年，化肥用量从1269.4 万t 增长到5995.9 万t，增长了近4 倍（图1）。
从化肥种类分析来看，30 多年来我国氮肥用量一直较多，磷肥和钾肥用量较少，尤其是钾肥。复合肥用量年度增长速度最快，从1980 年的27.2 万t 增长到2014 年的2115.8 万t，增长了接近77 倍，到2014 年时已接近氮肥的施用量。
2.2 1980—2014 年我国主要农作物播种面积
随着我国农业经济的不断发展，农作物播种面积不断增加（图2）。从1980 年的10192.37 万hm2增长到2014 年的15675.60 万hm2，增加了0.5 倍，35 年来谷类作物的播种面积始终最高，从1980 年的8281.03 万hm2 增加到2014 年的9150.20 万hm2，但其播种面积占农作物总播种面积的比重却不断下降，从1980 年的81.25%减少到2014 年的58.37%，下降了22.88%。
2.3 1998—2014 年我国主要农作物化肥用量
根据《全国农产品成本收益汇编》中的农作物单位面积化肥用量（图3）和《国家统计年鉴》中的播种面积，估算出各种农作物的化肥用量（图4），分析发现我国主要农作物化肥用量变异较大。
谷类作物的化肥用量最大，然后依次是蔬菜、水果、油料作物、棉花、豆类作物、糖类作物、烤烟。其中谷类作物化肥用量1998 年为2712.41 万t，至2014 年增加到3415.35 万t，增加了0.3 倍（图4），但其所占农作物化肥用量的比重却由60.02% 降低到49.75%，下降了10.27%；蔬菜化肥用量从1998 年的604.51 万t 增加到2014 年的1291.36 万t，增加了1.1 倍，其占农作物总化肥用量的比重由13.38%增加到2014 年的18.81%，增长了5.43%；水果从1998 年的531.55 万t 增加到2014 年的1223.42 万t，增加了1.4 倍，其占农作物总化肥用量的比重由11.76%增加到17.82%，增加了6.06%。
其他农作物化肥用量也呈现不同程度的增加，而化肥用量占农作物化肥用量的比重除油料作物外都有所降低，但降低幅度不大。从1998 年到2014 年，棉花占农作物化肥用量的比重由3.54%降低到3.36%，糖料作物由2.77%降至1.93%，豆类作物由2.16%降至1.72%，烤烟由1.22%降至1.04%。
本研究还发现化肥施用量年均增长率从大到小依次为：水果（5.35%）、蔬菜（4.86%）、油料作物（3.14%）、棉花（2.31%）、烤烟（1.65%）、谷类作物（1.45%）、豆类作物（1.19%）、糖料作物（0.34%），其中，水果的年均增长率是谷类作物的3.7 倍，蔬菜的年均增长率是谷类作物的3.3 倍（图4）。
本文对各种农作物单位面积化肥用量分析发现：单位面积施用量从高到低依次为水果、糖料作物、蔬菜、烤烟、棉花、谷类作物、油料作物、豆类作物（图3）。随着时间的推进，各种农作物的单位面积化肥用量也不断增长，水果从1998 年的622.79 kg·hm-2 增加到2014 年的931.98 kg·hm-2；糖料作物1998 年为630.73 kg·hm-2，2014 年增加到696.40 kg·hm-2；蔬菜从1998 年的491.75 kg·hm- 2，增加到2014 年的603.30 kg·hm-2；烤烟1998 年为457.87 kg·hm-2 增加到2014 年的517.84 kg·hm-2；棉花从1998 年的358.77 kg·hm-2 增加到2014 年的546.33 kg·hm-2，谷类作物1998 年为294.45 kg·hm-2，2014 年增加到361.02 kg·hm-2；油料作物从1998 年的180.51 kg·hm-2，增加到2014 年的272.11 kg·hm-2；豆类作物从1998 年的83.66 kg·hm-2，增加到2014 年的128.49 kg·hm-2。
2.4 我国主要农作物化肥效率
对我国主要农作物的化肥效率进行分析，发现不同农作物的化肥效率差异较大（表1）。2014 年主要农作物的化肥效率从大到小依次是：蔬菜（94.53 kg·kg-1）、糖料作物（90.05 kg·kg-1）、水果（30.53 kg·kg-1）、谷类作物（19.56 kg·kg-1）、豆类作物（16.76 kg·kg-1）、油料作物（10.11 kg·kg-1）、烤烟（3.87 kg·kg-1）、棉花（2.69kg·kg-1）。可以看出蔬菜和糖料作物的化肥效率远远高于其他作物，其中蔬菜的化肥效率最高，是水果的3 倍、谷类作物的近5 倍、烤烟的24 倍、棉花的35 倍。
随着时间的推进，各种农作物化肥效率的变化趋势有所差异，谷类作物、豆类作物、油料作物、棉花、烤烟、蔬菜均大致呈现增长趋势，而水果和糖料作物则呈现降低趋势。其中，蔬菜的化肥效率增幅最大，从2003 年的76.19 kg·kg-1 增加到2014 年的94.53 kg·kg-1，增长了24.07%；而水果的化肥效率降幅最大，从2003 年的46.89 kg·kg-1 降低到2014 年的30.53 kg·kg-1，降低了53.59%。
2.5 我国不同区域化肥用量
通过我国各地区1998—2014 年期间4 个时间段的化肥用量的分析，发现不同区域化肥用量差异较大（图5）。其中，华东地区和华中地区化肥用量较高，2014 年两个地区化肥用量分别为1498.5 万t 和1302 万t，两者总和占全国化肥总用量的近一半，而西北地区和西南地区化肥用量比较低，分别为614.1 万t 和557.8 万t。随着时间的推进，华北地区和华东地区的化肥用量增幅不明显，而华中地区的化肥用量增幅最大，尤其是河南省，从第一阶段的400.7 万t 增加到第四阶段的690.1 万t，增长了0.7 倍。2014 年化肥使用量排名靠前的7 个省份为：河南（705.8 万t）、山东（468.1 万t）、湖北（348.3 万t）、安徽（341.4 万t）、河北（335.6 万t）、江苏（323.5 万t）、广西（258.7 万t）。依照地区而言，7 个地区在4 个阶段的平均化肥用量从大到小依次是：华中地区（353.25 万t）、华东地区（205.48 万t）、东北地区（152.16 万t）、华南地区（151.26 万t）、华北地区（113.85 万t）、西南地区（110.21 万t）、西北地区（83.20 万t）。
同时，本研究分析发现华南地区和华东地区单位面积平均化肥用量较高，而西南地区和东北地区的单位面积化肥用量较低（图6）。随着时间的推进，与各地区化肥用量增幅相比，各地区的单位面积化肥用量增幅较大，华南地区和西北地区的增幅较大，第4 阶段（2011—2014）分别是第1 阶段（1998—2000）的1.49 倍和1.37 倍，尤其新疆地区的增幅最大，第4 阶段的单位面积化肥用量是第1 阶段的3.24 倍。依照省份而言，2014 年单位面积化肥用量排名靠前的7 个为：北京（591.6 kg·hm-2）、海南（575.8 kg·hm-2）、福建（531.9 kg·hm-2）、广东（526.0 kg·hm-2）、河南（490.9kg·hm-2）、陕西（487.1 kg·hm-2）、天津（486.4 kg·hm-2）。依照地区而言，7 个地区在4 个阶段的平均单位面积化肥用量从大到小依次是：华南地区（407.16 kg·hm-2）、华东地区（366.43 kg·hm-2）、华中地区（351.17 kg·hm-2）、华北地区（336.61 kg·hm-2）、西北地区（274.47 kg·hm-2）、东北地区（267.02 kg·hm-2）、西南地区（214.03 kg·hm-2）。
从1980 年到2014 年，我国农作物化肥总用量增长了近4 倍，年均增长率为4.67%。汪翔等研究表明从1980 年到2008 年，化肥用量增长了3.13 倍，由此可见我国农作物化肥用量增长速度在不断加快，这主要是由于20 世纪80 年代以来，我国人口持续大幅度增长，人均耕地面积相应不断减少，为了保障粮食和农产品的供应，单位面积产量亟待提高，其常用的重要措施便是通过施用化肥为农作物提供足够的养分供应。此外，伴随着城市化的发展，农村劳动力数量不断减少，劳动力质量不断下降，为此国家颁布一系列惠民政策，加大政府补贴力度，调整化肥价格，从而刺激农民的化肥投入积极性。仇焕广等研究表明，农村劳动力外出务工比例越高的农户，其化肥过量施用量也越高，表明未来随着城市化进程的不断加快、农村劳动力的不断缺失，化肥过量施用的问题可能更加严重。
由于自然条件的差异以及人们需求的不断变化，我国主要农作物的播种面积差异很大，30 多年来，粮食作物的播种面积虽然始终最高，但其占农作物总面积的比重却呈现了不断下降的趋势。耿仲钟等研究表明粮食播种面积占农作物总播种面积的比重由1985 年的76.45%下降到2013 年的64.98%，对比而言本研究扩展了年份，发现粮食播种面积所占比重由1980 年的81.25%减少到2014 年的58.37%，下降了22.88%，与其研究结果相符合，而下降趋势则更加明显。另外本研究还发现水果和蔬菜的播种面积虽然比粮食作物小，但其占农作物总播种面积的比重增长非常迅速，分别从3.10%、1.75%增加到13.65%、8.37%。
对不同农作物化肥用量的分析可以发现，粮食作物的化肥总用量始终最大，但是其占农作物总化肥用量的比重呈现明显的下降态势，从1998 年的60.02%降低到2014 年的49.75%，降低了10.27%。而水果和蔬菜的化肥用量比重呈现增长态势，张卫峰等认为我国蔬菜和果树已经成为最大的化肥消费群体之一，两者化肥用量占农作物总化肥用量的30%左右，本研究更进一步分析发现蔬菜和水果比重分别从1998 年的13.38% 、11.76% 增长到2014 年的18.81% 、17.82%，到2014 年水果和蔬菜共同占农作物总化肥用量的比重为36.63%，已经接近谷类作物的比重。
杨帆等在2013 年农户施肥情况调查中指出粮食作物、水果、蔬菜是化肥用量最大的3 类作物，占农作物化肥总量的82.8%，本文估算发现这3 类作物占总化肥用量的比重到2014 年已上升到86.38%，这进一步说明水果、蔬菜在农作物化肥总用量中的贡献越来越大。但相较而言，杨帆等仅对2013 年的种植情况做了调查分析，未报道这3 种作物施肥情况的年度动态进展，而本研究发现这3 种作物对化肥用量贡献率是随着年份有所变化的，粮食作物的贡献率不断降低，而水果和蔬菜是不断增加的。
从单位面积化肥用量来看，水果和蔬菜的单位面积化肥用量最大，谷类作物用量较小，这与闫湘的研究结果较一致，与其不同的是本文还进行了年份纵向的对比，发现水果从1998 年的622.79 kg·hm-2 增加到2014 年的931.98kg·hm-2，蔬菜从1998 年的491.75 kg·hm-2 增加到2014 年的603.30 kg·hm-2，谷类作物从1998 年的294.45 kg·hm-2 增加到2014 年的361.02 kg·hm-2，表明三者的单位面积化肥用量都呈现递增态势，但水果和蔬菜的增幅比谷类作物大。
朱兆良等也认为蔬菜和水果类作物种植中化肥投入是化肥使用带来的农业面源污染的最主要来源。可见，农作物化肥施用量的研究中仅仅考虑粮食作物施肥量将存在较大误差，随着社会经济的发展，应越来越重视蔬菜、水果在农作物施肥量中的贡献。
我国主要农作物的化肥效率差异较大，蔬菜和糖料作物的化肥效率远远高于其他作物，其原因是蔬菜和糖料作物的单位面积产量远远高于其他作物。随着年份的推进，主要农作物的化肥效率大致都呈现增长趋势，表明近年来机械化程度的不断提高以及科学施肥技术的不断推广已具有明显效果，而水果和糖料作物的化肥效率呈现降低趋势，其原因是化肥用量的增幅高于单位面积产量的增幅，说明水果和糖料作物的化肥用量过高，需要适当减少化肥投入量。
我国幅员辽阔，东西、南北跨度很大，各地区的自然气候条件差异比较明显，同时，各地区经济发展水平差距也较大，多方面因素导致不同农作物生长状况以及化肥用量存在很大的差异。本研究通过对各地区农作物的化肥用量的分析发现我国化肥投入量大致呈现从东到西逐渐递减的趋势，这与汪翔等的研究结果较为接近。而对各地区单位面积化肥用量分析，既呈现从东到西逐渐递减的趋势，又呈现从南到北不断递减的趋势。
另外，在目前的栽培技术和产量水平下，150~200 kg·hm-2 是专家们推荐的总量，即使在高产条件下推荐量也不会超过250 kg·hm-2 ，发达国家为防止水体污染也设置了安全上限值，即225 kg·hm-2 ，本研究发现我国几乎所有地区的单位面积化肥用量都超出了专家推荐量，因此需要政府采取适当的政策干预和调节，因区制定化肥用量的相关调控政策，积极培养新型农业经营主体，促使农民改变传统的生产模式，从而达到既减少化肥用量又提高生产效率的双重目标。
（1）从1980 年到2014 年，我国农作物化肥使用总量从1269.4 万t 增加至5995.9 万t，近乎增长了4 倍，增长速度较快。其中复合肥用量年度增长速度最快，从27.2 万t 增长至2115.8 万t，增长接近77 倍，到2014 年已接近氮肥用量。同时，重氮肥轻磷、钾肥的现象比较严重。
（2）近年来水果和蔬菜的播种面积不断扩大，增幅也较大，谷类作物增幅较小。从1980 年到2014 年，水果播种面积占总播种面积比重由1.75%增加到8.37%，增加了4 倍；蔬菜由3.10%增加到13.65%，增加了5.8 倍；而谷类作物由81.25%减少到58.37%，下降了22.88%。
（3）谷类作物化肥用量仍然是我国农作物化肥使用总量的主要贡献者，其化肥用量从1998 年的2712.41 万t 增加到2014 年的3415.35 万t，但其占农作物总化肥用量的比重呈现明显的下降趋势，从1998 年的60.02%降至2014 年的49.75%，降低了10.27%。
（4）水果和蔬菜的化肥用量比重分别从13.38%、11.76%增长到18.81%、17.82%，增幅很大。2014 年我国谷类作物单位面积化肥用量为361.02 kg·hm-2，而水果和蔬菜的单位面积化肥用量分别为931.98 kg·hm-2 和603.30 kg·hm-2，远远高于谷类作物的单位面积化肥用量。
（5）水果和蔬菜的化肥用量年均增长率分别是谷类作物的3.7 倍和3.3 倍，说明我国水果和蔬菜的化肥消费需求日渐增长，也在逐渐成为我国化肥用量的主要贡献者。
（6）蔬菜和糖料作物的化肥效率远远高于其他作物，随着年份的不断推进，蔬菜的化肥效率增幅最大，水果的化肥效率降幅最大。
（7）我国农作物化肥使用量呈现较大的区域差别，对各地区农作物的化肥用量分析来看，我国化肥用量大致呈现从东到西逐渐递减的趋势。依据各地区单位面积化肥用量分析，既呈现从东到西逐渐递减的趋势，又呈现从南到北不断递减的趋势。
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