耕地土壤基础地力不断下降
张维理在接受采访时表示，在上世纪80年代之前，限制我国耕地土壤生产能力的主要问题是土壤氮磷养分不足，随着多年来化肥投入量和作物产量的持续增长，耕地土壤氮磷养分供应状况的较大改进，“低、费、污”已经逐步成为我国耕地土壤质量新一轮的核心问题。
张维理解释说，这里的“低”主要是指基础地力低。基础地力是指不施肥时农田靠本身肥力可获取的产量。优质耕地土壤是长期发育或多年培育的结果，通常土层深厚，富含有机质，水氧气热协调，保水保肥、耐旱耐涝、高产稳产，基础地力高。
据中国农科院土壤肥料研究所近年来在全国的田间定位实验与调查显示，我国各主要农区广泛存在的不合理耕作、过度种植、农用化学品的大量投入和沟渠设施老化已经导致农田土壤普遍性的耕层变薄，养分非均衡化严重，土壤板结，土壤生物性状退化，土壤酸化、潜育化、盐渍化增加，防旱排涝能力差，耕地土壤基础地力不断下降。
我国各主要农区，由于长期使用浅耕机械，同时不重视施用和科学使用有机肥料，农田活土层已明显变浅，作物根系难以下扎。因为缺少适合农民使用的科学施肥技术，全国各大农区化肥氮磷钾养分比例不合理问题依然普遍。在约占全国农田面积20%的集约化种植农区，氮磷肥料严重超高量使用，单季作物化肥纯养分用量平均为569～2000kg/hm2，氮肥利用率仅为10%左右。因养分供应极度失衡，作物病虫害严重，农田农药用量大幅度增加，导致这部分我国生产条件最好的耕地土壤盐害、酸化严重、结构破坏、农药残留、土壤污染问题十分突出、土壤生物性状、健康功能严重衰退，生产性能大幅度下降。山东、云南等省份一些蔬菜、花卉产区的农民不得不采取深翻底土、客土甚至更换地块等方式减缓产量下降。我国自上世纪80年代农村耕地从集体大面积经营转化为一家一户的经营方式，耕地管理单元变小，使用权变更频繁，对农田基本建设忽视，许多地区农田沟渠失修，尽管国家投资完成了包括河道改造在内的大型水利工程建设，由于农田沟渠老化，难以有效进行农田的防旱排涝。
唯一的“增肥低增产”类型
“费”是由于耕地基础地力下降，保水保肥性能、耐水耐肥性能差，对干旱、养分不均衡更敏感，对农田管理技术水平更苛求，因此土壤更加“吃肥、吃工，吃水，增加产量或维持高产，主要靠大量使用化肥、农药、农膜和灌溉用水”，导致“费”。
分析显示，目前在全球高氮化肥用量国家中，我国是唯一的“增肥低增产”类型，2000～2008年九年中，化肥总用量较90年代增长了35%，粮食单产净增加为315公斤/公顷。其他类型分别为：“减肥高增产”类型，如德国、以色列、荷兰，在2000～2006年7年中氮化肥总用量较90年代下降9%～26%，粮食单产增加约500公斤/公顷；“减肥低增产”类型，如韩国、丹麦、英国、法国在氮化肥用量下降17%～33%条件下粮食单产为较低增产（同期增加为211～296公斤/公顷）；“增肥高增产”类型，如越南、孟加拉、埃及、智利等，同期化肥用量增加了20%～69%，粮食单产净增加超过400公斤/公顷，最高达1173公斤/公顷。
“污”即耕地土壤污染，它是我国耕地质量存在的另一个主要问题。张维理介绍说，污染主要来源于工业和城市排污，农田农药、农膜等化学品的超高量和不合理使用，规模化畜禽养殖场高环境激素含量畜禽粪便和废弃物的不合理使用。
权威部门提供的资料显示，目前，我国农药使用量已达130万吨，是世界平均水平的2.5倍，受农药污染的耕地土壤面积达1.36亿亩；地膜使用量达63万吨，白色污染相当严重；我国畜禽养殖业始终保持高速发展的势头，畜、禽存栏量每10年增加1～2倍，近年来畜禽粪便产生量已达到工业固废量的3.8倍，在畜禽养殖业主产区，当地畜禽粪便及废弃物产生量往往超出当地农田安全承载量数倍乃至百倍以上，造成严重的土壤重金属和抗生素、激素等有机污染物的污染。
污染土壤占耕地面积的1/5
张维理认为，近年来高化肥、农药用量的蔬菜、花卉、水果作物播种面积的高速增长、畜禽养殖业的发展在为广大农民带来实惠的同时，也带来了不容回避的环境污染问题，并且在今后相当一段时间内会成为农业面源污染的主要来源。
张维理所说的面源污染是指在农田、村镇与城区场地上各种污染物质，如化肥、农药、生活垃圾、农村家畜粪便等，通过降水或农田排灌水时产生的地表径流、土壤渗透进入水体，造成的水污染。
从1993年开始，张维理就开始了对我国农业面源污染的调查研究。十多年来，她带领研究团队几乎走遍了十余省的100多个县，完成了5000多个田间定位调查、采样和试验。其研究显示，目前我国农业面源污染引起水域富营养化程度和广度已经远远超过发达国家。农业和农村发展引起的水污染已成为可持续发展面临的最大挑战之一。研究结果还显示，我国污染土壤已占耕地面积的1/5，污染最严重的耕地主要集中在耕地土壤生产性状最好、人口密集的城市周边地带和对土壤环境质量的要求应当更高的蔬菜、水果种植基地。
“死胡同”
近年来，一方面随着城市化、工业化的发展，城市和村镇周边排灌条件好，经过多年培育的优质耕地被大量占用，中低产田比例大幅度上升，耕地总体质量持续下降；另一方面，由于多年来各地对耕地质量问题重视不够，农村耕地管理方式与技术措施不合理现象十分普遍，造成主要农区耕地土壤基础地力下降，防灾抗灾能力差。张维理分析认为，目前维持高产，主要靠增加农用化学品和能源的投入量。目前，按播种面积计算我国氮素化肥平均施用量目前仍然分别是法国、德国、美国的151%、159%和329%，而耕地粮食单产水平较这些国家仍然低1～3成。
“尽管我国农村劳动力成本低廉，但氮化肥消耗的能源高于发达国家，农产品生产成本仍然很高，这也使得农民经济效益难以提高，农业产业的国际竞争力薄弱。”张维理说。
资料显示，由于耕地后备资源严重不足，我国耕地面积急剧下降，仅在1996～2003年，由于建设用地等，全国耕地面积就减少近1亿亩，平均每年减少0.8%。根据预测，到2020年，我国耕地的保有量还将较目前减少7%，因而不可能靠扩大耕地面积实现不断增长人口的粮食需求，要实现90%的粮食安全保障率，粮食单产必须在现有基础上提高30%。
张维理不无担忧地说，目前我国化肥用量水平已经很高，受报酬递减率作用，靠增加化肥投入量能够引起的产量增长已近极限。1998年以来，尽管我国化肥、农药、农膜等农用物质投入量一直在增加，但粮食单产却多年徘徊。这进一步说明，对于继续提高我国粮食生产能力，“仅靠增加农用化学品和能源投入量的模式将是一条死胡同，而提高耕地基础地力，藏粮于土，才是建立我国未来粮食安全长效机制、实现粮食安全保障的必然选择。”（来源：瞭望新闻周刊）