土壤養分變化及農戶養分管理現狀研究

于婧文 ，周懷平 ，，解文艷 ，關春林

（1.山西大學生物工程學院，山西太原030006；2.山西省農業科學院土壤肥料研究所，山西太原030006）

據研究，施肥對糧食增產的貢獻率可高達50%以上[1]。根據我國1952—1992年的農業生產統計資料得出，化肥施用量與糧食產量的相關系數為0.948 3，化肥施用量增長與糧食總產量增加之間的相關系數為0.924 9[2]?？梢?，肥料是農業生產最重要的投入要素之一，也是農業生產發展到一定階段的必然產物，對農產品提高產量和改善品質具有不可替代的作用。

近年來，我國的肥料結構發生了重大的變化[3-4]，突出表現為化肥占總投肥量的比重不斷增加，這使得田間土壤養分含量發生了較大的變異。此外，雖然化肥施用量的增長率與糧食產量增長率之間具有同步趨勢，但是化肥施用量的增長率要遠高于糧食作物產量的增長率[5]。

張福鎖等[6]研究表明，大田作物是高投入—中產出—低利用，溫室蔬菜是高投入—高產出—低利用，果樹是高投入—低產出—低利用。劉榮樂[7]對七省區的肥料利用進行了研究，發現作物經濟效益的高低是影響肥料投入的主要因素，肥料投入為蔬菜＞果樹＞糧食，其中糧食作物的養分投入為N＞P＞K，蔬菜、果樹的養分投入為P＞N＞K。初明光等[8]在農戶抽樣調查數據的基礎上，分析了山東省不同糧食作物的施肥狀況，結果表明，糧食作物的化肥投入量占肥料總投入的比例在逐年下降，但單位面積化肥投入量卻穩步提高。黎青慧[9]利用1986—2000年陜西省農戶土肥信息監測資料，研究了全省的肥料施用狀況和農田養分平衡狀況，結果表明，氮肥投入過量，磷肥和鉀肥基本合理，但不同區域存在較大的差異。

施肥調查是對作物施肥量在數量上的認識，是了解農田土壤養分最直接、最有效的手段之一。通過進行農戶調查，能夠了解研究區養分管理現狀和存在的問題，從而為人為因素影響下的土壤養分時空變異的研究提供更為科學和準確的理論依據。

山西省壽陽縣宗艾鎮是國家旱地農業研究的典型試驗示范區。筆者在了解1998和2008年宗艾鎮土壤養分變化基本情況的基礎上，對該地區的肥料投入量與田間養分管理的變化進行研究，并選擇宗艾鎮5個經濟情況、種植結構、收入主要來源和地理位置各異的村，開展農戶問卷調查。將2008年的農戶施肥情況進行了量化，同時對當地農戶的田間管理進行了解，分析影響宗艾鎮土壤養分變化的非自然因素，以期提出鄉鎮區域農田土壤養分管理的合理措施。

1 材料和方法

土壤有效磷采用 0.5 mol/L NaHCO3浸提-鉬藍比色法測定，速效鉀采用NH4OAC浸提-火焰光度法測定，有機質采用重鉻酸鉀-外加熱法測定，土壤全氮采用半微量凱氏法測定。應用AcrGIS 9.0軟件地統計模塊計算土壤養分含量的面積。

調查的主要內容包括：農戶的基本情況、耕地情況、農業收入情況、購買肥料情況、農作物種植情況、施肥量、秸稈還田情況及其他管理技術等與農田養分相關的一系列問題。制定統一的表格，分小組走訪農戶，然后填寫表格，統一收回并進行匯總。

2 土壤養分變化情況

2.1 20世紀90年代土壤養分的基本情況

1998年糧食作物播種面積為2 258 hm2，總產量為11 259 t，單產為4 986 kg/hm2。1998年大牲畜約為1 635只，家畜、家禽67 140只。有機肥的實物量可近似認為是當地人、家禽和家畜的年排泄總量，根據年排泄量與各種養分在不同肥源中的含量值[10]的乘積求得有機肥各養分元素的折純量的值，即農家肥的實物量為26 368 t，折純量為329 t。在化肥使用情況的統計資料中，氮肥的實物量為1 620 t，折純量約為368 t；磷肥的實物量為1 035 t，折純量為154 t；鉀肥的實物量為30 t，折純量為18 t；復合肥（主要是硝酸磷）的實物量為87 t，折純量中氮為17.4 t，五氧化二磷為8.7 t。1998年宗艾鎮單位面積養分投入情況如表1所示。由表1可知，1998年化肥投入量占總投肥量的63.24%。氮肥的投入主要是碳酸氫銨、尿素和部分硝酸磷肥；磷肥的投入主要是過磷酸鈣、硝酸磷肥；鉀肥的投入主要以農家肥、作物的秸稈為主。

2.2 土壤養分的變化情況

經過10年的土壤耕作演替，土壤養分發生了變化。2008年對全鎮91個耕層土壤的養分監測化驗得出，土壤有機質平均含量14.56 g/kg，較1998年的 16.62 g/kg減少 2.06 g/kg，下降12.39%；土壤全氮平均含量0.87 g/kg，較1998年的0.80 g/kg增加0.07 g/kg，增長8.75%；土壤速效鉀平均含量106.69 mg/kg，較1998年的100.51 mg/kg增加6.18 mg/kg，增長6.15%；土壤速效磷平均含量7.81 mg/kg，比1998年的7.80 mg/kg僅提高0.01 mg/kg，變化不明顯。根據國家養分分級制表（表2）。

表1 1998年宗艾鎮單位面積養分投入情況 kg/hm2

表2 1998和2008年土壤養分情況

從表2可以看出，2008年宗艾鎮土壤有機質主要集中在Ⅲ，Ⅳ級，約占總耕地面積的89.34%；土壤全氮主要集中在Ⅳ，Ⅴ級，約占97.24%；土壤速效鉀主要集中在Ⅲ，Ⅳ級，約占99.08%；土壤速效磷主要集中在Ⅳ級，約占89.68%。由此可見，低有機質和缺氮的土壤面積仍然較大，農家肥的用量少和氮肥施用不平衡是關鍵。土壤養分的變化受到成土母質、土壤質地、礦質養分、氣候等自然因素的影響，也受到耕作栽培方式、田間養分管理等人為因素的影響。有研究也表明，宗艾鎮土壤養分的時空變異受非自然因素的影響更為強烈[11]。

3 2008年農戶的養分管理研究

3.1 作物種植情況與產量

2008年宗艾鎮糧食作物播種面積2334 hm2，總產量為18 090 t，單產為7 750 kg/hm2。共調查壽陽縣宗艾鎮農戶100戶，得到有效問卷73份。宗艾鎮主要糧食作物為玉米，每戶玉米的平均種植規模為1.19 hm2，種植面積在0.67 hm2以下的（含0.67 hm2）農戶有14戶，占調查農戶的19.18%；種植面積在0.67～1.33 hm2的農戶有37戶，占總農戶的50.68%；種植面積在1.33～2.00 hm2的農戶有19戶，占總農戶的26.03%；種植面積在2.00 hm2以上的有3戶，占總農戶的4.11%。主要的糧食作物播種面積及單產情況：玉米播種面積為2 126.27 hm2，單產為8 895 kg/hm2；高粱播種面積為35.87 hm2，單產為6 690 kg/hm2；谷子播種面積58.8 hm2，單產為3 330 kg/hm2；薯類 54 hm2，單產為 4 335 kg/hm2；豆類 52 hm2，單產為2 025 kg/hm2；其他雜糧7 hm2，單產為3 575 kg/hm2。

3.2 農戶的養分投入情況

農民的農業收入占總收入的73.5%左右，其仍然是農民收入的主要來源；農業支出占農業收入的40.3%左右，其相對于農業收入所占比值較大，導致農民獲得的純收益較少。就農業支出而言，其中相當一部分是購買肥料的支出。2008年宗艾鎮養分投入情況如表3所示。

近幾年開始使用不同氮磷鉀配比的復合肥和作物專用肥。結合表1、表2可知，肥料投入量增加了69.94%，單產增加了55.43%，肥料的增長高于糧食的增長率。

表3 2008年宗艾鎮農戶養分投入狀況

3.3 施肥方式與施用時期

所調查農戶全部施基肥，施用時期為播種前溝施或撒施后耕翻，其中有13戶農戶進行追肥。

基追肥比例如表4所示。磷肥和鉀肥的投入全部靠基肥投入，而氮肥量約有64.02%靠基肥投入，35.98%靠追肥投入。

表4 2008年基追肥比例

3.4 秸稈還田與有機肥施用

施用農家肥的農戶16戶，占調查總農戶的21.92%。其中，施用牛糞的5戶，施用豬糞的4戶，施用羊糞的5戶，施用雞糞的1戶，施用騾馬糞的1戶。作物秸稈是目前農田有機物的主要來源，上茬作物主要有玉米、馬鈴薯、白菜、甘藍等。作物收獲后秸稈的處理方式有田間直接焚燒、春季粉碎還田、秋季粉碎還田、堆漚還田、做牛羊飼料等。調查結果表明，15.94%的農戶采取秋季秸稈直接還田，23.55%的農戶采取春季秸稈直接還田，10.07%的農戶采取秸稈堆漚還田，40.43%的農戶將秸稈進行田間焚燒，10.01%的農戶將秸稈用于沼氣發電或其他。

3.5 肥料品種與施肥比例

宗艾鎮農戶施用的化肥品種主要有碳酸氫銨、普通過磷酸鈣、硝酸磷、尿素和不同氮磷鉀配比的復合肥和調控肥。另外，有少數農戶使用了作物專用肥和鉀肥。施用碳酸氫銨的農戶占調查農戶的43.86%，施用過磷酸鈣的農戶占31.51%，施用硝酸磷的農戶占13.70%，施用不同產地及含量的復合肥和調控肥的農戶占10.93%。既使用傳統肥料又使用復混肥的農戶有34戶。使用不同化肥農戶單位面積的施用量如表5所示。

表5 使用各種化肥的農戶單位面積的平均施用量 kg/hm2

4 討論

2008年肥料投入量比1998年增加了69.94%，單產增加了55.43%。截止2008年，土壤有機質平均含量14.56 g/kg，與1998年相比減少了12.39%；土壤全氮平均含量0.87 g/kg，增加了8.75%；土壤速效鉀平均含量106.69 mg/kg，增加了6.15%；土壤速效磷平均含量7.81 mg/kg，變化不明顯。

調查發現，農戶的種植規模大多在0.67～2.00 hm2之間，各農戶養分投入相差較大，其中，有機肥投入差異最大，施用農家肥的農戶占調查總農戶的21.92%。在秸稈還田方面，15.94%的農戶采取秋季秸稈直接還田，23.55%的農戶采取春季秸稈直接還田，10.07%的農戶采取秸稈堆漚還田，40.43%的農戶將秸稈于田間焚燒，10.01%的農戶將秸稈用于沼氣發電或其他。在施肥方式上，100%的調查農戶施基肥，17.81%的農戶進行追肥。

土壤中少有機質和缺氮的面積仍然較大，應該重視增加農家肥施用量和平衡氮肥施用量。大型農機較少、秸稈還田成本高以及秸稈直接還田存在的一些問題（例如病蟲害、容易劃破地膜等）都是影響秸稈還田的因素。追肥情況應引起重視，在作物需肥期應補充養分是增加糧食產量的有效途徑。在肥料選擇上建議選擇信譽度高的復合肥配合一定量的傳統肥料施用。

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［11］于婧文，周懷平，張建杰，等.褐土區鄉鎮級農田土壤養分時空變異研究[J].山西農業科學，2010，38（2）：34-39.