中国农业大学张福锁院士团队最新文章丨中国农业四十年:从“多施肥增产”到“提效率稳产”

From input - driven to efficiency - sustained growth: Four decades of transformation in China's national agricultural programs

《Global Food Security》

作者单位：中国农业大学

第一作者：白雪源

通讯作者：张杰 副教授

2026-06-13

https://doi.org/10.1016/j.gfs.2026.100930

在中国农业过去四十年的发展中，农业增长逻辑正在从“靠投入增产”逐步转向“靠效率稳产”。中国农业大学张福锁院士团队最新发表于Global Food Security的研究，以1980—2020年中国主要农作物为对象，结合农业基础设施、化肥投入、土壤肥力、种植制度、气候和地形等多类因素，利用集成机器学习模型系统评估了国家农业项目对作物产量和肥料利用效率的影响。研究发现，过去四十年，中国平均作物产量从2.9 t ha⁻¹提高到5.7 t ha⁻¹，几乎翻了一番；与此同时，产量的空间差异也明显缩小，说明中国农业不仅实现了总量增长，也在一定程度上提升了区域生产稳定性。模型结果表明，作物产量和肥料利用效率的时空变化约80%可以被农业基础设施、肥料投入、土壤肥力、气候和区域条件等因素解释，其中约59%的产量提升与国家农业项目推动的相关变化有关。Global Food Security

该研究把中国农业四十年的发展划分为一个清晰的转型过程。1980—2000年是典型的“投入驱动增产阶段”。在这一时期，中国面临人口增长、耕地减少和粮食供给压力，农业政策的核心目标是提高粮食产量。因此，化肥投入、灌溉设施和农业机械化快速发展，推动作物产量快速提升。研究显示，1980年代中国作物产量在十年间提高了37%，增幅达到1.2 t ha⁻¹；同时，化肥用量大幅增加，1980—2010年单位面积化肥投入从0.12 t ha⁻¹增加到0.59 t ha⁻¹。然而，这种增长也带来了明显代价：肥料利用效率从30 t yield t⁻¹ fertilizer下降到12 t yield t⁻¹ fertilizer，说明在增产过程中，越来越多肥料并没有被高效转化为产量，而是以氮磷流失、温室气体排放、土壤酸化和水体富营养化等形式造成环境压力。

2000年以后，中国农业开始进入“高产高效并重阶段”。这一时期的政策重点不再只是提高产量，而是逐步强调资源利用效率和环境影响控制。文章提到，“高产高效”相关项目推动了更合理的养分管理和农业技术推广。例如2005—2015年相关项目动员了大量农户采用改进管理措施，使大面积农田在不降低产量的情况下降低了养分损失。研究结果也显示，2000年以后，化肥投入对产量变化的重要性逐渐下降，而灌溉能力、土壤肥力和农业基础设施的重要性上升。这说明中国农业增产的动力开始从单纯依赖化肥投入，逐步转向依靠水肥管理、基础设施改善和土壤质量提升的综合作用。

2010年以后，尤其是2015年“化肥农药零增长行动”实施后，中国农业进入更加明显的“效率维持增长阶段”。研究显示，2010年以后全国化肥投入开始下降，2015年后五年内化肥使用量从约6000万吨下降到5300万吨，降幅约13%；与此同时，肥料利用效率提高了18%，而作物产量总体保持稳定。这一变化非常关键，因为它说明中国农业已经初步摆脱了“少施肥就必然减产”的传统困境。在多数地区，农业基础设施和土壤肥力改善在一定程度上抵消了化肥减量对产量的负面影响，使农业系统能够在降低投入的同时维持生产能力。换句话说，中国农业正在从“用更多肥料换更多粮食”，转向“用更高效率维持粮食安全”。

不过，该研究也提醒我们，这种转型并不是在所有地区都同样顺利。2010年代，全国大多数地级区域的作物产量保持稳定或有所增加，肥料利用效率明显改善；但在东北和西北部分地区，国家项目虽然提高了肥料利用效率，却伴随作物产量下降。这说明在一些新兴粮食生产区或资源约束较强地区，简单减少化肥投入可能会带来产量风险。如果灌溉条件、土壤肥力和农业基础设施不足以支撑减肥后的生产需求，过快或过度减肥就可能影响粮食安全。因此，未来农业绿色转型不能简单理解为“继续少施肥”，而应强调基于土壤养分供应、作物需求和区域生产条件的精准养分管理。

从驱动因素看，文章进一步揭示了中国农业增长动力的深层变化。1980—2000年，化肥投入是影响产量和肥料利用效率的最重要因素；但到2020年，化肥投入对产量解释的重要性明显下降，而灌溉能力、地形条件、气候因素和土壤质量的作用更加突出。这说明，当农业生产达到较高水平后，继续增加化肥的边际收益会下降，产量提升越来越依赖水资源保障、土壤健康、作物制度优化和区域适应性管理。尤其是在气候变化背景下，降水变异、干旱、热浪等极端事件对作物产量的影响会更加突出，农业政策需要从单一投入管理转向“水—肥—土—气候”综合治理。

这项研究对未来中国农业政策具有很强启示意义。首先，中国仍然面临粮食安全压力，城市化造成耕地损失，居民膳食结构变化增加大豆和饲料需求，食物浪费和人口结构变化也会影响粮食系统稳定。因此，稳定和提高单位面积产量仍然是基础任务。其次，肥料利用效率仍有较大提升空间，特别是区域之间差异明显，不能采用全国统一的减肥目标，而应根据不同地区的土壤肥力、历史养分积累、作物类型和产量水平制定差异化方案。第三，畜禽粪肥资源化、秸秆还田、测土配方施肥、高标准农田建设和科技小院等农技推广模式，可能是未来兼顾增产、增效和减排的重要抓手。文章特别指出，在稳定投入水平下，未来十年中国作物产量仍有约0.35 t ha⁻¹的提升潜力，肥料利用效率也仍可继续改善，但这种潜力能否实现，取决于长期土壤养分动态和管理措施是否合理。

总体来看，中国农业过去四十年的成功，不只是“产量翻番”，更重要的是增长方式发生了转变。早期依赖化肥、灌溉和机械化快速提高产量，但也造成肥料效率下降和环境压力增加；随后通过高产高效、化肥零增长和农业绿色发展等政策，逐步实现了产量稳定与资源效率改善。未来中国农业的关键不再是简单增加投入，也不是机械减少投入，而是在保障粮食安全的前提下，通过精准施肥、土壤健康提升、农业基础设施完善和区域化管理，实现从“投入驱动”到“效率支撑”的持续转型。换句话说，中国农业下一阶段的核心任务，不是用更多资源生产更多粮食，而是用更少环境代价，稳定生产足够且可持续的粮食。