中國蔬菜產業發展中化肥和農藥使用問題的思考

張紅升，張 萍，張樹杰，羅愛華，張存智*

（1.寧夏職業技術學院生命科技學院，寧夏銀川750021；2.甘肅農業大學園藝學院，甘肅蘭州730070）

為解決我國蔬菜產業供不應求和菜品結構嚴重不平衡，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、肉等生產基地，以及飼料加工和品種繁育服務體系，1998年農業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”的生產供應鏈體系，蔬菜種植規模不斷擴大，化肥和農藥大量使用，蔬菜科技不斷發展，產量迅速增加。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、產量和總產值分別占蔬菜總播種面積、總產量和總產值的21.5%、30.5%和62.7%，人年均190 kg[4]。同時，中國也是一個農藥生產和使用大國，據國家統計局的數據顯示，2008年中國農藥產量為190.2萬t，占全球農藥總產量近一半，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略資源，也是緊缺資源，平均每年生產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%。中國化肥生產位居世界第二，而消費卻是世界第一，我國每年生產和消費化肥4 500萬t。過量使用農藥和化肥導致嚴重的后果，很大程度上影響了蔬菜品質，威脅到人體健康，也污染了環境，給人們的幸福福祉帶來了不可想象的負面后果。化肥和農藥的過量使用和濫用，給人類健康和自然生態帶來不可挽回的損失。針對我國蔬菜安全的嚴峻現實，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 蔬菜產業發展中面臨化肥農藥的雙重考量

化肥的適度科學使用不會造成過量，同時提高了蔬菜產量。適量的農藥使用控制蔬菜免受病蟲害，避免污染環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。蔬菜是構成科學的膳食結構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，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，但在儲藏加工中產生的細菌作用，硝酸鹽轉化成亞硝酸鹽，影響了人體血管的載氧量，發生中毒，特別是亞硝酸鹽與各種胺類結合形成亞硝胺，亞硝胺是一種強致癌物質。

（2）化肥的過量使用破壞了土壤結構，造成重金屬污染。中國是全世界氮肥生產和消費最多的國家，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，團粒結構降低，其他土壤結構比例增大，而土壤中團粒結構越多意味著土壤越好，其他結構增多則使土壤結構變差。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，產生重金屬污染，還能溶解土壤中如鉀、鈣、鎂等一些營養物質，使得這些營養成分流失，影響作物生長[6]。研究發現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，據統計，巢湖水華暴發總藻類量（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）每年產生約5 000 t[11]。另外，一部分肥料通過揮發或微生物作用變成氣態釋放到大氣中，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 我國農藥生產消費概況和過量使用產生的危害

1.2.1 我國農藥生產和消費的基本情況。2008年中國農藥產量190.2萬t，占全球農藥總產量近50%，年均使用50萬t[5]。我國農藥表觀消費量應在220萬t左右，而我國年供應在370萬t，這些關鍵數據充分顯示了我國農藥過剩形勢仍然嚴峻[12]。當然我國還有部分農藥出口國外，2015年，我國農藥出口遍及全球180多個國家和地區。其中，亞洲是最大出口區域，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。目前國內市場上所見的近1 600種農藥制劑約80%為國產，國外進口占20%。國內農藥品種主要是：殺蟲劑（56%）、殺菌劑（23%）、除草劑（15%）、殺螨劑（2%）、植物生長調節劑（4%）及混配農藥等[13]。截至2017年12月31日，我國登記有效狀態的農藥有38 247個，其中大田用農藥35 696個，衛生用農藥2 551個，正式登記分別為各自登記總數的98.6%和99%[14]。根據2005—2009年的數據測算，就每公頃耕地上的農藥使用量而言，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。另外我國農藥的使用量每年還以10%速度增長[15]。

1.2.2 農藥使用存在的危害和問題。

（1）農藥對人體健康的危害。農藥的使用過量和不當會造成農藥殘留和農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，在蔬菜生產中大量使用甲胺磷、樂果、敵敵畏、內吸磷等高毒類農藥所占比例不低，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次針對蔬菜農藥殘留的國家監督抽查，共抽查了63個大型蔬菜批發市場的436種產品，平均抽樣不合格率為38.8%，但隨著我國加大了監督力度和低殘留、低毒性等新型農藥的增加，農殘檢出率呈逐年下降趨勢：2010年62.4%、2011年51.4%、2012年41.5%；當然農藥的檢出率與蔬菜生長季節以及用藥量直接相關，如夏季檢出率最高（70.0%），秋季次之（47.1%），春季最低（31.1%）[16]。有研究結果表明，部分農藥可能作為非遺傳毒性致癌物影響人體內分泌系統、免疫系統而促進癌癥的發生[17]。農藥作為一種常見的環境毒素，其與帕金森病發病的相關性業已得到證實[18]。

（2）農藥對生態環境的影響。農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，導致發生生態災難。一些農田雜草和有害病蟲害產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、全國農業工作會議提出“大力推進化肥減量提效、農藥減量控害，積極探索產出高效、產品安全、資源節約、環境友好的現代農業發展之路”，農業部制定《到2020年化肥使用量零增長行動方案》《到2020年農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藥超標過量使用問題進入了一個全新時代，化肥、農藥雙減理念的建立，標志著現代農業綠色發展的內涵更加全面和科學[19]。

2.1 增強化肥農藥雙減綜合技術

倡導生物防治和物理防治，大力推行綠色農藥和生物農藥，降低有機農藥用量比例。在化肥使用上減少生理酸性肥料，增加石灰性肥料結構比例。增加鈍化劑、生物質炭、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]、植物生長調節劑肥料[23]、農藥微膠囊劑[24-25]、蛋白質生物農藥[26]等。堅持開展測土配方技術，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]。從栽培技術等農業方面減少化肥和農藥的使用量[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。防治化肥和農藥零增長陷入數字游戲[30]。制定目標層層監督和落實到農田末梢，要從根本上扭轉農業面源污染突出的問題。

科學工作者結合具體的作物品種，因地制宜，采取相適應的降低化肥農藥使用的舉措，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水平。國家重點研發計劃“設施蔬菜化肥農藥減施增效技術集成研究與示范”項目首席科學家、中國農科院蔬菜花卉所研究員李寶聚介紹，經過4年研究，項目形成成熟共性技術40項。這些技術的使用必將在全國產生良好的推廣價值，降低農藥用量，提高蔬菜品質。

2.2 通過分子育種技術，提高蔬菜抗病、抗蟲性

分子標記技術、全基因組選擇技術、遺傳轉化技術、基因編輯技術、全基因組關聯分析技術和生物信息學等高效的基因組技術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量。通過采用基因技術，提高蔬菜對化肥的利用率，降低施肥量，減輕對環境容量的壓力[32]。另外提高蔬菜對農藥的抗性，降低農藥殘留，提高蔬菜對病蟲害的防御和抗性，并保證蔬菜的品質不降低。

3 結語

蔬菜是國民餐桌重要的組成部分，構成人體膳食營養結構中重要的一環。積極推進化肥減量增效、農藥減量控害的總體思路，切實降低化肥和農藥的用量，建立資源節約和環境友好型的現代蔬菜綠色產業體系，從而降低產出成本，增加農民收入，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藥綠色綜合減量增效體系，顯得十分必要。