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中国主要农作物化肥消耗量估算

作者:侯梦瑶 1、2,张丽 1、2,王志文 1、2,杨殿林 2,王丽丽 2,修伟明 2,赵建宁 2

 

  单位:1.东北农业大学资源环境学院2.农业部环境保护研究监测院

  我国农作物化肥使用量快速增长,从1980年的1269.4万吨增长到2014年的5995.9万吨,增长3.7倍,年均增长率4.67%。 谷类作物化肥用量仍是农作物化肥用量的主要贡献者。 化肥使用量从1980年的2712.41万吨增加到2014年的3415.35万吨,但占农作物化肥使用总量的比重却大幅下降,从1998年的60.02%下降到2014年的49.75%。

  蔬菜、水果化肥使用量增长最快。 蔬菜化肥使用量从1998年的604.51万吨增加到2014年的1291.36万吨,增长1.1倍。 其化肥使用量占农作物化肥总用量的13.38%。 2014年为18.81%; 水果化肥用量从1998年的531.55万吨增加到2014年的1223.42万吨,增长1.4倍。 化肥用量占农作物化肥用量的比重由1998年的11.76%上升到2014年的17.82%。

  同时,我国不同地区化肥使用量差异较大。 从化肥施用总量来看,总体呈现由东向西递减的趋势。 其中,华东、华中地区用量较高。 从单位面积化肥使用量看,自东向西呈递减趋势。 从东到西有递减的趋势,从南到北也有递减的趋势。 消费较高的地区是华南和华东地区。

  自1984年我国化肥消费量首次超过美国以来,已连续30多年成为世界上化肥使用量最多的国家。 据联合国粮农组织统计,2014年中国化肥消费量占全球总量的31%,相当于印度(第二位)和美国(第三位)的总和。 随着化肥的大量施用,出现了一系列不良后果。 例如,过量施肥会破坏农田土壤结构,加速其养分流失,造成土壤严重板结和土壤环境次生盐碱化。

  不少学者认为,粮食作物化肥使用量的增加是近年来化肥使用量持续增加的罪魁祸首。 他们完全把粮食作物化肥使用量的增加等同于化肥投入总量的增加。 例如,王翔等人的研究。 认为,高强度化肥施用对粮食作物增产的作用已变得微不足道,这进一步表明我国化肥投入过多。 这个结论有些误导。 它片面强调我国粮食作物的化肥用量,使人们很容易忽视其他作物特别是蔬菜、水果的化肥用量。

  另外,忽视文章的时效性也容易导致误导。 例如,李家康等人2001年的研究表明,粮食作物化肥使用量占我国化肥使用总量的60%。 因此,影响我国化肥总需求的主导因素仍然是粮食作物。 化肥需求。 但到2014年,我国粮食作物化肥使用量占全国农作物化肥使用量的比重已下降至49.75%,表明粮食作物化肥使用量占农作物化肥使用总量的贡献度不断下降。

  但目前缺乏对全国不同作物年际化肥消耗量和区域化肥消耗量的研究,尤其是近年来的研究。 为了探究我国农业化肥消耗的具体情况,本文根据文献,计算了近30年来不同作物的年化肥消耗量。 然后可以利用年际化肥使用总量及其播种面积来估算我国不同作物不同年份的化肥使用量。 同时,本文对我国不同地区农作物的化肥使用量进行对比研究,以期为我国农业面源污染的控制和农业部政策的落实提供指导。 《2020年化肥使用量零增长行动计划》的相关政策提供了一定的数据支撑。

   1 材料与方法

   1.1 我国化肥使用总量

  根据2015年中国统计年鉴,获得了1980年至2014年我国化肥(氮、磷、钾、复合肥)使用总量。

   1.2 我国主要农作物播种面积

   2014年主要农作物播种面积和各地区农作物播种面积是根据2015年中国统计年鉴获得的。 本文将主要农作物分为8类:谷类作物、豆类作物、油料作物、​​糖料作物、棉花、烤烟、水果、蔬菜。 其中,谷类作物包括小麦、玉米、水稻; 豆类作物包括大豆; 油料作物包括花生和油菜籽; 糖料作物包括甘蔗和甜菜。 豆类播种面积的数据自 1991 年开始收集,其他作物的播种面积数据自 1980 年开始收集。

   1.3 我国主要农作物化肥消耗情况

  本文八种作物单位面积化肥使用量来自2003年至2015年《全国农产品成本效益统计》,均按纯化肥用量计算。 根据不同作物的单位面积化肥消耗量和播种面积,估算出我国不同作物的化肥消耗总量。 蔬菜单位面积化肥使用量是全国大中城市的调查数据,其他七种农作物的数据是全国各地区的调查数据。

   1.4 我国主要农作物肥料利用率

  肥料效率(PFP)也称为肥料部分生产力,是指单位肥料投入所能产生的作物产量。 其计算公式为PFP=Y/F,其中Y表示作物施肥后获得的产量,F表示化肥投入量。 本文中农作物单位面积产量和化肥用量均来自2013年至2015年《全国农产品成本效益汇编》。

   1.5 我国分地区化肥消费量

  根据1999年至2015年《中国统计年鉴》,获取1998年至2014年我国各地区化肥消耗量,并利用各地区播种面积估算单位面积化肥消耗量在每个地区。

   2 结果与分析

   2.1 1980-2014年我国化肥消费量

  根据测算可以发现,近30年来,我国化肥消耗总量随着时间的推移而快速增长。 1980年至2014年,化肥消耗量从1269.4万吨增加到5995.9万吨,增长近4倍(图1)。

  从化肥种类分析,30多年来,我国氮肥用量较多,磷肥、钾肥用量较少,尤其是钾肥。 复合肥消费量年增速最快,从1980年的27.2万吨增长到2014年的2115.8万吨,增长了近77倍。 到2014年已接近氮肥施用量。

   2.2 1980年至2014年我国主要农作物播种面积

  随着我国农业经济的不断发展,农作物播种面积不断增加(图2)。 由1980年的10192.37万公顷增加到2014年的15675.6万公顷,增长0.5倍。 谷类作物播种面积近35年来一直是最高的,从1980年的8281.03万公顷增加到2014年的9150.2万公顷,但其播种面积一直是最高的。 但面积占农作物总播种面积的比重却持续下降,从1980年的81.25%下降到2014年的58.37%,下降了22.88%。

   2.3 1998-2014年我国主要农作物化肥消耗量

  根据《全国农产品成本效益统计表》(图3)农作物单位面积化肥使用量和《国家统计年鉴》播种面积计算,化肥使用量估计了各种作物的含量(图 4)。 分析发现,我国主要农作物化肥使用量变化较大。

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  谷类作物化肥使用量最大,其次是蔬菜、水果、油料作物、​​棉花、豆类作物、糖料作物和烤烟。 其中,谷类作物化肥使用量从1998年的2712.41万吨增加到2014年的3415.35万吨,增长0.3倍(图4)。 但化肥在农作物中的使用比例却从60.02%下降到49.75%。 10.27%; 蔬菜化肥消费量从1998年的604.51万吨增长到2014年的1291.36万吨,增长1.1倍,占农作物化肥消费总量的比重从13.38%增长到2014年的18.81%,增长5.43%; 水果产量从1998年的531.55万吨增加到2014年的1223.42万吨,增长1.4倍,占农作物化肥消耗总量的比重从11.76%增加到17.82%,增长6.06%。

  其他农作物的化肥使用量也有不同程度的增加,而除油料作物外的农作物化肥使用比例有所下降,但下降幅度并不显着。 1998年至2014年,棉花化肥使用量在农作物中的比重从3.54%下降到3.36%,糖料作物从2.77%下降到1.93%,豆类作物从2.16%下降到1.72%,烤烟从1.22%下降至 1.93%。 1.04%。

  本研究还发现,化肥施用年均增长率由高到低依次为:水果(5.35%)、蔬菜(4.86%)、油料作物(3.14%)、棉花(2.31%)、烤烟(1.65)。 %)、谷类作物(1.45%)、豆类作物(1.19%)和糖料作物(0.34%)。 其中,水果年均生长速度是谷类作物的3.7倍,蔬菜年均生长速度是谷类作物的3.3倍(图4)。

  本文对各种农作物单位面积化肥施用量进行分析发现,单位面积施用量从高到低依次是水果、糖料作物、蔬菜、烤烟、棉花、禾谷类作物、油料作物和豆类作物(图 3)。 随着时间的推移,各种农作物单位面积化肥的使用量也不断增加。 果实产量由1998年的622.79 kg·hm-2增加到2014年的931.98 kg·hm-2; 1998年糖料产量为630.73 kg·hm-2。hm-2,2014年增至696.40 kg·hm-2; 蔬菜产量从1998年的491.75 kg·hm-2增加到2014年的603.30 kg·hm-2; 烤烟产量由1998年的457.87 kg·hm-2增加到2014年的517.84 kg·hm-2; 棉花从1998年的358.77 kg·hm-2增加到2014年的546.33 kg·hm-2,谷物作物从1998年的294.45 kg·hm-2增加到2014年的361.02 kg·hm-2; 油料作物产量由1998年的180.51 kg·hm-2增加到2014年的272.11 kg·hm-2; 豆类作物产量从1998年的83.66 kg·hm-2增加到2014年的128.49 kg·hm-2。

   2.4 我国主要农作物肥料利用率

  对我国主要作物的化肥利用率分析发现,不同作物的化肥利用率差异较大(表1)。 2014年,主要农作物化肥利用率由高到低依次为:蔬菜(94.53 kg·kg-1)、糖料作物(90.05 kg·kg-1)、水果(30.53 kg·kg-1)、谷类作物( 19.56 kg·kg-1)、豆类作物(16.76 kg·kg-1)、油料作物(10.11 kg·kg-1)、烤烟(3.87 kg·kg-1)、棉花(2.69kg·kg-1) 1)。 可见,蔬菜和糖料作物的化肥利用率远高于其他作物。 其中,蔬菜的化肥利用率最高,是水果的3倍,是禾谷类作物的近5倍,是烤烟的24倍,是棉花的35倍。

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  随着时间的推移,各种作物的化肥肥效变化趋势有所不同。 粮食作物、豆类作物、油料作物、​​棉花、烤烟、蔬菜等总体呈增长趋势,水果、糖料作物则呈下降趋势。 其中,蔬菜肥效增幅最大,从2003年的76.19 kg·kg-1增加到2014年的94.53 kg·kg-1,增幅24.07%; 其中水果肥效下降幅度最大,由2003年的46.89 kg·kg-1下降到2014年的30.53 kg·kg-1,下降了53.59%。

   2.5 我国不同地区化肥消费情况

  通过对1998年至2014年我国各地区四个时间段化肥使用量分析发现,不同地区化肥使用量差异较大(图5)。 其中,华东、华中地区化肥消耗量较高。 2014年,两地区化肥消耗量分别为1498.5万吨和1302万吨。 两个地区化肥消耗量之和占全国化肥消耗总量的近一半。 但西北、西南地区化肥消耗量较高。 低位分别为614.1万吨和557.8万吨。 随着时间推移,华北、华东地区化肥消费增幅并不明显,而中部地区化肥消费增幅最大,尤其是河南省,由第一阶段的400.7万吨增加第四阶段为690.1万吨。 增长了0.7倍。 2014年化肥使用量排名前七位的省份分别为:河南(705.8万吨)、山东(468.1万吨)、湖北(348.3万吨)、安徽(341.4万吨)、河北(335.6万吨)、江苏。 (323.5万吨)、广西(258.7万吨)。 从地区来看,4个阶段7个地区平均化肥消耗量由大到小依次为:华中地区(353.25万吨)、华东地区(205.48万吨)、东北地区(152.16万吨)、华南地区(152.16万吨)。 151.26万吨)、华北地区(113.85万吨)、西南地区(110.21万吨)、西北地区(83.2万吨)。

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  同时,本研究分析发现,华南和华东地区单位面积平均化肥使用量较高,而西南和东北地区单位面积化肥使用量较低(图6)。 随着时间的推移,与各地区化肥消耗量增幅相比,各地区单位面积化肥消耗量增幅较大。 华南、西北地区增幅较大。 第四阶段(2011-2014年)是第一阶段(1998-2000年),其中新疆增幅最大。 第四阶段单位面积化肥用量是第一阶段的3.24倍。 分省份来看,2014年单位面积化肥消耗量排名前七位的国家为:北京(591.6 kg·hm-2)、海南(575.8 kg·hm-2)、福建(531.9 kg·hm-2) 、广东(526.0 kg·hm-2)、河南(490.9kg·hm-2)、陕西(487.1 kg·hm-2)、天津(486.4 kg·hm-2)。 从地区来看,4个阶段7个地区单位面积平均化肥消耗量由大到小依次为:华南地区(407.16 kg·hm-2)、华东地区(366.43 kg·hm-2)、华中地区(351.17 kg·hm-2)、华北(336.61 kg·hm-2)、西北(274.47 kg·hm-2)、东北(267.02 kg·hm-2)、西南(214.03 kg·hm-2) 2)。

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   3 讨论

   1980年至2014年,我国农作物化肥消耗总量增长近4倍,年均增长4.67%。 王翔等人研究表明,从1980年到2008年,化肥施用量增长了3.13倍。 这表明我国农作物使用化肥增速正在加快。 这主要是由于20世纪80年代以来,我国人口持续大幅增长。 耕地面积相应减少。 为保障粮食和农产品供应,亟待提高单位面积产量。 常用的一项重要措施是通过施用化肥为农作物提供充足的养分供应。 此外,随着城镇化的发展,农村劳动力数量不断减少,劳动力素质不断下降。 为此,国家出台了一系列惠民政策,加大政府补贴力度,调整化肥价格,从而激发了农民投资化肥的积极性。 邱焕光等人的研究表明,农村劳动力外出务工比例较高的农民化肥过度使用率较高,表明随着城镇化进程的加快和未来农村劳动力持续短缺的问题,化肥过度使用问题将更加突出。化肥问题可能会变得更加严重。

  由于自然条件差异和人们需求变化,我国主要农作物播种面积差异较大。 30多年来,虽然粮食作物的播种面积一直最高,但其占农作物总面积的比例却呈现下降趋势。 。 耿忠忠等人的研究表明,粮食播种面积占农作物总播种面积的比重从1985年的76.45%下降到2013年的64.98%。相比之下,本研究扩大了年份,发现粮食播种面积的比重有所下降从1980年的81.25%下降到2014年的58.37%,下降了22.88%,与其研究结果一致,下降趋势更加明显。 此外,这项研究还发现,虽然水果和蔬菜的播种面积小于粮食作物,但它们占农作物总播种面积的比例却增长很快,从3.10%和1.75%上升到13.65%。分别为 % 和 8.37%。

  对不同农作物的化肥使用量分析表明,粮食作物的化肥使用总量一直是最大的,但其占农作物化肥使用总量的比重却呈现出明显的下降趋势,从1998年的60.02%上升到2014年的49.75%、10.27%。 水果和蔬菜中化肥使用比例不断增长。 张伟峰等人认为,蔬菜、果树已成为我国最大的化肥消费群体之一,其化肥使用量约占农作物化肥使用总量的30%左右。 本研究进一步分析发现,蔬菜、水果和蔬菜的比重从1998年的13.38%和11.76%分别上升到2014年的18.81%和17.82%。到2014年,水果和蔬菜合计占化肥消费总量的36.63%农作物的比例接近谷类作物的比例。

  杨帆等. 2013年农民施肥情况调查中指出,粮食作物、水果、蔬菜是化肥消耗量最大的三大作物,占农作物化肥总用量的82.8%。 本文预计,到2014年,这三类作物占化肥总量的比例将有所上升,2017年已上升至86.38%,这进一步表明,水果和蔬菜对化肥总量的贡献越来越大。农作物使用的化学肥料。 然而相比之下,杨帆等人。 仅调查分析了2013年的种植情况,并未报告这三种作物的年度施肥动态进度。 但本研究发现,这三种作物对化肥用量的贡献率逐年增加。 变化的是粮食作物的贡献率持续下降,而水果和蔬菜的贡献率持续上升。

  从单位面积化肥使用量来看,水果、蔬菜单位面积化肥使用量最大,谷类作物使用量较小。 这与严翔的研究结果较为一致。 与此不同的是,本文还进行了历年纵向比较,发现水果单位面积施肥量较少。 从1998年的622.79 kg·hm-2增加到2014年的931.98kg·hm-2,蔬菜从1998年的491.75 kg·hm-2增加到2014年的603.30 kg·hm-2,谷物作物从1998年到2014年增加。由2014年的294.45 kg·hm-2增加到361.02 kg·hm-2,表明三大作物单位面积化肥施用量在增加,但水果和蔬菜的增幅大于谷物农作物。

  朱兆良等人也认为,蔬菜、水果作物种植中化肥的投入是化肥使用造成农业面源污染的主要来源。 可见,如果只考虑粮食作物的施肥量,对农作物施肥量的研究就会存在较大误差。 随着社会经济的发展,蔬菜、水果在农作物施肥量中的贡献越来越受到重视。

  我国主要农作物化肥利用率差异较大。 蔬菜和糖料作物的化肥利用率远高于其他作物。 原因是蔬菜和糖料作物的单位面积产量远高于其他作物。 随着年份的推移,主要农作物的化肥利用率普遍呈现增加趋势,表明近年来机械化程度的不断提高和科学施肥技术的不断推广效果明显,而水果和糖类的化肥利用率农作物呈现减少趋势。 原因是化肥施用量的增幅高于单位面积产量的增幅,说明水果、糖类作物化肥施用量过高,需要减少化肥施用量。适当减少。

  我国幅员辽阔,东西南北跨度很大。 各个地区的自然气候条件差异较大。 同时,各地区的经济发展水平也存在很大差异。 多种因素导致不同作物的生长条件和化肥用量存在很大差异。 本研究对各地区农作物的化肥使用量进行分析发现,我国化肥投入量总体呈现由东向西逐渐减少的趋势,这与王翔等人的研究结果较为接近。 分析各地区单位面积化肥使用量,从东到西呈逐渐减少的趋势,从南到北呈持续减少的趋势。

  另外,在目前的栽培技术和产量水平下,150~200 kg·hm-2是专家推荐的总量。 即使在高产条件下,推荐用量也不会超过250 kg·hm-2。 为了防止水污染还设定了安全上限,即225 kg·hm-2。 这项研究发现,中国几乎所有地区的单位面积化肥施用量都超过了专家推荐的用量。 因此,政府需要根据不同地区采取适当的政策干预和调整。 制定化肥用量相关监管政策,积极培育新型农业经营主体,鼓励农民改变传统生产模式,从而实现减少化肥消耗和提高生产效率的双重目标。

   4。结论

  (一)1980年至2014年,我国农作物施用化肥总量从1269.4万吨增加到5995.9万吨,增长近4倍,增长速度较快。 其中,复合肥消费量年增速最快,从27.2万吨增加到2115.8万吨,增长了近77倍。 到2014年已接近氮肥消耗量。 同时,重氮肥、轻磷钾肥现象严重。

  (二)近年来,水果、蔬菜播种面积持续扩大,增速较大,而谷类作物增速较小。 1980年至2014年,水果播种面积占总播种面积的比重从1.75%提高到8.37%,增长了4倍; 蔬菜从3.10%增长到13.65%,增长5.8倍; 谷类作物则从81.25%下降到58.37%,下降了22.88%。

  (三)谷类作物化肥用量仍是我国农作物化肥用量的主要贡献者。 化肥使用量从1998年的2712.41万吨增加到2014年的3415.35万吨,但其在农作物化肥总用量中的比重却是显而易见的。 呈下降趋势,从1998年的60.02%下降到2014年的49.75%,下降了10.27个百分点。

  (4)水果、蔬菜化肥施用比例由13.38%和11.76%分别提高到18.81%和17.82%,增幅较大。 2014年,我国谷类作物单位面积化肥使用量为361.02 kg·hm-2,果蔬单位面积化肥使用量为931.98 kg·hm-2分别为2和603.30 kg·hm-2,远高于谷类作物。 面积施肥用量。

  (5)水果、蔬菜化肥用量年均增长率分别是谷类作物的3.7倍、3.3倍,表明我国水果、蔬菜化肥消费需求日益增长,他们正逐渐成为我国化肥消费的主要贡献者。

   (6)蔬菜、糖料作物的化肥利用率远高于其他作物。 随着年份的推移,蔬菜化肥利用率增加最多,水果化肥利用率下降最多。

  (七)我国农作物化肥使用量地区差异较大。 对各地区农作物化肥使用量分析表明,我国化肥使用量总体呈现由东向西逐渐减少的趋势。 从各地区单位面积化肥消耗量分析,自东向西呈逐渐减少趋势,自南向北呈减少趋势。

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