眾所周知，農(nóng)業(yè)施肥應(yīng)以“四維結(jié)構(gòu)”多元配位肥料為主。“四維結(jié)構(gòu)”肥料，是以微生物菌肥、高質(zhì)有機肥、調(diào)理改性肥、中性微量元素肥(有機肥、無機肥、礦物質(zhì)肥、微生物菌肥)構(gòu)成，是“綠色生態(tài)”型肥料。這種施肥方式符合農(nóng)作物的生長規(guī)律，適應(yīng)土壤生態(tài)環(huán)境的自然規(guī)律。它不單是農(nóng)業(yè)田間施肥操作的方式方法，而且涉及今后肥料企業(yè)生產(chǎn)肥料品種結(jié)構(gòu)調(diào)整、產(chǎn)品換代的問題，是未來農(nóng)業(yè)用肥的發(fā)展方向。
在化肥應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)之前，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要依靠農(nóng)家肥和擴大耕地面積來促進作物增產(chǎn)?；蕟柺酪院?，由于其養(yǎng)分含量高、使用方便，從而形成偏施化學(xué)肥料的習(xí)慣，局部地區(qū)已造成土壤板結(jié)、質(zhì)量退化，有機質(zhì)含量不足，保水保肥透氣性能下降，中低產(chǎn)田日漸擴大，江河湖泊水域富營養(yǎng)化，農(nóng)產(chǎn)品硝酸鹽含量超標。農(nóng)田氮素向大氣遷移，破壞了臭氧層，從而引起自然災(zāi)害頻發(fā)。
硝酸鹽隨食物進入人體，形成致癌和致突變的亞硝基化合物。據(jù)日本調(diào)查，日本因攝入人體的硝酸鹽比美國高4-7倍，其患胃癌和肝癌死亡率約為美國的608倍。據(jù)中國國家計劃生育研究所張樹成研究員1981-1996年期間的256份報告結(jié)果表明，我國男性精子質(zhì)量呈下降之勢，其原因是食用大量施用單純化肥的食物所致。水體富營養(yǎng)化，不僅破壞了水生態(tài)系統(tǒng)和水能，還直接影響人畜飲水安全，威脅人類健康和水產(chǎn)養(yǎng)殖以及工業(yè)供水。
除此以外，偏施單質(zhì)化肥，其危害還表現(xiàn)為：
1.單質(zhì)化肥當季利用率低，并呈下降趨勢。全國化肥網(wǎng)實驗結(jié)果分析，我國化肥當季利用率，氮肥為30%-35%、磷肥為10%-20%、鉀肥為35%-50%。從各地資料看，化肥肥效從每kg增產(chǎn)糧食15-25kg,降為5-8kg。
2.長期單純施用單質(zhì)化肥，使土壤微生物被抑制，有機質(zhì)含量逐年下降，化肥殘留，造成土壤板結(jié)，透水性、透氣性和吸光性變差，保肥能力降低。
3.單質(zhì)化肥利用率低和易造成土壤板結(jié)的缺點，淋溶、揮發(fā)、徑流和農(nóng)產(chǎn)品中有害物質(zhì)的殘留，不僅給人類生存環(huán)境帶來污染，而且直接危害人體健康。
4.單純施用化肥，其增產(chǎn)效果已近極限，致使農(nóng)業(yè)投入不斷增加，加重了農(nóng)民負擔(dān)。
二十世紀70年代，人類農(nóng)業(yè)進入一個全新時代，既繼承傳統(tǒng)有機農(nóng)業(yè)的精華，又賦予其現(xiàn)代科技的內(nèi)涵，成為各國政府和農(nóng)業(yè)專家的共識，應(yīng)運而生是生物復(fù)合肥料、有機肥料、有機無機復(fù)混肥料和生物農(nóng)藥的廣泛應(yīng)用，推廣測土平衡配方施肥技術(shù)，以提供優(yōu)質(zhì)、安全、營養(yǎng)、衛(wèi)生、健康的有機綠色食品，滿足人類第一需要，今天人類正在創(chuàng)造一種有別于“傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)”和“石油農(nóng)業(yè)”，達到人與自然協(xié)調(diào)，生態(tài)與經(jīng)濟共同繁榮的“生態(tài)農(nóng)業(yè)”。
我國有幾千年的有機農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)，完全能夠以有機無機相結(jié)合的生態(tài)型農(nóng)業(yè)，回避西方石油農(nóng)業(yè)的弊端，把我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的精華與現(xiàn)代科技結(jié)合起來，走自己特色的農(nóng)業(yè)道路，是中國未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。
由西方傳入中國的石油農(nóng)業(yè)(無機農(nóng)業(yè))，是在石油廉價時代產(chǎn)生的，確實為農(nóng)業(yè)的發(fā)展做出過貢獻，但盲目地大量單用、連用、亂用化肥，已是后患無窮。
聯(lián)合國糧食組織已把“生物-有機-無機”作為最佳肥料結(jié)構(gòu)加以肯定，國務(wù)院把“高產(chǎn)-優(yōu)質(zhì)-高效”作為我國農(nóng)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略，并制定了“有機無機相結(jié)合，用地養(yǎng)地相結(jié)合”的肥料工作方針。
中國是一個農(nóng)業(yè)大國，但不是一個農(nóng)業(yè)強國，這是當代中國的基本國情，中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展已影響著整個國民經(jīng)濟的發(fā)展;中國農(nóng)村的安定牽涉著整個社會的安定;中國農(nóng)民的富裕關(guān)系到全面建設(shè)小康社會的進程。中國歷代領(lǐng)導(dǎo)人都極其重視“三農(nóng)”問題。
農(nóng)業(yè)耕種作物，需要投入肥料。長期以來施入無機單質(zhì)化肥(或施肥不當，超量施肥)，使土壤存在著單一養(yǎng)分濃度過高，造成土壤中物相反應(yīng)存量過大，易在土壤、水域中產(chǎn)生有害物質(zhì)，如硝酸鹽類化合物……這些未被作物吸收的肥料養(yǎng)分，隨水域的流動進入江河湖泊，產(chǎn)生水體富養(yǎng)成分，不僅污染水源，而且使水生雜草滋生，破壞了生態(tài)環(huán)境的平衡，這都是農(nóng)業(yè)施肥不當?shù)慕Y(jié)果。
施肥量日益增長，土壤結(jié)構(gòu)中有機質(zhì)比重下降，保水、供肥、通透能力和性能變差，板結(jié)嚴重，造成水土流失，生態(tài)失調(diào)。
我國耕地墾殖年代久遠，加上長期只重用地不顧養(yǎng)地，造成耕地養(yǎng)分失調(diào)，地力下降，雖然耕地產(chǎn)出量大幅度提高，但負荷過重，耕地養(yǎng)分投入與產(chǎn)出嚴重失衡。
目前，除少數(shù)地區(qū)外，全國絕大多數(shù)耕地土壤肥力不高，土壤有機質(zhì)平均為1.8%左右，旱地僅為1%左右，而歐美等國的耕地土壤有機質(zhì)一般在5%—8%。而且我國很少種植有養(yǎng)地作用的多年生牧草，近年來綠肥的面積也下降很多，加之，有機肥(如：牛、馬、豬、雞等糞便發(fā)酵)的施用量也逐年遞減。
耕地質(zhì)量的退化，土壤有機質(zhì)含量的下降，導(dǎo)致了土壤保水保肥能力的降低，風(fēng)侵、水侵加劇，形成惡性循環(huán)。肥料、水分流失嚴重，水、肥利用率下降。
當前，我國化肥的有效利用率遠遠低于發(fā)達國家水平。國內(nèi)化肥，氮、磷、鉀的投入比例為1：0.41：0.27，與合理施肥水平還有一定差距，尤其是鉀肥的投入比例較小，也是影響肥料利用率不高的重要因素。
我國農(nóng)村目前人多地少，土地由于年年單靠化肥來補充養(yǎng)分，微生態(tài)平衡遭到破壞，土壤退化，有機質(zhì)減少，地下水污染，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降。據(jù)統(tǒng)計，1977-2005年我國化肥用量增長了700%，但糧食的增產(chǎn)幅度僅為71%。
土壤的保護、調(diào)理、改良、修復(fù)已成為農(nóng)業(yè)能否持續(xù)發(fā)展，農(nóng)民能否增產(chǎn)增收的一個亟待解決的大問題。而保護和修復(fù)土壤的根本措施是增大使用有機肥，合理使用化肥。
有機肥是全營養(yǎng)性肥料，有利于平衡增加土壤養(yǎng)分含量，改善土壤結(jié)構(gòu)及透氣保水性，改善土壤微生態(tài)系統(tǒng)，增加土壤有益微生物。因此，將現(xiàn)有的有機物資源充分利用起來，用科學(xué)的方法轉(zhuǎn)化成優(yōu)質(zhì)有機肥，是解決資源浪費、環(huán)境污染及改良土壤的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
根據(jù)對世界以及中國農(nóng)業(yè)形勢的分析，我國未來的農(nóng)業(yè)只能依靠科技，保障食物安全、生態(tài)安全與農(nóng)民增收，走現(xiàn)代集約化的可持續(xù)農(nóng)業(yè)之路。
回顧我們50年走過的路，可以看出化肥用量增長較快。這說明50多年來，中國農(nóng)業(yè)走過了一條高投入、高產(chǎn)出、高速度、高資源環(huán)境為代價的路子。我們解決了糧食自給的問題，但是我們付出了沉重的代價。
在大力發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的今天，我們首先面臨的是資源嚴重不足，生態(tài)環(huán)境負債極高，農(nóng)民收入和組織化程度非常低，科技對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的支持力仍不夠等一系列問題?；试谖覈Z食增產(chǎn)中發(fā)揮了57%的作用，也就是說，我國糧食生產(chǎn)基本是靠水和肥換來的。
今天，不管是氮肥還是磷肥，中國在世界上的貢獻率都超過50%，也就是說，中國現(xiàn)在真正是世界第一化肥生產(chǎn)消費大國。而國際上的化肥在90年代中期以后，增長速度下降，我國化肥總量現(xiàn)在超過了西方國家，還呈大幅度增長之勢。我們預(yù)測，未來全球60%的化肥由中國生產(chǎn)。
化肥是一個高耗能、高資源環(huán)境代價的產(chǎn)業(yè)，西方把很多化肥廠都關(guān)掉了，現(xiàn)在60%的化肥要由中國來生產(chǎn)。為了中國的可持續(xù)發(fā)展，我們不應(yīng)該需要這么大的化肥產(chǎn)業(yè)，但為了保障糧食安全，我國化肥產(chǎn)業(yè)又必須保持發(fā)展。
近年來，我國化肥用量一直在大幅度增長，但糧食總產(chǎn)近10年沒有大幅度的增加。比較1977年—2005年，我國化肥使用量增長了700%，而糧食增產(chǎn)71%，同時，種植面積下降了13%。
很明顯，我國化肥用量增幅確實很大，但是農(nóng)作物產(chǎn)量卻沒有相應(yīng)增長，我們的養(yǎng)分效益持續(xù)下降，資源環(huán)境問題越來越突出，環(huán)境污染非常嚴重。
濫施肥料到底多嚴重?
通過對全國1333個實驗地調(diào)查，發(fā)現(xiàn)氮肥利用率平均27.5%，比80年代有所下降;磷肥利用率也有所下降，鉀肥利用率略有下降。由此看出，我國糧食作物肥料利用率呈明顯下降趨勢。我們再算一下養(yǎng)分效率，發(fā)現(xiàn)養(yǎng)分用量急劇上升，但是單位養(yǎng)分生產(chǎn)的糧食大幅下降。
我國在國際上屬于“高投入低產(chǎn)出”狀況，產(chǎn)出低于印度，遠遠低于日本、韓國，而我們的投入量在全世界最高。為什么?原因就是，施肥不合理，尤其是在高產(chǎn)地區(qū)，施用的養(yǎng)分嚴重過量。
華北平原對小麥、玉米做了大量調(diào)查發(fā)現(xiàn)，以1公頃小麥用250公斤的氮肥作為標準(在歐洲一般都是180公斤)，發(fā)現(xiàn)90%—92%的農(nóng)戶施肥過量。
美國還有一位教授發(fā)表了《施肥到死》一文，其中有一句話說“中國一直沒有減少氮肥用量的打算，甚至非常堅決地強調(diào)還要增加氮肥的使用量，因為中國需要糧食”。
美國一位著名教授做了一個實驗，每年每公頃耕地沉降10公斤氮，經(jīng)過20年后，25%的物種沒有了，尤其是雙子葉植物都會死亡。所以英國議會通過了一個法律，規(guī)定英國的氮肥沉降量不能超過20公斤。
我國的沉降量是多少?
華北平原每公頃是60—80公斤，作物能不死嗎?經(jīng)過20年的大量施肥，土壤里養(yǎng)分大量累積。
我們對華北平原140個農(nóng)戶調(diào)查發(fā)現(xiàn)，每公頃累積氮280公斤，相當于一季作物需要200多公斤，土壤里面就累積了280公斤。當然，并非所有地區(qū)的耕地都有這么高的累積量，但從被調(diào)查地區(qū)可以看出，全國整體上存在養(yǎng)分過量的問題。
我們施肥不是根據(jù)作物的生長規(guī)律來施肥，就像我們養(yǎng)孩子一樣，不是按孩子的生長規(guī)律，而是在孩子很小的時候，就把他一輩子要吃的食物喂進去了。
我們一次性把作物所需60%—90%的肥料全部施進去，但那時候作物所需養(yǎng)分非常少，這時就會發(fā)生抑制作物生長的情況。我們在玉米上發(fā)現(xiàn)，施肥太多，苗反而長不起來，少施肥反而長得更好。
高效施肥的出路在哪里?
高效施肥必須考慮所有的養(yǎng)分資源，必須進行綜合管理。
現(xiàn)在不是養(yǎng)分不夠，而是養(yǎng)分分配不合理，造成肥料養(yǎng)分沒有發(fā)揮他的潛力。土壤里累積的養(yǎng)分沒有利用，更沒有把環(huán)境里的養(yǎng)分考慮進去;化肥用量大幅增長，但作物產(chǎn)量沒有大幅度增長。要采取積極的政策措施，用好所有的養(yǎng)分資源，減少環(huán)境的污染。采取多學(xué)科的手段，同時提高養(yǎng)分效率與作物產(chǎn)量。
我們的目標是：作物高產(chǎn)、養(yǎng)分高效、環(huán)境安全。在改革開放的前十年，我國化肥施用量從每公頃100公斤增加到183公斤，糧食產(chǎn)量躍上一個臺階，從每公頃3噸增長到4噸。
最近12年，化肥用量增加了100公斤，但產(chǎn)量僅增加0.3噸。下一步要增加到6噸，還靠這么施肥還能實現(xiàn)嗎?我國現(xiàn)在1公斤養(yǎng)分生產(chǎn)27公斤糧食，法國1公斤生產(chǎn)87公斤糧食，美國1公斤生產(chǎn)47公斤糧食。而且還要保證在干旱、病蟲害的情況下，保持穩(wěn)產(chǎn)這么多。所以我們真的需要改變了!
