江蘇省主要農作物化肥利用效率評價

鄭微微 沈貴銀

關鍵詞：化肥;利用效率;化肥偏生產力;技術效率;肥耗;評估;江蘇省

化肥施用為保障國家糧食安全作出了巨大貢獻，也帶來了一系列問題，如氮肥過量施用導致土壤酸化等，對耕地產出能力造成威脅，也是農業面源污染的重要來源。有效降低化肥施用量，減少農業面源污染，是實現農業可持續發展的關鍵舉措和優先任務[1]，已成為農業綠色發展的重要內容，受到政府的高度重視。研究表明，提高化肥利用效率是有效降低化肥施用量的重要途徑[2-3]。科學評價化肥利用效率則是研究化肥減量增效的基本前提。

關于化肥利用效率評價的研究主要分為2類：一是從農學角度測算化肥吸收率[4-7]，即（當季）作物吸收的來自所施肥料的養分占所施肥料養分總量的百分率，大多采用田間試驗的方法來測算。二是從經濟學角度用化肥偏生產力[8-10]與化肥技術效率[11-12]表征化肥利用效率?；势a力等于作物產量與單位面積化肥投入量的比值;化肥技術效率指在產出和其他生產投入水平給定的情況下，作物種植的最小化肥施用量與實際化肥施用量的比值。采用2類指標測算化肥利用效率均具有一定的科學性和合理性，但同時也具有一定的局限性。農學角度的效率評價對儀器、方法和代表性具有較高的要求，數據獲取的成本較高。經濟學角度的效率評價受農產品價格波動的影響很大，評價結果存在較大缺陷。此外，衡量化肥利用情況的指標還有單位耕地面積化肥施用量，該指標可以表征化肥施用強度，進而表征化肥施用對環境帶來的污染負荷，但受耕地復種程度的影響，測算的化肥施用強度偏高。因此，構建科學合理的化肥利用效率評價指標或體系對化肥施用情況進行評價，不論對理論研究還是實際生產均具有較大的指導意義。

本研究引入肥耗的概念來構建化肥利用效率評價指標，對2010—2016年期間江蘇省各市（縣、區）主要農作物的化肥利用效率進行細化評價，探尋其中的特征、規律及存在的問題，并提出相應的對策，以期為江蘇省各市（縣、區）化肥進一步減量提供依據。

1 研究方法與數據來源

1.1 研究方法

1.1.1 肥耗的測算 能耗、水耗是常見的評價環境利用效率的指標，反映每生產單位產品能源或水資源的消耗量。本研究借鑒能耗、水耗的概念，引入肥耗概念來表征化肥利用效率，是主要基于實物量的投入產出比，用1 t農產品對應的化肥施用量來表示，在計算上等于化肥施用強度除以作物單產。該指標克服了現有化肥利用效率指標2個方面的缺陷：一方面，肥耗不需要測定養分吸收量，具有簡單明了、易于理解掌握的特點，且單產和化肥施用強度的連續數據在統計上可獲得;另一方面，肥耗基于的是實物量（折純量），排除了價格、匯率、復種等因素的影響，便于進行比較。計算公式如下：

肥耗=化肥施用量作物產量=化肥施用強度作物單產。

此時計算的肥耗為單位農產品的肥耗。然而，從糧食安全角度來看，相同單位不同類別作物所能提供的能量不同，使得不同類別作物之間缺乏可比性，進而使得所計算的肥耗在作物間也缺乏可比性。因此，本研究從糧食安全角度出發，以食物熱量為衡量標準，根據各類作物的食物含熱量，將單位產品的肥耗折算為等谷物產品的肥耗，以此來解決不同類別作物間的可比性問題。如每100 g稻谷的熱量為1.453 MJ，每100 g西紅柿的熱量為 0.084 MJ，則1單位西紅柿約等于0.058單位稻谷。

1.1.2 肥耗聚類分析 聚類分析是指將物理或抽象對象的集合分組為由類似的對象組成的多個類的分析過程，簡而言之，就是依據相似性原理，對多組數據進行分類，主要借助SPSS等統計軟件通過數據建模來實現。本研究采用層次聚類分析的方法對江蘇省各市（縣、區）、各類作物期間2010—2016年的肥耗數據進行分類，按照數值高低分別分為高肥耗組、中肥耗組、低肥耗組，進而對江蘇省各類作物肥耗的區域差異進行比較研究。

1.2 數據來源及說明

本研究主要利用《江蘇省農產品成本收益資料匯編》（2010—2016年）中的各類作物單位面積產量與單位面積化肥折純用量數據來計算化肥利用效率（肥耗），以縣級行政單位作為基本單元，統計范圍包括江蘇省13個地級市、41個縣（市、區）。根據統計年鑒統計口徑及江蘇省主要作物種植結構，本研究選取中秈稻、粳稻、小麥、玉米、油菜、露地西紅柿、設施西紅柿、設施黃瓜、設施茄子、露地圓白菜、設施菜椒、露地大白菜、露地菜花、露地蘿卜、露地豆角等15種主要農作物作為研究對象。依據比較優勢理論，不同地區的主要種植作物不同。如玉米主要種植在江蘇省宿遷市泗洪縣、徐州市沛縣、徐州市豐縣、鹽城市濱?？h、鹽城市大豐市、淮安市漣水縣、南通市通州區，油菜則主要種植在鹽城市東臺市、泰州市姜堰區、揚州市江都區、揚州市高郵市、鎮江市句容市、常州市溧陽市。因此，本研究在分析肥耗區域差異時，直接以縣（市、區）為基本單位進行分析。關于化肥施用現狀，本研究選用《江蘇省農村統計年鑒》（2010—2017年）對江蘇省各市（縣、區）化肥折純用量的統計數據來表示。關于食物熱量，本研究采用相關網站公布的數據來表示。

2 江蘇省化肥施用現狀

2.1 化肥施用總量提前實現零增長

江蘇省是農業大省，農業經濟水平位列全國第三，也是用肥大省，2016年化肥施用量達312.5萬t，位列全國第六，占全國總施肥量的5.2%，且提前實現了農業農村部關于“到2020年化肥使用量零增長”的目標。統計數據（圖1）顯示，從2010年開始，江蘇省的化肥施用量呈明顯連年下降趨勢，以2009年為基準年，到2016年全省施肥量累計下降31.5萬t。

2.2 化肥施用強度仍維持高位且區域差異明顯

目前，江蘇省化肥施用強度仍維持高位。2016年，以耕地面積為基數，單位耕地面積的化肥施用量為624 kg/hm2;以播種面積為基數，單位播種面積的化肥施用量為407 kg/hm2，均超過國際公認的 225 kg/hm2 的安全施肥上限。

以播種面積為基數，2016年連云港市的化肥施用強度最高，為547.1 kg/hm2，鎮江市最低，為 229.5 kg/hm2。其中，超過平均化肥施用強度的有4個市，分別連云港市（547.1 kg/hm2）、徐州市（523.6 kg/hm2）、宿遷市（537.4 kg/hm2）、淮安市（487.3 kg/hm2）?；适┯脧姸扰c化肥施用量并不一致，主要原因是各市的作物播種面積存在差異。徐州市化肥施用強度高，化肥施用量也高;連云港市化肥施用強度高，但化肥施用量并不是很高（圖2）。表明化肥減量不僅受化肥施用強度的影響，還與作物種植面積有關。其中作物種植面積反映了市場對農產品的需求，從保障農產品需求的角度來看，降低化肥施用強度，提高化肥利用效率是實現化肥減量的首要手段。

2.3 化肥減量效果明顯，區域差異性大

從增減幅度（圖3）來看，除連云港市外，各市2016年化肥施用總量較2015年均呈下降趨勢。其中，徐州市減量幅度最大，減少1.7萬t，其次依次為淮安市、鹽城市、常州市、蘇州市、宿遷市、泰州市、南通市、揚州市、無錫市、南京市、鎮江市，化肥減少量分別為1.6萬、1.2萬、0.7萬、0.6萬、0.5萬、0.4萬、0.2萬、0.2萬、0.1萬、0.05萬、0.02萬t。減幅超過1%的有常州市（10.2%）、蘇州市（8.5%）、淮安市（4.0%）、泰州市（2.6%）、徐州市（2.8%）、鹽城市（2.4%）、無錫市（2.0%）、宿遷市（1.3%）、南通市（1.1%）、揚州市（1.1%）。各市化肥施用強度增減幅度差異大。有5個市施肥強度上升，8個市施肥強度下降。施肥強度降低得較為明顯的有：常州市，下降24.8 kg/hm2，淮安市，下降 21.3 kg/hm2，蘇州市，下降15.9 kg/hm2，徐州市，下降 12.0 kg/hm2，宿遷市，下降11.8 kg/hm2。施肥強度明顯上升的有：南京市，增加20.6 kg/hm2，無錫市，增加17.8 kg/hm2。

綜合化肥施用量與化肥施用強度增減情況，可將全省13個市分為3類：一是化肥使用總量、強度雙減市，共8個，分別為徐州市、常州市、蘇州市、淮安市、鹽城市、揚州市、泰州市、宿遷市;二是化肥施用總量減、強度增市，共4個，分別為南京市、無錫市、南通市、鎮江市;三是化肥施用總量、強度雙增市，只有1個，為連云港市。其中不存在總量增、強度減的市，主要原因是2015—2016年各市的播種面積基本保持穩定，不存在大幅度增減。

3 江蘇省化肥利用效率評價

采用肥耗計算方法對2010—2016年江蘇省各市（縣、區）主要農作物的化肥利用效率進行評價。

3.1 不同作物品種間的肥耗比較

從表1可以看出，不同作物之間的等谷物量產品肥耗存在明顯差異，位列前4的作物有露地菜花、設施茄子、設施黃瓜、露地豆角，等谷物量產品肥耗分別為0.33、0.26、0.24、0.22 kg/kg，它們均屬于蔬菜作物;位列后4位的作物有中秈稻、粳稻、小麥、玉米，等谷物量產品肥耗分別為0.05、0.06、0.07、0.09 kg/kg，它們均屬于糧食作物?？梢?，江蘇省以蔬菜為代表的經濟作物的肥耗大于糧食作物，如若以經濟作物作為首要肥料減量對象將大幅度提高江蘇省的肥料減量效率。

3.2 不同作物等谷物量產品肥耗增減趨勢

從2016年較2010—2015年等谷物量產品肥耗的平均變化量（圖4）可以看出，江蘇省約2/3的作物肥耗表現為增加趨勢，只有1/3的作物肥耗表現為下降趨勢。在肥耗呈下降趨勢的作物中，露地豆角的肥耗下降最多，其等谷物量產品肥耗下降 8.9 g/kg，其次依次為設施茄子、設施黃瓜、設施西紅柿、中秈稻，等谷物量產品肥耗分別下降4.1、08、0.6、0.6 g/kg，主要以蔬菜作物的肥耗下降為主。同時，從肥耗增加的作物來看，也是蔬菜作物增加得最多，露地菜花的等谷物量產品肥耗平均增加 8.7 g/kg。表明江蘇省蔬菜作物的減肥空間較糧食作物更為巨大。

3.3 同種作物在不同地區的肥耗情況

采用層次聚類分析的方法，將各類作物在不同地區的肥耗分成3組，分別為高肥耗組、中肥耗組、低肥耗組。根據聚類分析結果（表2）可知，中秈稻種植在漣水縣、宿豫區、新沂市、睢寧縣等4個地區時肥耗相對較高，種植在六合區、金湖縣、盱眙縣、儀征市等4個地區時肥耗相對較低，在沭陽縣的肥耗屬于中等水平，因此，漣水縣、宿豫區、新沂市、睢寧縣等4個地區的中秈稻種植有必要根據實際種植情況采取針對性的措施進行減肥增效，亦可借鑒六合區、金湖縣、盱眙縣、儀征市等4個低肥耗地區的種植技術模式進行調減。其他作物同理。總體而言，從肥耗分布來看，江蘇省各類農作物的種植布局基本向中、低肥耗區傾斜，高肥耗的地區相對較少，布局基本合理。表明江蘇省的化肥減量實施效果相對較為樂觀。

4 結論與啟示

2015年2月，農業部印發了《到2020年化肥使用量零增長行動方案》。2016年是實施化肥零增長方案的第2年。通過對江蘇省2009—2016年的化肥施用量增長率進行評估可以得出，化肥施用總量在2010年就首次實現負增長，走在全國前列。分地區來看，有些市實現了化肥施用總量與強度的雙減，包括徐州市、常州市、蘇州市、淮安市、鹽城市、揚州市、泰州市、宿遷市;而有些市的化肥施用總量和強度卻表現為雙增，包括連云港市。從化肥利用效率來看，蔬菜作物肥耗大于糧食作物，但蔬菜作物肥耗下降趨勢也更為明顯，且同種作物在不同地區的肥耗不盡相同。

化肥使用量零增長并不是要求每個市（縣、區）都實現零增長。由于種植業結構調整，再加上農作物本身對化肥使用量高要求的自然屬性，有些市（縣、區）承擔了更多的生產功能，因此化肥施用總量上升也是可以允許的，關注的重點應該是降低化肥施用強度與提高化肥利用效率。因此，其后的實施中建議將降低化肥施用強度放在第1位，重點關注那些化肥施用總量與強度都在增加的市以及肥耗較高的蔬菜作物，找出增加的根本原因，再結合當地的實際狀況施行最佳的政策。此外，還要注意區分化肥施用總量與強度減少的內在聯系，切忌出現減量只是靠壓面積、強度反而上升，以及雖實現雙減但強度仍居高不下的現象。

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