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中国是世界上人口最多的国家，现有人口12.1 亿， 每年净增人口1300万。据1996年国家统计局的预测，如果人口总和生育率（TFR ）保持在现在1.9的水平上，那么我国总人口到2000年将达到12.7亿， 2030年达到最高峰14.8亿。我国虽然有960万km[2]的国土面积，但是，人均占有耕地面积仅0.07多hm[2]，远远低于世界人均水平， 是世界人均耕地面积比较少的国家。
如何发展我国的农业，使之满足不断增长的人口的需要，达到“中国人自己养活自己”的目标，就必须走“既满足当代人的需求又不危及后代人满足其需求”的可持续农业发展的道路。
1 我国农业用肥的历史与现状
我国有几千年的农业文明史，早在春秋战国时代就已发明了“粪土法”和“土化法”等施肥技术。《齐民要术》是北魏末叶（公元5 世纪末～6世纪中叶）贾思勰所著的一部具有历史意义的农学著作。 书中肯定了绿肥作物的肥效，“凡美田之法，绿豆为上，小豆、胡麻次之”，绿肥“其类与蚕矢熟粪同”。
新中国成立后，农业化肥施用量增长速度很快，由1952年的7.8 万t，增加到1994年的3313.0万t，年平均增长15.5%（附表）。
附表 我国的农业化肥施用量情况（1952～1994年）*
单位：万吨
年份
1952195719621965197819791980
施肥量 7.8 37.363.0
194.2884.0 1086.3 1269.4
年份
1981198219831984198519861987
施肥量 1334.9 1513.4 1659.8 1739.8 1775.8 1930.6 1999.7
年份
1988198919901991199219931994
施肥量 2141.5 2357.1 2590.3 2805.1 2930.2 3150.1 3313.0
*资料来源：（1）中国农村统计年鉴1994，中国统计出版社，1994
（2）中国农业发展报告’95，中国农业出版社，1995
1994年我国种植业化肥需求为2547.5万t，其中氮肥1764万t，磷肥621万t，钾肥162.5万t。全年化肥生产量为2275.96万t，比1993年增长16.3%，其中氮肥1716.79万t，增长11.0%；磷肥531.9万t， 增长17.8%；钾肥22.8万t，增长47.8%。我国不仅是世界化肥生产大国， 也是世界化肥进口大国，1994年进口肥料1266万t，比1993年增长23.9 %。
2 不合理施肥对农业生产的影响
化肥工业的发展，带来了粮食的快速增长，据报导，现代农业产量提高至少有1/4是由于化肥的施用带来的， 发达国家甚至高达50 %～60%。我国粮食产量建国初期到现在增长很快，这与化肥施用的快速增长有关。但化肥施用不合理，将对农业生产产生很大的影响。
2.1粮食的产量和质量的下降
化肥施用过量或不足，均可引起粮食产量和质量的下降。例如，氮肥用量过大，农作物根系发育不良，茎秆软弱，抗病、抗倒伏能力差；氮素不足，植株生长则受阻，显得矮小、瘦弱，叶片薄而小。禾本科作物表现为穗粒数少，籽粒不饱满，出现早衰，产量下降，而作物产品中蛋白质、维生素和必需氨基酸含量减少。
2.2肥料的浪费
施肥过量时，农作物除了满足其生长需要吸收一部分肥料，其余没有被农作物吸收的部分均以各种途径而被浪费掉，增加了投资成本。据报导，化学氮肥施入土壤后，被作物吸收利用的只占其施入量的30%～40%。
2.3土壤性质的改变和肥力的下降
在酸性土壤的耕地上长期使用生理酸性肥料可导致土壤变酸，影响作物生长，施肥不合理，使土壤中某些元素活性改变，变成植物难以利用的形态。例如，磷肥可固定元素锌，造成农作物吸收不到锌，影响其产量和质量。施肥不当可促进土壤腐殖质的矿化或合成，分散土壤胶体，改变土壤的物理性质和化学性质。
2.4污染水体
氮肥施用不合理，往往导致地表水和地下水硝酸盐的累积。北京地区每年每公顷纯N施量超过225kg时，即会引起地下水潜在的硝态氮污染。人饮用高含量硝酸盐的污染水后，易患有高铁血红蛋白症，硝酸盐在人体内还可还原为亚硝酸盐并合成，在人体产生毒性更强的亚硝酸胺，它可引起消化系统的癌症，如食道癌、胃癌和肝癌等。
过量施氮肥和磷肥，使大量的氮和磷营养元素随农田排水或雨水而进入到江河湖泊，导致水体的富营养化，引起藻类及其它浮游生物的迅速繁殖，水体溶解氧下降，使鱼类或其它生物大量死亡和水质恶化。
2.5污染大气
氮素肥料施入土壤后，在土壤微生物的作用下，经过硝化过程和反硝化过程，均可产生大量的N[,2]O。据大量研究统计，N[,2]O的排放量通常为肥料施用量的0.1%～2%之间。有人对我国农田施用氮肥排放N[,2]O的量进行估算， 得出1988年我国由于应用氮肥而排放的N[,2]O量为0.002～1.04Tg。
N[,2]O有吸收地球发射的远红外线的性质，产生温室效应，从而破坏臭氧层。臭氧层的破坏增加了紫外线对地球的辐射，造成皮肤癌和各种疾病率的上升。
施用氨态氮肥可导致相当于肥料施用量大约13%～28%左右的N[,3]H逸入大气。大气中的N[,3]H经降雨等形式进入水体，造成水体富营养化。
3 合理施肥，确保可持续农业发展
可持续农业发展可理解为：既要重视发展农业，又要防止在农业生产过程中对各种资源的破坏和浪费，减少农业生产对环境的污染，做到农业发展与人口、资源和环境相互协调。合理施肥是可持续农业发展不可忽视的问题，怎样合理施肥，应从以下几个方面考虑：
3.1提高全民的环境意识，广泛宣传不合理施肥对环境的危害
利用报纸、广播、电影、电视和标语等各种形式对广大民众进行环境保护宣传，在各高校及中、小学校开设环境保护课程，使全民树立起尊重自然、保护环境和维护人类生存基础的环境道德观念。在农村要加强宣传合理施肥的优点与不合理施肥的缺点，使农民自觉地加入到节约化肥和合理施肥的行列中来。
3.2加强肥料的施用技术研究，推广先进、 高效和对环境无危害或少危害的施肥技术
肥料效应一般是随着地理条件、气候条件、土壤条件和作物品种的不同而不同。因此，要做到合理施肥，必需加强肥料的料试验研究，找出不同作物在不同地区的最佳施肥量和最佳施肥配比。也可通过对植株的营养诊断研究，找出有关植株营养元素的亏缺、适宜和过量指标值，从而为植株各种缺素症的预测、发生缺素症植株的矫正和合理施肥提供科学依据。
在如何提高化肥的肥效，减少其对环境的污染问题上，前人已进行了大量的研究，并取得了许多值得推广的成果。例如，对氮肥来说，深施或者沟施比表施更能减少肥料损失，提高肥料利用率；施用大粒尿素N损失比小粒尿素少；春季施肥比秋季施肥N损失少。磷肥集中施用于根系附近并适当深施对提高磷肥的利用率非常有益。
3.3提倡应用有机肥料，适当配施微量元素肥
有机肥料具有多种养分，供肥时间平缓持久，能满足作物不同生长期的需要。另外，有机肥料含有多种糖类和氨基酸，这些成分被农作物吸收利用后，对提高农作物的产量和品质非常有利。施用有机肥料增加了土壤的有机胶体，在土壤有机胶体的胶结作用下，原来不稳定的土壤单粒变成稳定的团聚体结构，改善了土壤的物理、化学和生物特性，提高了土壤保水、保肥和通气性能。现代工业的发展带来了严重的环境污染，食品的污染也不可避免。有机肥料被认为是生产无污染的、安全优质的绿色食品的主要肥源。我国有机肥料资源丰富，目前使用的农家肥料有14类100多种。我国秸杆资源也十分丰富，约有4564亿～5477 亿kg。我国有9亿农村人口，全年积攒的人粪尿就有1600多亿kg。 我国饲养的猪、牛、马、骡、驴、羊和鸡等畜禽。每年所提供的粪尿数量约占有机肥料养分总量的63%～71%。可见，合理开发和科学应用有机肥料对我国农业的发展具有重大的现实意义。
作物在生长发育过程中，除了需要较多的大量营养元素（C、H、 O、N、P、K、Ca、Mg、和S等）外，还需要少量的微量营养元素（Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo等）。作物如果缺少某种微量元素， 就导致生长发育不良，产量和品质下降。如棉花缺硼出现“蕾而不花”；玉米缺锌出现“白苗病”等症状。因此，也要重视微量元素肥料的研究。微量元素肥料的应用要谨慎，避免其用量过大对作物产生毒害和污染环境。
3.4加强新型肥料的开发研究
复合肥料是指成分含有氮、磷和钾三要素或只含其中任何两种元素的化学肥料。复合肥料具有多种养分，有效成分含量高，供肥时间长，肥效好；其颗粒比较坚实、无尘，粒度大小均匀，便于贮存和施用；复合肥料比单质肥料含较少的副成分，避免某些副成分对土壤性质的不利影响；生产复合肥料比生产单质肥料成本低。节省运输费用和包装材料等。据统计，1kg磷酸铵相当于0.9kg硫酸铵和2.5kg 过磷酸钙中所包含的养分，而在体积上却缩小了3/4。因此，应该加强复合肥料的开发研究。长效化肥对减少肥料的损失，提高肥料的利用率也较显著。由张志明等开发的长效碳酸氢铵具有如下优点：减缓直接挥发损失率47%；肥效期由35～45天延长到90～110天；氮素利用率提高5.9%～10.2%；在同等产量水平下可节肥20%～30%；在等氮量施肥条件下水稻增长率为10%。另外，液体肥料具有贮存方便、可管道化运输和适合机械化施肥等优点，我国应有计划、有步骤地研究、开发和推广液体肥料的应用。
3.5应用硝化抑制剂、 脲酶抑制剂和包被技术提高肥料利用率，减少肥料对环境的污染
硝化抑制剂和氮肥一起施入土壤后，通过抑制硝化细菌的活动，达到抑制土壤硝化反应的目的。使氮肥长时间地以NH[,4][+] 的形式保持在土壤中，避免高浓度的NO[,2]和NO[,3]出现，既有利于作物生长发育的需要，又可以减少N[,2]O的释放。硝化抑制剂双氰胺和氮肥施用于柑橘果树后，土壤表导的NH[,4][+]－N含量显著地提高，柑橘对氮肥的吸收也有所增加。经过三次灌溉以后，与没有施双氰胺的对照，68%的氮肥被淋溶到45cm深的土壤底层中，而施用双氰胺的土壤仅有20%的氮肥被淋溶。在没有硝化抑制剂时，棉花对肥料氮的回收仅有57%。而施用硝化抑制剂苯乙炔（phenylacetyene）、2—氯—6—（三氯甲基）吡啶（nitrapyrin）、包被碳化钙（coated calcium carbide） 和2—乙炔基吡啶（ethynylpyridine）后， 棉花对肥料氮的回收分别增加到70%、74%、78%和92%，且棉绒的产量相应提高。除了上述提到的硝化抑制剂外，乙炔（acetylene）、 嘧啶（pytimidine）和噻唑（thiazole）等也是比较常见的硝化抑制剂。
脲酶抑制剂可抑制土壤脲酶活性，防止尿素水解，减少氨的挥发损失，提高尿素的肥效。脲酶抑制剂涂层尿素、氢醌、20%乙草胺和硼砂与尿素混合施用于稻田分别比单施尿素的稻田增产10%～20%，提高氮肥利用率9.4%～30.9%。比较常见的脲酶抑制剂还有：苯醌、 苯基磷二酰胺和丁基硫磷三酰胺等。
包被技术应用于化肥，可以使化肥在土壤中缓慢地释放，减少其挥发损失或淋失，达到提高肥料利用率的目的。脲甲醛、硫衣包膜、丁烯叉二脲、异丁叉二脲和草酰胺等都是比较常见的用来制作包被肥料的材料。
3.6肥料施用应与其它农业措施相结合，减少肥料流失
不同的耕作措施对肥料的利用率不一样。保持耕作体系在国外研究比较早，并得到了一定的推广应用。美国目前有14%～28%的种植面积实行保持耕作，估计到2000年，至少有50%的耕地将实行保持耕作。土壤保持耕作体系被认为是农业可持续发展的主要措施之一。在土壤保持耕作体系下，如何进行合理施肥，即怎样确定肥料品种、肥料施用量、施肥时间和方法等，不仅对提高作物的产量非常有利，而且可以减少肥料的挥发、淋失和减少肥料对环境的污染。我国也应加强这方面的研究，找出更加有效的适合我国农业发展的耕作方法。
修筑堤坝、种植和保护农田防护林以及合理灌溉等措施均对减少肥料流失，提高肥料利用率产生积极作用。
收稿日期：1998—06—28