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农业，作为人类的第一产业，其发展是一具漫长、曲折、复杂的过程，到现在已有数千上万年的历史。从远古时代到十九世纪，由于当时科学技术落后，农业产量的提升主要依赖于耕地面积的扩大。
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，以致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。在施肥量日益增长下，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。
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%，因此，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。
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50%的作用，也就是说，我国粮食生产基本靠水和肥换来的。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。而国际上的化肥到了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，在未来的5年，全球60%的化肥由中国生产。
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。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。
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，靠施肥还能实现吗？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。首先土壤质量要优良，要保证在干旱、病虫害的情况下，保持稳产。
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、中性微量元素肥构成，是“绿色生态”型肥料。这种新肥料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。
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