随着耕地面积的减少和人口的增加，粮食供求矛盾日益突出，严重威胁到国家的粮食安全，这就要求不断提高单位面积农作物产量满足粮食需求^[1-2]。化肥作为农作物增产的关键因子在农业生产中发挥了至关重要的作用^[3]。但是过量施用化肥并不能带来持续的增产，反而会造成资源浪费、降低肥料利用效率^[4]、污染环境等问题^[5]。因此，亟须寻找一条兼顾粮食、资源和环境安全可持续农业发展之路^[6-8]。

为了促进化肥合理施用，实现农业可持续发展，近年来我国相继出台了一系列的指导方针。 2015 年农业部制定发布了《到 2020 年化肥使用量零增长行动方案》，将“减肥”上升为“国家行动”；2017 年农业部制定发布《开展果菜茶有机替代化肥行动方案》；2019 年中央一号文件中强调，加大农业面源污染治理力度，开展农业节肥节药行动，实现化肥农药施用量负增长^[9-10]。这些政策的提出促进了秸秆和有机肥资源化利用、肥料产品结构调整和产业的升级等减肥增效技术在全国范围内的应用和推广，对我国农业生产中的化肥施用具有重大意义。因此，分析以往成效，制定有效措施是当前化肥减量工作的重点。

农民是进行农业生产的基本单元，是让肥料进入田间的具体操作者。通过对农民施肥现状进行调查和分析，发现存在的问题，对于科学指导施肥、提高肥料利用效率、保护生态环境和促进农业可持续发展具有十分重要的意义^[11-12]。以往的研究表明，我国在农业生产中存在施肥方式单一，肥料结构不合理等问题^[13-16]。然而，这些调查距今已经过了 10 多年。随着农业生产水平的不断提高，农民科学施肥的意识越来越强烈，加之国家政策的导向，过去的施肥调查情况已经不能适应当前农业肥料管理的需求。安徽省是我国的农业生产大省，粮食产量和化肥用量均居于全国前列，其农业安全生产对保障我国粮食安全具有重要意义。因此，本研究以安徽省为例，通过对全省农户施肥情况进行抽样调查，以期明确当前农业生产中的施肥现状，为安徽省农业生产中肥料管理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区域概况

安徽省地处 114°54′—119°37′E，29°41′— 34°38′N，位于长江、淮河中下游，由 16 市 105 县及辖区组成，农作物播种面积占到全国的 5.3%，是我国重要农业大省。该地区属于亚热带季风湿润气候，雨热同期，年均气温为 14～17℃，年均降水量 773～1670 mm，无霜期 200～250 d。农业种植方式多样，基本涵盖了我国典型粮食作物轮作模式。安徽省北边区域（简称皖北）为小麦和玉米的主产区，该区域土壤类型主要是砂姜黑土和潮土；中部区域（简称皖中）为水稻、小麦、油菜的主产区，该区域土壤类型多为黄棕壤、黄褐土和水稻土；南部区域（简称皖南）是水稻、油菜的主产区，该区域多是潮土、红壤及水稻土。综合考虑各市的种植制度和地理位置，本研究将安徽省 16 市划分为 3 个区域：安徽北部（淮北、亳州、宿州、阜阳和蚌埠市，简称皖北）、中部（淮南、合肥、滁州、六安和马鞍山市，简称皖中）和南部 （芜湖、宣城、铜陵、池州、安庆和黄山市，简称皖南）。

1.2 数据来源

根据安徽省农业农村厅《全省肥料施用情况定点调查方案》的要求，2018—2019 年对全省肥料施用情况进行调查。按照安徽省农业农村厅的要求，综合考虑区域面积、作物种类、种植面积、轮作制度、土壤类型和肥力等因素的基础上在每个县随机选择农民进行调查，统计分析不同作物的肥料施用情况。调查共收集 5495 个有效样本，分布在 16 个地级市（85 个县）。皖北区域有 5 个地级市，分布情况为淮北（149）、亳州（259）、宿州（347）、阜阳（315）和蚌埠（535），共 1605 个有效样本； 皖中区域有 5 个地级市，分布情况为淮南（120）、合肥（298）、滁州（839）、六安（466）和马鞍山（162），共 1885 个有效样本；皖南区域有 6 个地级市，分布情况为芜湖（190）、宣城（517）、铜陵（60）、池州（100）、安庆（533）和黄山市 （605），共 2005 个有效样本。涵盖的作物种类有小麦（1591）、玉米（608）、水稻（1856）、薯类 （78）、豆类（164）、油菜（400）、棉花（100）、果树（138）、茶叶（231）、蔬菜（162）及其他 （167）作物，括号内数值表示样本数。调查内容包括作物种类、种植面积、产量、施肥种类、施肥量、施肥方法、施肥时间以及其他与施肥相关的问题。1998—2017 年安徽省化肥总量和施肥强度数据来源于中国统计年鉴^[17]。

1.3 数据处理与分析

为了方便计算，肥料分为化肥（单质肥、复合肥、专用肥）和有机肥（饼肥、畜禽粪肥、秸秆、沼气、绿肥和商品有机肥）。农户施用的化肥养分含量以包装说明为准。由于样品数较多，容易受到各方面影响出现离群值，为了统计结果的可靠性，本文参考倪康等^[18]研究方法采用面积加权平均的方法计算不同区域施肥水平。

安徽省不同区域肥料品种占比（%）= 区域内施用该肥料农户数量 / 区域内调查农户总数 ×100

采用 Excel2016 进行数据处理，所有图形均用 Origin 2017 进行绘制。

2 结果与分析

2.1 化肥施用总量变化趋势

1998—2014 年，安徽省化肥施用量虽有波动，总体上呈现为上升趋势；从 2015 年开始至今表现为降低趋势（图1）。2014 年全省化肥总用量最高，为 341.4 万 t，相对于 1998 年增加了 34.5%。2020 年全省化肥总用量为 289.9 万 t，相对于 1998 年增加了 14.2%，相对于 2014 年降低了 15.1%。与化肥总量变化趋势相同，全省化肥施用强度总体上表现为先增加后降低的趋势，2020 年安徽省化肥施用强度为 328.8 kg/hm²，相对于 1998 年增加了 10.9%，相对于 2014 年降低了 16.9%。从肥料结构上分析可知，复合肥施用比例逐年上升，由 1998 年的 25.4% 上升到 2020 年的 53.9%；氮肥和磷肥施用比例逐年降低，其中氮肥施用比例由 1998 年的 48.4% 降到 2020 年的 28.8%，磷肥由 1998 年的 17.2% 降到 2020 年的 8.6%；钾肥施用比例变化不大，基本维持在 8.8%～10.8% 之间。

2.2 不同作物化肥用量分析

2018 年全省化肥施用中主要粮食作物（小麦、水稻、玉米和薯类）、油料作物（豆类、油菜和花生）、经济作物（茶叶、果树、棉花和蔬菜）以及其他作物化肥用量分别占总量的 62.5%、 9.2%、26.0% 和 2.3%（图2）。从单个作物看，小麦、水稻、蔬菜、玉米和果树化肥用量分别占总量的 27.8%、24.0%、16.0%、9.5% 和 5.9%，分列化肥施用量前 5 位。这主要和种植面积有关。从单位面积施肥强度分析（图3）可知，全省主要农作物化肥施用强度平均为 342 kg/hm²。其中，果树、棉花和蔬菜等经济效益较高的作物施肥强度最大，分别为 527、525 和 446 kg/hm²；粮食作物中小麦施肥强度最大，平均为 364 kg/hm²，其次是玉米和水稻，分别为 350 和 322 kg/hm²。豆类、薯类杂粮等作物施肥量较少。

2.3 不同区域化肥用量分析

安徽省农作物不同区域施肥调查结果（表1） 表明，区域间肥料投入差别较大。从总的施肥量角度分析可知，皖北、皖中和皖南 3 个区域化肥总投入量分别占全省施肥总量的 43.7%、35.8% 和 20.5%。

从单位面积施肥强度上分析可知，全省农作物养分由化肥提供的 N、P₂O₅、K₂O 年均投入量分别为 186、73、80 kg/hm² 。全省 3 个不同区域氮肥用量差别较大。其中皖北区域氮肥用量最高，平均为 206 kg/hm² ，变异系数为 43.5%；皖中区域氮肥投入量居中，平均为 186 kg/hm²，其变异系数为 45.2%； 皖南区域氮用量最低，平均为 171 kg/hm² ，其变异系数为 58.0%。安徽省 3 个不同区域中皖北区域磷用量高于皖中和皖南区域，但是钾用量低于皖中和皖南区域。从单位面积化肥总用量看，皖北最多，皖中居中，皖南最少。

从氮、磷、钾养分投入比例可知，皖南区域氮、磷、钾养分投入比例为 1∶0.41∶0.50 较为合理，皖中和皖北区域氮、磷、钾养分投入比例分别为 1∶0.38∶0.42 和 1∶0.38∶0.36，总的来说，皖中和皖北区域磷肥和钾肥投入量相对不足。

注：n 为有效样本数量，单位为个。下同。

2.4 施肥方式分析

表2 表明，目前全省有 55.5% 农户实现了机械化施肥。其中，区域间施肥方式差异较大，皖北区域实现机械化比例最高（68.9%）；其次是皖中区域（45.8%）；皖南区域比例最低（39.2%）。

当前安徽省农业种植以普通农户种植为主，占到总数的 49.9%，其次是大户，而家庭农场所占比例较小。大户、家庭农场和普通农户分别有 46.0%、65.6% 和 64.0% 是进行机械施肥，由此可见，大户和家庭农场实现机械施肥的比例要高于普通农户。对比 3 个不同区域可以发现，皖北地区大户和家庭农场实现机械化施肥比例最高，分别为 79.1% 和 86.6%。虽然皖北区域普通农户机械化施肥比例低于大户和家庭农场，但是高于全省机械化平均水平。皖南区域不同经营主体机械化施肥实现比例均较低。

表3 表明，安徽省主要种植作物中小麦、玉米、豆类、薯类和棉花类作物机械化施肥比例超过了全省平均水平，其中小麦和玉米机械化施肥比例最高，分别为 69.6% 和 68.1%。蔬菜机械化施肥比例最低，仅为 31.5%。从经营主体上分析可知，除了蔬菜和茶叶类，其余作物种植中，大户和家庭农场进行机械化施肥比例较高。

2.5 安徽省肥料品种分析

安徽省不同作物施用肥料品种调查结果如表4 所示。在安徽省农业种植中基本实现化学肥料投入，施用较多的化学肥料品种为复合肥和单质尿素。复合肥施用比例最高，平均为 93.6%；追肥期施用复合肥比例较低，平均为 15.8%。单质化肥施用量最高的为尿素，其中基肥期的比例为 27.7%； 而追肥期施用尿素的比例为 79.4%。不论是在基肥期还是追肥期，单质磷肥和钾肥的比例均较低，主要是依靠复合肥的施用带入。相对于化学肥料，有机肥投入比例相对较少，占总样本数的 64.5%。不同作物间投入肥料品种差异较大。其中粮食作物和油料作物有机投入主要是农作物的秸秆，分别占到总样本数的 65.0% 和 66.5%；而经济作物主要以商品有机肥、粪肥和饼肥为主。

3 存在问题及对策

最新调查结果表明，2018 年全省化肥施用总量和强度相对于 2014 年均有较大幅度的降低，预示着全省化肥减量增效取得了阶段性胜利。这主要得益于国家先后出台了多项重要的文件和行动纲要，这些项目的启动对于优化和推广科学施肥具有重要的意义。总的来说，安徽省化肥施用越来越趋于合理化，但还存在以下问题。

3.1 区域和作物之间肥料投入差异较大，过量与不足并存

全省化肥施用具有明显的区域特征，皖北区域施肥总量最大，皖南最小，这主要和农作物播种面积以及种植的作物种类有关。皖北区域位于安徽省黄淮海平原南侧，自然条件优越，耕地面积占到近一半全省耕地面积；皖中区域位于安徽的江淮丘陵地区，农作物播种面积要低于皖北区域；皖南区域主要分布在安徽省南部，农作物播种面积最低。与施肥总量变化趋势一致，皖北区域施肥强度最高，皖南最低，这可能和各地自然环境和社会经济发展程度密切相关。作物的种类和种植面积是影响施肥的重要因素，全省粮食作物种植面积最大，因此施肥总量最大；而果树、棉花和蔬菜等经济作物施肥总量并不高，但是因为该类作物经济效益高，农户为了追求更多的经济效益而过多地投入化肥，因此全省经济类作物化肥施用强度较大。综上所述，全省在化肥用量上存在以下问题，一是区域化肥施用量不平衡，在经济发展水平较高的地区化肥投入较高，生态环境较好或欠发达地区投入较低；二是经济作物施肥量增长较快，随着各地种植结构调整，经济作物已成为全省化肥消费一个增长点；三是同一作物农户施肥过量和不足并存，施肥增产效应下降，如蔬菜、果树等附加值较高的经济园艺作物过量施肥比较普遍，大田粮食作物也存在化肥施用过量或不足的情况。因此，需要因地制宜，明确不同区域土壤养分供应特点、作物需肥特点，制定和完善不同农作物的氮、磷和钾肥总量控制标准。

3.2 机械化施肥普及率不够

施肥方式是影响肥料利用率的重要措施^[19-22]。传统的表面撒施由于得不到有效的阻控，会增加肥料损失，加重环境污染^[22-23]。机械化施肥可以实现肥料深施，通过土壤胶体对肥料吸附固定降低损失^[24]，还可以通过机械将肥料施入特定的位置促进植物根系对养分的吸收，有利于高产^[25-26]。因此机械化施肥是一种节肥高效的施肥方式，是未来农业施肥方式的大势所趋^[27-28]。张卫峰等^[29]对全国肥料施用方式进行调查指出，2008 年我国机械化施肥比例约为 28.5%，至 2013 年我国约有 35% 农户实现了机械化施肥。本调查结果表明，当前全省机械施肥比例为 55.5%，较之前调查数据有明显的提升。全省不同区域机械化施肥分析结果表明，皖北区域实现机械化比例最高，为 68.9%；其次是皖中区域；皖南区域比例最低，这可能是与地形有关。皖北区域主要是平原，地形开阔，易于进行机械化施肥；而皖南区域多为山区，在缺乏合适机械的条件下，难以开展机械化施肥。通过对不同作物种类进行分析发现，粮食作物机械化施肥比例最高，其次是油料作物和经济作物，这可能和种植规模有关。2018 年全省粮食作物播种面积为 731.63 万 hm² ，占到全省农作物播种面积的 83.3%，而油料作物和经济作物播种面积较小。这也与区域间差异相对应，小麦和玉米等粮食作物主要种植在皖北区域，该区域具有地形优势，较易推广机械化施肥。因此，在皖中和皖南区域需要在机械化施肥上面进行突破，研制出适合在不同地形条件下机械化施肥的设备，从而普及机械化施肥，另外，还要注重开发具有秸秆高效处理、肥料精准施用等机械设备，以达到节约经济成本、提高肥料利用效率的目的。

3.3 有机肥投入种类单一

安徽省耕地肥力偏低，土壤环境亟待改善，合理的施用有机肥可以有效地培肥地力，减少化肥施用、改善农产品品质^[30-31]。作为重要的农业大省，全省秸秆资源丰富，科学还田有利于培肥土壤，但对还田机械要求较高，深翻入土有利于秸秆腐解^[32]。除了秸秆外，畜禽粪便资源也是非常重要的有机资源^[33]。有研究指出，有机肥替代 20%～30% 化肥后，不仅不会造成作物减产，还可以提高土壤肥力^[34]。

目前安徽省有机肥施用比例尚可，表明农民对有机肥效果的认可度还是比较高的。但是在有机肥施用种类上还存在较多不足。目前全省粮食作物和油料作物有机投入主要以秸秆还田为主，水果、蔬菜、茶叶等经济作物以商品有机肥、粪肥和饼肥为主。这可能与农作物的经济收益和地形地势有关。粮食作物和油料作物经济效益较低，相对于化肥，有机肥养分含量低，用量较大，导致施肥所需的劳动力成本大幅度增加，有机肥普及率不够；而在经济作物上，由于有机肥施用可以明显改善作物的品质，提高经济效益，因此在经济作物上面较易推行。但是在有机肥利用方面还存在很多问题，如有机肥不能耕翻进土壤或者施肥时期不当会导致温室气体排放增加和农业面源污染加重，因此需要加强有机肥的研发，同时加强相关施肥机器的开发和有关技术的推广示范。

4 结论

2018 年安徽省化肥施用总量基本实现了化肥零增长，肥料使用结构日趋合理。这表明安徽省农业生产中化肥减量增效的目标不断得以实现。但是在施肥量方面，存在区域和作物之间肥料投入差异较大，过量与不足并存等问题；在作物种类上粮食作物和油料作物施肥量趋于合理化，但是经济作物依然存在化肥投入过量问题；在施肥技术上存在机械施肥普及率不够，相关技术不配套等问题；施肥品种上存在重视化肥投入，有机替代施用不足等问题。为了适应全省农业发展形势，满足高效优质的生产和生态环境需求，针对以上问题，今后安徽省农业施肥应遵循以下几点：（1）因地制宜，明确不同区域土壤养分供应特点、作物需肥特点，制定和完善不同农作物的肥料用量控制标准，同时加强技术宣传与培训，减少盲目施肥行为。（2）集成推广减肥技术模式。加快推广新产品新机具，重点推广配方肥、商品有机肥、有机无机复混肥、缓控释肥、水溶肥、功能性微生物肥等新型肥料，以及化肥机械深施、机械追肥、种肥同播、水肥一体化等技术。集成一批农机农艺配套、产品技术衔接、有机无机结合的化肥减量增效技术，分区域、分作物集成推广化肥减量增效技术模式。（3）推进有机肥替代化肥。探索有机肥替代化肥模式，提高有机肥资源利用效率，实行有机无机结合，减少化学肥料施用量。（4）加强政策扶持力度。积极探索扶持政策和补贴措施，如对配方肥、有机肥料、水溶肥料、缓释肥料等新型肥料以及施肥机械、智能化配肥设备和水肥一体化设施建设以及社会化服务组织予以补助，创新机制模式。

致谢：感谢安徽省耕地保护与质量提升项目支持。

参考文献