当前我国农业还在靠天吃饭，传统撒施、漫灌施肥与浇水的方式在广大农村还占主流。由于灌溉方式落后，我国农业灌溉水的利用率只有40%，仅为发达国家的一半左右；单方水的粮食生产能力只有0.85kg左右，远低于2kg以上的世界发达国家水平，水的浪费十分严重。
传统的施肥方式导致化肥吸收利用率低。2017年中国化肥年用量6750万吨（折纯），居世界首位，利用率30%左右，低于发达国家20个百分点以上。化肥的浪费非常严重，同时也导致我国土壤大面积被污染。这主要表现在土壤重金属与有毒元素显著增加，促进土壤酸化、板结，导致营养失调与硝酸盐积累，土壤结构破坏，以及微生物活性的降低等，给我国农业的可持续发展带来一系列问题。由于我国人多地少，为提高产量，施用化肥是大部分农民选择的重要途径。因此，我国已成为世界上施用化肥数量最大的国家。发达国家为防止化肥对土壤和水体造成危害而设置了15公斤/亩的安全上限，我国亩均用肥量在32公斤左右。农户施肥水平不高是引发农业化肥污染的源泉。
由于施肥方式的不当，也导致了 农产品品质下降。传统的撒施、漫灌施肥方式，加上人工成本的与日俱增，种植户不可能做到“少量多餐”。此外，测土配肥方式比较落后，市场上流通的决大多数还是预包装化肥，养分固定。根本不能满足不同作物、不同时期、不同土壤、不同水质的要求，不能做到精准施肥。此外，加上土壤酸化、板结，作物在需要养分的时候不能充分吸收到养分，作物的抗病性与抗逆性就会降低，作物得病虫害的概率就会大幅提升，种植户只能打农药进行治理。在种植户种植成本增加的同时，作物的品质也很难得到保证。据《科学周刊》统计，目前全世界有一半的农药用在了中国。全球农业生产每年要使用约350万吨的农药，其中，中国、美国、阿根廷占到了70%，仅中国就占到了世界农药使用总量的约一半，2016年中国农药使用量为190.71万吨。《科学周刊》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公斤的农药，法国使用2.9公斤，英国使用3公斤，中国使用10.3公斤，约为美国的4.7倍。在过去20多年里，美国、德国的农药使用量比较稳定，英国减少了44%，法国减少了38%，日本减少了32%，意大利减少了2 6%，越南减少了24%，中国的农药使用量增加了136.1%。过去20年，我国大规模使用农药，各类农产品农残留超标的比例更是居高不下。不仅威胁食品安全，更通过径流、渗漏漂移污染土壤和水环境，影响农田生态环境安全，农药污染耕地土壤面积已经超过了1亿亩。同时，这些不被利用的农药还会通过各种形式影响着其它动植物、甚至是公众的健康。
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