众所周知，农业施肥应以“四维结构”多元配位肥料为主。“四维结构”肥料，是以微生物菌肥、高质有机肥、调理改性肥、中性微量元素肥（有机肥、无机肥、矿物质肥、微生物菌肥）构成，是“绿色生态”型肥料。这种施肥方式符合农作物的生长规律，适应土壤生态环境的自然规律。它不单是农业田间施肥操作的方式方法，而且涉及今后肥料企业生产肥料品种结构调整、产品换代的问题，是未来农业用肥的发展方向。
在化肥应用于农业生产之前，我国农业生产主要依靠农家肥和扩大耕地面积来促进作物增产。化肥问世以后，由于其养分含量高、使用方便，从而形成偏施化学肥料的习惯，局部地区已造成土壤板结、质量退化，有机质含量不足，保水保肥透气性能下降，中低产田日渐扩大，江河湖泊水域富营养化，农产品硝酸盐含量超标。农田氮素向大气迁移，破坏了臭氧层，从而引起自然灾害频发。
硝酸盐随食物进入人体，形成致癌和致突变的亚硝基化合物。据日本调查，日本因摄入人体的硝酸盐比美国高4-7倍，其患胃癌和肝癌死亡率约为美国的608倍。据中国国家计划生育研究所张树成研究员1981-1996年期间的256份报告结果表明，我国男性精子质量呈下降之势，其原因是食用大量施用单纯化肥的食物所致。水体富营养化，不仅破坏了水生态系统和水能，还直接影响人畜饮水安全，威胁人类健康和水产养殖以及工业供水。
除此以外，偏施单质化肥，其危害还表现为：
1.单质化肥当季利用率低，并呈下降趋势。全国化肥网实验结果分析，我国化肥当季利用率，氮肥为30%-35%、磷肥为10%-20%、钾肥为35%-50%。从各地资料看，化肥肥效从每kg增产粮食15-25kg,降为5-8kg。
2.长期单纯施用单质化肥，使土壤微生物被抑制，有机质含量逐年下降，化肥残留，造成土壤板结，透水性、透气性和吸光性变差，保肥能力降低。
3.单质化肥利用率低和易造成土壤板结的缺点，淋溶、挥发、径流和农产品中有害物质的残留，不仅给人类生存环境带来污染，而且直接危害人体健康。
4.单纯施用化肥，其增产效果已近极限，致使农业投入不断增加，加重了农民负担。
二十世纪70年代，人类农业进入一个全新时代，既继承传统有机农业的精华，又赋予其现代科技的内涵，成为各国政府和农业专家的共识，应运而生是生物复合肥料、有机肥料、有机无机复混肥料和生物农药的广泛应用，推广测土平衡配方施肥技术，以提供优质、安全、营养、卫生、健康的有机绿色食品，满足人类第一需要，今天人类正在创造一种有别于“传统农业”和“石油农业”，达到人与自然协调，生态与经济共同繁荣的“生态农业”。
我国有几千年的有机农业基础，完全能够以有机无机相结合的生态型农业，回避西方石油农业的弊端，把我国传统农业的精华与现代科技结合起来，走自己特色的农业道路，是中国未来农业发展的方向。
由西方传入中国的石油农业（无机农业），是在石油廉价时代产生的，确实为农业的发展做出过贡献，但盲目地大量单用、连用、乱用化肥，已是后患无穷。
联合国粮食组织已把“生物-有机-无机”作为最佳肥料结构加以肯定，国务院把“高产-优质-高效”作为我国农业发展的战略，并制定了“有机无机相结合，用地养地相结合”的肥料工作方针。
中国是一个农业大国，但不是一个农业强国，这是当代中国的基本国情，中国农业的发展已影响着整个国民经济的发展；中国农村的安定牵涉着整个社会的安定；中国农民的富裕关系到全面建设小康社会的进程。中国历代领导人都极其重视“三农”问题。
农业耕种作物，需要投入肥料。长期以来施入无机单质化肥（或施肥不当，超量施肥），使土壤存在着单一养分浓度过高，造成土壤中物相反应存量过大，易在土壤、水域中产生有害物质，如硝酸盐类化合物……这些未被作物吸收的肥料养分，随水域的流动进入江河湖泊，产生水体富养成分，不仅污染水源，而且使水生杂草滋生，破坏了生态环境的平衡，这都是农业施肥不当的结果。
施肥量日益增长，土壤结构中有机质比重下降，保水、供肥、通透能力和性能变差，板结严重，造成水土流失，生态失调。
我国耕地垦殖年代久远，加上长期只重用地不顾养地，造成耕地养分失调，地力下降，虽然耕地产出量大幅度提高，但负荷过重，耕地养分投入与产出严重失衡。
目前，除少数地区外，全国绝大多数耕地土壤肥力不高，土壤有机质平均为1.8％左右，旱地仅为1％左右，而欧美等国的耕地土壤有机质一般在5％—8％。而且我国很少种植有养地作用的多年生牧草，近年来绿肥的面积也下降很多，加之，有机肥（如：牛、马、猪、鸡等粪便发酵）的施用量也逐年递减。
耕地质量的退化，土壤有机质含量的下降，导致了土壤保水保肥能力的降低，风侵、水侵加剧，形成恶性循环。肥料、水分流失严重，水、肥利用率下降。
当前，我国化肥的有效利用率远远低于发达国家水平。国内化肥，氮、磷、钾的投入比例为1：0.41：0.27，与合理施肥水平还有一定差距，尤其是钾肥的投入比例较小，也是影响肥料利用率不高的重要因素。
我国农村目前人多地少，土地由于年年单靠化肥来补充养分，微生态平衡遭到破坏，土壤退化，有机质减少，地下水污染，农产品品质下降。据统计，1977-2005年我国化肥用量增长了700%，但粮食的增产幅度仅为71%。
土壤的保护、调理、改良、修复已成为农业能否持续发展，农民能否增产增收的一个亟待解决的大问题。而保护和修复土壤的根本措施是增大使用有机肥，合理使用化肥。
有机肥是全营养性肥料，有利于平衡增加土壤养分含量，改善土壤结构及透气保水性，改善土壤微生态系统，增加土壤有益微生物。因此，将现有的有机物资源充分利用起来，用科学的方法转化成优质有机肥，是解决资源浪费、环境污染及改良土壤的关键环节。
根据对世界以及中国农业形势的分析，我国未来的农业只能依靠科技，保障食物安全、生态安全与农民增收，走现代集约化的可持续农业之路。
回顾我们50年走过的路，可以看出化肥用量增长较快。这说明50多年来，中国农业走过了一条高投入、高产出、高速度、高资源环境为代价的路子。我们解决了粮食自给的问题，但是我们付出了沉重的代价。
在大力发展现代农业的今天，我们首先面临的是资源严重不足，生态环境负债极高，农民收入和组织化程度非常低，科技对农业生产的支持力仍不够等一系列问题。化肥在我国粮食增产中发挥了57%的作用，也就是说，我国粮食生产基本是靠水和肥换来的。
今天，不管是氮肥还是磷肥，中国在世界上的贡献率都超过50%，也就是说，中国现在真正是世界第一化肥生产消费大国。而国际上的化肥在90年代中期以后，增长速度下降，我国化肥总量现在超过了西方国家，还呈大幅度增长之势。我们预测，未来全球60%的化肥由中国生产。
化肥是一个高耗能、高资源环境代价的产业，西方把很多化肥厂都关掉了，现在60%的化肥要由中国来生产。为了中国的可持续发展，我们不应该需要这么大的化肥产业，但为了保障粮食安全，我国化肥产业又必须保持发展。
近年来，我国化肥用量一直在大幅度增长，但粮食总产近10年没有大幅度的增加。比较1977年—2005年，我国化肥使用量增长了700%，而粮食增产71%，同时，种植面积下降了13%。
很明显，我国化肥用量增幅确实很大，但是农作物产量却没有相应增长，我们的养分效益持续下降，资源环境问题越来越突出，环境污染非常严重。
滥施肥料到底多严重？
通过对全国1333个实验地调查，发现氮肥利用率平均27.5%，比80年代有所下降；磷肥利用率也有所下降，钾肥利用率略有下降。由此看出，我国粮食作物肥料利用率呈明显下降趋势。我们再算一下养分效率，发现养分用量急剧上升，但是单位养分生产的粮食大幅下降。
我国在国际上属于“高投入低产出”状况，产出低于印度，远远低于日本、韩国，而我们的投入量在全世界最高。为什么？原因就是，施肥不合理，尤其是在高产地区，施用的养分严重过量。
华北平原对小麦、玉米做了大量调查发现，以1公顷小麦用250公斤的氮肥作为标准（在欧洲一般都是180公斤），发现90%—92%的农户施肥过量。
美国还有一位教授发表了《施肥到死》一文，其中有一句话说“中国一直没有减少氮肥用量的打算，甚至非常坚决地强调还要增加氮肥的使用量，因为中国需要粮食”。
美国一位著名教授做了一个实验，每年每公顷耕地沉降10公斤氮，经过20年后，25%的物种没有了，尤其是双子叶植物都会死亡。所以英国议会通过了一个法律，规定英国的氮肥沉降量不能超过20公斤。
我国的沉降量是多少？
华北平原每公顷是60—80公斤，作物能不死吗？经过20年的大量施肥，土壤里养分大量累积。
我们对华北平原140个农户调查发现，每公顷累积氮280公斤，相当于一季作物需要200多公斤，土壤里面就累积了280公斤。当然，并非所有地区的耕地都有这么高的累积量，但从被调查地区可以看出，全国整体上存在养分过量的问题。
我们施肥不是根据作物的生长规律来施肥，就像我们养孩子一样，不是按孩子的生长规律，而是在孩子很小的时候，就把他一辈子要吃的食物喂进去了。
我们一次性把作物所需60%—90%的肥料全部施进去，但那时候作物所需养分非常少，这时就会发生抑制作物生长的情况。我们在玉米上发现，施肥太多，苗反而长不起来，少施肥反而长得更好。
高效施肥的出路在哪里？
高效施肥必须考虑所有的养分资源，必须进行综合管理。
现在不是养分不够，而是养分分配不合理，造成肥料养分没有发挥他的潜力。土壤里累积的养分没有利用，更没有把环境里的养分考虑进去；化肥用量大幅增长，但作物产量没有大幅度增长。要采取积极的政策措施，用好所有的养分资源，减少环境的污染。采取多学科的手段，同时提高养分效率与作物产量。
我们的目标是：作物高产、养分高效、环境安全。在改革开放的前十年，我国化肥施用量从每公顷100公斤增加到183公斤，粮食产量跃上一个台阶，从每公顷3吨增长到4吨。
最近12年，化肥用量增加了100公斤，但产量仅增加0.3吨。下一步要增加到6吨，还靠这么施肥还能实现吗？我国现在1公斤养分生产27公斤粮食，法国1公斤生产87公斤粮食，美国1公斤生产47公斤粮食。而且还要保证在干旱、病虫害的情况下，保持稳产这么多。所以我们真的需要改变了！
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