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中国是一个农业大国，但不是一个农业强国，这是当代中国的基本国情。中国农业的发展已影响着整个国民经济的发展；中国农村的安定牵涉着整个社会的安定；中国农民的富裕关系到全面建设小康社会的进程。只有农业的发展，才能保证人类生产的延续，才能有其他产业的生存和发展。
在化肥应用于农业生产之前，我国农业生产主要依靠农家肥和扩大耕地面积来促进作物增产。化肥问世以后，由于其养分含量高，使用方便，从而使农业形成了偏施化学肥料的习惯，过量施用化肥已经导致局部地区土壤板结质量退化，有机质含量不足，保水保肥透气性能下降，中低产田日渐扩大。江河湖泊水域富营养化，农产品硝酸盐含量超标。农田氮素向大气迁移，破坏了臭氧层，从而引起自然灾害频发。硝酸盐随食物进入人体，形成致癌和致突变的亚硝基化合物，据日本调查，日本因摄入人体的硝酸盐比美国高4-7倍，其患胃癌和肝癌死亡率约为美国的608倍。据中国国家计划生育研究所张树成研究员1981-1996年期间的256份报告结果表明，我国男性精子质量呈下降之势，其原因是食用大量硝酸盐的食物所致。水体富营养化，不仅破坏了水生态系统和水功能，还直接影响人畜饮水安全，威胁人类健康和水产养殖以及工业供水。除此以外，偏施单质化肥，其危害还表现为：
1、单质化肥当季利用率低，并呈下降趋势。全国化肥网实验结果分析，我国化肥当季利用率，氮肥为30%-35%、磷肥为10%-20%、钾肥为35%-50%。从各地资料看，化肥肥效从每kg增产粮食15-25kg,降为5-8kg。
2、长期施用单质化肥，使土壤微生物被抑制，有机质含量逐年下降，化肥残留，造成土壤板结，透水性、透气性和吸光性变差，保肥能力降低。
3、单质化肥淋溶、挥发、径流和农产品中有害物质的残留，不仅给人类生存环境带来污染，而且直接危害人体健康。 -
4、单纯施用化肥，其增产效果已近极限，致使农业投入不断增加，加重了农民负担。
农业，作为人类的第一产业，其发展是一具漫长、曲折、复杂的过程，到现在已有数千上万年的历史。从十九世纪开始，伴随着英国工业革命的兴起，农业生产发生了质的变化，对农田开始投入大量的外源化学物质（如化肥、农药等），一方面成倍地提高农作物的产量，另一方面加深了农业生态系统对外源物质和能量的依存关系，导致了人类赖以生存的大气、土壤、水体和农产品受到污染，威胁到人类自身健康和子孙后代的生存。二十世纪70年代，人类农业进入了一个全新时代，既继承传统有机农业的精华，又赋予其现代科技的内涵，成为各国政府和农业专家的共识，应运而生是生物复合肥料、有机无机复混肥料和生物农药的广泛应用，推广测土平衡配方施肥技术，以提供优质、安全、营养、卫生、健康的有机绿色食品，满足人类第一需要，今天人类正在创造一种有别于“传统农业”和“石油农业”，达到人与自然协调，生态与经济共同繁荣的“生态农业”。
我国有几千年的有机农业基础，完全能够以有机无机相结合的生态型农业，回避西方石油农业的弊端，把我国传统农业的精华与现代科技结合起来，走自己特色的农业道路，是中国未来农业发展的方向。中国传统的有机农业有3000年的悠久历史，哺育了炎黄子孙，创造了中华文化，在人口剧增的压力下，已无法满足人们日益增长的生产生活的诸多需要。由西方传入中国的石油农业（无机农业），是在石油廉价时代产生的，确实为农业的发展做出过贡献，但盲目地大量单用、连用、乱用化肥，已是后患无穷。联合国粮食组织已把“生物-有机-无机”作为最佳肥料结构加以肯定，国务院把“高产-优质-高效”做为我国农业发展的战略，并制定“有机无机相结合，用地养地相结合”的肥料工作方针。 -
中国历代领导人都极其重视“三农”问题。建国初期，开国领袖毛泽东发起的以土地改革为中心的第一次农业革命，实现了耕者有其田，极大地调动了农民的生产积极性，农业生产有了突飞猛进的发展。十一届三中国全会以后，改革开放的总设计师邓小平把亿万农民，从“人民公社”的桎梏中解放出来，实行了家庭联产承包制，再次焕发了农民的自主意识，实现了中国农业的第二次革命。如果说这两次的“农业革命”是以改革生产关系为手段发展农业，解决国民的温饱问题，那么，从上个世纪90年代起，中国第三代领导集体，审时度势，为适应加入WTO的要求，提出了对农业产业结构进行深层次调整的第三次农业革命，其意义更为深刻。进入21世纪，党中央更加重视“三农”工作，对农业实行了免税并直补，其目的是要把中国农业引入可持续发展的道路，让中国农产品打入国际市场，让中国农业实现产业化，让中国农民尽快富裕起来。
农业耕种作物，需要投入肥料。长期以来施入无机单质化肥（或施肥不当，超量施肥），使土壤存在着单一养分浓度过高，造成土壤中物相反应存量过大，易在土壤、水域中产生有害物质，如硝酸盐类化合物……我国耕地垦殖年代久远，加上长期只重用地不顾养地，造成耕地养分失调，地力下降，虽然耕地产出量大幅度提高，但负荷过重，耕地养分投入与产出严重失衡。目前，除少数地区外，全国绝大多数耕地土壤肥力不高，土壤有机质平均为1.8％左右，而欧美等国的耕地土壤有机质一般在5％--8％。且我国很少种植有养地作用的多年生牧草，近年来绿肥的面积也下降很多，加之，有机肥（如：牛、马、猪、鸡等粪便发酵）的施用量也逐年递减。耕地质量的退化，土壤有机质含量的下降，导致了土壤保水保肥能力的降低，风侵、水侵加剧，形成恶性循环。肥料、水分流失严重，水、肥利用率下降。当前，我国化肥的有效利用率远远低于发达国家水平。国内化肥，氮、磷、钾的投入比例为1：0.41：0.27，与合理施肥水平还有一定差距，尤其是钾肥的投入比例较小，也是影响肥料利用率不高的重要因素。
我国农村目前人多地少，土地由于年年单靠化肥来补充养分，微生态平衡遭到破坏，土壤退化，有机质减少，地下水污染，农产品品质下降。据统计，1977-2005年我国化肥用量增长了700%，但粮食的增产幅度仅为71%，因此，土壤的保护、调理、改良、修复已成为农业能否持续发展，农民能否增产增收的一个亟待解决的大问题。而保护和修复土壤的根本措施是增大使用有机肥，合理使用化肥。有机肥是全营养性肥料，有利于平衡增加土壤养分含量，改善土壤结构及透气保水性，改善土壤微生态系统，增加土壤有益微生物。因此，将现有的有机物资源充分利用起来，用科学的方法转化成优质有机肥，是解决资源浪费、环境污染及改良土壤的关键环节。国家从2008年始，对生产施用有机肥的工厂和农户实施了财政补贴。
我国人口多，底子薄。解放后，党和政府花了50多年的时间，终于解决了粮食自给的难题。我国在1998年曾经自豪地宣布，中国不再是饥饿的国家，我们可以粮食自给了。所以，当时有人说“我们三年不生产粮食都够吃”，但到了2003年，我国库存粮食的70%—80%已经吃完了，粮食安全问题引起党中央、国家院的高度重视。经过几年的努力，现在略有回升。但能不能回升到我们的需求水平之上，这是党中央和国务院领导十分关心的问题。因为我国人口还在增长，而耕地面积逐年下降。根据对世界以及中国农业形势的分析，我国未来的农业只能依靠科技，保障食物安全、生态安全与农民增收，走现代集约化的可持续农业之路。回顾我们60年走过的路，可以看出化肥用量增长较快。这说明60多年来，中国农业走过了一条高投入、高产出、高速度、高资源环境为代价的路子。
我们解决了粮食自给的问题，但是我们付出了沉重的代价。在大力发展现代农业的今天，我们首先面临的是资源严重不足，生态环境负债极高，农民收入和组织化程度非常低，科技对农业生产的支持力仍不够等一系列问题。化肥在我国粮食增产中发挥了57%的作用，也就是说，我国粮食生产基本是靠水和肥换来的。今天，不管是氮肥还是磷肥，中国在世界上的贡献率都超过50%，也就是说，中国现在真正是世界第一化肥生产和消费大国。而国际上的化肥在90年代中期以后，增长速度下降，我国化肥总量现在超过了西方国家，还呈大幅度增长之势。我们预测，未来全球60%的化肥由中国生产。化肥是一个高耗能、高资源环境代价的产业，西方把很多化肥厂都关掉了，现在60%的化肥要由中国来生产。为了中国的可持续发展，我们不应该需要这么大的化肥产业，但为了保障粮食安全，我国化肥产业又必须保持发展。
我国是拥有13亿人口的大国，90年代美国的Brown先生及西方的一些专家对21世纪中国能否自己养活自己，提出了质疑。这是基于中国在工业化开始前已有庞大的人口压力，而耕地面积又随工业化的进程在逐年减少，土壤质量随掠夺式的耕作在不断退化提出来的。到2050年，我国人口将达到15-16亿，按人均消耗粮食450kg计算，届时约需提供7.2亿吨。21世纪我国的粮食安全问题，依然是各级政府高度重视问题。解决的办法，靠扩大耕地面积增加粮食产量已不太现实，唯一可走的路就是改良土壤，有机无机配合施肥，保持和提高地力。Brown先生发表的《谁来养活中国》一文，引起全世界的所谓“中国威胁论”。他的观点是，当时中国因为耕地下降难以养活自己，将要在全世界范围购买粮食。中国经济发展迅速，在全球大量买粮食会造成粮价大涨，那些非洲国家很穷，因而会买不起粮食，以致全世界饥饿的人口会更多，所以中国威胁到世界稳定。中国政府与他经过10年辩论，表示我们可以采取政策，让耕地面积不下降。10之后，他发表另一篇文章，说“你们即使采取世界上最严格的保护政策，还是养活不了自己”。为什么？他说，你们水资源短缺，而肥料的生产粮食的潜力已经达到了极限，再增加施肥也不能增产，那你们粮食从哪里来？他认为，中国还是养活不了自己。
近年来，我国化肥用量一直在大幅度增长，但粮食总产近10年没有大幅度的增加。比较1977年—2005年，我国化肥使用量增长了700%，而粮食增产71%，同时，种植面积下降了13%。很明显，我国化肥用量增幅确实很大，但是农作物产量却没有相应增长，我们的养分效益持续下降，资源环境问题越来越突出，环境污染非常严重。滥施肥料到底多严重？通过对全国1333个实验地调查，发现氮肥利用率平均27.5%，比80年代有所下降；磷肥利用率也有所下降，钾肥利用率略有下降。由此看出，我国粮食作物肥料利用率呈明显下降趋势。我们再算一下养分效率，发现养分用量急剧上升，但是单位养分生产的粮食产量大幅下降。我国在国际上属于“高投入低产出”状况，产出低于印度，远远低于日本、韩国，而我们的投入量在全世界最高。为什么?原因就是，施肥不合理，尤其是在高产地区，施用的单一养分严重过量。华北平原对小麦、玉米做了大量调查发现，以1公顷小麦用250公斤的氮肥作为标准（在欧洲一般都是180公斤），发现90%—92%的农户施肥过量。
美国还有一位教授发表了《施肥到死》一文，其中有一句话说“中国一直没有减少氮肥用量的打算，甚至非常坚决地强调还要增加氮肥的使用量，因为中国需要粮食”。美国一位著名教授做了一个实验，每年每公顷耕地沉降10公斤氮，经过20年后，25%的物种没有了，尤其是双子叶植物都会死亡。所以英国议会通过了一个法律，规定英国的氮肥沉降量不能超过20公斤。中国的沉降量是多少?华北平原每公顷是60—80公斤，作物能不死吗?经过20年的大量施肥，土壤里养分大量累积。我们对华北平原140个农户调查发现，每公顷累积氮280公斤，相当于一季作物需要200多公斤，土壤里面就累积了280公斤。当然，并非所有地区的耕地都有这么高的累积量，但从被调查地区可以看出，全国整体上存在养分过量的问题。
我们施肥不是根据作物的生长规律来施肥，就像我们养孩子一样，不是按孩子的生长规律，而是在孩子很小的时候，就把他一辈子要吃的食物喂进去了。我们一次性把作物所需60%—90%的肥料全部施进去，但那时候作物所需养分非常少，这时就会发生抑制作物生长的情况。我们在玉米上发现，施肥太多，苗反而长不起来，少施肥反而长得更好。
高效施肥的出路在哪里？必须考虑所有的养分资源，必须进行综合管理。现在不是养分不够，而是养分分配不合理，造成肥料养分没有发挥他的潜力。土壤里累积的养分没有利用，更没有把环境里的养分考虑进去；化肥用量大幅增长，但作物产量没有大幅度增长。要采取积极的政策措施，用好所有的养分资源，减少环境的污染。采取多学科的手段，同时提高养分效率与作物产量。我们的目标是：作物高产、养分高效、环境安全。在改革开放的前十年，我国化肥施用量从每公顷100公斤增加到183公斤，粮食产量跃上一个台阶，从每公顷3吨增长到4吨。最近12年，化肥用量增加了100公斤，但产量仅增加0.3吨。下一步要增加到6吨，靠施肥还能实现吗？我国现在1公斤养分生产27公斤粮食，法国1公斤生产87公斤粮食，美国1公斤生产47公斤粮食。首先土壤质量要优良，要保证在干旱、病虫害的情况下，保持稳产。
“即使不施用任何肥料，也可以获得一定的收成”，这是由于土壤本身具有肥力。土壤肥力的狭义定义，就是土壤供给作物所必需养分的能力。而广义的土壤肥力概念，则包括土壤的水、肥、气、热等诸多因素，是在综合观点基础上对土壤肥力的认识。与施肥直接有关的土壤养分，在肥料试验中，不施肥处理的产量，即表现为该地块的土壤肥力，也是土壤对产量的贡献。在此基础上增施肥料，可提高单位面积产量50%左右，也就是施肥处理产量的1/3是施肥增加的，是肥料的作用或肥料的贡献，其余2/3是土壤肥力的作用或土壤的贡献。由全国化肥试验网的多年多点的肥料长期定位试验结果计算，几种主要粮食作物从土壤和肥料中吸收的养分：水稻约为3∶2，玉米约为1∶1，冬小麦约为2∶3。前人曾测定水稻吸收的养分中，来自土壤的部分氮占58%～82%，磷占37%～83%，钾占55%～59%。总之，作物在施肥的情况下，吸收的氮、磷、钾养分仍有一半或一半以上来自土壤，其余部分来自肥料。可见土壤是植物养分的主要来源，土壤肥力的高低是施肥的重要依据。
土壤中养分的总量与一季作物的吸收量相比，可说十分丰富。以我国中等肥力的土壤为例，其中养分如果能全部被作物吸收利用，在每亩年产500千克的情况下，氮素可利用15年～30年，磷素30年～45年，钾素140年～300年。实际上土壤中贮存的养分只有一小部分能被作物吸收利用，这就涉及到土壤中养分的形态及其对作物的有效性问题。土壤养分分有机形态和无机形态，按其对作物的有效程度，又可分为三种类型：①速效养分：大多是无机形态，以离子形式存在于土壤水中称水溶性养分，或者吸附在土壤胶粒表面称交换性养分。这两种养分极易被作物吸收利用，称为土壤速效养分或有效养分。②缓效养分：它们主要存在于容易分解的有机物中，也存于一些结构比较简单的矿物中。这类养分不溶于水，也不能被作物直接吸收利用，但在有机物或矿物分解过程中得以缓慢释放出来，供作物吸收利用，是土壤速效养分的补给来源。③难溶性养分：以无机态为主，也包括一些结构复杂的有机物。如磷矿石中的磷，正长石中的钾，腐殖质中的氮等，它们均不溶于水，不能被作物直接吸收利用，只有在长期的风化过程中，方可逐步释放出来，可看作是土壤养分的储备。速效养分、缓效养分和难溶性养分之间没有绝对的界线，可以在一定条件下相互转化。向速效养分转化是土壤养分的有效化过程，反之，是无效化过程。速效养分占土壤养分总量的比例很小，土壤有效氮只占土壤全氮的5%以下，速效磷、钾只占3%～5%，速效微量元量锰、钼、锌、硼也只占总贮量的2%～10%。因此，土壤养分的总量虽然很大，但有效性不高，是作物常感养分不足须要施肥的一个重要原因。
我国土壤中养分的分布有其规律性。根据前人的大量研究和第二次全国土壤普查(1979～1994)的结果。总的情况可归结为普遍缺氮，大部缺磷，部分缺钾和微量营养元素。近年由于氮、磷养分的投入超过作物吸收的数量，土壤磷素有明显积累，缺磷的耕地面积缩小；而钾素投不足，随作物产出的钾大于投入，消耗了土壤中的钾，因此缺钾的耕地面积扩大。中、微量营养元素也是产出多，投入少，缺乏的面积有扩大的趋势。土壤氮素的90%以上存在于有机物中。一般认为土壤有机质＞2.5%为高，1%～2.5%为中等，＜1%为低。根据土壤普查资料，我国耕地土壤有机质＜1%的面积占25.9%，1%～2%之间的占38.25%。因此，土壤氮素含量也普遍较低，施用氮肥一般都有明显的增产效果。施用磷肥的效果与土壤速效磷含量的高低有密切关系。根据土壤普查资料，我国耕地土壤速效磷( P)＜5毫克/公斤的严重缺磷面积占50.5%，速效磷5～10毫克/公斤需要施用磷肥的面积占31.0%。其中又以黄淮海平原和西北地区土壤缺磷比较严重，施用磷肥有良好的效果。我国土壤钾素含量有南低北高，东低西高的明显分布规律。土壤速效钾( K)＜100毫克/公斤的耕地面积占47.1%，但在华南地区占83.5%，而西北地区只占7.7%。因此，在南方施用钾肥的效果好于北方。我国缺锌、锰、铁的土壤主要为北方的石灰性土壤。缺硼的土壤有两大片：一片在东部和南部，包括砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤和黄潮土；另一片为黄土母质和黄河冲积物发育的土壤。黑龙江的草甸土、白浆土也往往缺硼。缺钼的土壤也有两大片，一片在南方的赤红壤和红壤地区，因土壤酸性，有效钼含量低；另一片为北方黄土母质发育的黄绵土、土娄土和褐土，缺钼的原因是母质含钼量低。我国多数土壤含铜丰富，只有长期淹水的水稻土和草炭土可能缺硼。我国南方高温多雨，土壤中的硫、钙、镁容易淋失，土壤中含量较北方低，是容易发生缺乏中量营养元素的地区。但是，即使在含钙十分丰富的石灰性土壤上，由于作物吸收、运输和分配的问题，仍然可能出现缺钙。
农业施肥应以“四维结构”多元配位肥料为主。“四维结构”肥料，是以微生物菌肥、高质有机肥、调理改性肥、中性微量元素肥（有机肥、无机肥、矿物质肥、微生物菌肥）构成，是“绿色生态”型肥料。这种新肥料符合农作物的生长规律，适应土壤生态环境的自然规律。它不单是农业田间施肥操作的方式方法，而且涉及今后肥料企业生产肥料品种结构调整、产品换代的问题，是未来农业用肥的发展方向。
农业耕种作物，需要投入肥料。长期以来施入无机单质化肥（或施肥不当，超量施肥），使土壤存在着单一养分浓度过高，以致造成土壤中物相反应存量过大，易在土壤、水域中产生有害物质，如硝酸盐类化合物……。这些未被作物吸收的肥料养分随水域的流动进入江河湖泊，产生水体富养成分，不仅污染水源，使水生杂草滋生，破坏了生态环境的平衡。在施肥量日益增长下，土壤结构中有机质比重下降，保水、供肥、通透能力和性能变差，板结严重，水土流失，生态失调。
我国人多地少，年年单靠化肥来补充养分，微生态平衡遭到破坏，土壤退化，有机质减少，地下水污染，农产品品质下降。因此，土壤的保护、调理、改良、修复已成为农业能否持续发展，农民能否增产增收的一个亟待解决的大问题。而保护和修复土壤的根本措施是增大使用有机肥，合理使用化肥。有机肥是全营养性肥料，有利于平衡增加土壤养分含量，改善土壤结构及透气保水性，改善土壤微生态系统，增加土壤有益微生物。因此，将现有的有机物资源充分利用起来，用科学的方法转化成优质有机肥，是解决资源浪费、环境污染及改良土壤的关键环节。
我国耕地垦殖年代久远，加上长期只重用地不顾养地，虽然耕地产出量大幅度提高，但负荷过重，耕地养分投入与产出严重失衡。目前，全国绝大多数耕地土壤肥力不高，有机质含量偏低，耕地土壤有机质平均为1.8％左右，旱地仅为1.2％左右，而欧美等国耕地有机质一般在5％—8％。且我国很少种植有养地作用的多年生牧草，近年来绿肥的面积也下降很多，加之有机肥（如：牛、马、猪、鸡等粪便发酵）的施用量也逐年递减。耕地质量的退化，导致了土壤保水保肥能力的降低，风侵、水侵加剧，形成恶性循环。肥料、水分流失严重，水、肥利用率下降。我国化肥的有效利用率一般为：氮肥30%左右，磷肥15-20%，钾肥40-50%，远远低于发达国家水平。国内化肥氮、磷、钾的投入比例为1：0.41：0.27，与合理施肥水平还有一定差距，尤其是钾肥的投入比例较小，也是影响肥料利用率不高的重要因素。
我国各类土地资源的绝对量虽然很大，但人口与土地资源的矛盾十分突出，人均耕地面积只有世界人均量的1/4、美国的1/7、印度的1/2；人均草地面积不到世界人均量的1/2；人均林地面积为世界人均量的1/8。我国农业后备土地资源严重不足，全国耕地面积为13000万hm2，其中水田2900万hm2，占22%；“望天田”400万hm2，占3.4%，水浇地2200万hm2，占16.7%；旱地7400万hm2，占56.8%；菜地200万hm2，占1.1%。我国耕地资源总体质量不高，高产田比重小，中、低产田比重大。
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