我国农业生产过程中的施肥现状

    我国化肥使用量居世界首位。
    2014 年，我国的化肥用量占到了世界的 1/3， 而这一数字还处于连年增长的阶段。据报道，我国化肥用量从上世纪 80 年代的一千多万吨增长到 21 世纪的五千多万吨，增长了近 5 倍之多，其中复合肥用量的增长速率最快，已经接近氮肥的施用量（侯萌瑶等 2017）。截至 2015 年末，我国耕地面积为 20.25 亿亩，人均 1.5 亩，不到世界平均水平的一半（于海燕 2017）。但耕地单位面积化肥施加量为世界平均水平的 3.7  倍（张迎辉等 2017）。虽然肥料施用一直是农业增产的关键因素之一，但是化学肥料施入土壤以后，由于挥发、淋溶、固定等损失，导致其利用率不高。在生产中为了追求产量效益，过度增施无机化肥，导致肥料利用率低、土壤板结、保肥性质差，土壤微生物活性下降， 对资源与环境造成了很大的浪费与危害。
    据报道我国三大粮食作物（水稻、玉米、小麦）的氮肥、磷肥和钾肥当季平均利用率分别为 33%、24%、42%（谢丽红等 2017）。
    油菜是中国乃至全球范围内广泛种植的重要油料作物，其中以甘蓝型油菜种植面积最大，分布范围最广，也是中国最主要的油菜栽培类型（张泉 2017）。虽然我国油菜的种植面积大，但是我国食用油的自给率仅 40%，而菜籽油占国产食用油的 55%以上，所以，发展油菜产业，对保障国家食用油安全至关重要。油菜对肥料的依赖性很大，特别是对大量元素氮和钾，而且对硼元素较为敏感。在我国油菜的生产实践中，部分农业地区施肥不合理，过量或不足的情况相当严重，徐华丽等人对湖北省油菜施肥现状进行调查分析，发现该地区存在以下问题：养分不平衡，磷、钾肥用量偏低；有机肥的施用比例、施用量偏低，秸秆还田率低；氮肥用量不足或过量；前期氮肥用量比例过高等（徐华丽等 2010）。
    水稻是世界主要粮食作物之一。我国水稻种植面积占全国粮食作物的 1/4，而产量则占一半以上。2017 年稻谷产量达到了 2 千万吨占粮食总产量的 1/3（数据来源于国家统计局）；水稻的颖果可食用；米糠可制糖；秸秆是良好的饲料；谷芽和稻根则可作为药用。在理论研究上水稻被列为模式作物，有丰富和深入的基因组研究基础。水稻的生长发育和高质高产除了必须吸收氮、磷、钾等必需营养因素，还离不开有益营养元素硅。韩宝吉等人通过对湖北地区水稻施肥状况进行调查，发现以下问题：有机肥与化肥的施用比例严重失衡；氮肥施用量偏高；钾肥施用量普遍不足；氮、磷、钾的比例以及基肥追肥比例不协调等。不合理的施肥不仅会导致肥料利用率低，过度施肥还会对水体造成富营养化生态污染，农业综合生产能力降低，从而极大地制约了农业生产的可持续发展。
基于上述施肥现状来看，化肥减量、有机无机混施、新型有机肥与化肥配施逐渐成为当今大家关注的热点。“地靠粪养，苗靠粪长”这句古语深刻体现了有机肥料在增强土壤活性，改良土壤和促进植物生长发育等方面所起的重大作用。有机物的循环利用在我国古代农业伟大成就中起着不可或缺的作用。因此把有机物废物循环利用在农业生产上有着重要的意义。
    合理的有机无机配施可以增加农作物的产量及养分吸收利用效率，改善土壤肥力及微生物群落多样性。例如，在冬小麦种植过程中，有机无机配施比单施化肥更能显著降低氨的挥发，提高小麦籽粒产量、氮肥利用率以及土壤有机质含量，而且还可以增加土壤中胡敏酸和富里酸比值，改善耕地质量（郑凤霞等 2017）；在夏玉米种植过程中，有机无机配施时产量比单施化肥和有机肥分别提高 8.47%和 17.52%（贾绪存 2017）；在水稻中进行有机无机配施，相比单施化肥而言，单位面积穗数和每穗粒数分别增加 6.76%和 7.27%，单位面积颖花数显著增加 14.69%，最终导致产量增加（秦建权等 2017）。此外，有机无机肥的配施还可以缓解土壤酸化，丰富土壤微生物种群的多样性，从而改良并保持的土壤的活性与肥力。随着肥料生产技术的提高，以及市场需求不断变化，新型肥料层出不穷。新型肥料相比普通化肥而言，在玉米、小麦和水稻生产上均表现出了较大的优势（杨威等 2017，孙克刚等 2017，袁国飞等 2018）。杨威等人通过玉米田间试验对多种新型肥料的应用潜力进行了评价，发现聚能网尿素和腐植酸尿素相比普通尿素而言，在玉米生物量、产量、品质等方面均表现出明显优势。孙克刚等研究表明新型多元素螯合肥可以显著提高冬小麦的产量，其中较等养分复合肥增产 5.1%  ，较农民习惯施肥增产 12.4% （孙克刚等 2017）。袁国飞等人研究表明果肥（一种新型肥料）既能提高水稻的产量，又能降低稻米中的镉含量（袁国飞等 2018）。由此可见，新型肥料在未来的农业发展中可能会发挥重要的作用，然而什么样的新型肥料才是农业生产中所需要的呢？