蔡 榮

(浙江大學(xué)中國(guó)農(nóng)村發(fā)展研究院,浙江杭州 310027)

農(nóng)業(yè)化學(xué)品投入狀況及其對(duì)環(huán)境的影響

蔡 榮

(浙江大學(xué)中國(guó)農(nóng)村發(fā)展研究院,浙江杭州 310027)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,農(nóng)業(yè)化學(xué)品的大量使用產(chǎn)生了明顯的負(fù)外部性影響,尤其是農(nóng)業(yè)的面源污染問題隨化肥、農(nóng)藥投入的增加而不斷加劇。通過統(tǒng)計(jì)分析方法,對(duì)農(nóng)業(yè)化學(xué)品投入數(shù)量及區(qū)域分布特征、農(nóng)業(yè)化學(xué)品投入存在的問題及其所造成的面源污染問題進(jìn)行分析。結(jié)果表明:化肥和農(nóng)藥總投入不斷增加,其中河南、山東、江蘇、安徽、湖北和湖南6省投入總額接近全國(guó)的一半;農(nóng)業(yè)化學(xué)品使用存在過量投入、投入結(jié)構(gòu)失衡和施肥施藥技術(shù)落后等問題;農(nóng)業(yè)化學(xué)投入品的過量使用造成的環(huán)境污染問題正不斷加劇,農(nóng)業(yè)面源污染排放對(duì)污染總量的貢獻(xiàn)率不斷上升。最后提出了相關(guān)政策建議,包括加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染控制的政策框架和配套制度建設(shè)、推廣成熟的化肥農(nóng)藥施用技術(shù)和加強(qiáng)農(nóng)業(yè)環(huán)保教育。

農(nóng)業(yè)化學(xué)品;面源污染;可持續(xù)發(fā)展

改革開放以來,集約化農(nóng)業(yè)使我國(guó)農(nóng)村、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)取得了很大進(jìn)步,其中化肥和農(nóng)藥的投入起了舉足輕重的作用。施用化肥不僅能提高土壤肥力,而且也是提高作物單位面積產(chǎn)量的重要措施。據(jù)估計(jì),1978-2006年間化肥投入對(duì)中國(guó)糧食產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率達(dá)56.81%[1]。農(nóng)藥能夠減少因病蟲害和草害所引起的農(nóng)作物的產(chǎn)量損失,施用量也在逐年增加。然而,農(nóng)業(yè)化學(xué)品的大量使用在帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),也產(chǎn)生了明顯的負(fù)外部性影響,農(nóng)業(yè)面源污染問題隨化肥、農(nóng)藥投入的增加而不斷加劇。據(jù)亞洲開發(fā)銀行估計(jì),中國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染的直接經(jīng)濟(jì)損失占全國(guó)G DP的0.5%-1%[2],對(duì)農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。

1 農(nóng)業(yè)化學(xué)品投入數(shù)量及區(qū)域分布特征

1.1 投入總量與分布

由于化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要作用,施用量逐年增加。從表1可以看出,我國(guó)化肥施用量(折純量,下同)從1980年的1 269.4萬t上升到2007年的5 107.8萬t,年均增長(zhǎng)率5.1%。從區(qū)域分布來看,華東和華中地區(qū)是施肥密集區(qū),2007年施肥總量為2 595.8萬t,占全國(guó)施肥總量的50.8%。其中,華東地區(qū)化肥施用總量為1 373.9萬t,占全國(guó)26.9%;華中地區(qū)化肥施用總量為1 221.9萬t,占全國(guó)23.9%?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)離不開農(nóng)藥的使用。據(jù)估計(jì),在中國(guó)每使用1元錢的農(nóng)藥,農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可獲益8-16元[3]。農(nóng)藥可以增加作物產(chǎn)量,也可以增加農(nóng)業(yè)收入,這種狹隘的認(rèn)知導(dǎo)致了中國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)藥使用量不斷增加。近10多年來,我國(guó)農(nóng)藥使用量(折純量)增長(zhǎng)迅速,從1995年的108.7萬t上升到2004年的138.6萬t。與化肥類似,華東和華中地區(qū)農(nóng)藥使用量也一直遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它地區(qū)。以2004年為例,華東和華中地區(qū)農(nóng)藥施用總量分別為45.4萬t和39萬t,占全國(guó)使用量的32.8%和28.1%;東北地區(qū)的農(nóng)藥施用量近年來增長(zhǎng)速度明顯快于西南、華北、華南和西北地區(qū),2004年達(dá)11.8萬t,緊隨華南地區(qū)。

表1 農(nóng)業(yè)化學(xué)品使用量(折純量)及其分布Tab.1 Agri-Chemicals use and its distribution(104t)

1.2 主要省份分布

從各省、自治區(qū)的具體情況來看,施肥量最多的6個(gè)省分別是河南、山東、江蘇、安徽、湖北和湖南,其中河南省2007年的化肥使用量達(dá)569.7萬t。2001年,6省施肥總量為1 918萬t,占全國(guó)總施肥量的45.1%。截止2007年底,6省總施肥量上升到2 237萬t,占全國(guó)總施肥量的43.8%,6省施肥總量占全國(guó)總施肥量的比重基本穩(wěn)定,維持在44%左右。從各省和自治區(qū)的具體情況來看,農(nóng)藥施用最多的6個(gè)省分別是山東、湖北、湖南、河南、江蘇和安徽省。2001年,6省農(nóng)藥施用之和為60.4萬t,占全國(guó)農(nóng)業(yè)總施藥量的47.4%;2004年,6省農(nóng)藥施用之和為65.4萬t,占全國(guó)農(nóng)業(yè)總施藥量的47.2%,6省農(nóng)藥施用量所占全國(guó)農(nóng)業(yè)施藥量的比重比較穩(wěn)定,基本維持在47%的水平。

表2 近年主要省份農(nóng)業(yè)化學(xué)品使用情況Tab.2 Agri-Chemicals use in key provinces in recent years(104t)

2 農(nóng)業(yè)化學(xué)品投入存在的問題

2.1 過量投入

1997年我國(guó)農(nóng)田平均每公頃化肥施用量306.1 kg,2007年上升至419.6 kg,增加了37.1%。從不同區(qū)域來看,2007年華東、華中和華南地區(qū)的單位面積化肥投入量均已超過600 kg,分別為646.8 kg、636.2 kg和618.9 kg。據(jù)世界糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計(jì)分析,目前世界上平均每公頃耕地化肥施用量約為120 kg。因此,我國(guó)化肥單位面積用量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界平均水平。據(jù)農(nóng)業(yè)部門的調(diào)查,當(dāng)前我國(guó)化肥有效利用率僅為30%-40%,而發(fā)達(dá)國(guó)家為60%-70%[2]。目前,我國(guó)已經(jīng)成為世界上最大的農(nóng)藥施用國(guó)。我國(guó)農(nóng)藥施用量從1995年的8.36 kg/hm2上升至2004年的10.66 kg/hm2,10年間增加了27.5%。華東、華中和華南地區(qū)單位面積農(nóng)藥施用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了全國(guó)平均水平,2004年分別達(dá)到21.11 kg/hm2、19.47 kg/hm2和17.93 kg/hm2。2004年單位面積施藥水平最高的是福建省,達(dá)37.3 kg/hm2,緊隨其后的是浙江、湖南和廣東,單位面積施藥水平分別為29.8 kg/hm2、27.3 kg/hm2和26 kg/hm2,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過世界平均水平。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院的一項(xiàng)研究結(jié)果也表明,我國(guó)農(nóng)藥的過量使用在水稻生產(chǎn)中達(dá)40%,在棉花生產(chǎn)中超過50%[2]。

表3 單位面積耕地農(nóng)業(yè)化學(xué)品投入量Tab.3 Agri-Chemicals use per unit area of arable land(kg/hm2)

2.2 結(jié)構(gòu)失衡

肥料投入結(jié)構(gòu)不平衡,N、P、K養(yǎng)分比例不協(xié)調(diào),有機(jī)肥料在施肥中的份額逐年下降。從表4可以看出,盡管N肥和P肥的使用比例在逐年緩慢減少,K肥和復(fù)混肥的使用比例在逐年緩慢增加,但施用結(jié)構(gòu)仍存在很大的問題。據(jù)統(tǒng)計(jì),1991年我國(guó)化肥施用N∶P2O5∶K2O比例為1∶0.45∶0.13,2001年為1∶0.52∶0.20[4],2004年為1∶0.47∶0.10[5]。很顯然,N肥和P肥的投入過量,K肥的投入相應(yīng)的過少。另外,有機(jī)肥的投入與無機(jī)化肥相比也顯得不足,其作用很大程度上被忽視了。我國(guó)肥料使用總量中,有機(jī)肥占總施用量的比例由1949年的99.9%下降到1990年的37.4%,近年來仍呈下降趨勢(shì)。綠肥面積顯著減少,大量作物秸稈被廢棄或焚燒,畜禽糞便未被很好利用,各種營(yíng)養(yǎng)元素配比不科學(xué)。

農(nóng)藥使用結(jié)構(gòu)也很不合理,目前主要以殺蟲劑為主,其中高毒農(nóng)藥品種仍然占有相當(dāng)高的比例。據(jù)統(tǒng)計(jì),世界農(nóng)藥市場(chǎng)的品種結(jié)構(gòu)為殺蟲劑占28%,殺菌劑占48%,除草劑占18%,植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑5%。中國(guó)使用的農(nóng)藥品種結(jié)構(gòu)為:殺蟲劑占54.6%,殺菌劑占25.3%,除草劑占19.3%,植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑0.7%[4]。2000年中國(guó)有機(jī)磷殺蟲劑占農(nóng)藥總用量的39.4%,占?xì)⑾x劑總用量的70.5%。有機(jī)磷、氨基甲酸酯類殺蟲劑中的高毒品種用量占整個(gè)農(nóng)藥用量的37.4%,占?xì)⑾x劑總量的67.0%。這些毒性較大、對(duì)農(nóng)產(chǎn)品與人畜危害風(fēng)險(xiǎn)較高的品種長(zhǎng)期以來一直是農(nóng)藥銷售中最常見、最易購(gòu)得的品種,成為農(nóng)藥使用的當(dāng)家品種[5]。

表4 近年各類化肥施用情況及占比例Tab.4 Various types of chemical fertilizer use and its proportion in recent years

2.3 技術(shù)落后

農(nóng)民缺乏肥料使用的技術(shù)培訓(xùn),往往根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)確定施肥數(shù)量、施肥時(shí)間及施肥結(jié)構(gòu),不能根據(jù)作物產(chǎn)量水平和土壤肥力狀況合理投入,而是盡可能地多投入化肥。農(nóng)戶為了節(jié)省時(shí)間,“重基肥輕追肥”的現(xiàn)象十分普遍,且過度依賴無機(jī)化肥,忽視傳統(tǒng)農(nóng)家肥和有機(jī)肥的投入。在施肥方式上,銨態(tài)氮肥表施、施肥后大量灌水、磷肥撒施等不合理的方式廣泛存在,不僅造成養(yǎng)分的大量流失,也造成負(fù)面的環(huán)境影響。農(nóng)藥科學(xué)知識(shí)普及率低,農(nóng)民科學(xué)用藥的意識(shí)淡薄,片面追求防治效果和經(jīng)濟(jì)效果,認(rèn)為農(nóng)藥施用的濃度越高,效果越好,特別是在蔬菜、水果、茶葉等作物上使用過量的農(nóng)藥,甚至是明文禁止使用的高毒農(nóng)藥。不少農(nóng)民不能按照農(nóng)作物品種、農(nóng)藥種類來選擇不同的施藥時(shí)間,只憑主觀認(rèn)知盲目選擇。而且,施藥裝備比較落后,跑、冒、滴、漏問題突出,農(nóng)藥施用中造成嚴(yán)重的浪費(fèi),甚至有時(shí)引發(fā)人畜中毒事件。

3 化學(xué)品過量使用加劇農(nóng)業(yè)面源污染

我國(guó)農(nóng)業(yè)化學(xué)投入品的過量使用造成的環(huán)境污染問題正不斷加劇。有關(guān)研究表明,農(nóng)業(yè)面源污染排放對(duì)污染總量的貢獻(xiàn)率不斷上升,從上世紀(jì)80年代的40%已經(jīng)增加到現(xiàn)在的66%[6],并且這一趨勢(shì)仍將持續(xù),成為我國(guó)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展面臨的最大挑戰(zhàn)之一。

化肥施用的環(huán)境影響主要包括水體污染、土地污染和大氣污染。據(jù)估算,除N2外,每年我國(guó)大約有19.1%的被施用于農(nóng)田的化肥氮以各種形態(tài)的氮素流失到環(huán)境中,并對(duì)環(huán)境質(zhì)量造成不良影響。農(nóng)田氮、磷流失已經(jīng)成為我國(guó)水體污染的主要因素。據(jù)估計(jì),農(nóng)田使用的氮肥約有5%會(huì)直接隨地表徑流,約有2%會(huì)滲透到地下水層[4]。2007年我國(guó)農(nóng)田氮肥(純氮)徑流損失達(dá)114.9萬t,滲透到地下水層的氮肥達(dá)45.9萬t。這些氮加劇了地表水的富營(yíng)養(yǎng)化,導(dǎo)致了地下水的硝酸鹽含量增加。中國(guó)2000年環(huán)境公報(bào)顯示,太湖、巢湖氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物超標(biāo),處于富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài);滇池總氮、總磷嚴(yán)重超標(biāo),處于重富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)[7]。農(nóng)業(yè)面源污染對(duì)太湖、巢湖和滇池“三湖”全氮的貢獻(xiàn)率分別為59%、33%和63%,對(duì)全磷的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到30%、41%和73%,已經(jīng)超過了點(diǎn)源污染比例,上升為威脅地表水的主要污染源[8]。隨著氮肥用量的增加,地下水中硝酸鹽的含量將升高,從而導(dǎo)致部分地區(qū)地下水和飲用水硝酸鹽污染。根據(jù)中國(guó)農(nóng)科院在北方5省20個(gè)縣集約化蔬菜種植區(qū)的調(diào)查,在800多個(gè)調(diào)查點(diǎn)中,45%的地下水NO3-N含量超過11.3 mg/L,20%超過2 011.3 mg/L,個(gè)別地點(diǎn)超過7 011.3 mg/L[4]?；实倪^量或不合理施用也會(huì)影響土壤理化性質(zhì)和土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)的形成,造成土壤板結(jié)。華東、華南和華中地區(qū)因化肥的過量施用,耕地質(zhì)量退化現(xiàn)象十分嚴(yán)重。據(jù)估計(jì),到2010年全國(guó)耕地氮素盈余量將達(dá)到2 240萬t[4]。

農(nóng)藥特別是高毒農(nóng)藥的大量使用,也給環(huán)境造成了很大的負(fù)面影響。我國(guó)許多農(nóng)田均受到不同程度的農(nóng)藥污染,而農(nóng)藥直接施入土壤的地區(qū)造成的土壤污染最為嚴(yán)重。土壤不僅是農(nóng)藥在環(huán)境中的“儲(chǔ)存庫(kù)”,也是農(nóng)藥在環(huán)境中的“集散地”。一般而言,農(nóng)藥在施用于農(nóng)田之后,其中20%殘留在作物上,50%-60%殘留在土壤中,只有少量的農(nóng)藥作用于目標(biāo)[4]。農(nóng)藥對(duì)水體的污染主要來自直接向水體施藥、地表殘留的農(nóng)藥隨雨水遷移、空氣中的農(nóng)藥?kù)F滴或微粒沉降、施藥工具和器械的清洗等途徑。日常環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果表明,地表水體中含有數(shù)目可觀的農(nóng)藥殘留,主要包括殺蟲劑和除草劑。在江蘇、江西以及河北等地的地下水中就發(fā)現(xiàn)有六六六、阿特拉津、乙草胺、殺蟲雙等農(nóng)藥的殘留;甚至在北京重要水源官?gòu)d水庫(kù),近年來污染也十分嚴(yán)重,檢測(cè)結(jié)果顯示水體中含有機(jī)氯農(nóng)藥等污染物10多種。

4 政策建議

對(duì)于農(nóng)田造成的農(nóng)業(yè)面源污染,應(yīng)采取源頭控制策略:

(1)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)面源污染控制的政策框架和配套制度建設(shè)。包括:建立提升肥料產(chǎn)業(yè)水平和改進(jìn)施肥管理水平的價(jià)格稅收政策,對(duì)有機(jī)肥料、無公害農(nóng)產(chǎn)品用肥實(shí)行補(bǔ)貼和稅收政策,征收環(huán)境稅抑制肥料過度施用;在技術(shù)上實(shí)行養(yǎng)分資源的綜合監(jiān)管,加強(qiáng)肥料投入品管理,實(shí)行無害化化肥準(zhǔn)入制度;強(qiáng)化耕地養(yǎng)分質(zhì)量監(jiān)管,建立耕地質(zhì)量預(yù)警預(yù)報(bào)系統(tǒng);加快有機(jī)廢棄物資源化利用,提高無害化處理水平;調(diào)整肥料品種結(jié)構(gòu),向平衡、高濃度、專業(yè)化方向發(fā)展[4]。

(2)推廣成熟的化肥農(nóng)藥施用技術(shù)。提高化肥和農(nóng)藥的效率,是減少面源污染、改善農(nóng)業(yè)環(huán)境質(zhì)量的重要手段。要因地制宜地推廣成熟的化肥、農(nóng)藥施用技術(shù)。采用測(cè)土配方施肥、改良施肥方法和施肥時(shí)間等措施減少化肥施用量;科學(xué)使用農(nóng)藥,提倡綜合病蟲害防治,減少農(nóng)藥對(duì)環(huán)境的污染。要鼓勵(lì)有機(jī)肥、綠色農(nóng)藥替代無機(jī)化肥和高毒農(nóng)藥的使用。我國(guó)有機(jī)肥資源十分豐富,純養(yǎng)分達(dá)7 000萬t,含有大量的氮、磷、鉀及作物所需的微量元素,利用潛力十分巨大[5]。大力推廣低毒、有效含量低、畝用量少、對(duì)病蟲害防治效果好、防效長(zhǎng)的新農(nóng)藥。

(3)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)環(huán)保教育。加大宣傳力度,讓農(nóng)民了解化肥有效利用率不高和不合理施肥是農(nóng)業(yè)面源污染的源頭之一。農(nóng)業(yè)面源污染使河流水庫(kù)水質(zhì)富營(yíng)養(yǎng)化,硝酸鹽污染超標(biāo)導(dǎo)致飲用水質(zhì)量下降,已嚴(yán)重威脅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全和人們的身體健康。通過科普和大眾媒體,加強(qiáng)教育和培訓(xùn),提高全民對(duì)農(nóng)業(yè)面源污染的認(rèn)知和自覺參與防治污染的意識(shí),引導(dǎo)和規(guī)范農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,鼓勵(lì)農(nóng)民采取環(huán)境友好技術(shù)以實(shí)現(xiàn)減少農(nóng)藥和促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施。(編輯:李 琪)

References)

[1]王祖力,肖海峰.化肥施用對(duì)糧食產(chǎn)量增長(zhǎng)的作用分析[J].農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)問題,2008,(8):65-68.[Wang Zuli,Xiao Haifeng.Analysis of Chemical Fertilizer on theGrowth ofGrain Output[J].Issues of Agriculture Economy,2008,(8):65-68.]

[2]課題組.我國(guó)農(nóng)業(yè)污染的現(xiàn)狀及應(yīng)對(duì)建議[J].國(guó)際技術(shù)經(jīng)濟(jì)研究,2006,(10):17-21.[Ke Tizu.China’s Agricultural pollution’Status and Countermeasures[J].International Technical and Economic Research,2006,(10):17-21.]

[3]王律先.我國(guó)農(nóng)藥工業(yè)概況及發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)藥,1999,(10):1-8.[Wang Luxian.Overview ofChina’sPesticideIndustry and Development Trend[J].Pesticide,1999,(10):1-8.]

[4]朱兆良等.中國(guó)農(nóng)業(yè)面源污染控制對(duì)策[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2006.[Zhu Zhaoliang et al.Policy for Reducing Non-point Pollution from CropProductioninChina[M].Beijing:China Environment Science Press,2006.]

[5]Zhou and Jin.Chinese Vegetable Safety Administration Problems,Causes and Counter Measures[J].China-USA Business Review,2004,(3):25-31.

[6]OECD and China.Environment,Water Resources and Agricultural policies:Lessons from China and OECD Countries[R].2006.

[7]王金南等.中國(guó)水污染污染防治體制與政策[M].北京:中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社,2003.[WangJinnan et al.China's Water Pollution Control System and Policies[M].Beijing:China Environment Science Press,2003.]

[8]李貴寶等.非點(diǎn)源污染控制與管理研究的概況與展望[J].農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù),2001,(3):190-191.[Li Guibao et al.Non-point Source Pollution Control and Management of the Overview and Prospect Research[J].Agricultural Environmental Protection,2001,(3):190-191.]

AbstractIntensified agriculture has promoted rural and agricultural economic development of China,in whichfertilizers and pesticides played a pivotal role.However,the extensive use of agri-chemicals also had significant negative externality effects,especially the agricultural nonpoint source pollution.This article analyzed the agri-chemical use and its regional distribution,the problems of agri-chemical use and the results of non-point source pollution based on statistical analysis method.The results were asfollows:T otal fertilizer and pesticide use continued to increase.The main six province,Henan,Shandong,Jiangsu,Anhui,Hubei and Hunan nearly accounted for half of the country's agrichemical use.Agri-chemical inputs had several problems at present,including excessive use,structural imbalance and technological backwardness.Unreasonable agri-chemical use also caused agricultural non-point source pollution problems.Contribution rate of non-point source pollution to total pollution rised continually.Finally,this article put forward countermeasures and suggestions,including strengthening policy framework and supporting institutions of agricultural non-point source pollution control,promoting sophisticated chemical fertilizer and pesticide application techniques and strengthening agricultural environmental education.

Key wordsagricultural chemicals;non-point pollution;sustainable development

Agri-chemicals Inputs and Its Impact on Environment

CAI Rong
(China Academy of Rural Development,Zhejiang University,Hangzhou Zhejiang 310027,China)

F062.2;X196

A

1002-2104(2010)03-0107-04

10.3969/j.issn.1002-2104.2010.03.020

2009-12-06

蔡榮,博士生,主要研究方向是農(nóng)村環(huán)境治理。