冀西北壩下地區農戶春玉米施肥現狀調查與分析

王激清， 劉社平， 張寶悅

(1.河北北方學院 農林科技學院, 河北 張家口 075000; 2.河北北方學院 經濟管理學院, 河北 張家口 075000)

冀西北壩下地區農戶春玉米施肥現狀調查與分析

王激清1， 劉社平1， 張寶悅2

(1.河北北方學院 農林科技學院, 河北 張家口 075000; 2.河北北方學院 經濟管理學院, 河北 張家口 075000)

為了解冀西北壩下地區春玉米施肥現狀，指導農戶科學施肥，2014年通過問卷調查方式，對春玉米產量和肥料養分資源投入狀況進行調查分析。結果表明：冀西北壩下地區春玉米平均產量10 244 kg/hm2；N、P2O5、K2O的平均施用量分別為209.0 kg/hm2、106.7 kg/hm2和56.2 kg/hm2，N∶P∶K=1∶0.51∶0.27；春玉米氮肥施用不足和過量問題同時存在，施磷量偏高與施鉀量偏低的農戶比例分別為47.2%與52.8%，施用有機肥的農戶僅占總調查農戶數量的11.3%；磷酸二銨基肥配合尿素追肥的傳統施肥模式在冀西北壩下地區仍占主導地位，春玉米氮肥和磷肥偏生產力分別為49.0 kg/kg和96.0 kg/kg。建議：冀西北壩下地區春玉米種植一方面應通過選擇優良品種和改進栽培技術充分挖掘產量潛力；另一方面應建立高產高效的施肥調控技術體系。

冀西北壩下地區； 春玉米； 施肥現狀； 產量

冀西北張家口地區地處華北平原與內蒙高原的過渡地帶，位于北緯39°30′～42°10′，東經113°50′～116°30′。該區域為干旱半干旱大陸性季風氣候區，四季分明、雨熱同季、晝夜溫差大，是北方重要的春玉米生產區，玉米常年的播種面積穩定在13.30萬hm2以上，2013年玉米種植面積達17.89萬hm2，占農作物總播種面積的25.4%。冀西北壩下春玉米種植區是張家口的糧食主產區，玉米是當地主要的糧、經、飼兼用作物，不但產量高而且質量好，種植面積占張家口玉米面積的50%，糧食產量占張家口糧食產量的三分之二，尤其以鄭單958大面積推廣種植以來，河川區高產田單位面積產量可達12 000～16 500 kg/hm2[1]。

玉米在我國糧食生產中占有越來越重要的地位，中國平均玉米氮肥單位面積施用量在過去幾十年內持續增長，在1980年以前，全國平均值不足100 kg/hm2，2000—2010年,已經高達238.2 kg/hm2，平均每10年增加近50 kg/hm2[2]。受施肥越多產量越高以及要高產就必須多施肥等傳統觀念的影響，為了獲得作物高產，大量施用化肥，不合理甚至盲目過量施肥現象相當普遍[3]。對東北地區春玉米農戶施肥現狀的調查表明，農戶施磷量偏高與施鉀量偏低成為肥料施用量不合理的突出問題，施用有機肥的農戶很少，這些因素將影響玉米產量的長期穩定提高[4]。前人對陜西榆陽區農戶春玉米施肥情況進行調查分析指出，該地區春玉米施肥存在問題主要包括農戶養分投入差別大，肥料利用率很低，肥料品種單一[5]。目前，針對冀西北壩下地區春玉米農戶施肥現狀尚無系統的調查研究。為此，筆者以冀西北壩下地區為研究對象，通過農戶調查了解該區域春玉米肥料施用現狀并進行分析，探尋冀西北壩下地區春玉米生產中存在的問題，尋找解決途徑，旨在促進農業生產可持續發展。

1 調查研究方法

1.1 調查區域

以冀西北張家口壩下春玉米種植區懷來縣、涿鹿縣、宣化縣、萬全縣、懷安縣、陽原縣、蔚縣和下花園區為調查區域。該區域農作物種植制度以一年一熟制為主，春玉米為主要種植作物，一般于4月底至5月初播種，9月底至10月初收獲。

1.2 調查方法

調查于2014年3月10日—4月10日在冀西北壩下地區7個縣和1個區進行，每個縣(區)選擇有代表性的4個村，每個村隨機選擇10個玉米種植戶進行調查，調查內容主要包括當地春玉米種植品種和產量，春玉米基肥及追肥施用的種類與數量，施肥方式及習慣等，共得到有效調查問卷320份。

1.3 數據分析與處理

1) 肥料偏生產力。指單位投入的肥料所能生產的作物籽粒產量，可以反映當地土壤基礎養分水平和化肥施用量的綜合效應[3]。

PFP=Y/F

式中，Y為某一種特定的化肥施用下作物的產量，單位為kg/hm2；F代表化肥的投入量，單位為kg/hm2。

2) 產量分級指標。根據農戶調查結果和該區域試驗研究結果[6-8]，明確調查區農戶春玉米產量分級指標，即9 000～10 500 kg/hm2為適中，10 500～12 000 kg/hm2為高，超過12 000 kg/hm2為很高，7500～9 000 kg/hm2為低，低于7 500 kg/hm2為很低。

3) 數據處理。調查數據用Excel進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 春玉米種植品種及產量

調查結果表明，目前張家口市籽粒用玉米包括中晚熟及中早熟類型品種，中晚熟品種以鄭單958、先玉335、巡天969、紀元1號、沈單16等為主，其中鄭單958和先玉335仍為農戶種植的主要品種，種植農戶占總調查農戶的35.0%；中早熟品種以吉單27、巡天16、佳禾7、四單19、張單206等為主，其中吉單27種植農戶占調查農戶的15.6%，為主栽品種。

對320戶農戶春玉米產量結果分級(表1)表明，產量適中的農戶占37.2%，平均產量為9 681 kg/hm2；產量高和很高的農戶分別占25.3%和13.8%，平均產量分別為11 381 kg/hm2和13 943 kg/hm2；產量低和很低的農戶分別占12.5%和11.3%，平均產量分別為8 276 kg/hm2和7 208 kg/hm2。調查區春玉米總體平均產量為10 244 kg/hm2。

表1 調查區農戶春玉米產量分布

2.2 春玉米肥料施用現狀

2.2.1 化肥施用量及氮磷鉀肥比例 調查結果表明，大多數農戶對蔬菜、馬鈴薯、西(甜)瓜類等經濟效益相對較高的作物普遍重視施用有機肥，而在春玉米上施用有機肥的農戶很少。在所調查的320戶農戶中，只有36戶在春玉米上施用有機肥，占總調查農戶的11.3%，且這些農戶基本是畜禽養殖戶和種植大戶，平均投入量為15 000～30 000 kg/hm2。

從表2看出，調查區農戶春玉米氮肥(N)平均用量為209.0 kg/hm2，最高值為485.0 kg/hm2，最低值僅為60.0 kg/hm2；磷肥(P2O5)平均用量為106.7 kg/hm2，最高值為190.0 kg/hm2，最低值僅為38.0 kg/hm2；鉀肥(K2O)平均用量為56.2 kg/hm2，與氮、磷相比，農戶在春玉米的鉀肥用量差距更大，施用最高值為150.0 kg/hm2，在320戶農戶中有67戶不施用鉀肥，占比為20.9%。調查區域春玉米N∶P2O5∶K2O=1∶0.51∶0.27，鉀肥施用比例明顯低于春玉米的合理投入比例(N∶P2O5∶K2O=1∶0.45～0.60∶0.45～0.60)[9]。

2.2.2 春玉米化肥用量分布 根據春玉米種植區農戶肥料施用現狀和冀西北壩下地區春玉米肥料試驗結果[4-5,7]，將農戶春玉米氮肥(N)施用分為5級(表3)，并按此分級標準對農戶氮肥施用量進行分級。結果表明：氮肥施用量適中的農戶占32.5%，施用量低的農戶占21.3%，很低的農戶占15.9%，施用量高的農戶占20.3%，很高的農戶占10.0%。說明，在冀西北壩下地區春玉米氮肥施用不足和施用過量的問題同時存在。對于氮肥用量過高或過低的農戶應通過合理引導，科學施用氮肥，提高氮肥利用率，實現高產高效。

表2 調查區農戶春玉米的化肥施用量

表3 調查區農戶春玉米的化肥用量分布

磷肥(P2O5)施用量適中的農戶占33.1%，高和很高的農戶分別占24.1%和23.1%，低和很低的農戶分別占15.6%和4.06%。說明，該區域高于47%的春玉米種植戶磷肥用量過大，因此，減少磷肥用量，提高磷肥利用率是該區域平衡施肥工作的重點。鉀肥(K2O)施用量適中農戶占36.9%，有24.7%和28.1%的農戶施用量為低和很低，而只有4.38%和5.94%的農戶施用量為高和很高的水平，因此在該區域仍需要進一步增加鉀肥的投入。

2.2.3 肥料種類和施肥方式 調查區域春玉米化肥施用品種包括尿素、碳酸氫銨、磷酸二銨、過磷酸鈣、氯化鉀或硫酸鉀、三元復合肥(含玉米專用肥)，部分高產田農戶還施用鋅肥(硫酸鋅)和鐵肥(硫酸亞鐵)。從表4看出，春玉米基肥種類以磷酸二銨比例為最大，用戶比例占總調查樣本的48.4%；其次為三元復合肥(含春玉米專用肥)，用戶比例為44.7%；第三為氯化鉀或硫酸鉀，用戶比例為34.4%；第四為尿素，用戶比例為25.6%；施用碳酸氫銨和過磷酸鈣的農戶少，用戶比例分別為6.56%和6.88%。

春玉米追肥品種為尿素和碳酸氫銨，其中追施尿素的農戶為249戶，占總調查樣本的比例為77.8%；追施碳酸氫銨的農戶為42戶，占總調查樣本的比例為13.1%。此外，在所調查的320戶農戶中，有29戶未追肥，其中13戶施用緩釋玉米專用肥，16戶以普通三元復合肥作基肥。

表4 調查區農戶春玉米施用化肥的種類

Table 4 Fertilizer varieties on spring maize in the investigation areas

肥料品種Fertilizervariety基肥Basefertilizer戶數/戶比例/%追肥Topdressing戶數/戶比例/%尿素Urea8225．624977．8碳酸氫銨ABC216．564213．1磷酸二銨DAP15548．400過磷酸鈣SSP226．8800氯化鉀(硫酸鉀)MOP(SOP)11034．400三元復合肥NPKfertilizer14344．700

2.3 春玉米肥料偏生產力

根據調查區農戶氮、磷、鉀的平均投入量與平均產量獲得冀西北壩下地區農戶春玉米氮、磷、鉀的偏生產力分別為49.0 kg/kg、96.0 kg/kg和182.2 kg/kg。從表5看出：氮肥偏生產力在40～50 kg/kg的農戶比例最大，占調查樣本的31.3%；其次是50～60 kg/kg，占27.2%。磷肥偏生產力以70～90 kg/kg和90～110 kg/kg的農戶比例最大，占調查樣本的比例均為35.0%。總養分偏生產力以25～30 kg/kg的農戶比例最大，占調查樣本的比例為38.1%；其次是20～25 kg/kg，占25.0%。

表5 調查區域春玉米化肥偏生產力的分級

3 結論與討論

3.1 充分挖掘春玉米產量潛力

充分挖掘作物產量潛力，提高作物產量是國家糧食安全和可持續發展的重大需求[10]。冀西北地區農戶調查結果表明：春玉米產量適中的農戶占37.2%，產量高和很高的農戶分別占25.3%和13.8%，平均產量達10 244 kg/hm2。但該產量和全國、世界平均水平仍有較大差距，產量還有很大的潛力。第一，選擇優良品種提高玉米的產量。陳范駿等[11]研究表明，目前東華北玉米主推品種中，在高產栽培條件下，高產氮高效品種的增產幅度為8%～10%；在低氮脅迫下,耐低氮品種具有增產12%的潛力，選育高產氮高效玉米品種是實現增產節氮的可行途徑。利用農業生產系統模型分析也得到1961—2010年在玉米品種更替條件下，吉林省梨樹縣春玉米產量潛力的多年平均值為11 537 kg/hm2，近50年產量潛力呈顯著上升的趨勢；不同年代育成的玉米品種平均增產貢獻率為46.1%～79.0%，且隨育成年代后移呈增大的趨勢[12]。目前，冀西北壩下地區鄭單958和先玉335仍為農戶種植主要品種，種植面積占調查面積的35.0%，這2個品種推廣前期在豐產性、穩定性、抗病性等方面表現較好，但到目前為止，鄭單958和先玉335該地區種植將近10年，已開始退化，因此，急需高產穩產多抗的玉米新品種替代，如近年來河北巡天農業科技有限公司篩選推廣的巡天969、巡天1102、農單903等品種種植面積在逐漸擴大。第二，必須進一步完善春玉米高產栽培技術，提高玉米整體單產水平。目前國內農業科研往往可以在特定地區小面積耕地上不斷刷新作物單產記錄，但卻難在大面積實現。我國優良作物品種產量潛力的發揮往往低于60%,而發達國家可達85%[10]，因此研究區域面積上的作物高產栽培技術更有利于品種產量潛力的發揮。有研究表明，春玉米高產關鍵技術包括采用耐密型高產穩產品種，合理提高密度，充足的水肥供給，科學管理和地膜覆蓋等[13]。冀西北雨養補灌地區春玉米獲得高產突破是產量性能綜合指標優化配合，其中密植條件下維持光合性能與產量構成的有效配置十分重要，通過有效密植高產栽培，冀西北雨養補灌地區玉米可獲得高于18 450 kg/hm2的產量[14]。

3.2 實現春玉米平衡合理施肥

研究結果表明，調查區農戶春玉米氮肥(N)平均用量為209.0 kg/hm2，介于春玉米合理施氮量195～225 kg/hm2[7]；施用量適中農戶占32.5%，施用量低和很低的農戶占37.2%，施用量高和很高的農戶占30.3%。磷肥(P2O5)平均用量為106.7 kg/hm2，施用量適中農戶占33.1%，高和很高的農戶占47.2%。鉀肥(K2O)平均用量為56.2 kg/hm2，施用量適中農戶占36.9%，低和很低的農戶占52.8%，雖然冀西北地區土壤受成土母質的影響，土壤鉀素水平較高[15]，但由于近年來氮、磷肥的大量使用和春玉米產量的增加，高產條件下對土壤鉀的供應容量與強度有了更高的要求。因此，合理引導這一區域種植戶尤其是高產農戶增加鉀肥用量對春玉米增產具有重要作用。

近年來隨著冀西北地區蔬菜、經濟作物的種植面積逐漸擴大[16]，農戶在這些經濟效益相對較高的作物普遍重視施用有機肥，而在春玉米上有機肥投入量在逐漸減少。在春玉米上許多農戶一直沿用磷酸二銨(基肥)+尿素(追肥)的施肥模式，雖然近年來部分農戶開始施用三元復合肥、玉米專用肥和氯化鉀(硫酸鉀)，但是鉀肥的用量仍顯不足。

3.3 提高春玉米的肥料偏生產力

肥料偏生產力是評價肥料效應的適宜指標。Ladha等[17]對世界不同地區玉米的氮肥偏生產力進行歸納總結得出，玉米的氮肥偏生產力平均為72.0 kg/kg；楊小梅等[2]研究表明，我國玉米氮肥偏生產力在過去幾十年內比較穩定，基本維持在40 kg/kg左右；張福鎖等[3]研究表明，我國玉米的氮、磷、鉀肥偏生產力分別為51.6 kg/kg、72.4 kg/kg和64.7 kg/kg。本研究通過調查分析得到春玉米的氮、磷、鉀肥偏生產力分別為49.0 kg/kg、96.0 kg/kg和182.2 kg/kg，表明，冀西北地區春玉米的氮肥偏生產低于全國和世界水平，今后仍需通過減少氮肥用量和增加春玉米的產量提高氮肥偏生產力。因調查區域春玉米生產中鉀肥投入很少，故冀西北地區春玉米的鉀肥偏生產力顯著高于全國水平。

目前，要充分協調春玉米產量、肥料投入量、肥料偏生產力這三方面的關系，以養分資源綜合管理技術和測土配方施肥技術為基礎，對傳統施肥技術和管理措施進行綜合、改進和發展，最終在建立以階段性需求目標產量為前提，綜合效益為準則，集土壤、作物和肥料管理于一體的春玉米高產高效施肥調控技術體系，實現春玉米高產與資源高效。

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(責任編輯： 姜 萍)

Investigation and Analysis of Present Situation of Household Fertilization on Spring Maize in Baxia Area of Northwest Hebei Province

WANG Jiqing1, LIU Sheping1, ZHANG Baoyue2

(1.CollegeofAgricultureandForestry，HebeiNorthUniversity，Zhangjiakou,Hebei075000; 2.CollegeofEconomicsandManagement，HebeiNorthUniversity，Zhangjiakou,Hebei075000,China)

In order to understand present situation of household fertilization on spring maize and to put forward the reasonable proposal of maize fertilization in Baxia area of northwest Hebei Province, investigation and analysis for yield and nutrients resource application were carried out by questionnaire method in 2014. The results showed average yield of spring maize was 10 244 kg/hm2, and fertilizer application rate of N, P2O5and K2O was 209.0 kg/hm2, 106.7 kg/hm2and 56.2 kg/hm2respectively, the proportion of fertilizer (N∶P2O5∶K2O) on spring maize was 1∶0.51∶0.27. Problems of surplus and deficiency existed in N fertilization input, P application rate was high and K application rate was low, the rate was 47.2% and 52.8% respectively, and only 11.3% farmers applied organic fertilizer. The traditional mode of diammonium phosphate as base fertilizer with urea as top dressing was still dominant in Baxia Area of Northwest Hebei Province.The average PFP (partial factor productivity) of nitrogen fertilizer and phosphate fertilizer were 49.0 kg/kg and 96.0 kg/kg respectively. Therefore, through fully analyzing relationship of yield, fertilizer application rate and PFP, on one hand fine varieties were selected and cultivation techniques should be fully improved for yield potential of spring maize, on the other hand fertilization technology system of high yield and high efficient should be set up.

Baxia area of northwest Hebei Province; spring maize; present situation of fertilizer application; yield

2015-07-30； 2016-03-07修回

河北北方學院創新人才培育基金項目“冀西北春玉米連作體系土壤硝態氮累積特征及施肥調控”(CXRC1305)； 張家口市科學技術研究與發展計劃項目(1311017C-8)

王激清(1972-)，男，教授，博士，從事作物高產栽培和養分高效利用研究。E-mail：wjq-72@126.com

1001-3601(2016)04-0156-0043-05

S14-31； S513

A