经过近30年的快速发展，我国已成为世界化肥生产和使用大国，尤其是氮肥和磷肥，生产和施用均为世界第一。世界化肥增长有一半的贡献来自于中国。2010/2011年度世界化肥消费量17220万吨，其中10410万吨N、4050万吨P2O5、2760万吨K2O。2010年我国化肥消费量5545万吨，其中氮肥3391万吨、磷肥1350万吨、钾肥803万吨。氮、磷、钾消费比例为1：0.40：0.24，与发达国家1：0.42：0.42 的比例仍有一定的差距，主要体现在钾肥的施用比例不足。磷肥协会统计数据显示：2009年磷肥产量为 1385.7 万吨，2010年为1580万吨，2011年1641.2万吨，2012年为1693万吨。

    化肥发展现状

    化肥在农业生产中占有重要地位，化肥已占到粮食作物生产成本的23%，是最大的生产资料投入。总体上我国化肥生产现状是N、P过量，钾需大量进口，其中尿素产能达到6000万吨，过量1000万吨，磷肥产能过量40%。近几年，我国化肥施用量平均每年增长7.5%，其中N肥增长4.8%。

    但是，化肥使用量与作物种类、土壤特性有关。2010年我国化肥施用总量5460万吨。按照种植用地20.26亿亩计算，亩均化肥用量26.9公斤。按照种植面积25.5亿亩计算，亩均化肥用量21.4公斤，虽然高于世界平均水平，但远低于农业发达的以色列的施肥水平（103.3公斤/亩。）我国人均蔬菜份额已达到250公斤/人年，大大高于世界平均水平120公斤/人年的水平。我国粮食作物种植面积约占总播种面积的67%，施用化肥量占总量的47%。

    经济作物施肥量要比粮食作物施肥量高，通常是粮食作物的1.5-2.0倍，一般糖料是1.5倍、茶园是1.6倍、果园是1.8倍、蔬菜为2.6倍。因此随着农业结构的调整，经济作物种植面积增加较多，施肥量将增加。我国化肥施用量中已超过40%为经济作物用肥，这几年增加的化肥绝大部分施用于非粮食作物上。

    我国大部分耕地开垦年代较久，土壤利用强度又高，肥力较低。旱地土壤有机质只有1.0％-1.5％，土壤全氮仅为0.07％-0.10％。而美国和俄罗斯等国土壤有机质一般3.0％-5％，土壤全氮仅为0.2％-0.40％。我国土壤肥力不高，要获得高产只能提高施肥水平。有报告显示：“1995年-2007年我国用肥量增加很快，化肥纯养分用量由3595万吨增加到5746.1万吨，增幅60%，而粮食产量由46500万吨增加到50150万吨，增幅8%，肥料资源浪费严重。”这种观点有待商榷。

    化肥复合化率成为趋势

    化肥的复合化是化肥工业的发展趋势，欧洲国家化肥的复合化率N、P2O5、K2O分别为21%、88%、67%，磷钾大部分以复混肥形态作底肥施用，氮肥复合化率较低是因为作物需要一部分以单质肥形态作追肥，以便对养分供应作进一步的调控，这表明为了满足作物不同生育期的养分需要，复混肥要与单质肥配合使用，实行“施肥套餐”，以提高肥料利用率。

    我国化肥复合化率究竟是多少，是不是已经达到了世界平均水平（35%-40%），本文依据2011年的化肥统计数据估算我国的化肥复合化率。

    据中国磷肥工业协会统计，我国2011年磷肥生产量1641.2万吨（折纯，下同），磷复肥（DAP、MAP、磷酸基NPK、NP）量为为1297.82万吨，磷复肥占磷肥产量比为1297.82/1641.2=79.08%，也就是说，不考虑普钙、钙镁磷肥、重钙作为复混肥生产原料，我国磷肥的复合化率已经达到79%。

    一般磷酸二铵（DAP）和硝酸磷肥（NP）作为复合肥直接使用。按2011年产量，DAP结合的氮为1289×18%=232万吨，NP结合的氮为47×30%=14万吨。

    我国复混肥实际产量无统计数据，估算实物量为5000-6500万吨。

    按5000万吨复混肥生产量，平均氮含量13%计，复混肥复合的氮为 5000×13%=650万吨，氮肥的复合化量为 650+232+14=896万吨。据中国氮肥工业协会统计，我国2011年氮肥生产量为4179万吨。氮的复合化率为896/4179=21.44%。

    钾肥国内生产385.6万吨，进口约400万吨，合计消费约780万吨。按5000万吨复混肥产量，平均钾含量10%计，复混肥复合的钾为5000×10%=500万吨。钾的复合率为500/780=64.1%。

    氮磷钾总的复合化率：

    （896+1297.8+500）/（4179+1641+780）=2693.8/6600=40.81%。

    若按6600万吨复混肥产量计算，我国氮磷钾总的复合化率：（1091+1297.8+650）/6600=46.04%。（复合化率见上表）

    因此到2011年，我国化肥的复合化率已达到甚至超过了世界平均水平。此计算中还没有减去出口的单质氮肥（尿素和硫酸铵）和工业用氮素。因此我国实际施用化肥的复合化率应该更高。

    提升化肥利用率

    需考虑综合因素

    我国肥料利用率氮为35%、磷为10%-20%、钾为35%-50%，这是1997年科学院院士、工程院院士专家组报告《我国化肥面临的突出问题及建设》中提出的。发展复合肥的目的就是为了平衡施肥，从而提高N、P、K的利用率。

    肥料的利用率与肥料结构、施肥方式、土壤质量相关。

    氮肥施入土壤后有3个去向，一部分氮素被当季作物吸收利用，一部分残留于土壤中，另一部分则离开土壤—作物系统而损失。它们之间存在着相互竞争的关系，一个去向的比例增大，另两个去向的比例就会减小。植物对氮素的吸收效率随土壤、作物、温度、水环境和施肥方法而有所不同，粗略地说，作物当季吸收利用一般为30%-50%，氮素损失可达20%-60%，土壤中残留约25%-35%。

    氮肥损失量和损失途径与土壤性质、耕作载培制度、气候环境条件密切相关，也受到农业措施的影响。

    合理使用氮肥品种很重要，如果将硝态氮肥施入稻田，就会造成严重的反硝化损失。

    不同种类、品种的作物，对氮素的需求特点不同，过量施用必然造成浪费。

    中国在大豆上过量施氮造成氮肥利用率低，并且还影响作物对其他营养元素的吸收。中国华北地区一般小麦—玉米轮作，过量施肥相当普遍，养分利用率偏低。施氮量为120 kg/ hm2时，氮肥损失率为9%，增加到360 kg/ hm2，损失率可达55%。中国的小麦传统施肥强调重施基肥，占总施肥量的50%以上，而高产作物养分需求的显著特征是需氮量后移。

    尿素和碳铵深施可提高利用率7.2%-12.8%。采用施肥时间和施氮量与作物对氮肥的需求相吻合可提高氮肥利用率34%-40%，降低习惯施肥量38.7%-41.3%，产量提高2.5%-3.5%。（有记录的巴西玉米高产16058 kg/hm2施肥方案是487kgN，485kgP2O5，511kgK2O，氮肥分6次施肥。）

    1998年-2006年，华北地区1915个样本，冬小麦施氮肥量303 kg/ hm2，夏玉米223 kg/ hm2，总氮肥投入量526 kg/ hm2。平均产量冬小麦5500 kg/ hm2，夏玉米平均单产5500-6000 kg/ hm2，轮作期小麦、玉米从农田移走的氮仅为271 kg/ hm2，投入的氮超过作物吸收的氮，达255 kg/ hm2。

    磷肥施用后当季利用率一般低于15%，剩余部分累积于土地中，在随后10年之内仍可利用。我国经多年施肥，土地中磷素累积较多，根据调查我国土地磷素已达17kg/亩，土地磷素水平已从20世纪80年代10mg/kg的缺磷水平增长到20mg/kg的富磷水平。

    我国常规肥料的当年利用率分别为：硫酸铵，55%；过磷酸钙，10%-15%；硝酸铵，50%；磷矿粉，10%；氯化铵，50%；硫酸钾，50%；尿素，35%-50%；氯化钾，50%；碳酸氢铵，30%-35%。

    美国的化肥利用率比中国高出20%，除了主要实施测土施肥，保证了土壤养分间的平衡，减少了因过量施肥而造成的浪费和对环境的污染外，还与美国肥料品种结构和施用方法有关。美国宾州粉砂壤中种植玉米分别表施尿素、尿素硝铵液、硝铵，施肥水平均为134 kg/hm2（以氮计），氮表观利用率分别为44%、53%、63%，尿素的氮利用率最低，硝铵最高。美国十分重视硝氮和铵氮配合施用，配合施用比单施可使玉米增产8%-25%，小麦增产21%-67%。美国1995年常用氮肥依次为含氮溶液800万吨，液氨500万t，尿素400万t，硝铵170万吨。2005年中国各种氮肥按实物计，尿素4150万吨，磷铵4000万吨，氯化铵470万吨，硝铵320万吨（实际上主要是工业用硝铵），其他氮肥430万吨。与美国相比，中国硝态氮肥与铵态氮肥的比例小得多。

    肥料利用率还与土地中的有机质相关。经济发达国家土地有机质含量在2.5%以上，发展中国家在1%-2%，经济不发达国家在1%以下。我国东部在1.5%以上，西部1.5%以下。有机质增加，提高土地肥力，可减少肥料养分的损失，提高肥料利用率，增加土地养分库容。化肥对土壤养分的直接作用与化肥投入量、土壤保肥性能及作物对养分的利用等因素有直接关系，具有持续的累积效应。

    美国耕地多，人口少，土壤肥力高，且一年只种1季作物，施用合适量化肥即可达到高产，所以化肥利用率高。而中国耕种历史长，土壤肥力低，人多地少，种植指数高，为了在地力不足的土壤上得到高产，必然增加化肥施用量，并且肥料施用方法不当，采用“一炮轰”，表面撒施等，带来肥料利用率低。