张红升，张 萍，张树杰，罗爱华，张存智*

（1.宁夏职业技术学院生命科技学院，宁夏银川750021；2.甘肃农业大学园艺学院，甘肃兰州730070）

为解决我国蔬菜产业供不应求和菜品结构严重不平衡，特别是蔬菜严重不足和短缺的问题，保证居民在一年四季都有蔬菜水果等供应而建立了地方和中央的蔬菜、水产、肉等生产基地，以及饲料加工和品种繁育服务体系，1998年农业部为了缓解中国食品供应紧缺的问题提出了“菜篮子”工程[1]。我国建立了“设施蔬菜+大田蔬菜+物流”的生产供应链体系，蔬菜种植规模不断扩大，化肥和农药大量使用，蔬菜科技不断发展，产量迅速增加。截至2015年我国的蔬菜种植面积0.22亿hm2，人均560 kg，每天占有量1.5 kg，远高于世界平均水平，位居世界第一[2]。

根据文献资料记载，我国的蔬菜种植面积由1990年的633万hm2增加到2011年的1 967万hm2；产量由1990年的1.95亿t增加到2011年的6.79亿t[3]。截止2016年底，我国设施蔬菜面积391.5万hm2，其播种面积、产量和总产值分别占蔬菜总播种面积、总产量和总产值的21.5%、30.5%和62.7%，人年均190 kg[4]。同时，中国也是一个农药生产和使用大国，据国家统计局的数据显示，2008年中国农药产量为190.2万t，占全球农药总产量近一半，年均使用量50万t以上，其中，使用在蔬菜作物方面的化学农药占了绝大部分[5]。

我国氮肥过去主要依靠石油作原料，目前主要以磷矿石、煤炭和天然气为原料，这些都是国家重要的战略资源，也是紧缺资源，平均每年生产化肥消耗高品位的磷矿石约1亿t，消耗硫资源72%，消耗标准煤超过国家能源消耗比重7%。中国化肥生产位居世界第二，而消费却是世界第一，我国每年生产和消费化肥4 500万t。过量使用农药和化肥导致严重的后果，很大程度上影响了蔬菜品质，威胁到人体健康，也污染了环境，给人们的幸福福祉带来了不可想象的负面后果。化肥和农药的过量使用和滥用，给人类健康和自然生态带来不可挽回的损失。针对我国蔬菜安全的严峻现实，通过科学有效的措施和采取一定的办法完全可以解决好以上问题，确保中国人“舌尖上的安全”。

1 蔬菜产业发展中面临化肥农药的双重考量

化肥的适度科学使用不会造成过量，同时提高了蔬菜产量。适量的农药使用控制蔬菜免受病虫害，避免污染环境和对人体健康造成危害，但是过量使用必然造成严峻后果。

1.1 化肥过量使用的危害

1.1.1 化肥的危害。

（1）硝酸盐与亚硝酸盐对人体的危害。蔬菜是构成科学的膳食结构必不可少的重要组成部分。蔬菜可为人体提供维生素、矿物元素、淀粉、纤维素等有用物质，但同时蔬菜生长中易于集聚硝酸盐的作物，人体摄入的硝酸盐大多来自蔬菜（81.2%），硝酸盐本身对人体无害，但在储藏加工中产生的细菌作用，硝酸盐转化成亚硝酸盐，影响了人体血管的载氧量，发生中毒，特别是亚硝酸盐与各种胺类结合形成亚硝胺，亚硝胺是一种强致癌物质。

（2）化肥的过量使用破坏了土壤结构，造成重金属污染。中国是全世界氮肥生产和消费最多的国家，中国的氮肥消费是美国的1倍以上。长期的大量使用化肥，容易使土壤板结，团粒结构降低，其他土壤结构比例增大，而土壤中团粒结构越多意味着土壤越好，其他结构增多则使土壤结构变差。其次是长期的使用化肥特别是使用氮肥会增加土壤酸度。土壤酸化增加了有害重金属元素如铝、锰、镉、汞、铅等在土壤中的活性，产生重金属污染，还能溶解土壤中如钾、钙、镁等一些营养物质，使得这些营养成分流失，影响作物生长[6]。研究发现化肥处理显著提高了重金属铅的有效含量[7]。磷肥在加工中容易附加砷、铬、镉、铅、铜等一些重金属元素，使用中进入土壤对土壤和作物造成污染[8]。

（3）化肥的流失和释放会引起环境污染。过量使用化肥，只有一部分被蔬菜吸收利用，一部分被土壤固定，其他的肥料受降雨影响，随着水土流失进入江河湖泊和海洋，引起水体的富营养化和海水湖泊的赤潮等水污染，对水生生物的生存造成极大威胁。仅以我国大型淡水湖泊为例，据统计，巢湖水华暴发总藻类量（干重）可达50万～70万t[9]，太湖藻类打捞量（干重）在2008年已超过2 800 t[10]，滇池中的藻类量（干重）每年产生约5 000 t[11]。另外，一部分肥料通过挥发或微生物作用变成气态释放到大气中，例如氮肥通过硝酸还原酶的作用还原成氮气，还有些以氨气等形式进入大气，污染大气。

1.2 我国农药生产消费概况和过量使用产生的危害

1.2.1 我国农药生产和消费的基本情况。2008年中国农药产量190.2万t，占全球农药总产量近50%，年均使用50万t[5]。我国农药表观消费量应在220万t左右，而我国年供应在370万t，这些关键数据充分显示了我国农药过剩形势仍然严峻[12]。当然我国还有部分农药出口国外，2015年，我国农药出口遍及全球180多个国家和地区。其中，亚洲是最大出口区域，出口量达到52.05万t，占总量的35%；出口额23.45亿美元，占总额的32%。其他重要市场是南美洲、欧洲、北美洲。目前国内市场上所见的近1 600种农药制剂约80%为国产，国外进口占20%。国内农药品种主要是：杀虫剂（56%）、杀菌剂（23%）、除草剂（15%）、杀螨剂（2%）、植物生长调节剂（4%）及混配农药等[13]。截至2017年12月31日，我国登记有效状态的农药有38 247个，其中大田用农药35 696个，卫生用农药2 551个，正式登记分别为各自登记总数的98.6%和99%[14]。根据2005—2009年的数据测算，就每公顷耕地上的农药使用量而言，美国使用2.2 kg，英国使用3 kg，中国使用10.3 kg，约为美国的4.7倍。另外我国农药的使用量每年还以10%速度增长[15]。

1.2.2 农药使用存在的危害和问题。

（1）农药对人体健康的危害。农药的使用过量和不当会造成农药残留和农药重金属超标等问题，严重地威胁着人们的健康，例如近年发生的毒豇豆、毒生姜和镉大米等事件，对社会造成了较大的危害。另外，在蔬菜生产中大量使用甲胺磷、乐果、敌敌畏、内吸磷等高毒类农药所占比例不低，一旦存在超标和残留都对人体造成更大的危害。2000—2004年，我国进行了3次针对蔬菜农药残留的国家监督抽查，共抽查了63个大型蔬菜批发市场的436种产品，平均抽样不合格率为38.8%，但随着我国加大了监督力度和低残留、低毒性等新型农药的增加，农残检出率呈逐年下降趋势：2010年62.4%、2011年51.4%、2012年41.5%；当然农药的检出率与蔬菜生长季节以及用药量直接相关，如夏季检出率最高（70.0%），秋季次之（47.1%），春季最低（31.1%）[16]。有研究结果表明，部分农药可能作为非遗传毒性致癌物影响人体内分泌系统、免疫系统而促进癌症的发生[17]。农药作为一种常见的环境毒素，其与帕金森病发病的相关性业已得到证实[18]。

（2）农药对生态环境的影响。农药的大量和不科学使用，进入大气圈、土壤圈、水圈和生物圈，引起生态污染，造成物种灭绝，降低物种多样性，提高了杂草等物种耐药性和抗药性，导致发生生态灾难。一些农田杂草和有害病虫害产生抗性基因和基因突变，使其防治成本更高，需要投入更多成本研制可以防治的药物，以防治农田杂草病虫害的滋生和蔓延。

2 应对的措施和策略

2015年中央1号文件、全国农业工作会议提出“大力推进化肥减量提效、农药减量控害，积极探索产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的现代农业发展之路”，农业部制定《到2020年化肥使用量零增长行动方案》《到2020年农药使用量零增长行动方案》。这2个方案的正式提出，标志着我国治理化肥和农药超标过量使用问题进入了一个全新时代，化肥、农药双减理念的建立，标志着现代农业绿色发展的内涵更加全面和科学[19]。

2.1 增强化肥农药双减综合技术

倡导生物防治和物理防治，大力推行绿色农药和生物农药，降低有机农药用量比例。在化肥使用上减少生理酸性肥料，增加石灰性肥料结构比例。增加钝化剂、生物质炭、有机肥、作物秸秆等用量，降低土壤中重金属活性，防止其在蔬菜中的积累[20]。研制新型化肥包括微生物肥、控失性肥料[21]、缓释性肥料[22]、植物生长调节剂肥料[23]、农药微胶囊剂[24-25]、蛋白质生物农药[26]等。坚持开展测土配方技术，科学精准施肥[8，27]。坚持科学的配方用药、对症用药，避免多用药和乱用药[28]。从栽培技术等农业方面减少化肥和农药的使用量[29]。从更大尺度和广度推广测土配方施肥，全面扭转轻有机肥、重化肥的错误观念，深入贯彻有机肥替代化肥等行动，切实减少化肥用量。防治化肥和农药零增长陷入数字游戏[30]。制定目标层层监督和落实到农田末梢，要从根本上扭转农业面源污染突出的问题。

科学工作者结合具体的作物品种，因地制宜，采取相适应的降低化肥农药使用的举措，提高有效利用率，减少过量使用带来的负面影响，还要特别重视提高施肥用药装备和机械化技术水平。国家重点研发计划“设施蔬菜化肥农药减施增效技术集成研究与示范”项目首席科学家、中国农科院蔬菜花卉所研究员李宝聚介绍，经过4年研究，项目形成成熟共性技术40项。这些技术的使用必将在全国产生良好的推广价值，降低农药用量，提高蔬菜品质。

2.2 通过分子育种技术，提高蔬菜抗病、抗虫性

分子标记技术、全基因组选择技术、遗传转化技术、基因编辑技术、全基因组关联分析技术和生物信息学等高效的基因组技术等在蔬菜抗病抗虫育种的大量应用[31]，促进了抗病虫害品种的培育速度和质量。通过采用基因技术，提高蔬菜对化肥的利用率，降低施肥量，减轻对环境容量的压力[32]。另外提高蔬菜对农药的抗性，降低农药残留，提高蔬菜对病虫害的防御和抗性，并保证蔬菜的品质不降低。

3 结语

蔬菜是国民餐桌重要的组成部分，构成人体膳食营养结构中重要的一环。积极推进化肥减量增效、农药减量控害的总体思路，切实降低化肥和农药的用量，建立资源节约和环境友好型的现代蔬菜绿色产业体系，从而降低产出成本，增加农民收入，为“健康中国”贡献科技智慧和良好支撑。中国幅员辽阔，气候、土壤和水文千差万别，科技工作者立足实情，因地因品种研究和探索适合本土的化肥和农药绿色综合减量增效体系，显得十分必要。