一、引 言

在国家粮食安全战略目标下，我国从2004年至2015年粮食产量实现了 “十二连增”，2016年、2017年粮食总产量略有降低。中国用7%的耕地养活了世界22%的人口，中国对世界粮食安全的贡献是巨大的。中国粮食产量提高，除了政策和投入外，更多的是依靠科技进步取得的。而在农业科技进步的进程中，化肥农药的使用对粮食增产的贡献相当大，尤其是化肥的使用对粮食增产的作用非常明显。但化肥施用量过大，对环境也造成了负面的影响。2000年我国使用强度为340.8千克/公顷，超出发达国家所规定的225千克/公顷的安全上限值 （为防止水体污染所设置的）。2015年我国化肥使用强度达到了362.0千克/公顷，为 2000年的 106．2%，超出世界平均强度（137.6 千克/公顷）的 1．6 倍，在世界排名为第21位，不仅远超过了同为金砖国家的俄罗斯、南非、印度和巴西三国，也超过法国、美国等农业发达国家。日本、法国等国家的化肥使用在2008年有所下降，这一方面与全球金融危机有关，另一方面也与他们努力改变化肥不合理使用有关。农药使用方面，2016年我国农药使用强度为10.4千克/公顷，是2000年的127.6%，比国际警戒线（7千克/公顷）高出48.6%，使用强度同样远超世界平均水平，约为后者的2.5倍。［1]从目前情况看，中国化肥的施用量还有增加的趋势。那么，化肥、农药施用量到底多少为合适？化肥使用有生物学过量和经济过量，撇开生物学过量特性，本文利用化肥、农药的边际效益指标，从经济学角度讨论化肥和农药使用是否已经过量。

梳理当前的研究文献，相关研究主要如下：

（一）化肥对粮食增产影响。中外学者基本达成了共识：粮食的增产与化肥的使用量呈正相关关系。美国诺贝尔奖获得者、著名的农业作物育种专家Norman 说过，20世纪全球农作物的产量的增加，其中有一半是由化肥的施用而取得的。［2]据联合国粮农组织（FAO）统计，化肥在农作物增产中，对增产的贡献约占 40%～60%。［3]我国学者李家康 （1999）对1981年开始布置的52个10年以上长期肥料定位试验点研究表明，施用化肥对粮食产量的贡献率全国平均为40.8%，其中双季稻区早稻为 31.9%，晚稻为34.6%，旱作两熟区的小麦为60.2%，玉米为46.2%。徐浪、贾静（2003）根据四川省的数据研究表明，化肥的使用量与粮食产量呈显著的正相关关系。王祖力、肖海峰（2008）通过回归模型研究也认为化肥施用量与粮食产量之间呈明显的正相关关系，化肥的使用是影响粮食产量增长的重要因素，化肥对粮食增长的贡献率达56.81%，超过50%，是所有投入要素中贡献最大的一项。［4]房丽萍、孟军（2013）通过C-D生产函数模型研究，也得出相同的结论。［5]

（二）化肥、农药对农村环境的负面影响。上世纪80年代以来，我国在粮食生产过程中化肥、农药使用得到了普遍推广，使粮食产量有了大幅提高，基本解决了中国人吃饭问题，保证了中国的粮食安全。中国的耕地越来越少，产量越来越高，化肥、农药的使用量也越来越大。粮食生产对化肥、农药的依赖性越来越强。任何事物都有两面性，大量使用化肥和农药会增加粮食产量，但也会污染环境。因为化肥过量使用，植物只吸收一小部分，大部分随水土流失或留在土壤，对周围的水体造成面源污染。据有关部门测算，当前我国化肥被植物吸收利用的只有30%~40%，大量没有被吸收的化肥残留在土壤中对水体和环境造成重大影响，形成了大量的面源污染，生态环境遭受破坏，反过来又影响粮食产量和质量提高。这方面的研究，中外学者也形成了一致看法：过量使用化肥和农药会导致农业面源污染，破坏环境，导致食品的不安全。David Pimentel等首先提出了在集约化粮食生产中，由于大量使有化肥和农药，带来土壤侵蚀的问题。随后Matson等（1998）提出“高投入和高产出”的粮食生产模式引起的农田养分流失造成的面源污染、生物多样性下降、温室气体排放增加等生态环境问题，是对粮食生产可持续性的挑战。［6]中国学者马骥（2006）认为，一些农区由于长期大量使用单一品种或比例的化肥，不仅导致农业成本增加，而且会引起农业产品质量的下降和环境污染的加剧等一系列问题。［7]张福锁（2012）认为，农业生产中高能源消耗和大量的化学品投入所引起的农业面源污染问题日趋显著，必须引起足够的重视。［8]赵志坚等（2012）通过对湖南省化肥施用与粮食产量的变化，研究化肥使用对环境的影响，结果显示，化肥投入量每增加1%，会带来粮食产量增加0.139%；粮食的化肥投入量与环境成本之间存在更为明显的相关关系，化肥投入每增加一个百分点，环境成本增加1.57个百分点。单位面积粮食产出的化肥投入边际效益以年均3.58%的速度降低。［9]