中国化肥的使用现状与需求展望.docx
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中国化肥的使用现状与需求展望
中国化肥的使用现状与需求展望
中国农业科学院土壤肥料研究所中国农业科学院土壤肥料研究所
“肥料是植物的粮食”。
中国农民有施用有机肥的优良传统，数千年来得以保持地力不衰。
但是，仅仅依靠农业内部的物质循环，难以迅速地、大幅度地提高作物产量，以满足日益增加的人口对农产品的需要。
正是施用化肥，为农作物提供了新的养分来源，生产出了更多的农产品。
中国在这两方面的成功经验，也得到了国际上的公认。
诺贝尔和平奖获得者，美国著名的作物育种家鲍洛格博士（Dr．NormanE．Borlaug）1994年在文章中写道：
“今天，中国已经成为世界上最大的粮食生产国。
她农业上惊人的进步是由于多种因素。
当然，发展高产品种和改善灌溉系统起了主要的作用。
但是，可能更为重要的在于改善和保持土壤肥力方面的成就。
几个世纪以来，中国在世界上是有机物、家畜粪肥、人粪尿、作物残茬堆肥再循环利用最好的国家。
”
“在60年代初期，中国意识到不能仅仅依靠有机肥保持土壤肥力、增加作物产量和食物生产。
”从60年代发展氮、磷小化肥，同时进口氮肥。
在70年代又建了10个日产1000吨和成氨的大型氮肥厂。
“今天中国是世界上氮肥最大的生产、进口和消费国，磷肥的消费和生产，居世界第二、三位。
在化肥工厂方面的投资使中国得以潇洒地在基本食物方面成为自给，而且某些粮食成为重要的出口国。
”这就是一个外国人对中国肥料与粮食生产关系的看法。
1、大量营养元素肥料（氮、磷、钾）
1.1.氮、磷、钾肥料的增产作用
我国引进化肥并进行施肥的试验研究开始于本世纪初期。
在农业上大量施用化肥并在农业增产中发挥重大作用是在60年代中期以后。
中国施用化肥已经经历了三个阶段，这就是60年代前的有机肥与氮肥配合阶段，60年代的有机肥与氮、磷化肥配合施用阶段和70年代中期以后的有机肥与氮、磷、钾、微量元素肥料配合施用阶段。
此后又经过20年的发展，大量元素肥料的平衡施用并没有完成解决，例如钾肥不足和土壤钾素亏缺的问题日益突出。
同时微量营养元素（硼、锌、钼、锰等）和中量营养元素（硫、钙、镁）对作物的增产作用日趋明显，其需求呈增长之势。
氮、磷、钾化肥在我国农业增产中发挥着重要作用。
根据全国化肥试验网1981~1983年在全国布置的5000多个田间试验结果计算：
合理的氮磷钾化肥配合，可使水稻增产40.8%，玉米增产46.1%，小麦增产56.6%，棉花增产48.6%，油菜籽增产64.4%，大豆增产17.9%。
每公斤氮肥（N）可增产稻谷9.1公斤，小麦10.0公斤，玉米13.4公斤；每公斤磷肥（P2O5）可增产稻谷4.7公斤，小麦8.1公斤，9.7公斤，每公斤钾肥（K2O）可增产稻谷4.9公斤，在小麦、玉米上的增产效果较低。
肥效总的状况是N＞P2O5＞K2O。
若以化肥总用量的80%用于粮食作物，每公斤化肥（养分）增产8公斤粮食产量计算，则80年代初粮食总产中约有1/3是施用化肥得来的。
因此，举国上下都对增加化肥来提高作物产量寄以厚望，甚至认为只要有了化肥，就有了粮食。
1.2.中国近10年来化肥用量和粮食产量变化及其原因分析
自1984年以来，我国化肥产量继续增加，同时，每年又进口大量化肥，因此，化肥用量增加很快。
但是粮食产量即出现了徘徊，增长的速度明显变慢了。
棉花产量至今还没有恢复到1984年的水平。
这是一个十分值得注意的问题。
下面是我国1952年~1994年的化肥总用量和粮、棉总产量（表1、图1）。
（表：
表1我国历年化肥总用量和粮、棉总产量）
年份
化肥
粮食
棉花
（万吨）
1952
7.8
16392
130.4
1957
37.3
19505
164.0
1962
63.0
16000
75.0
1965
194.2
19453
209.8
1970
351.2
23996
227.7
1975
536.9
28452
238.1
1976
582.8
28631
205.5
1977
648.0
28273
204.9
1978
884.0
30477
216.7
1979
1086.3
33212
220.7
1980
1269.4
32056
270.7
1981
1334.9
32502
296.8
1982
1513.4
35450
359.8
1983
1659.8
38728
463.7
1984
1739.8
40731
625.8
1985
1775.8
37911
414.7
1986
1930.6
39151
354.0
1987
1999.3
40473
424.5
1988
2141.5
39408
414.9
1989
2357.1
40755
378.8
1990
2590.3
44624
450.8
1991
2805.1
43529
567.5
1992
2930.2
44266
450.8
1993
3151.9
45649
373.9
1994
3314.0
44450
425.0
（图：
图1我国历年化肥总用量和粮食总产量）
从表1、图1可见，1984年前化肥用量较低，随着用量的增加，粮、棉产量逐年上升，在此期间产量因自然（天气）和人为（政策）等原因，也有波动，但时间较短。
1984年后化肥用量迅猛增加，粮食产量出现了5年的徘徊，1990年开始才缓慢回升。
1984~1994年的11年间，化肥总用量增加了1574.2万吨，增加了90.5%，而粮食只增加3719万吨，增加了9.1%。
化肥的投入没有发挥应有的作用，其原因不外政策和技术两个方面，现着重从后者作一粗浅分析：
1）.种植结构和投肥方向的变化。
农业生产的比较效益低，农业生产中的粮食生产比较效益更低。
因此，近年经济作物、果树、蔬菜的面积逐年扩大（表2）。
（表：
表2我国近十年果、菜等的面积变化（单位:
万亩））
年份
菜园
桑园
果园
瓜类
蔬菜
合计
1984
1616.1
619.1
3328.4
918.6
6480.0
12962.2
1993
1756.2
1260.9
9647.9
1684.0
12125.4
26474.4
增加
140.1
641.8
6319.5
765.4
5645.4
13512.2
1984~1993年的10年间，茶园面积增加不大，桑园面积增加了一倍多，果园面积增加了近两倍，瓜、菜的面积也增加了近一倍。
桑、果、瓜、菜四项增加种植面积1.3亿亩以上。
由于这些作物施肥的产投比高，农民愿意多施肥。
以每亩施化肥25公斤计算，则增加化肥用量338万吨。
上述五类作物上的施肥量超过600万吨，约占全国化肥用量的五分之一。
这是化肥流向的一个明显变化。
过去我们对多年生作物的施肥注意不够，还有苗圃、速生林木、水产养殖、饲料等都开始使用化肥。
由以上事实可见，粮食作物上的肥料没有随总用量增加而相应增加。
2）.局部地区化肥用量偏高，而其他条件未能跟上，肥料的投入出现明显的报酬递减现象。
1994年我国化肥总用量3314万吨，按耕地面积（14.26亿亩）计算，每亩23.2公斤，已经超过了欧洲化肥使用的平均水平，与一些发达国家接近。
按播种面积计算（耕地面积×1.5复种指数），每亩15.5公斤。
我国耕地面积实际比统计数要大得多，因此，化肥的单位面积用量低于上述数字。
但是，我国历来化肥的分配和使用不均，东南沿海和经济发达地区，交通沿线、城市郊区的肥料用量较高。
例如1993年全省平均每亩化肥用量超过35公斤的有广东、福建、江苏、上海、山东等沿海5省（市），其中广东达到46.88公斤，福建达到50.91公斤。
按播种面积计算上述5省（市）每亩用量均在20公斤以上。
按全国化肥试验网的长期试验结果，每亩每季粮食作物达到亩产350~400公斤的产量，适宜的施肥量是氮肥10~20公斤，磷肥3~5公斤，并根据土壤钾素状况和作物种类施用适量钾肥，氮磷钾的总量一般不超过20公斤。
因此，在当地作物品种、灌溉、耕作管理等条件没有进一步改善的情况下，增加投肥量的效果是下降的。
3）.肥料分配不够合理、供应不够及时，施用不够科学。
我国有全国土壤普查资料和大量的化肥试验结果，并有全国化肥区划，足以从宏观上对化肥的合理分配进行指导，使化肥用在最能发挥增产效果的地区。
同时，农民应当在需要的时候，得到对路的肥料品种和适当的数量。
但是，在许多场合未能做到。
我们有不少行之有效的施肥技术，如氮肥深施、配方施肥等，还有待进一步推广应用。
4）.大量元素肥料的比例和品种结构不合理，中微量元素的缺乏没有及时得到矫正。
我国国产化肥的磷钾比例明显偏低，例如1993年国产化肥1862.2万吨，其中氮1501.9万吨，磷（P2O5）351.4万吨，钾（K2O）8.9万吨，氮磷钾的比例为1:
0.23:
0.006。
经进口部分化肥，使用量达到3151.9万吨，N:
P2O5:
K2O调整到1:
0.43:
0.15，逐步趋于合理，钾的比例依然偏低，耕地的缺钾面积仍旧是逐步扩大的趋势。
另外，氮肥中碳铵的比重偏大，占国产化肥的一半以上。
我国微量和中量元素缺乏的面积很大（下面详述），目前得到施肥补充的只有一小部分。
微、中量营养元素不足成为一些地区作物产量和品质提高的新的养分限制因子。
以上情况充分说明，我们在增加化肥用量的同时，必须对如何用好化肥给以足够重视，使之发挥应有的作用。
否则，将造成肥料的很大浪费，也会对环境产生不良的影响。
同时，要了挥化肥的增产作用，特别是提高粮、棉产量，还必须有相应的配套措施，包括制定正确的农业政策，改善农田基础设施，培育良种以及研究推广配套的农业新技术等。
1.3.中国今后对氮、磷、钾化肥的需求量
预测化肥的未来需求量是一个十分复杂的问题，它不仅是农业增产的需要，而且受国内外市场的供应，价格和政策等多种因素的影响。
我个人粗浅地认为，到本世纪末我国对增施化肥的热情不会下降。
其原因是政府对增加粮、棉等主要农产品，以满足人民日益增长需要的决心不会改变。
因而在粮、棉等主要作物上需要投入更多的肥料。
此外，农民对增加收入，提高自身生活水平的不懈努力。
他们要发展收入较高的经济作物、果树、蔬菜等，在这方面的肥料需求量也不会减少。
而且政府与农民的想法将形成一种合力，来实现自己共同的目标。
在1984~1994年的11年中，化肥总用量增加了1574万吨，每年平均增长143万吨。
按照上述分析，这种增长势头将继续保持到本世纪末是完全可能的。
因此，我国化肥需求量将在1994年的基础上再增加900万吨，使化肥用量达到2000年的4200万吨左右。
至于氮磷钾的比例，综观世界上的变化，发达国家的磷钾比例是下降的，发展中国家的磷钾比例是上升的，最终将在1:
0.4~0.5:
0.4~0.5这一水平上趋于一致。
各国因国情不同，会有一些差别。
因此，到2000年我国化肥的N:
P2O5:
K2O似应调整到1:
0.40~0.45:
0.25~0.30较为适宜。
如采取磷钾低比例，需N2545万吨，P2O51018万吨，K2O636万吨；采取磷钾高比例，需N2400万吨，P2O51080万吨，K2O720万吨。
在2000年后再进一步调整。
实现以上目标都十分困难，但以磷、钾低比例较为现实。
因为我国氮肥的生产能力已超过2000万吨，而磷肥有相当一部分依靠进口，钾肥则主要依靠进口。
2、微量和中量营养元素肥料（锌、硼、钼、锰、铁、铜和硫、钙、镁）
2.1.微量、中量营养元素缺乏，在一些土壤成为新的作物养分限制因子。
随着农业生产的发展，微量和中量营养元素在相当广泛的地区和土壤上成为新的作物养分限制因子是有深刻原因的：
1）随着农业的集约化，耕地利用强度提高，主要表现在复种指数增加，高产品和杂交种面积扩大，单位面积产量大幅度提高，随同籽粒，秸秆的产出，从土壤中移走的微量、中量营养元素数量增加；
2）大量施用氮、磷、钾化肥而没有施用相应的微量、中量元素肥料，加之这些元素从土壤中淋溶、侵蚀的损失，使问题更为突出；
3）随着高浓度肥料的发展，逐步代替了一些含有微量、中量营养元素的肥料（如硫铵、普通过磷酸钙等），同时，有机肥用量减少，随肥料施入土壤的微量、中量营养元素减少了；
4）秸秆作为燃料或在田间焚毁。
损失了其中的碳、氮，也损失了大部分的硫，使之不能直接归还于土壤；
5）出于对环境的保护，控制使用含硫高的燃料和排放含硫高的废气；含硫、含铜的农药逐步被其他有机农药代替，使回到农田的微量、中量营养元素减少；
6）土壤管理措施不当，如稻田长期淹水，可招致某些微量或中量营养元素的过剩或缺乏。
我国耕地土壤开垦年代久远，肥力不高，微量和中量营养元素缺乏的问题相当普遍，并且有发展的趋势。
2.2.微量、中量营养元素缺乏的地区和面积
2.2.1.微量、中量营养元素缺乏的土壤和敏感作物
这里所指的缺乏是指土壤中某种营养元素的有效含量低，而全量不一定低。
中国在土壤微量、中量营养元素分布方面已经有不少研究资料。
中国科学院南京土壤研究所已经绘制了土壤微量营养元素含量分布图，农业部根据全国土壤普查结果也绘制了有关图件，现正在付印中。
锌：
用DTPA溶液（pH7.3）浸提，原子吸收分光光度计测定，小于0.5mg/kg为低。
我国含有效锌低的缺锌土壤主要是石灰性土壤，有黑色石灰土、栗钙土、黄绵土、?
土、褐土、潮土、黄潮土、棕壤、黄棕壤、石灰性紫色土等，在水稻土地区主要是石灰性和中性水稻土。
对缺锌敏感的作物有玉米、水稻等粮食作物和苹果、梨等果树。
硼：
土壤中的有效态硼用沸水浸提，姜黄素比色测定，以0.5mg/kg为缺硼临界值。
我国缺硼的土壤分布在两大片：
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，以前一片的面积较大。
黑龙江的草甸土、白浆土也往往缺硼。
只有西北内陆地区的土壤和盐土为高硼土壤。
因此，我国缺硼的面积较大。
对缺硼敏感的作物有油菜、棉花、小麦、柑桔等。
钼：
土壤有效钼用草酸铵-草酸溶液（pH3.3）提取，用催化极谱法测定，作物缺钼的临界值为0.15mg/kg。
我国缺钼有两大片：
一片为北方由黄土母质发育的土壤（如黄绵土、?
土、褐土等），缺钼的原因是母质含钼量低；另一片为南方的砖红壤、赤红壤和红壤地区，土壤全钼含量高，因土壤酸性，有效钼含量低。
因此，我国缺钼的面积也较大。
但是，缺钼与作物种类密切有关，以豆科作物为敏感，如紫云英、苕子、首蓿、大豆、花生等。
锰：
有效锰的提取和测定方法同有效锌，缺锰的临界值为5mg/kg。
缺锰的土壤主要分布在北方石灰性土壤，如栗钙土、黄绵土、?
土、褐土等，黄潮土、棕壤有时也缺锰。
上述土壤中尤以质地轻，通透性良好，氧化还原电位高的土壤易缺猛。
南方的酸性土壤很少缺锰。
麦类作物（小麦、大麦、燕麦）和甜菜等对缺锰敏感。
铁：
有效铁的提取方法尚无一致意见，我国常用与锌、锰相同的提取剂。
作物缺铁常出现在游离碳酸钙含量高的碱性土壤上，一些落叶果树（桃、苹果、山楂等）在高温多雨季节叶片缺铁失绿现象十分明显。
而在酸性土壤上很难观察到缺铁现象。
铜：
石灰性土壤上土壤有效铜的提取和测定方法与锌相同，缺铜的临界值为0.2mg/kg。
我国多数土壤铜的供应适度，作物一般不感缺铜。
由此可知，我国缺硼、钼的土壤主要分布在东部，南、北均有，其中缺钼和豆科作物有密切关系。
而缺锌、锰、铁的土壤主要为北方的石灰性土壤。
从总体上看，微量营养元素的缺乏，以北方较为普遍。
与此相反，硫、钙、镁缺乏的土壤主要分布在南方。
其中缺钙的土壤主要是砖红壤、赤红壤、红壤和黄壤，缺镁的土壤是砖红壤、赤红壤和部分红壤。
但是，在含钙丰富的土壤上由于作物吸收、运输、利用等原因，也可观察到作物缺钙的症状。
南方高温、多雨，母质和土壤风化、淋溶强烈，含钙、镁的矿物风化后，易被雨水淋失。
基于相同的原理，缺硫的地区和土壤也以南方为主，但实际情况比较复杂。
对缺钙敏感的作物有花生、番茄、大白菜等，对缺镁敏感的作物有甘蔗、橡胶等，含硫量高的油菜等对缺硫敏感。
2.2.2.微量、中量营养元素缺乏的耕地面积和施用面积
根据农业部土壤普查的资料，我们用微量营养元素缺乏的临界值对缺素的耕地面积进行了估算。
土壤临界值是缺素的一个重要参考指标，作物是否表现缺素是许多因素综合作用的结果。
中量营养元素在土壤普查中没有进行。
缺硫的面积是南、北方若干土壤样本分析的结果估算的。
根据中国科学院南京土壤研究所在海南、广东、广西、云南、贵州、四川、湖南、浙江、江西、福建等10个省采集的6777个土样的分析结果，缺硫的土样（土壤硫有效指数SAI小于7）1838个，占27.1%。
根据中国农业科学院土壤肥料研究所在北京、天津、河北、河南、山西、山东、黑龙江、吉林、辽宁、陕西、青海等11个省（市）671个土样的分析结果，缺硫的土样（用磷酸二氢钙浸提，小于12mgS/L）203个，占30。
0%。
缺镁的面积按海南、广东、广西的砖红壤和赤红壤面积框算，缺钙的面积以南方砖红壤、赤红壤和红、黄壤面积框算。
这些结果都有待于以后资料充实后予以修正。
微量元素肥料的施用面积由农业部农业生产资料管理处提供。
中量营养元素的施用面积按普通过磷酸钙、钙镁磷肥和硫酸铵、硫酸钾等肥料的施用量和面积计算。
其中施钙的面积偏低。
因为我国南方还施用了大量石灰，但数量无可靠的统计数据。
以上数据列于表3。
（表：
表3中国微量和中量营养元素缺乏面积和施用面积）
营养元素
缺素临界值
低于临界值面积
1993年施有面积（亿亩）
mg/kg
亿亩
占耕地%
Zn
≤0.5
7.29
51.1
1.454
B
≤0.5
4.92
34.5
0.890
Mo
≤0.15
6.68
46.8
0.146
Mn
≤5.0
3.04
21.3
0.048
Cu
≤0.2
0.98
6.9
其它：
Fe
≤4.5
0.71
5.0
0.079
合计
23.62
165.6
2.617
S
-
4.00
28.0
6.16*
Mg
-
0.83
5.8
1.41
Ca
-
4.20
29.5
7.57
合计
9.03
63.3
15.14
注释：
*按1993年普钙和钙镁磷肥用量计算。
由表3可初步认为，我国耕地土壤缺乏微量和中量营养元素的面积是很大的。
农业部门在推广应用微量元素肥料方面做了很大努力，使用面积逐年扩大，尤其在锌、硼肥的应用上取得了明显效益，但离实际需要施肥的面积相比，还有很大差距。
普钙和钙镁磷肥的施用面积虽然超过了缺硫、镁、钙的面积，但由于肥料的施用是按磷肥的需要来施用的，并未考虑土壤中量营养元素缺乏的问题。
因此，在多大程度上补充了中量营养元素的不足，尚难以估计。
从全国来看，作物微量、中量营养元素缺乏症状相当普遍，施用相应的肥料进行矫治，有很大的增产潜力。
2.3.微量、中量营养元素肥料施用的效果
我国微量营养元素在农业生产上应用的研究始于50年代，经60年代的发展，70~80年代进入高潮。
从研究内容方面大致进行了三个方面的工作：
即进行土壤微量营养元素含量的调查，明确在地域上的分布规律，确定微肥施用的土壤针对性；广泛进行微肥肥效试验，考察对作物农艺性状及产量的影响，确定微肥施用的作物针对性；研究作物缺素的表现，确定作物需要施用微肥的表现特征。
此外，部分工作还较深入地研究了微量营养元素对作物形态、解剖、生理、生化的影响，探讨了微肥的功能。
在生产上，解决了油菜、棉花、小麦缺硼和水稻、玉米缺锌等重大问题，引起人们对微量营养元素的重视。
但是，中量营养元素的研究与应用滞后于微量营养元素。
60年代在闽北、赣南等地开始施用硫肥，70年代对硫的研究增多，并由南方向北方发展。
镁营养的研究还处于起始阶段。
虽然我国南方酸性土壤上施用石灰很普遍，但主要作为土壤改良剂，较少考虑作物钙营养问题。
微量和中量营养元素肥料的施用比大量营养元素肥料有更强的针对性。
凡施用的土壤、作物和方法得当，都有不同程度的增产作用。
表4是微量元素肥料增产作用的若干结果。
由表4可见，施锌在多种作物上有效，增产幅度一般为10%左右。
施硼在油菜、烟草、柑桔上的增产幅度较大。
而施钼主要针对豆科作物，虽然其他作物（如小麦、玉米、甜菜等）也有施钼肥增产的报道。
（表：
表4微量元素肥料增产效应）
微量元素
供试作物
增产%
年份
地点
锌
水稻
6.4-17.8（64）*
1976-1984
湖北
水稻
10.6-13.8
四川
水稻
26.4
北京
玉米
7.7（102）
陕西
玉米
10.2
山东
玉米
3.6-24.1
吉林
棉花
10.5-16.7（33）
1981-1983
山东
小麦
10.6（118）
1976-1985
山东
甘薯
15-20（30）
1982-1983
山东
蔬菜
15.4-26.9
苹果
41.3
1978-1980
陕西
硼
油菜
38.0（342）
1966-1981
油菜主产区
棉花
10.3（526）
1981-1985
棉花主产区
大豆
16.2（10）
江西
烟草
22.4-25.9
辽宁，陕西
柑桔
20-30
江西
花生
8.3（174）
广东、广西、湖北
甜菜
9.6-23.7
陕西、辽宁
钼
大豆
8.4-17.5
黑龙江
大豆
23.1
湖北
大豆
4.3-23.3
河南
花生
21.1
湖北
锰
小麦
3.4-16.3（9）
1973-1976
陕西
豌豆
13.8-26.3
1974-1975
陕西
注释：
*（）内为试验数
在我国南方施用含硫肥料增产的报道较多，并已有总结（表5）。
但是，近年在北方的一些土壤和作物上施用含硫肥料也表现增产（表6）。
增产幅似低于南方。
且不同含硫肥料之间的增产效果没有明显的差异。
（表：
表5硫肥地南方的增产效应）
作物
试验数
增产范围%
平均增产%
水稻
95
5.0-57.0
15.7
小麦
9
5.5-38.1
15.2
油菜
14
5.0-39.1
18.2
紫云英
10
5.5-26.0
14.8
花生
4
6.0-9.5
7.8
芝麻
2
10.2-27.8
19.5
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