水是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ),中國農(nóng)業(yè)年用水約 4000 億 m3,占總用水量的 71%左右,其中約 90%為農(nóng)田灌溉。

農(nóng)灌用水存在 3 大突出問題: 一是水資源不足, 制約農(nóng)灌面積進(jìn)一步擴(kuò)大,干旱加劇,年受旱面積 2000~2700 萬 hm2。二是用水浪費(fèi)嚴(yán)重, 利用率 40%左右 (發(fā)達(dá)國家 80%-90%)。三是水資源遭受嚴(yán)重污染。

肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境治理的重要應(yīng)用物質(zhì)。同世界發(fā)展中國家一樣,20 世紀(jì) 70 年代以來,化肥應(yīng)用已成為中國農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的主要方式�；�肥用量持續(xù)增加,2013 年中國生產(chǎn)純氮、磷肥產(chǎn)量分別為 4710、1 656 萬 t,農(nóng)業(yè)用氮、磷肥純量 2400 萬 t 和 829 萬 t,已成為世界第一大化肥生產(chǎn)和消費(fèi)國�；�肥平均用量 400 kg/hm2,為世界警戒上限 225 kg/hm2 的 1.8 倍以上,更是歐美平均用量4 倍以上。中國農(nóng)田當(dāng)季氮肥的利用率僅 25%~35%,比發(fā)達(dá)國家低 10%~15%。

化肥利用率低造成嚴(yán)重資源浪費(fèi),還引起地表水富營養(yǎng)化面源污染和地下水污染。以氮肥為例,氮肥施入土壤經(jīng)微生物作用變成鹽,除作物吸收部分外,大部分以 NO3- -N 在土壤中累積造成土壤酸化或鹽堿化而影響土壤質(zhì)量,部分在土壤侵蝕中流失到河流湖泊造成水體富營養(yǎng)化,還有部分氮素反硝化形成 NO2-N 淋滲造成地下水污染,或形成 N2O 到揮發(fā)造成溫室效應(yīng)和引起臭氧層破壞,形成 NOx 排放產(chǎn)生酸雨對(duì)環(huán)境產(chǎn)生系列危害,甚至威脅人畜健康。磷是植物大量的必需元素,目前中國耕地中 74%缺磷,所使用的磷肥的當(dāng)季利用率也僅10%~20%。磷肥利用率低造成直接經(jīng)濟(jì)損失,也隨地表徑流加速水體富營養(yǎng)化。

據(jù)報(bào)道,世界 30%~50%土地、中國近50%地下水受到農(nóng)業(yè)面源污染。吉林市 1988-2004 年地下水鹽含量檢出率達(dá) 65.22%, 是飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn) 11.5倍。因此,氮磷肥為主的化肥低利用率不僅造成經(jīng)濟(jì)損失,對(duì)環(huán)境造成危害,還并威脅人類健康。

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