摘自：《植物保护》
题目：全球不同国家的种植业农药用量、使用强度与粮食产量相关性分析
作者：陈淑宁1 任宗杰1,2 闫晓静1 张帅2 袁会珠1*（1.中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害综合治理全国重点实验室 2.全国农业技术推广服务中心）
中国是农作物病虫害发生频次高、分布范围广、危害损失重的农业大国，每年因病虫害导致的潜在粮食损失约占总产的30%，果蔬类作物的损失更可超过35%。农药作为现代农业生产中不可或缺的战略物资，在防治病虫害、保障重要农产品有效供给方面做出了巨大贡献。据全国植保专业统计资料显示，通过有效控制病虫害，年均挽回粮食损失超1400亿kg，挽回蔬菜及果树等经济作物损失超800亿kg。2023年，中国小麦、水稻、玉米三大粮食作物的病虫害防控植保贡献率分别为27.58％、40.58％和25.66％，蔬菜和水果病虫害的植保贡献率也高达35.71％和42.04％。这些数据充分表明，农药在农业稳产保供、粮油作物大面积单产提升和广大人民生活品质提升中发挥着不可替代的作用。与此同时，中国已成为全球最大的农药生产国、出口国，也是重要的消费国，中国农药企业在国际市场上具有重要影响力。
然而，农药是一把双刃剑，其长期不科学、不合理使用也会对农业生产、农产品质量和生态环境产生不容忽视的负面影响。随着《中华人民共和国生物安全法》于2021年正式施行，农药被明确提升至保障国家生物安全的战略高度，其重要程度不言而喻。″十四五″期间，我国农业发展进入全面绿色转型的新阶段，这对农药″减量增效″提出了新的更高要求：既要确保农作物重大病虫害的有效防控以稳产保供，又要通过技术创新减少化学农药的用量，既要降低农药残留风险，又要保护农田生态环境和生物多样性。
1、全球农药总用量和农药使用强度发展变化趋势
1.1 全球农药总用量发展变化趋势
根据FAO发布的《农药使用与贸易1990－2023》报告，全球农业农药使用总量（折百用量）在过去30多年间经历了显著增长。2023年，全球农药（以有效成分计）总使用量达到373万t，虽较2022年微降2%，但相比1990年的180万t，已实现翻倍增长（增长100%），较2013年的326万t，增长了14%。
在总量增长的同时，农药的使用结构发生了深刻变化，除草剂使用量占据绝对主导地位。从使用量看，与1990年代相比，2023年除草剂全球使用量激增130%，杀菌剂增长58%，杀虫剂增长48%。从农药种类构成看：除草剂在全球农药使用总量中的占比从1990年的38.55%升至2023年的53.89%，杀虫剂占比从26.47%降至20.37%，杀菌剂占比从25.05%降至20.88%（图1）。
全球农药市场的高度活跃进一步推动了农药使用格局的演变。2023年，全球农药出口总量约670万t（制剂产品），出口总值达428亿美元。尽管受全球经济波动影响，2023年的出口量与出口额较2022年分别下降3%和12%，但从长时间维度来看，2014年—2023年10年间，农药出口量增长了39%，表明农药作为全球农业重要生产要素的流通性持续增强。
图1 1990年－2023年全球不同种类农药折百用量变化趋势
1.2 全球农药使用强度的发展变化趋势
为规避因各国耕地面积差异带来的农药使用总量评估偏差，衡量农业绿色发展水平和化学农药负荷程度，FAO引入了单位耕地面积农药折百用量（有效成分计）这一核心指标，本节据此分析全球和区域层面的农药使用强度，以客观衡量农药使用量对环境与经济效率的影响。2023年全球平均农药使用强度为2.40 kg/hm2，比2022年下降2%，然而从长周期来看，该指标相比1990年增长了96%。从单位农业产值用量来看，2023年为0.88 g/美元，比2022年下降4%；与1990年相比该指标仅增长4%，说明农业产值的增长速度与农药投入量的增幅基本保持同步，农药利用效率的提升在一定程度上抵消了用量增长带来的压力。
1.3 全球不同区域农药总用量和农药使用强度发展变化趋势
从区域差异看，1990—2023年全球不同区域农药使用强度呈现明显分化（图2）。美洲农药使用强度持续升高，由1990年的1.61 kg/hm²增至2023年的4.97 kg/hm²，并于2022年达到5.08 kg/hm²的高位，长期处于较高水平。大洋洲在2018年后快速上升，由2018年的2.62 kg/hm²增至2023年的5.64 kg/hm²，成为2023年农药使用强度最高的区域。亚洲整体呈缓慢上升后小幅波动趋势，由1990年的1.18 kg/hm²升至2023年的1.86 kg/hm²；欧洲变化相对平稳，由1990年的1.37 kg/hm²小幅升至2023年的1.55 kg/hm²。非洲农药使用强度始终处于最低水平，但也由1990年的0.36 kg/hm²增至2023年的0.69 kg/hm²。总体来看，美洲和大洋洲农药使用强度增长较快，亚洲和欧洲处于中等水平，非洲长期维持低使用强度水平。
图2 全球不同区域农药使用强度变化图
自20世纪90年代中期以来，美洲始终是全球农药使用量最大的地区，其使用规模始终领先于亚洲、欧洲、非洲和大洋洲。2023年，美洲农药使用量从2022年的189万t下降至184万t（图3），降幅为3%，但较1990年仍增长了202%。
从2023年截面数据看，美洲按耕地面积、农业产值和人口折算后的农药投入水平均高于全球平均水平。具体表现为：单位耕地面积用药量为4.97 kg/hm²（图3），单位农业产值用药量为1.52 g/美元，人均用药量为1.24 kg/人，分别比全球平均水平（2.40 kg/hm²、0.88 g/美元、0.45 kg/人）高107.1%、72.7%和175.6%。
图3 美洲农药用量和使用强度变化图
2023年，亚洲的农药使用总量为105万t（图4），较2022年微降1%，但相比1990年增长了75%。同期，亚洲成为全球最大的农药出口地区，出口总量达360万t，总产值约为171亿美元。
从2023年截面数据看，亚洲按耕地面积、农业产值和人口折算后的农药投入水平均低于全球平均水平。具体表现为：单位耕地用药量为1.86 kg/hm²（图4），单位农业产值用药量为0.47 g/美元，人均用药量为0.22 kg/人，比全球平均水平（2.40 kg/hm²、0.88 g/美元、0.45 kg/人），分别低22.5%、46.6%、51.1%。
图4 亚洲农药用量和使用强度变化图
欧洲的农药使用量从1990年的50.3万t下降至2023年的44.4万t，降幅为11.6%。自1990年以来，欧洲农药使用量整体呈下降趋势，年均增速约为-0.4%，近10年（2014年－2023年）减少约16.4%。欧洲杀虫剂用量占比仅为13%，为全球最低，这主要归因于欧盟共同农业政策的严格监管以及有机产品需求的持续增长。从使用强度看，2023年欧洲单位耕地农药使用强度为1.55 kg/hm²，比全球均值低35.4%；但其单位农业产值农药用量为0.80 g/美元，仅比全球均值低9.1%，这可能也与其有机农业发展与高附加值农产品供应有关（图5）。
图5 欧洲农药用量和使用强度变化图
2023年，非洲农药使用量增长至21.1万t（图6），近10年增长达29%，自1990年以来累计增幅达186%。尽管增长显著，但非洲农药的使用规模和技术水平仍相对较低，仅占全球总量的5%。从强度指标看，非洲的单位耕地农药用量为0.69 kg/hm²（图6）、人均用量为0.14 kg/人、单位农业产值用量为0.52 g/美元。从农药使用结构看，杀菌剂占比从2014年的29%上升至2023年的34%，除草剂从2014年的23%增至2023年的31%，而杀虫剂则从38%下降至28%。
图6 非洲农药用量和使用强度变化图
大洋洲的农药使用量在过去10年间显著增长，从2014年的5.9万t大幅上升至2023年的19万t（图7），增幅达230%。作为该地区最大的农药消费国，澳大利亚2023年的农药使用量为18.2万t，是2017年的3倍。从1990年至2023年，大洋洲的农药使用结构发生显著变化：除草剂用量占比从67%上升至80%，而杀虫剂用量占比从21%降至11%、杀菌剂用量占比从9%降至7%、其他农药从3%降至1%，占比均持续下降。该地区的农药贸易规模相对较小，且以区域内流通为主。值得注意的是，2023年大洋洲的单位耕地农药使用量5.64 kg/hm²、单位农业产值农药用量为2.55 g/美元，均处于全球最高水平，比全球平均水平分别高135%、189%。
图7 大洋洲农药用量和使用强度变化图
2、全球典型国家农药总用量和农药使用强度
2.1 典型国家农药用量和农药使用强度分析
从国家层面看，2023年全球种植业农药总用量呈现出高度集中的特点。其中，巴西以80.1万t的总用量位居全球首位，比排名第二位的美国（43万t）高约86%。印度尼西亚、阿根廷与中国分别以29.5万、26.3万t和21.8万t紧随其后，这3个国家的总用量相对接近。位列前10位的其他国家依次为澳大利亚（18.2万t）、越南（16.2万t）、俄罗斯联邦（9.7万t）、加拿大（9.6万t）和法国（6.5万t）。这一排名反映出大型农业强国及新兴农业大国在全球农药消费市场中占据主体地位（图8）。
尽管部分国家在总用量上处于领先地位，但其农药使用强度的表现迥异，在全球范围内呈现出显著的不平衡特征。我们选取农药总用量排名前20位的国家，系统比较其农药使用强度 (图8)。结果表明，越南的单位耕地面积使用量高达13.9 kg/hm²，显示出极高的投入强度；而俄罗斯联邦的使用强度仅为0.8 kg/hm²，处于极低水平；南美及东南亚地区的部分国家（如巴西、阿根廷、印度尼西亚）表现出较高的农药使用强度；而印度、尼日利亚、墨西哥等国家，以及非洲绝大多数国家（如尼日利亚）的农药使用强度则普遍低于全球平均水平。这种差异性反映出各国在种植结构调整、病虫害防控压力、农业技术水平高低及环保法规约束力等方面存在巨大区别。
图8 2023年典型国家农药总用量及农药使用强度对比分析
2.2 典型国家农药使用强度的模式差异与成因分析
通过对比分析2023年全球不同农业生产模式下典型国家的农药使用强度，可以发现，农药使用强度与农业集约化程度、作物种植结构及农业资源禀赋呈高度相关。
首先，高投入、高产出的集约化农业生产模式表现出极高的使用强度。拥有顶尖农业技术的国家和地区，如日本（10.61 kg/hm²）、荷兰（6.95 kg/hm²）和以色列（17.09 kg/hm²），由于人均耕地资源稀缺且高度依赖设施农业（温室）及高附加值订单农业，其农药使用强度显著高于全球平均水平。此外，部分地处热带、病虫害防控压力大、用药水平相对较低的新兴农业国家，如越南（13.90 kg/hm²），其农药使用强度也位居全球前列。
其次，以巴西为代表的热带规模化农业呈现出″高总量、高强度″的典型特征。作为全球农药使用总量最高的国家（图8），2023年巴西的农药使用强度达12.63 kg/hm²，是热带大田农业模式的典型代表。由于境内无严寒冬季，农作物病虫害全年持续发生且抗药性发生演进迅速，加之免耕技术对除草剂存在高强度依赖，使得巴西在维持大豆、玉米等作物大规模出口的同时，其单位面积所承载的化学负荷也远高于温带地区国家。
第三，欧洲技术先进国家呈现出中高强度的用药特征。以比利时、意大利、法国和德国为代表的欧洲国家，其农药使用强度在 3.41～5.42 kg/hm²之间。尽管这些国家拥有完善的监管体系和先进的生物技术，但为了维持高水平单产及应对病虫害防控压力，其化学农药投入依然保持在较高水平。
第四，规模化大田农业生产模式的国家农药使用强度相对温和。以英国和美国为代表的机械化农业大国，其农药使用强度较为接近，分别为2.78 kg/hm²和2.79 kg/hm²。虽然其通过精准施药技术有效控制了投入量的持续增加，但受限于单一作物大规模种植带来的病虫害防控压力，其使用强度仍明显高于中国（1.71 kg/hm²）。
综合而言，农药使用强度在不同国家的差异，是由各国经济社会发展阶段、在全球农业产业链与贸易体系中的位置以及政策法规的不同等因素共同塑造的。从经济发展指标看，农药使用强度与人均GDP之间呈现典型的″倒J型″非线性关系，即农药使用强度随人均GDP增长先快速上升后趋于平缓。然而，只有极少数高收入国家能真正降低农药总用量，这是因为在高收入国家，虽然杀虫剂用量逐步降低，但除草剂和杀菌剂用量呈持续上升趋势，导致农药总用量难以下降。此外，土地资源禀赋的约束也提高了部分发达国家的农药使用强度，在人均耕地资源极其匮乏的国家和地区，如日本、荷兰和以色列，为了在有限土地上实现极高的单产水平，必须依赖高科技设施农业及密集的化学品投入。从全球贸易与农业分工看，国际市场对特定农产品的需求，直接推动形成了区域性的高农药使用强度地带。例如，巴西、阿根廷等国家以出口香蕉、咖啡和转基因大豆为主，属于典型的出口导向型国家，导致其农药使用强度远超全球平均水平。此外，国家层面的法规政策与监管能力，对农药使用强度具有直接且强有力的调控作用。以欧洲为例，通过实施严格共同农业政策（common agricultural policy，CAP）构建了完善的农药使用监测与管控体系，有效遏制了农药用量的过快增长。1990年至2023年，欧洲农业农药使用量增幅仅为3%，显著低于同期美洲（191%）和非洲（175%）的增幅，体现出强有力的政策干预成效。2023年的数据显示，欧洲单位面积农药使用强度为1.66 kg/hm²，也低于全球平均水平。
来源: 植物保护-CNKI
