“十三五”時期中國農業“藥肥雙減”效果分析

顏志輝，鄭懷國，王愛玲，串麗敏，趙靜娟

（北京市農林科學院數據科學與農業經濟研究所，北京 100097）

“十三五”期間，為推進農業綠色發展，我國持續開展了農藥、化肥施用量零增長行動，推動農藥、化肥減量和提質增效，經過5年的實施，農藥、化肥施用量顯著減少、利用率明顯提升，順利實現了農藥化肥減量增效的預期目標[1]。化肥、農藥施用強度的相關指標通常作為農業綠色發展評估中環境友好程度的指標[2-3]，我國化肥施用的研究多集中于東、中、西3大區域及省級尺度或某一省域的時空特征[4-5]；圍繞經營規模、土地流轉、社會化服務和社會資本的參與等多種因素對農藥、化肥施用減量的影響[6-9]。本研究通過系統評估“十三五”時期我國農藥和化肥施用強度、施用效益、年度變化、區域差異，能夠對現有研究進行有益的補充與拓展，為進一步優化完善“十四五”農藥、化肥減量和提質增效工作提供參考和借鑒。

1 材料與方法

農藥化肥減量效果從施用量、施用強度和施用效益3個角度進行評估；區域層面從9個農業區和省級2個層面，其中9個農業區參照《中國農業自然資源和農業區劃》[10]確定（表1）。化肥（農藥）施用強度表示單位農業播種面積化肥（農藥）的施用量；化肥（農藥）施用效益以單位化肥（農藥）施用量所創造的種植業增加值表示，具體計算公式如下。

表1 中國9個農業區劃分Table 1 Classification of 9 agricultural regions in China

化肥（農藥）施用效益是為了去除不同作物品種產量和價格差異，從經濟效益的角度評估單位化肥（農藥）施用產生的經濟價值，然而考慮到糧食作物與經濟作物、果蔬在價格方面的差異，經濟效益僅作為一個分析角度供參考。從糧食安全的角度看，經濟效益較低的糧食作物對于糧食安全尤為重要。

種植業增加值、農業播種面積（包括農作物播種面積、果園面積）、化肥施用量、農藥施用量數據來自《中國農村統計年鑒》[11]，研究基于2015—2020年數據進行計算。研究區域包括31個省（自治區、直轄市），不包括港澳臺地區。

2 結果與分析

2.1 各農業區藥肥減量分析

“十三五”期間，各農業區農藥施用量均呈現下降趨勢（圖1）。北方干旱半干旱區、青藏高原區和華南區農藥施用量降幅達到了30%以上，其中海南降幅最大，達到了50%以上；甘肅達到了40%以上；內蒙古、廣東和福建的降幅約為20%～30%；寧夏和新疆的降幅在10%～20%。長江中下游地區、東北平原區、黃淮海平原區和四川盆地及周邊地區農藥施用量的下降幅度達到了20%以上，其中江西、上海和天津的降幅達到了40%以上；浙江、河北和北京的降幅為30%～40%；湖南、江蘇和重慶的降幅在10%～20%。云貴高原區和黃土高原區農藥施用量的下降幅度也達到了10%以上，其中，貴州的降幅達到了38.6%；云南的降幅為23.5%；陜西的降幅低于10%（圖2）。

圖1 2015—2020年各農業區農藥施用量Fig.1 Pesticide amounts of different agricultural regions from 2015 to 2020

圖2 2015和2020年各省（自治區、直轄市）農藥施用量Fig.2 Pesticide amounts of different provinces（autonomous regions or municipalities）in 2015 and 2020

各農業區化肥施用量總體呈下降趨勢（圖3）。青藏高原區化肥施用量的下降幅度最大，達到了39.5%，其中，青海的降幅最大，達到了45%以上。華南區、長江中下游地區、黃淮海平原區、四川盆地及周邊地區、云貴高原區和黃土高原區化肥施用量的下降幅度達到了10%以上，其中，北京的降幅達到了40%以上；上海和天津的降幅約為30%；江西、貴州、浙江和湖北的降幅在20%～30%；福建、山東、海南、河北、安徽、廣東和江蘇的降幅在10%～20%；河南、山西、湖南、重慶和廣西的降幅低于10%。東北平原區和北方干旱半干旱區化肥施用量的下降幅度不足10%，其中，甘肅和黑龍江的降幅在10%～20%；新疆的化肥施用量保持不變（圖4）。

圖3 2015—2020年各農業區化肥施用量Fig.3 Fertilizer amounts of different agricultural regions of 2015-2020

圖4 2015和2020年各省（自治區、直轄市）化肥施用量Fig.4 Fertilizer amounts of different provinces（autonomous regions or municipalities）in 2015 and 2020

2.2 各農業區農藥化肥施用強度分析

各農業區的農藥施用強度呈現與施用量不同的變化趨勢，其中，華南區和云貴高原區呈現先增長后降低的趨勢，其余各區呈持續下降趨勢（圖5）。各區農藥施用強度呈現較大差異。華南區農藥施用強度最高，平均值為24 kg·hm-2，其中海南超過30 kg·hm-2。長江中下游地區農藥平均施 用 強 度 為12.6 kg·hm-2，其 中，浙 江 達 到15 kg·hm-2以上；江蘇約為10 kg·hm-2。黃淮海平原區和東北平原區農藥施用強度相似，分別為9.6和8.8 kg·hm-2，其中北京達到15 kg·hm-2以上；遼寧、山東介于10～15 kg·hm-2，屬于較高區域。云貴高原區、北方干旱半干旱區、四川盆地及周邊地區和黃土高原區農藥施用強度相對較低，約為5 kg·hm-2，其中，甘肅介于10～15 kg·hm-2之間，屬于較高區域。青藏高原區農藥施用強度最低，平均施用強度為3.3 kg·hm-2（圖5）。

圖5 2015—2020年各農業區農藥施用強度Fig.5 Pesticide intensities of different agricultural regions from 2015 to 2020

農藥施用強度降幅最大的省（自治區、直轄市）包括江西、甘肅、貴州、海南、黑龍江、內蒙古、西藏、青海、天津、四川和吉林，降幅達30%以上；浙江、遼寧、河北、安徽、云南、山東、湖北、河南、廣東和新疆的降幅介于20%～30%之間；上海、山西、湖南、廣西和江蘇的降幅介于10%～20%之間；寧夏、重慶和陜西的降幅低于10%；北京和福建的農藥施用強度呈先升高后下降趨勢，“十三五”末期較初期增加了10%（圖6）。

圖6 2015和2020年各省（自治區、直轄市）農藥施用強度Fig.6 Pesticide intensities of different provinces（autonomous regions or municipalities）in 2015 and 2020

各區化肥施用強度也呈現較大差異（圖7）。華南區化肥施用強度最大，平均值為497.4 kg·hm-2，其中，海南和福建的平均施用強度超過500 kg·hm-2；廣東的平均施用強度為438.4 kg·hm-2。黃淮海平原區化肥平均施用強度達400 kg·hm-2以上，其中，北京和河南平均施用強度達450 kg·hm-2以上；河北的平均施用強度為345.6 kg·hm-2。黃土高原區和長江中下游地區化肥施用強度約為300～350 kg·hm-2，其中，陜西、江蘇、湖北和安徽的平均施用強度為350～450 kg·hm-2；上海和湖南的平均施用強度低于300 kg·hm-2；江 西 的 平 均 施 用 強 度 低 于250 kg·hm-2。東北平原區、北方干旱半干旱區和云貴高原區的化肥平均施用強度相似，處于250～300 kg·hm-2之間，其中，吉林、新疆和廣西的平均施用強度為350～450 kg·hm-2，屬于較高區域；甘肅、黑龍江和貴州的平均施用強度低于250 kg·hm-2，屬于較低區域。四川盆地及周邊地區的化肥平均施用強度較低，為238.4 kg·hm-2。青藏高原區化肥施用強度最低，且“十三五”期間持續降低，施用強度由2015年的206.3 kg·hm-2下降到了2020年的127.2 kg·hm-2（圖7）。

圖7 2015—2020年各農業區化肥施用強度Fig.7 Fertilizer intensities of different agricultural regions from 2015 to 2020

各農業區的化肥施用強度與農藥施用強度呈現類似的變化趨勢，其中，黃淮海平原區和云貴高原區呈先穩定后降低的趨勢；青藏高原區呈持續降低趨勢；其余各區均呈先增長后降低的趨勢。化肥施用強度下降最大的為青海和西藏，降幅達30%以上；貴州、黑龍江、江西、內蒙古、天津和湖北的降幅為20%～30%；四川、山東、云南、安徽、河南和浙江的降幅在10%～20%；寧夏和福建的化肥施用強度略有上升；其余省（自治區、直轄市）的降幅低于10%（圖8）。

圖8 2015和2020年各省（自治區、直轄市）化肥施用強度Fig.8 Fertilizer intensities of different provinces（autonomous regions or municipalities）in 2015 and 2020

2.3 各農業區農藥化肥施用效益分析

“十三五”期間，各農業區農藥施用產生的經濟價值均呈現增長趨勢（圖9）。黃土高原區、青藏高原區和云貴高原區農藥施用產生的經濟價值較高，平均為950.0萬～1 000.0萬元·t-1，且在2020年創造的經濟價值超過1 400.0萬元·t-1，其中，貴州農藥施用產生的經濟價值則達到了2 000.0萬元·t-1以上；陜西和青海農藥施用產生的經濟價值平均達到了1 000.0萬元·t-1以上；西藏農藥施用產生的經濟價值低于900.0萬元·t-1。北方干旱半干旱區和四川盆地及周邊地區農藥施用產生的經濟價值處于第二梯隊，平均為780.0萬元·t-1，其中，寧夏農藥施用產生的經濟價值較高，平均達到了1 000.0萬元·t-1以上；內蒙古農藥施用產生的經濟價值平均為519.2萬元·t-1。黃淮海平原區農藥施用產生的經濟價值處于第三梯隊，平均達到了500.0萬元·t-1以上，2020年達到了667.4萬元·t-1，其中，天津農藥施用產生的經濟價值平均達到了750.0萬元·t-1以上。東北平原區、華南區和長江中下游地區農藥施用產生的經濟價值較低，平均為330.0萬元·t-1，2020年也僅達到了400.0萬元·t-1，低于其他區“十三五”初期水平，其中，江蘇農藥施用產生的經濟價值平均達到了500.0萬元·t-1以上，吉林、江西農藥施用產生的經濟價值最低，僅為貴州的1/10（圖10）。

圖9 2015—2020年各農業區農藥施用效益Fig.9 Benefits of pesticide application in different agricultural regions from 2015 to 2020

圖10 2015和2020年各省（自治區、直轄市）農藥施用效益Fig.10 Benefits of pesticide application in different provinces（autonomous regions or municipalities）in 2015 and 2020

“十三五”期間農藥施用產生的經濟價值增長幅度最大為海南、貴州、西藏、江西、甘肅、青海和云南，達到了1倍以上；四川、黑龍江、廣東、重慶、新疆、廣西、浙江、河南、天津、內蒙古、湖北、陜西、安徽、寧夏和河北的增長幅度達到了50%以上；福建、上海、山西、山東、湖南、遼寧和江蘇的增長幅度達到了30%以上；吉林和北京的增長幅度較低，不足20%；北京僅增長了2.9%（圖10）。

“十三五”期間各農業區化肥施用產生的經濟價值差異小于農藥施用產生的經濟價值差異，均呈現增長趨勢（圖11）。青藏高原區化肥施用產生的經濟價值增長趨勢尤為突出，由2015年的12.8萬元·t-1增長到2020年的29.0萬元·t-1。四川盆地及周邊地區和云貴高原區化肥施用產生的平均經濟價值達到了15.0萬元·t-1以上，在2020年化肥施用產生的經濟價值超過了20.0萬元·t-1，其中，重慶、廣西和云南化肥施用產生的經濟價值平均約為10.0萬元·t-1。華南區和長江中下游地區2020年化肥施用產生的經濟價值超過了15.0萬元·t-1，其中，福建、廣東、江蘇、江西、湖南和湖北化肥施用產生的平均經濟價值在10.0～15.0萬元·t-1。東北平原區和黃淮海平原區化肥施用產生的經濟價值由10.0萬元·t-1增長到了13.0萬元·t-1，其中，北京化肥施用產生的經濟價值較高，達到了15.0萬元·t-1以上；吉林化肥施用產生的經濟價值最低，僅為4.7萬元·t-1。北方干旱半干旱區和黃土高原區化肥施用產生的經濟價值由不足10.0萬元·t-1增長到了約12.0萬元·t-1。

圖11 2015—2020年各農業區化肥施用效益Fig.11 Benefits of fertilizer application in different agricultural regions from 2015 to 2020

“十三五”期間，大部分省（自治區、直轄市）化肥施用產生的經濟價值呈現增長趨勢，部分省（自治區、直轄市）呈先下降后增長趨勢。其中，化肥施用產生的經濟價值增長幅度最大的包括青海、貴州、西藏、云南、江西和四川，達到了30%以上；重慶、海南、黑龍江、廣西、陜西、湖北和廣東的增長幅度達到了20%以上；新疆、浙江、河南、安徽、福建和內蒙古的增長幅度達到了10%以上；其他省份的增長幅度不足10%；湖南、河北、遼寧和吉林4個省份化肥施用產生的經濟價值出現了下降，其中，吉林的下降幅度甚至達到了20%以上（圖12）。

圖12 2015和2020年各省（自治區、直轄市）化肥施用效益Fig.12 Benefits of fertilizer application in different provinces（autonomous regions or municipalities）in 2015 and 2020

3 討論

在農藥、化肥減量方面，各個區域在“十三五”期間均取得了顯著成效，減量突出區域降幅達30%以上。農藥、化肥施用量較高的區域，其減少量也較高，然而由于施用量基數較大，其下降幅度在全國處于中等水平，這一趨勢在農藥、化肥的施用減量上具有相似特點。

在農藥施用強度方面，東南沿海地區的農藥施用強度遠高于中西部、北部及東北部地區，與于偉等[12]關于中國農藥使用空間分布的結論類似，農藥施用強度均值呈現“東高西低”的空間格局，這與中東部地區較高的人/地比和相對較高的病蟲害發生面積等因素有關，華南區的海南、福建、廣東和長江中下游地區浙江的農藥施用強度最高，黃淮海平原區的北京農藥施用強度也較高，這些地區是中國雙季稻的主要種植區及經濟水果和茶葉的優勢產區，為稻瘟病和小菜蛾等常見病蟲的易發、重發區[12]，北京則主要是果蔬種植比例較高。在農藥施用產生的經濟效益方面則是整個東部地區普遍低于中西部地區，以陜西、貴州的經濟效益最高。推廣綠色防控技術降低農藥施用強度，提升農藥施用產生的經濟效益仍然任重道遠。

在化肥施用強度和產生的經濟效益方面，華南區、黃淮海平原區和黃土高原區化肥施用強度大于西部和東北部區域，其中，海南、福建、北京和河南的化肥施用強度處于較高水平；而化肥施用產生的經濟效益則表現出不同的趨勢，以青藏高原區、云貴高原區、四川盆地及周邊地區和華南區較高，其中，貴州、青海、西藏、浙江、四川、海南和上海在“十三五”末期的化肥施用效益最高，達到了20萬元·t-1以上。在單位面積化肥施用量方面，本研究結果與王珊珊等[13]報道的北方糧食主產區單位播種面積化肥施用量高于南方主產區的結論相似；且糧食主產區中園藝作物的化肥施用強度約為糧食作物和傳統經濟作物化肥施用強度的2.0～2.5倍，而北京的農業種植結構中蔬菜果樹的種植比例較高，2018年北京農業蔬菜和果樹的播種面積占總播種面積的54.9%，這可能是導致北京的化肥施用強度在北部區域較高的原因[13-14]。發達國家為防止化肥對環境造成危害，設置225 kg·hm-2為施肥安全上限。“十三五”初期，甘肅、黑龍江、青海和貴州4省的化肥施用強度低于該安全限值；在“十三五”末期，四川、江西、西藏的化肥施用強度也低于該安全限值，達到了7個省（自治區），此外內蒙古的化肥施用強度也已經接近該安全限值[15]；而福建、海南、北京、河南和廣東5個省（直轄市）在“十三五”末期的化肥施用強度仍然在400 kg·hm-2。化肥施用產生的經濟價值差異小于農藥施用產生的經濟價值差異，均呈現增長趨勢，其中，青藏高原區化肥施用產生的經濟價值增長了1倍以上；西部和西南地區化肥施用產生的經濟價值高于東部、東北地區；黃淮海平原區化肥施用產生的經濟價值處于較低水平，其中北京雖然依托區位優勢生產了較多的高附加值農產品，然而從農產品價值角度來看，化肥施用效益在全國31個省（自治區、直轄市）也僅達到了中等水平。

“十三五”期間農藥化肥施用強度的降低得益于規模化經營、農業社會化服務以及農業科技推廣工作的持續推進。農民加入合作社促進了家庭農場化肥和農藥減量施用，加入合作社使家庭農場化肥和農藥減量施用概率分別提高40%以上[6]，土地連片化轉入形成的規模經營顯著促進了化肥減量施用[16]。農業經營規模與化肥施用強度之間存在微弱的負相關關系，受農戶受教育程度、年齡、國別和時間等因素的顯著影響[17]。組織嵌入和社會化服務顯著促進了農藥的減量化，應重視并發揮農業組織的重要作用，年齡較大、耕地面積較小、土地細碎化程度較小的農戶參與社會化服務，帶來的農藥減量效果會更為顯著[8,18]。化肥減量配施有機肥在促進化肥減量的同時提高了旱地小麥產量和品質，還提高了水分利用率[19]。

《“十四五”全國農業綠色發展規劃》提出加快農業全面綠色轉型，將持續不斷地推進農藥、化肥減量增效。農業生產由于區域生產條件、作物類型等差異，農藥、化肥使用基數存在較大區域差異，因而農藥、化肥的減量不限于施用量，應更多關注單位面積用量即施用強度的考核。在農藥減量化方面，采用疏堵結合策略：一方面，鼓勵綠色防控技術，利用害蟲天敵、寄生生物替代殺蟲劑，推動專業化統防統治，或采用輪作方式適當種植對土壤病蟲害有抑制作用的植物，或采用無紡布、農膜覆蓋植物，從而使作物與害蟲隔離，或利用性激素誘捕或阻止害蟲交配繁殖，最終減少殺蟲劑施用次數與施用量；另一方面，通過稅收手段提高農藥施用成本，促使農民的農藥施用行為更加理性化，推動農藥減量化，推動實施“認定與標識制度”，如“生態農產品”標識，通過消費者的市場選擇來引導并擴大農民對農藥減量行為的選擇[20-21]。在推動化肥減量、提高化肥利用效率方面，加大測土配方施肥技術的推廣，制定相關鼓勵措施鼓勵農民參與測土配方施肥；在作物育種方面，加強節肥型作物、果蔬品種的選育；制定和完善有機肥替代化肥政策，破解畜禽糞便還田利用的體制機制障礙，促進秸稈還田和畜禽糞便的肥料化利用。