王薇,郝興順,張春輝,吳玉紅,陳浩,秦宇航
(漢中市農業科學研究所,陜西 漢中 723000)
肥料是作物生長的營養庫,極大幅度提高了作物的產量和質量,保障糧食安全。肥料按類別可劃分為無機肥和有機肥,前者也稱化學肥料,即各種氮、磷、鉀肥或復合肥等;有機肥多指農家肥,比如畜禽糞便、腐熟的植物等。無機肥的使用可迅速滿足作物生長對于營養元素的需求,增產效果明顯,但長期施用特別是偏施,不僅破壞土壤的結構性,增加土壤容重、降低孔隙度、導致土壤肥力嚴重下降,還會嚴重污染周邊生態環境。有機肥料與無機肥料的配合施用可以明顯提高作物單產和品質,有效的改善土壤理化環境;化肥用量的減少,還有利于保護本區生態環境,為建立優化的施肥結構展示了良好的應用前景[1]。
2015年中央一號文件指出要減少農田化肥農藥的使用,到2020年實現農田化肥、農藥使用量零增長目標。農業生產要樹立“增產施肥、經濟施肥、環保施肥”理念,增加有機肥資源利用,減少不合理化肥投入,走高產高效、優質環保、可持續發展之路,促進糧食增產、農民增收和生態環境安全。漢中地區作為陜西省重要糧油產地和國家南水北調工程中線水源地之一,合理施用肥料,是發展綠色可持續農業的關鍵所在,同時要注重保護耕地資源、提高耕地質量,營造良好生態環境。本文主要調查了漢中地區肥料資源利用現狀,現總結如下:
漢中位于陜西省西南部,北依秦嶺,南屏巴山,兼跨漢江、嘉陵江兩大流域的上游山地,四周群山環抱,中間是漢江河谷、盆地,屬于暖溫帶和亞熱帶的過渡地帶。漢中盆地是陜西主要的農業區之一,總耕地面積約29.53萬hm2,糧食種植面積約26.74萬hm2。其中水稻種植面積約12萬hm2,占陜西水稻種植總面積的93%;油菜種植面積約11.7萬hm2,占陜西油菜種植總面積的64.2%。本區還是陜西優質茶葉產地之一,種植廣泛,約6.65萬hm2。
本區土壤普遍缺氮,大部分缺磷或氮磷比例失調,有機質、磷的含量偏低,局部地區存在缺鉀現象,故本區化肥施用以氮肥和磷肥為主,很少施或不施鉀肥。
由表1可以看出,從2005年開始,漢中市農用化肥的施用量逐年增加,其中以2008年增幅最大,達到6.7%。從2011年開始,農用化肥施用量開始有所下降,但用量仍然較高。相較于高投入量,肥料的低利用率成為本區農業生產的限制因素之一,部分地區的氮肥的利用率在20%~50%,磷肥利用率在10%~30%。
本區是陜西主要的糧食產區之一,長期以來的大面積、高投入、高產出的種植模式,使得農民對化肥高度依賴。全市農業種植面積443 293 hm2,化肥年使用52.11萬t,每667 m2使用量高達377 kg。2005年,全省化肥施用量為147.3萬t,本區用量約占其1/3。

表1 漢中市近10年農用化肥施用量(實用量)
圖1中本區農用氮磷鉀(折純)生產量呈先緩慢增長后迅速增加然后階梯式下降的趨勢。2010—2011年生產量迅速增加,達到36.90萬t,增幅約48%;2011年以后,生產量減幅明顯。本區化肥施用量高居不下,但生產量迅速減少,化肥使用依賴外部供應。

圖1 漢中市2008—2016年農用氮磷鉀(折純)生產量
本區有機肥的資源種類主要有畜禽糞便、作物秸稈、沼渣有機肥等,種類多,資源豐富、開發潛力大。本次調查中,其他如城鎮垃圾、商品有機肥等未統計在內。
根據漢中市2015年統計年鑒顯示,本區人口總數385.21萬人,牲畜年末存欄總數326.71萬頭,其中豬年末存欄258.3萬頭,牛年末存欄29.6萬頭,羊年末存欄34.8萬頭,家禽1 110.3萬只,其產生的大量糞尿排泄物是有機肥的重要來源之一。根據畜禽糞便排泄指數(表2),可以得出本區畜禽糞便年排放量,具體情況見表3。

表2 主要畜禽種類糞便排放系數

表3 2016年漢中市畜禽的年排放量
本區畜禽糞便的主要利用模式,一是通過堆置腐熟和發酵,將其做農家肥,直接用于農業生產;二是用于沼氣發酵工程。至2016年末,本區共建有沼氣池13萬口,每年可處理大量畜禽糞便,供應沼渣有機肥用于農業生產。
本區作物秸稈的種類主要有水稻秸稈、油菜秸稈、小麥秸稈等,秸稈可作為有機肥直接還田,也用作飼料或薪柴。秸稈中除含有有機質外,還有氮、磷、鉀及各種中、微量元素等,粉碎直接還田,能顯著培肥地力、提高耕地質量。2016年本區秸稈產生量約240余萬t,其中可有效利用的達171萬t,秸稈綜合利用率達71.3%。
由圖2可知,本區秸稈類型以水稻和油菜秸稈為主,約占總量的61.8%。勉縣金沙灘地區秸稈還田試驗表明,秸稈還田可使作物增產約10%,并改良了土壤結構。秸稈還田不僅有效解決了秸稈燃燒帶來的大氣污染和環境惡化,還優化了土壤、提高耕地質量。

圖2 2016年漢中市主要作物秸稈產生量概況
發展農村沼氣工程,不僅可以提供大量清潔、高效的可再生能源,替代煤炭、薪柴和秸稈等常規能源,減少了對林木的破壞,還有效改善了農家庭院環境,消滅疫病傳染源,切斷傳播渠道,使農村環境衛生得到明顯改觀。沼氣池發酵后的剩余物統稱為沼肥,是一種優質有機肥料,沼肥還田不僅能顯著地改良土壤,提高土壤微生物數量與活性,還可增強作物抗凍、旱能力,減少病蟲害,提高作物產量。
本區從20世紀70年代開始推廣沼氣工程,到2016年底已建成沼氣池13萬口,遍及本區各區縣。近年來,本區加大推廣沼液、沼渣在農業生產上的應用,且施用范圍與規模不斷擴大,取得了顯著增產提質的效果。以本區城固縣元胡產區為例,與僅施化肥相比,施用沼渣有機肥可有效延緩元胡倒苗,增加單株塊莖數量,提高單株鮮重,從而提高元胡產量。施用沼渣有機肥處理元胡667 m2產量可達700 kg左右,較僅施化肥處理增產16.2%~32.4%,且施用沼渣有機肥后土壤疏松,利于元胡采收。
本區施肥以氮肥和磷肥為主,很少施鉀肥或不施鉀肥,施肥結構不合理,偏施嚴重。化肥年投入量大,當季利用率低,氮肥利用率約為35%,磷肥利用率約為20%。本區作為陜西糧食主要產區之一,近10年農用化肥投入量與糧食年產量表明,隨著化肥投入量增加,糧食產量增加幅度縮小,甚至出現減產現象。這一方面與化肥利用率較低有關,另一方面也反映出本區耕地質量有所下降。基于此,應調整氮、磷、鉀施肥量,平衡施肥比例,均衡土壤中營養元素含量;加強對于提高肥料利用率的研究,推廣新技術、新方法,減少化肥損失;提倡化肥與有機肥合理混用的施肥方式,優化施肥結構,制定合理的有機無機肥施用配比,增產同時提高土壤質量,利于本區長久發展。
本區有6家肥料生產廠家,主要以氮肥和復合肥生產為主,商品有機肥料開發有限。建議政府和有關部門對該類企業進行招商引資,在資金和政策上扶持發展,對本區的有機肥資源進行充分開發利用。研究制定有機肥開發生產的技術標準和管理辦法,加快商品有機肥的開發應用。
本區推廣秸稈還田技術已取得顯著成果,但仍有部分地區農民環保意識不強,私自焚燒秸稈,這與農業機械化普及程度有關,普及程度不高制約了秸稈還田利用。油菜和水稻秸稈等的還田利用需要配套相應的粉碎還田機、旋耕機等才可順利開展。在推廣技術同時,還應建立健全懲處機制,對于還田的農戶給予相應補貼,鼓勵其積極性,對于秸稈焚燒的農戶,建立相應地處罰措施。
相關部門進行有針對性和持久的宣傳,培養農民科學種植意識。由于農民受自身生活環境、習俗、傳統觀念等因素影響,導致對于短期利益更為重視,難以為長遠考慮,不利于農業持久健康發展,因而,進行科學宣傳至關重要。培養專業農民,使其具備科學合理的農業生產意識,以一點帶動多點,形成面狀輻射,最終達到提升群體意識的目的。推廣新的施肥技術,建立種植示范區,效果顯著,以利于推廣使用。
近年來,本區不斷推進沼氣工程建設,各縣鎮都已建立了配套完善的沼氣池,但對于沼肥的利用起步較晚,農民使用意識不強。這就需要相關部門加大對于沼肥利用好處的宣傳,幫農民算好經濟賬,同時讓已收益的農戶現身說法,更要在政策和經濟雙項上支持農戶使用沼肥。