青島市冬小麥—夏玉米種植區施肥現狀調查與分析

宋朝玉 宮明波 王圣健 李玉剛

摘要：為了摸清青島市冬小麥—夏玉米種植區施肥現狀、土壤養分和地下水質量狀況，我們對3個典型種植區進行了調查研究。結果表明，青島市冬小麥—夏玉米種植區的土壤有機質總體為中等水平；堿解氮為豐富以上水平；有效磷為很豐富水平，平度市最高達到134.1 mg/kg；速效鉀含量處于缺乏狀態。萊西市、平度市淺層地下水NO-3-N含量均超過了20 mg/L，不能作為飲用水，膠州市也接近臨界值，調查區域70%的農村已經多年不取淺層地下水飲用。冬小麥N用量稍有不足；P2O5用量偏高，盈余71.9～130.7 kg/hm2；K2O用量不足，膠州市、平度市分別虧缺48.0、41.6 kg/hm2。萊西市玉米施N量較高，盈余213.9 kg/hm2，膠州市和平度市的施N量充足；施P2O5量較高，盈余42.8～ 84.9 kg/hm2；施K2O量不足，虧缺21.2～46.1 kg/hm2。一半以上的農戶盲目去掉了追肥環節，造成作物后期脫肥早衰、灌漿不足、容易倒伏的現象。建議冬小麥—夏玉米種植區加大秸稈還田力度，增施有機肥，控制氮肥用量，優化氮肥基追比，適量減少磷肥用量，提高鉀肥用量，選擇低磷高鉀的肥料品種，減少農業生態環境污染、促進農業可持續發展。

關鍵詞：冬小麥；夏玉米；施肥狀況；土壤養分；地下水

中圖分類號：S512.1+1+S513文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2016）07-0099-04

自20世紀80年代初以來，我國化學氮肥施用量增長了近2倍[1]。大量盲目施用化肥，不僅使肥料利用率不斷下降，造成肥料浪費，還會由于硝酸鹽的淋溶造成土壤酸化、次生鹽漬化。保護地蔬菜由于施肥的不平衡，造成土壤鹽化、酸化及環境污染[2～4]。我國北方一些地區由于氮肥的大量施用而引起地下水、飲用水硝酸鹽污染的問題已十分嚴重[5]。

近年來，由于玉米配方施肥、全程機械化和秸稈還田等技術的逐漸應用以及新品種的推廣，青島市夏玉米產量有了穩步提高，單產由2000年的6 754.5 kg/hm2增加到2011年7 381.5 kg/hm2，增產9.28%。2009年高產田示范達到16 023 kg/hm2，2014年達到了17 700 kg/hm2。為了摸清青島市冬小麥—夏玉米種植區施肥現狀、土壤養分和地下水質量狀況，我們對青島市轄區3個冬小麥—夏玉米典型種植區的土壤養分、施肥量、灌溉水和肥料品種現狀進行調查研究，并根據存在的問題提出對策，以期為青島市糧食穩步增產、防止環境污染和農業可持續發展提供科學依據。

1材料與方法

1.1調查區域概況及方法

選擇在萊西市、膠州市、平度市的“青島市萬畝糧食作物示范片”進行調查，每個縣市選擇2個典型鄉鎮的5～7個典型村調查，共調查34個代表性地塊（表1）。記錄田塊和水井經緯度，并編號。每個田塊采取“S”形五點取樣法取0～20 cm耕層土樣混合。室內測定土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀含量及井水的pH值和NO-3-N含量。并調查該農戶小麥、玉米的基肥品種、追肥品種、施肥量、肥料養分含量等。

平度市水樣全部取自井水，膠州市和萊西市一部分取自井水，另一部分取自水塘，均為灌溉水源。

1.2土壤養分測定方法

有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀分別采用重鉻酸鉀外加熱法、堿解擴散法、NaHCO3浸提-比色法、NH4OAc浸提-火焰光度法[6，7]，NO-3-N采用分光光度法測定[8，9]。

1.3養分盈虧計算方法

根據施肥數量和養分含量計算養分投入量，依據每生產100 kg籽粒所需養分量和作物籽粒產量計算養分支出量，養分盈虧量=投入量-支出量。每生產100 kg小麥籽粒所需養分為N-P2O5-K2O=3.1 kg-0.4 kg-2.03 kg，每生產100 kg玉米籽粒所需養分為N-P2O5-K2O=2.08 kg-0.54 kg-1.64 kg[10]。由于地下水硝態氮含量較高，因此灌溉水的N含量也計算在養分投入量內。小麥、玉米每季按澆水2次，每次澆水600 m3/hm2計算。

1.4數據統計分析

試驗數據采取Microsoft Excel和DPS軟件進行統計分析。

2結果與分析

2.1土壤養分狀況分析

土壤養分分級評價采用指標為我國第二次土壤普查制定的養分分級標準。

從表2可以看出，青島市冬小麥—夏玉米種植區的土壤有機質含量總體為中等水平，平度市最高，接近豐富水平；萊西市最低，處于缺乏狀態。3個市的土壤堿解氮含量均達到豐富以上水平。有效磷含量均為很豐富水平，且達到很豐富級別值（40 mg/kg）的2～3倍，其中平度市最高，達到134.1 mg/kg。速效鉀含量處于缺乏狀態，膠州市最低，處于很缺乏狀態。

綜合來看，青島市冬小麥—夏玉米種植區主要養分比例不均衡，N∶P2O5∶K2O比例約為2∶1.5∶1，不利于作物對養分的吸收。土壤養分狀況可以概述為土壤有機質中等，氮足磷高鉀不足。

2.2灌溉水狀況分析

我國地下水質量標準（GB/T 14848-93）中依據NO-3-N含量（mg/L）將地下水分為5類：Ⅰ類≤2.0，Ⅱ類≤5.0，Ⅲ類≤20，Ⅳ類≤30，Ⅴ類>30，其中集中式生活飲用水應符合Ⅲ類以上標準，即NO-3-N含量不超過20 mg/L。

從表3可以看出，萊西市、平度市地下水NO-3-N含量均超過20 mg/L，不能作為飲用水。膠州市也接近臨界值。地下水的化驗結果也驗證了我們實際調查的情況，調查區域70%以上的農村已經多年不取淺層地下水飲用，只能采取深層地下水統一供應飲用水。膠州、平度地下水均屬中性，萊西市地下水稍偏堿性。

2.3冬小麥施肥量及其養分盈虧狀況

由于地下水的硝態氮含量較高，每澆一次水相當于帶入土壤10.6～27.2 kg/hm2純N，相當于小麥和玉米單季施N量的5%～10%，因此計算氮肥循環時必須考慮在內。

從表4可以看出，冬小麥N施用量存在不足現象，但虧缺并不太大。3個縣市施P2O5量高，盈余71.9～130.7 kg/hm2。施K2O量不足，膠州市、平度市分別虧缺48.0、41.6 kg/hm2。

調查發現，近一半農戶小麥春季不追肥。以往春季追施尿素300～600 kg/hm2（合138～276 kg/hm2純N），氮肥用量減少了1/3～1/2。由于進城務工和從事第三產業人口增加，農村缺乏勞動力，為了省時省工，農戶多采取“一炮轟”的辦法，基施復合肥增加10%～20%左右，不再追肥。施用專用肥、緩控釋肥的農戶不足10%，90%以上農戶主要施用復合肥，養分含量多為N∶P2O5∶K2O=15%∶15%∶15%，造成P2O5用量顯著偏高，K2O用量不足。

2.4夏玉米施肥量及其養分盈虧狀況

從表5可以看出，萊西市玉米施氮量較高，N量盈余較多，達到213.9 kg/hm2，而膠州市和平度市的N量基本充足。3個縣市P2O5的用量較高，盈余42.8～84.9 kg/hm2。K2O用量不足，虧缺21.2～46.1 kg/hm2。

調查發現，萊西市一般農戶都在大喇叭口期追肥，而平度市、膠州市追肥農戶數不足1/3，因此兩市的施N量盈余較少。同樣是因為90%以上農戶主要施用養分含量多為N∶P2O5∶K2O=15%∶15%∶15%的復合肥，造成P2O5用量顯著偏高，K2O用量明顯不足。

3討論與結論

3.1避免盲目減氮，科學控施氮肥

由于第三產業發展和進城務工人員增加，農村勞動力缺乏，為了省工省時，農民簡單地通過少量增加基肥，去掉追肥環節的“一炮轟”方式來簡化種植模式，減少生產投入。但這種方式由于缺少追肥，造成作物后期脫肥早衰、灌漿不足、稈細莖弱、容易倒伏的現象。盲目減肥的方式導致產量降低和收入減少。

應按照目標產量計算施肥量。適當減少氮肥基施量，追肥不可缺少。根據調查結果，青島市土壤堿解氮較為充足，應適當控制氮肥用量。按照小麥目標產量7 500、9 000 kg/hm2時，建議每公頃施N總量232.5、279 kg。強筋小麥基追比4∶6或3∶7，中筋和弱筋小麥基追比5∶5[11]。玉米目標產量9 000、10 500 kg/hm2時，建議每公頃施N總量187.2、218 kg，基追比為5∶5或6∶4。

3.2地下水硝酸鹽污染應引起重視

農田施用化肥、養殖場畜禽糞便、含氮礦石堆場和大氣沉降是農區氮的主要來源[12]，其中農田氮肥施用是造成地下水硝酸鹽污染的農業面源污染的重要組成部分[13]。本研究取樣的區域均遠離蔬菜種植區，因此可認為冬小麥—夏玉米種植區的地下水硝酸鹽主要來源于農田的氮肥施用。

從調查結果來看，雖然目前氮肥用量并不過高，但灌溉水硝態氮含量較高，土壤N素豐富，主要是以往多年較高氮肥用量積累造成的。青島市冬小麥—夏玉米種植區80%的地下水中硝態氮含量已經超過20 mg/L，已經無法作為飲用水使用，需要引起相關部門的重視。要引導農民適量控制氮肥用量，優化氮肥基追比，提高利用率，減少氮肥對地下水體的污染。

3.3磷素富集多，磷肥用量高，應適當減少用量

多年高量磷肥的投入，造成了土壤有效磷的富集，還影響其它養分的吸收和利用。其主要原因是養分含量為N∶P2O5∶K2O=15%∶15%∶15%復合肥一直是市場主體，且磷素含量過高。目前推廣的部分緩控釋肥的養分比例已發生變化，降低了磷素含量，如N∶P2O5∶K2O=25%∶5%∶16%或25%∶5%∶18%復合肥的養分比例就較為合理。因此，建議選擇磷素含量低的復合肥或專用肥，推薦小麥、玉米每季P2O5用量為60～75 kg/hm2。

3.4重視提高鉀肥用量

青島市冬小麥—夏玉米種植區土壤速效鉀含量嚴重不足和鉀肥用量不足并存，現狀嚴峻。可以增施鉀肥、有機肥，或通過秸稈還田以增加鉀素投入量。小麥目標產量7 500、9 000 kg/hm2時，建議每公頃K2O用量為152.2、182.7 kg。玉米目標產量9 000、10 500 kg/hm2時，建議每公頃K2O用量為147.6、172.2 kg。

3.5合理選擇肥料品種

為了節省勞動力和投入成本，農戶大田生產主要以化肥為主，幾乎不施用有機肥，調查的34戶中僅有1戶施用有機肥。近幾年玉米秸稈還田的推廣，使得土壤有機質含量有所提升。為了改善土壤養分結構，傳統復合肥養分比例不合理的情況需要改變，肥料企業應該生產含磷量低、含鉀量高的復合肥，大力推廣低磷高鉀的玉米專用復合肥，引導農民選擇養分合理的肥料品種。

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