韶关市化肥施用与主要农作物产量分析

王亦芳，蒋园园

（1.韶关学院 生物与农业学院，广东 韶关 512005；2. 仲恺农业工程学院 经贸学院，广东 广州 510550）

韶关市是广东省的“北大门”，更是广东省生态屏障. 它在全国经济发展中具有重要的地位，是国家重要商品粮基地之一. 韶关市幅员辽阔，山地资源丰富，耕地资源充足. 农业生产与农业生产资料投入是密不可分的，农业生产资料主要有：农药、肥料、种子、农用塑料薄膜和农机等. 农谚讲到“有收没收在于水，收多收少在于肥”，这说明了肥料充足，营养全面，是农作物获得高产的关键. 现代农业的发展离不开肥料，肥料是现代农业生产的基础.

农业生产常用的肥料主要有无机肥料和有机肥料. 化肥是化学肥料的简称，也称无机肥料，它包括氮、磷、钾以及复合肥等，是通过物理或化学方法制造出来，以满足农作物生长所需的肥料［1-3］. 化肥是不可再生资源，这是其重要的缺点之一，此外，过度使用化肥会加剧养分流失和地表水、地下水污染［4］，导致水系统富营养化、土壤酸化和盐渍化［5］，以及产生温室气体［6-7］. 重复和过度使用化肥（如三料过磷酸钙）可导致土壤和作物中重金属（砷、镉）的积累［8］. 过量施用化肥可能对土壤微生物有不利影响，如减少菌根定植；过量施氮会抑制微生物对氮的固定［9-10］；过度灌溉，化肥所提供的养分很容易被冲走，有报道称大约50%的氮和90%的磷会从农田中流失［7］. 从长期来看，施用化肥并不能提高土壤肥力，因为每个农作物在生长期都会从田地中带走大量的有机质和养分［11］.

另一方面，化肥可以快速地向农作物提供必要数量的养分（尤其是氮元素），从而可以相对较快地满足农作物的营养需求，这是使用有机肥无法达到的.有机肥是一种缓释肥料，通常不能及时满足农作物的营养需求. 除上述好处外，化肥元素和营养成分（种类和化学形态）是固定的和标准的（有机肥料营养成分不稳定），因此，生产者更容易计算和确定化肥施肥营养投入的确切数量［12］.

1949 年，有机肥料在我国肥料施用总量中的占比高达99.73%，但随着化肥工业的迅速发展，有机肥的主导地位逐渐被削弱，1965 年有机肥施用量的占比降至80.6%，1975 年下降到66.4%，1980—1995 年期间又进一步降至40%~50%［13］. 2015 年原农业部提出了“化肥零增长”（《到2020 年化肥使用量零增长行动方案》），2016 年国务院印发了“土十条”（《土壤污染防治行动计划》）政策，这为有机肥产业的发展创造了良好的环境，让国内肥料施用总量中有机肥料施用量稳定在30%左右［14-15］.

2015 年2 月，原农业部《到2020 年化肥使用量零增长行动方案》提出要逐渐将化肥使用量年增长率控制在1%以内，到2020 年实现主要农作物的化肥使用量零增长，肥料利用率达到40%以上；随着2017年中央一号文件进一步深化化肥农药零增长行动，以及党的十九大提出的乡村振兴战略，有机肥替代化肥的试点工作被提出，并在种植优势突出、有机肥施用技术模式成熟、产业发展有一定基础的100 个重点县（市、区）开展试点，旨在促进农业节本增效，落实质量兴农、绿色兴农、品牌强农的目标［14］. 2018 年十三届全国人大会议后，为加强对农业面源污染治理，并实现化肥农药使用量的负增长，发布了一系列政策，其中规定：商品有机肥每亩施用量达到250 kg 时，给予每亩购买补贴100 元，每吨补贴400 元；另外，2019年中央一号文件提出要加大农业面源污染治理力度，并开展农业节肥节药行动，确保化肥农药使用量实现负增长的目标［15］.

用化肥施肥比用有机肥料便宜，因此，在大多数情况下，施用化肥农作物的生产成本较低.尽管使用化肥的农场经济效益更好，但化肥施肥并不能改善土壤物理性质、有机质含量和健康状况，而有机肥对这些土壤变量的改善作用显著.

目前我国的化肥使用量在世界上常年位居第一，然而我国的耕地面积仅为全球耕地面积的10%. 农民往往按照以往的施肥经验进行施肥，而不是根据化肥的使用说明，并且对不同类型化肥所具有的特性考虑不足. 我国化肥用量过多，进而对我国造成严重危害. 韶关市是广东省粮食、蔬菜、水果的主要产区，人均耕地面积在全省排第一，但是韶关市的施肥情况如何，施肥对当地的农业生产的影响如何，鲜见报道. 本研究拟对韶关市施肥情况与当地主要农作物的相关指标作详细分析，以期助力当地农业生产.

1 材料与方法

数据资料来自《韶关市2021 年国民经济和社会发展统计公报》［16］《2021 韶关统计年鉴》［17］. 数据处理软件为Excel和GraphPad Prism 6.

2 结果与分析

2.1 韶关市主要农作物种植情况统计

统计了1986—2020 年韶关市主要农作物的播种面积、产量及全市化肥施用情况. 结果发现，自1986年开始至2005 年，韶关市全市农作物面积稳步增长；自2006 年开始，农作物播种面积急剧减少，且10 年间（2006—2015 年）农作物播种面积逐步减少；2016 年开始农作物种植面积稳步增加. 其中，水稻最大播种面积为1986 年的206 113.33 hm2，至2020 年水稻播种面积仅为104 133.33 hm2，面积减少近1 倍；大豆播种面积由1994 年的12 633.33 hm2减少到2020 年的2 806.67 hm2，是几个主要农作物里面降幅最大的（减少约3.5 倍）；花生和水果的种植面积除了在2006 年有所降低，其余年份都稳步增长；蔬菜的种植面积除了在2006 年和2016 年分别有一次下降外，其余时间都逐步增长. 主要农作物的产量随着面积的变化有所波动.

2.2 韶关市化肥施用情况分析

化肥施用量从1986 年的1.81×105t 到了2006 年激增到3.2×105t（峰值）；但是在2007 年，施用化肥量突降到1.04×105t，随后每年的施用量逐步减少（2010 年的1.03×105t 比2009 年的1.01×105t 略有增长除外），见图1.化肥出现这种断崖式的减少，究其产生的因素可能有：一是农作物种植面积在2006 年至2007 年间大幅减少，由2005 年的352 020 hm2，降低到2006 年的292 373.33 hm2；二是韶关市积极响应国家相关政策所导致，如在2006 年颁发的《农产品质量安全法》和2008 年《国家“十一五”重点流域水污染防治战略规划》等提及，应当“合理使用化肥”［18-19］.

图1 1986—2020 年韶关市化肥施用量统计

为进一步了解韶关市化肥施用情况，分析了2020 年施用化肥的主要分类，见图2. 其中占比最大的是复合肥35 280 t，占比37.29%；其次是氮肥34 266 t，占比36.21%；另外，钾肥14 804 t，占比15.65%；磷肥10 271 t，占比10.85%.

图2 2020 年韶关市施用化肥分类

2.3 减施化肥对农作物产量影响

分析了韶关市两个时间段（1993—2006 年、2007—2020 年）主要农作物种植总面积、总产量与化肥施用量之间的关系，见图3. 结果显示，2007—2020 年主要农作物总种植面积总量为3 699 040 hm2，比1993—2006 年的种植面积4 785 360 hm2，减少了约0.29 倍；而2007—2020 年化肥施用总量为1.39×106t，较1993—2006 年的化肥施用总量4.05×106t，减少了约1.91 倍. 同时，在主要农作物种植面积减少和化肥施用量减少的情况下，主要农作物的产量不减反增. 1993—2006 年的主要农作物总产量为3.58×107t，而2007—2020 年主要农作物总产量为3.75×107t，产量略有增加.

图3 不同时间段化肥施用量与农作物情况统计

同时，分析了1993—2020 年每年主要农作物产量和施用化肥的关系，见图4. 结果发现，在1993—2006 年每年增施化肥的同时，作物的产量随着施用肥料的增多产量有所增长（2006 年除外，当年种植面积大幅减少）；另外，2007—2020 年间，逐年减施化肥的同时，主要农作物的产量不减反增（2016 年是因为种植面积大幅减少，所以同比产量有所减少，2016 年后产量稳步增长）.

图4 不同年份化肥施用量与农作物产量统计

3 讨论与结论

由于农作物吸收利用矿质元素较慢，为了减少损失，农户常常增加施肥量. 目前我国施用的肥料仍以无机肥料（化肥）为主，有机肥料的比例相对较低［20］.相较于有机肥料，化肥更加快捷高效，但农户缺少均衡施肥的观念，导致农作物在生产过程中过量投入化肥. 施用化肥虽然可以增加农作物产量，但长期滥用会导致土壤板结和酸化、有机质含量下降以及养分比例失调，还会严重抑制土壤中微生物生长，直接或间接影响耕地质量，最终降低农作物生长发育及品质，从而影响农产品质量和产量.

调查结果发现韶关市在大量和累积施用化肥多年后农作物产量的增长速度明显降低，而在2007 年开始减施化肥后，农作物总产量稳步增长，说明化肥对农作物的增产不是无限的，要实现主要农作物持续增产还需调整施肥结构.在1993—2006 年每年增施化肥的同时，韶关市主要农作物的产量有所增长，说明化肥对主要农作物产量确实有增益作用，但在2000 年后产量增速有所放缓. 这与Bekunda 等研究发现长期施用化肥并不能提高土壤肥力一致［11］，故而长期过量施用化肥不仅不能增产反而可能造成减产.

2006 年颁发《农产品质量安全法》和2008 年颁发的《国家“十一五”重点流域水污染防治战略规划》中提及应当“合理使用化肥”；2015 年，国家提出了《到2020 年化肥使用量零增长行动方案》，旨在进一步优化施肥结构、改善施肥方式、提高肥料利用率，以实现主要农产品的化肥用量增长率降至零；2017 年，原农业部提出了推动果菜茶有机肥替代行动；2019 年，中央发布一号文件，提出要实现农作物化肥使用量负增长；2020 年的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》指出要推动绿色发展，促进可持续发展，继续推进化肥减量化和土壤污染治理［21］. 全国都开始意识到长期、过量施用化肥带来的问题，也都开始行动起来了. 韶关市的减施化肥行动取得了较好的成效，2006 年施用的化肥达到3.2×105t，而在2007 年降低到1.04×105t，减少了约2 倍；减施后，种植面积虽也有所下降，但是主要农作物的产量有所提升. 减施化肥的同时还需要施用有机肥料来提供农作物生长所需. 李燕青等研究表明与化肥相比，施用牲畜粪肥有助于降低土壤中NH3和N2O 的挥发，且随着粪肥施用比例的增加而降低，这样即可减少化肥的流失，又能增加肥效［22］. 殷全玉等的研究也表明随着有机肥料替代化肥比例的提高，土壤中N2O 排放量显著降低，大大提高了氮肥的利用率［23］. 采用减施化肥技术不仅可以降低农业成本的投入，而且还能够提高农作物产量，从而实现种植户获得更高的收益.

综上，通过分析韶关市多年来的化肥施用、主要农作物的种植面积和产量，发现在前期增施化肥确实有助于农作物的增产，但是长期增施、多施化肥，不仅增加了农业成本投入，而且增产效果不明显；减施化肥后，农业成本大大降低的同时，产量不减反增.