我國農業區主要糧食作物化肥施用情況分析

俞書傲 樊爽爽

摘? ?要：隨著我國農業現代化水平的不斷提升，農業生產普遍采用集約化發展模式。但化肥尤其是氮肥在農業生產中的過度施用，對農業環境產生了嚴重的負面影響，農業面源污染已然成為水體富氧化的主要原因。基于此，以全國平均水平為對照指標，采用“區域化肥（氮肥）施用負荷”和“化肥（氮肥）施用相對適宜度”評價化肥和氮肥施用對我國九個農業區的環境影響程度，作為不同地區化肥和氮肥施用的參考，是科學、合理施用化肥，緩解我國農業環境壓力的重要舉措。

關鍵詞：化肥施用量；氮肥施用量；施用負荷；相對適宜度

中圖分類號：Ｆ３２? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1673-291X（2023）23-0027-04

近幾十年來，我國農業現代化發展趨勢向好，農業生產普遍呈集約化發展模式，即通過使用化肥、農藥、殺蟲劑以及農業機械化提高糧食作物產量。其中，化肥尤其是氮肥在農業生產中的投入，對作物增產有不可或缺的作用，研究表明，施用化肥使作物單產增幅55%—65%（Muhammad，2021）。但化肥尤其是氮肥在農業生產中的過度施用，對農業環境產生了嚴重的負面影響。據《第二次全國污染源普查數據》（2020）顯示，農業源是總氮、總磷排放的主要來源，來自農業的氮、磷排放量分別為141.49萬和21.20萬噸，分別占總氮、總磷排放量的46.5%、67.2%。可見，農業面源污染已然成為水體富氧化的主要原因（李萬青，2014；楊巧云，2021）。2018年我國農用化肥施用量（折純）5 653萬噸，其中，氮肥2 065.43萬噸，磷肥728.88萬噸，鉀肥590.28萬噸，復合肥2 268.84萬噸。

一、我國農業區主要糧食作物化肥、氮肥施用現狀分析

根據《中國綜合農業區劃》，按農業生產條件、特征和發展方向及行政單位的完整性，將全國劃分為九個農業區，即黃淮海平原區、北方干旱半干旱區、東北平原區、云貴高原區、華南區、四川盆地及周邊地區、長江中下游地區、青藏高原區、黃土高原區。其中，黃淮海平原區包括北京、天津、河北、山東和河南；北方干旱半干旱區包括新疆、甘肅、寧夏和內蒙古；東北平原區包括遼寧、吉林和黑龍江；云貴高原區包括云南、貴州和廣西；華南區包括海南、廣東和福建；四川盆地及周邊地區包括四川和重慶；長江中下游地區包括安徽、江西、湖南、湖北、浙江、江蘇和上海；青藏高原區包括西藏和青海；黃土高原區包括陜西和山西。2018年我國各區域主要糧食作物種植及化肥、氮肥施用基本情況如下頁表1所示。

從表1可知，受自然地理因素影響，我國區域農業生產不均衡，化肥施用量伴隨農業發展水平也顯示出化肥使用的區域不均衡性。黃淮海平原區和長江中下游地區的土地面積占全國的15.22%，而耕地面積占全國的35.53%，主要糧食作物播種面積占全國的48.25%，化肥施用量占全國的48.92%，氮肥施用量占全國的41.68%。

（一）我國區域主要糧食作物化肥施用現狀分析

按播種面積計，北方干旱半干旱區、黃土高原區、黃淮海平原區、云貴高原區和華南區化肥施用量均超過全國平均水平342.25 kg/ha，其中，北方干旱半干旱區最高，達391.81 kg/ha。青藏高原區化肥施用量最低，為237.97 kg/ha。

按耕地面積計，黃淮海平原區和長江中下游地區化肥施用量超過全國平均水平307.14 kg/ha，其中，黃淮海平原區化肥施用量在450 kg/ha以上。青藏高原區化肥施用量低于100 kg/ha。

按區域面積計，黃淮海平原區、長江中下游地區、東北平原區和黃土高原區單位化肥負荷均高于全國平均化肥負荷4316.01 kg/km2，其中黃淮海平原區單位區域化肥負荷遠遠高于其他地區，是全國平均負荷的4.4倍左右。

（二）我國區域主要糧食作物氮肥施用現狀分析

按播種面積計，云貴高原區、北方干旱半干旱區、黃土高原區、華南區和四川盆地及周邊地區氮肥施用量均超過全國平均水平99.34 kg/ha，其中，云貴高原區最高，達162.69 kg/ha。東北平原區氮肥施用量最低，為64.59 kg/ha。

按耕地面積計，長江中下游地區、云貴高原區、四川盆地及周邊地區、黃土高原區、和黃淮海平原區氮肥施用量均超過全國平均水平89.15 kg/ha，其中，長江中下游地區和云貴高原區氮肥施用量在100 kg/ha以上。青藏高原區氮肥施用量低于35 kg/ha。

按區域面積計，黃淮海平原區、長江中下游地區、黃土高原區、云貴高原區、東北平原區和四川盆地及周邊地區單位氮肥負荷均高于全省平均氮肥負荷1252.81 kg/km2，其中黃淮海平原區單位區域化肥負荷是全國平均負荷的3.1倍左右。

二、數據來源

本文的空間格局為中國九大農業區劃，時間尺度為2008—2018年。數據指標包括2018年各省市區行政區面積、耕地面積、農作物播種面積和7種主要糧食作物（稻谷、小麥、玉米、大豆、花生、油菜籽和馬鈴薯）每公頃化肥、氮肥折純用量。其中，主要糧食作物的播種面積和產量數據來自國家統計局2009—2019年數據，農作物播種面積來自國家統計局2019年數據，耕地面積數據來自《中國農村統計年鑒2019》，行政區面積數據來自《中國統計年鑒2019》，主要糧食作物每公頃化肥、氮肥折純用量來自全國農產品成本收益資料匯編2009—2019年度各項數據。

三、我國主要糧食作物化肥、氮肥施用相對生產力分析及相對適宜度評價

主要糧食作物化（氮）肥施用相對生產力指農業生產中施用化肥后得到的主要糧食作物產量，即單位面積主要糧食作物產量與單位面積化（氮）肥施用量的比值（王慶安，2008）。由于我國農業生產中不只包括化肥、氮肥的投入，且糧食作物產量除了與施肥相關之外，還與其他耕種、科技、自然條件等相關。因此，本文采取化肥相對生產力僅是為了分析化肥、氮肥施用與農業生產的關系，并進一步探討化肥、氮肥施用對我國農業生產的環境影響。根據楊紅艷等人（2019）的研究，本文所采取的化（氮）肥施用相對生產力公式為：

Rf=Q/F（1）

Rn=Q/N（2）

式中，Rf表示化肥施用相對生產力；Rn為氮肥施用相對生產力；Q為單位主要糧食作物播種面積產量，即主要糧食作物單產；F為單位主要糧食作物播種面積化肥施用量；N為單位主要糧食作物播種面積氮肥施用量。

本文依據主要糧食作物單產、單位播種面積占總播種面積的比重以及化（氮）肥施用量的比值關系分析化（氮）肥施用的相對適宜度。公式為：

Tf=C/■ （3）

Tn=C/■（4）

式中，Tf表示化肥施用的相對適宜度，Tn表示氮肥施用的相對適宜度，C指主要糧食作物播種面積，S指農作物播種面積。

根據2010—2019年中國統計年鑒及國家統計局數據，統計2009—2018年我國各省、市、自治區的具體指標，并根據式（1）至式（4）得出，2018年我國各省、市、自治區及農業區劃化肥、氮肥施用相對生產力（R）及相對適宜度評價（T），如下頁表2、表3所示。

近10年（2009—2018年），我國主要糧食作物化肥折純用量平均為3 855.59萬噸，氮肥折純用量平均為1 657.94萬噸，農作物總播種面積平均為149 117.15千公頃，其中，主要糧食作物播種面積比重平均為72.8%，主要糧食作物單產平均為5255.37 kg/ha。依次計算得出，10年平均化肥施用相對生產力為14.79 kg，氮肥施用相對生產力平均為34.39 kg；化肥施用相對適宜度為0.05，氮肥施用相對適宜度為0.02。

根據前人研究，以我國近10年平均化肥施用相對適宜度（0.05）和氮肥相對適宜度（0.02）作為參照標準，對全國各省市區化肥、氮肥施用量適宜度程度進行分級（如表4所示）。

表4? 我國主要糧食作物化肥、氮肥施用相對適宜度分級

（一）我國主要糧食作物化肥施用相對生產力分析及相對適宜度評價

由表2可知，四川盆地及周邊地區、東北平原區和長江中下游地區的主要糧食作物化肥生產肥力高于全國平均水平，四川盆地及周邊地區化肥生產肥力最高，達到19.65 kg，黃土高原區化肥生產肥力最低，為11.78 kg。黃土高原區化肥施用適宜度（0.06）輕度過量，其他八大農業區劃化肥施用基本適宜。

由表3可知，我國主要糧食作物化肥生產肥力大于全國平均水平（16.07 kg）的有12個省市區，分別為上海、西藏、江蘇、重慶、湖南、黑龍江、四川、北京、浙江、河南、湖北和遼寧。其中，上海達到31.23 kg，是全國平均化肥生產力的2倍左右。而甘肅的主要糧食作物化肥生產力最低，只有9.92 kg。

根據表4的化肥施用相對適宜度分級，陜西、山西、安徽和吉林4省主要糧食作物化肥施用輕度過量，甘肅化肥施用適宜度（0.07）中度過量。而我國其他省市區主要糧食作物化肥施用基本適宜，上海和西藏化肥適宜度為0.01。

（二）我國主要糧食作物氮肥施用相對生產力分析及相對適宜度評價

由表2可知，東北平原區、黃淮海平原區和長江中下游地區的主要糧食作物氮肥生產肥力高于全國平均水平，東北平原區氮肥生產肥力最高，達88.48 kg，云貴高原區區氮肥生產肥力最低，為27.29 kg。黃土高原區、云貴高原區和北方干旱半干旱區氮肥施用適宜度（0.02）輕度過量，其他農業區劃氮肥施用基本適宜。

我國主要糧食作物氮肥生產肥力大于全國平均水平（55.38 kg）的有吉林、遼寧、河南、山東、上海、北京、湖南、黑龍江、江西、西藏、湖北、河北、天津和安徽14個省市區，其中，吉林氮肥生產肥力是全國平均水平的3.1倍，遼寧氮肥生產肥力是全國平均水平的2.5倍。甘肅氮肥生產肥力最低，為20.93 kg。由表4的氮肥相對適宜度分級可知，貴州、內蒙古、安徽和寧夏的主要糧食作物氮肥施用輕度過量，甘肅、陜西和云南的氮肥施用適宜度（0.03）中度過量。

四、結論與存在的不足

第一，區域面積化肥（氮肥）負荷可以宏觀地反映農業生產中化肥和氮肥投入對農村水環境的影響。通過分析區域面積化肥、氮肥負荷，可明顯看出我國化肥、氮肥施用的不平衡性。黃淮海平原區化肥、氮肥施用負荷均遠高于其他地區，分別是全國化肥施用平均水平的4.4倍左右，全國氮肥施用平均水平的3.07倍。總體水環境質量狀況與全國其他省份相比較差。其中，河南無論是按耕地面積、區域化肥施用量均是全國最高的，化肥面源污染嚴重。

第二，本文以主要糧食作物為基礎，研究行政區與區域化肥、氮肥施用相對生產力，并以我國近10年（2009—2018年）的平均化肥、氮肥施用相對適宜度為參考標準，進一步分析化肥、氮肥施用的相對適宜度。可知，東北平原區和長江中下游地區的化肥、氮肥施用相對生產力均高于全國平均水平，且化肥、氮肥施用基本適宜。而甘肅化肥和氮肥相對生產力均為全國最低，且化肥和氮肥施用相對適宜度均中度過量，證實甘肅土壤生態問題嚴重。

第三，存在的不足。由于農業生產不僅包括化肥、氮肥的投入，且作物單產除了與施肥有關外，還與耕作方式、土壤肥力、經濟水平等因素有關（龔琦等，2011）。故本文采用的化肥、氮肥施用指標具有相對性，還需進一步探討影響農作物生產的其他因素，提高研究的豐富度和精確度。

參考文獻：

[1]? ?Muhammad Ahmed Waqas.農田養分管理對土壤有機碳、作物生產力和產量穩定性的影響[D].北京：中國農業科學院，2021.

[2]? ?第二次全國污染源普查結果公布[J].廣西節能，2020（2）：21.

[3]? ?李萬青.我國化肥施用與農業可持續發展研究[J].北京農業職業學院學報，2014，28（5）：12-16.

[4]? ?楊巧云，方夢熒.化肥農藥過量使用與農業面源污染防治[J].農家參謀，2021（24）：66-67.

[5]? ?金繼運，林葆.化肥在農業生產中的作用和展望[J].作物雜志，1997（2）：5-9.

[6]? ?宋志剛.周口市農業生產對環境影響的研究[D].武漢：武漢輕工大學，2017.

[7]? ?陸婭楠，趙展慧，丁怡婷.前三季度GDP增長6.2%，仍處于合理區間：經濟增速有所放緩怎么看[J].當代兵團，2019（22）：36-37.

[8]? ?王慶安，譚婷，楊渺，等.四川省農業生產環境因素：化肥施用狀況宏觀分析[J].四川環境，2008，27（6）：18-24.

[9]? ?楊紅艷，鄭玉峰.巴彥淖爾市7個旗縣區化肥施用情況分析[J].內蒙古林業科技，2019，45（2）：47-51.

[10]? ?龔琦，王雅鵬.我國農用化肥施用的影響因素：基于省際面板數據的實證分析[J].生態經濟，2011（2）：33-38，43.

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