我國柑橘氮磷鉀肥用量及減施潛力

雷 靖，梁珊珊，譚啟玲，胡承孝,3*，孫學成，趙小虎

（1 園藝植物生物學教育部重點實驗室，湖北武漢 430070；2 新型肥料湖北省工程實驗室/華中農業大學微量元素研究中心，湖北武漢 430070；3 農業部長江中下游耕地保育重點實驗室，湖北武漢 430070）

近年來，我國柑橘產業發展迅速，2017年柑橘年產量為3931.51萬噸，種植面積達262.38萬公頃，已多年位居全球首位[1-2]。然而我國柑橘單產水平僅15 t/hm2，遠不及土耳其、南非等國家(其柑橘單產已超過30 t/hm2[2])。雖然氮、磷、鉀是柑橘產量及品質形成的重要因素[3-6]，但是果農為了追求高產而過量施用化肥，現已成為柑橘單產及果實品質下降的主要原因，降低了果農的經濟收益[7-8]。由于過量或超量施用化肥所帶來的環境污染問題日趨嚴重，2015年農業部通過并啟動實施《化肥使用量零增長行動方案》，提出到2020年全國化肥用量實現零增長，主要農作物化肥利用率達40%以上[9]。柑橘作為我國第二大產銷水果[10]，及時掌握我國柑橘氮、磷、鉀肥施用現狀，明確其過量施用程度和比例及減施潛力，對我國柑橘化肥減施、提質增效具有重要指導意義。

已有研究者從農戶施肥現狀調研、測土配方施肥、優化養分管理等方面對柑橘施肥進行了調查和研究[11-18]。表明，氮、磷、鉀肥過量施用是其盈余量高的主要原因，果園氮、磷、鉀養分盈余與投入之間存在顯著正相關關系，從而導致土壤、水體等環境污染問題，而且也對果實品質帶來諸多負面影響[8]。也有調查表明，我國柑橘園存在養分投入不均衡，氮、磷肥施用過量，鉀肥施用過量與不足并存，有機肥用量偏低，養分施用時期分配不適當等問題[7,17]。已有的柑橘園問卷調查，以縣、市級為單元的較多，研究范圍小，具有地域局限性，缺乏大范圍開展“減施化肥”的數據支撐和氮、磷、鉀肥施用現狀的整體分析，全國范圍柑橘園氮、磷、鉀施用量及其過量程度依然不清晰。近年來有關糧食作物施肥現狀的大數據分析及優化施肥管理的報道較多，而涉及經濟作物尤其是果樹上卻鮮見。本文通過問卷調查明確我國主產區柑橘氮、磷、鉀肥施用現狀，結合國內外柑橘施肥文獻的統計分析，提出我國寬皮柑橘、甜橙及柚類的氮、磷、鉀肥推薦施肥量，進而分析和評估我國主產區柑橘氮、磷、鉀化肥過量的程度、比例和減施潛力，具有重要的實踐意義和指導價值。

1 材料與方法

1.1 調查區域與面積

根據國家統計局數據[1]，2014年我國柑橘主產省(市)湖南、江西、廣東、廣西、四川、湖北、重慶、福建、浙江的種植面積分別達42.1、33.7、30.2、29.0、27.3、24.6、19.2、18.8、10.3 萬公頃，年產量均大于100萬噸，其柑橘種植面積及產量總和均占全國90%以上。因此，本研究選取以上9省(市)于2015年開展農戶施肥現狀調查。問卷調查采用抽樣調查方法，現場問答并填寫問卷，每個省(市)柑橘主產區抽取2～4個主產市，每個市抽取3個主產縣、鄉鎮、自然村，并在每個村選取5～7名種植戶。本次調查共走訪了27個市(區)，共調查2700名成年結果柑橘園種植戶，經問卷質量分析篩選獲得有效問卷2458份(表1)。

1.2 調查區柑橘種類分布

問卷調查顯示，我國柑橘主產區種植寬皮柑橘、甜橙、柚類的農戶數比例分別為59.9%、23.2%、12.6%，占總調查農戶數的95.7%；其種植面積占總調查面積的比例分別為55.3%、18.6%和11.2%，合計為85.2%(表2)，與安亞杰[19]的研究結果相近。寬皮柑橘是我國第一大主栽品種，其中寬皮柑橘以廣東、湖北、廣西和江西省種植比例較高；甜橙以重慶市、江西、湖南、四川和湖北省種植比例較高；柚類以浙江、福建、廣西和廣東省種植比例較高。

1.3 問卷調查項目

經國家現代柑橘產業技術體系各崗位科學家和綜合試驗站站長建議，問卷調查項目包括：柑橘園地塊種植與收獲情況(包括柑橘品種、樹齡、種植面積、種植密度、當年產量等)；柑橘施肥現狀(包括肥料施用種類和次數、施用量、施肥時期、施肥方法等)。

表1 我國柑橘主產省份調查區域、樣本數與調查面積Table1 Sampling number, representative region and area surveyed in the main citrus growing provinces of China

1.4 計算方法

化肥養分含量根據肥料產品標注的養分含量計算；有機肥養分含量按《中國有機肥養分志》中標準值計算[20]。

農戶全年肥料施用總量=農戶全年化肥施用總量+有機肥施用總量。

肥料(N、P2O5或K2O)過量投入量=(農戶施用量-合理施肥量上限)× 種植面積

肥料(N、P2O5或K2O)減施潛力=(農戶施用量-合理施肥量上限)/ 農戶施用量 × 100%

1.5 數據處理

調查數據用Microsoft Excel 2016進行處理和分析。

2 結果與分析

2.1 我國主產區柑橘單產水平

綜合文獻與調研數據，將柑橘平均單產分為很低(＜ 22500 kg/hm2)、偏低(22500～30000 kg/hm2)、中等(30000～37500 kg/hm2)、較高(37500～45000 kg/hm2)、很高(＞ 45000 kg/hm2)5個產量級別。我國主產區柑橘加權平均單產為26480 kg/hm2，總體偏低，且三大類柑橘平均單產差異不大(表3)。各主產省(市)間柑橘平均單產水平差異顯著，由高到低排序依次是浙江、湖北、福建、廣西、湖南、重慶、廣東、江西和四川，僅浙江和湖北兩省達到很高水平(＞ 45000 kg/hm2)，四川省平均單產水平最低，僅22435 kg/hm2。寬皮柑橘以湖北、廣東和浙江省農戶種植比例較高，其中湖北、浙江、廣西和福建省的平均單產高于全國平均值31914 kg/hm2(表3)。我國甜橙主要種植區為湖南、江西及重慶等省(市)，甜橙平均單產為30072 kg/hm2，江西和四川兩省單產水平偏低，不足25000 kg/hm2。我國柚類主產區為福建、廣東及浙江省，其中浙江省平均單產高達50948 kg/hm2，而廣西省和四川省單產水平較低。

表3 我國柑橘主產省份單產水平Table3 Fruit yield level in citrus orchards of the main producing provinces in China

綜上，我國主產區柑橘平均單產偏低，三大類柑橘平均單產差異不大，但各省(市)間平均單產水平差異較大，單產偏低的省(市)比例略高。在主產區中，湖北的寬皮柑橘和甜橙單產達平均水平，浙江的寬皮柑橘和柚類平均單產水平均較高，四川、江西省柑橘平均單產水平較低。

2.2 柑橘氮磷鉀推薦施用量

以作物推薦施肥量為標準評價施肥是否過量或不足，按超過推薦施肥量范圍上限為過量、低于下限為不足。本次柑橘調查覆蓋了寬皮柑橘、甜橙及柚類的農戶比例高達95.6%(表2)。對國內外文獻報道寬皮柑橘、甜橙及柚類成年結果樹的最優或推薦施肥量數據統計、分析，提出推薦施肥量用于本文評價。

通過中國期刊全文數據庫(CNKI)和Web of Science，輸入柑橘/桔(Citrus or orange)、適宜/最佳施肥量(Optimum fertilization amount)等主題詞，檢索、整理并篩選出2000—2016年的包含柑橘/桔推薦施肥量等信息完整的有效文獻35篇，并結合專家推薦施肥量，提出我國三大類柑橘成年結果樹N、P2O5、K2O建議施肥量(表4)，寬皮柑橘類分別為200～300 kg/hm2、100～150 kg/hm2、100～200 kg/hm2；甜橙類分別為250～350 kg/hm2、150～200 kg/hm2、150～250 kg/hm2；柚類分別為350～450 kg/hm2、200～250 kg/hm2、300～400 kg/hm2；氮磷鉀肥的適宜施用比例為1∶(0.3～0.6)∶(0.8～1.2)。

表4 不同柑橘品種推薦施肥量Table4 Recommendation application rate of N, P2O5, K2O of different citrus cultivars

2.3 我國主產區柑橘氮磷鉀肥用量和比例

各省(市)柑橘氮、磷、鉀肥年均施用量差異顯著(表5)。福建和廣西主產區柑橘氮、磷、鉀肥年用量均高于全國平均值，而湖南、江西、廣東和四川主產區年均用量低于全國平均值。浙江產區氮、磷、鉀年平均用量分別為456、385和382 kg/hm2，比例為1∶0.84∶0.84，合計純養分量為1223 kg/hm2；湖北產區柑橘氮、磷、鉀肥年平均用量分別為505、258和326 kg/hm2，其比例為1∶0.51∶0.65，合計純養分量為1090 kg/hm2，浙江和湖北產區柑橘氮、磷、鉀肥年均用量雖低于全國平均用量，柑橘平均單產卻遠高出全國平均水平，說明柑橘高產并不需要高量施肥，相反高量施肥也沒有獲得高產。

表5 我國柑橘主產省份有機無機氮磷鉀肥施用量(kg/hm2)Table5 Application rates of chemical and organic N, P, K in the main citrus production provinces of China

我國主產區有99.2%的柑橘園施用化肥，柑橘年平均化肥氮、磷、鉀施用量分別為446、329和371 kg/hm2，其比例為1∶0.74∶0.83，合計純養分量為1146 kg/hm2，分別占總量的90.4%、90.4%、93.8%。但我國柑橘主產區僅47.8%的柑橘園施用有機肥，年平均有機肥氮、磷、鉀施用量分別為47.3、35.0和24.8 kg/hm2，其比例為1∶0.72∶0.52，合計純養分量為107 kg/hm2，分別占總量的9.58%、9.61%、6.24%。其中，湖北省柑橘園有機肥施用比例最低，僅為16.6%，而有機肥施用面積比例最高的浙江省也僅為39.5%，有機肥用量低導致化肥的增產效果不穩，這可能是我國柑橘單產水平與養分投入量不成比例的重要原因。

綜上所述，我國主產區各省市柑橘氮、磷、鉀肥年平均用量分別為383～913、258～695和303～724 kg/hm2，均值為 494、364 和 396 kg/hm2，其比例為1∶0.74∶0.80，三要素合計純養分總量為1255 kg/hm2；各主產區柑橘園氮磷鉀肥年均用量差異大，其中湖北、浙江產區柑橘年平均氮磷鉀用量低于全平均水平，而產量卻高于其它產區，說明高產并不需要高肥；52.2%的柑橘園不施用有機肥，有機肥氮磷鉀養分僅占總施肥量的8.53%，我國柑橘園有機肥投入嚴重不足。

2.4 我國柑橘主產區不同品種柑橘氮磷鉀施用量及過量面積比例

2.4.1 我國主產區不同品種柑橘氮磷鉀肥施用量

我國主產區寬皮柑橘氮、磷、鉀年平均施用量分別為 443、339、353 kg/hm2，總量為 1136 kg/hm2(表6)，各產區寬皮柑橘氮、磷、鉀施用量分別介于231～712 kg/hm2、196～507 kg/hm2，212～584 kg/hm2，以福建、廣西產區用量較高，而四川產區較低；對照推薦用量(表4)，除四川產區氮適宜，其余各產區寬皮柑橘氮磷鉀年平均用量均過量。我國甜橙氮、磷、鉀肥年平均施用量為440、341、322 kg/hm2，總量為1103 kg/hm2，各產區甜橙氮、磷、鉀施用量分別介于 285～730 kg/hm2、228～691 kg/hm2、198～450 kg/hm2。以湖北、廣西產區用量較高，而浙江較低；對照推薦用量(表4)，僅江西及浙江產區氮肥用量適宜、浙江產區鉀肥適宜，所有產區磷肥均過量。我國柚類氮、磷、鉀肥年平均施用量分別為695、505和529 kg/hm2，總量為1730 kg/hm2，各產區氮、磷、鉀肥施用量分別介于418～1110 kg/hm2、238～610 kg/hm2、225～936 kg/hm2，以福建最高，而四川較低；對照推薦量，除四川產區氮用量、湖北產區磷用量以及江西產區鉀用量適宜，湖北產區鉀用量不足，其余各產區均施用過量。

表6 我國主產省份不同品種柑橘氮、磷、鉀肥施用量(kg/hm2)Table6 NPK application rates of different citrus cultivars in the main producing provinces of China

因此，我國柑橘主產區以柚類氮磷鉀施用量最高，以寬皮柑橘氮磷鉀施用過量更為普遍；整體而言，福建、廣西產區柑橘氮磷鉀用量較高，而四川產區用量較低。

2.4.2 我國主產區柑橘氮磷鉀肥施用過量面積比例

對照三類柑橘推薦施肥量，我國主產區柑橘園氮、磷、鉀肥施用過量面積分別達57.3%、76.6%和69.1%，其施用過量面積比例為磷＞鉀＞氮(表7)。全國各產區間柑橘園年均氮、磷、鉀肥投入過量與不足的面積差異大，分別有6、8和7個產區柑橘園氮、磷、鉀肥施用過量面積在50%以上。柑橘園氮肥施用過量面積比例高于全國平均值的產區有福建、重慶、江西、廣西，磷肥施用過量面積比例高于全國平均值的產區有福建、廣東、浙江、廣西、江西，鉀肥施用過量面積比例高于全國平均值的產區有福建、江西、廣西、廣東；福建、江西、廣西產區柑橘氮、磷、鉀肥施用過量面積比例均超過全國均值，尤其是福建產區柑橘園氮、磷、鉀肥施用過量面積比例均最大，分別達到85.9%、95.2%和93.8%，而四川產區柑橘園氮、磷、鉀肥過量面積比分別只有23.9%、37.1%、27.2%。綜上，全國柑橘園氮、磷、鉀肥施用過量面積比例在57.3%～76.6%，以磷肥施用過量面積比例最高，其中福建產區柑橘園氮磷鉀過量面積比例最高，均在85%以上，而四川產區最低。

2.5 我國主產區柑橘氮、磷、鉀肥年過量施用量

我國主產區柑橘氮、磷、鉀肥年過量施用量分別達 36.2、42.5、35.5 萬噸，磷＞氮＞鉀，總量達114萬噸純養分(表8)。其中，福建產區柑橘園氮、磷、鉀肥分別過量施用9.65、8.75、7.49萬噸，共25. 9萬噸；廣西產區柑橘園氮、磷、鉀肥分別過量7.92、9.44、9.40萬噸，共計26.8萬噸，福建、廣西兩產區柑橘園氮、磷、鉀肥過量均占全國20%以上，是施用過量最多的兩個產區。江西產區柑橘園氮、磷、鉀肥過量也達全國13.3%，湖南、廣東、湖北、重慶產區占全國8.3%～9.6%，四川過量施用最少。因此，我國柑橘主產區氮磷鉀施用過量達114萬噸，以磷過量施用最多；各產區間柑橘氮、磷、鉀肥過量施用差異大，其中福建、廣西產區過量施用均占全國20%以上，四川產區過量施用最少。

表7 我國主產省份柑橘園氮、磷、鉀肥施用不足、適宜和過量面積比(%)Table7 The area percentage of insufficient, optimum and excessive application of N, P2O5 and K2O in citrus orchards of the main producing provinces in China

表8 我國柑橘主產省份氮、磷、鉀肥年過量投入量Table8 The excessive amount of N, P2O5, K2O fertilizer in citrus orchards of the main producing provinces in China

2.6 我國主產區柑橘氮磷鉀肥減施潛力

對照寬皮柑橘、甜橙和柚類氮、磷、鉀肥推薦施肥量計算各產區柑橘氮磷鉀肥減施潛力。我國主產區柑橘氮、磷、鉀肥減施潛力分別為28.3%、48.2% 和 29.0%，為磷＞鉀＞氮(表9)。按柑橘種類，寬皮柑橘氮、磷、鉀肥減施潛力分別為31.1%、54.8%和42.9%；甜橙分別為19.9%、40.8%和21.4%；柚類分別為34.0%、49.2%和22.5%，以寬皮柑橘氮磷鉀肥減施潛力最大，氮以柚類而磷、鉀肥以寬皮柑橘減施潛力較大。全國各產區不同柑橘種類氮磷鉀肥的減施潛力差異顯著，寬皮柑橘以福建、廣西產區氮磷鉀肥減施潛力較高，而以四川、湖南產區較低；甜橙以湖北、重慶產區氮磷鉀減施潛力較高，而以江西、四川較低；柚類則以福建產區氮磷鉀減施潛力最高，而以江西、湖北產區較低。因此，總體而言，全國柑橘主產區氮磷鉀中以磷肥減施潛力最高，柑橘種類中以寬皮柑橘減施潛力最大，不同產區中以福建減施潛力最大。

3 討論

3.1 我國柑橘單產水平

我國柑橘無論是種植面積還是總產量都快速增長，均已居全球之首，單產水平也隨之逐年上升[21]。但目前柑橘單產水平為22.4～45.4 t/hm2，平均單產為26.5 kg/hm2，產區間變異性大。土耳其、南非柑橘平均單產已超過30 t/hm2[2]，因此我國柑橘單產水平相對偏低。

表9 我國柑橘主產省份三類柑橘氮磷鉀肥減施潛力(%)Table9 Reducing potential of NPK rate of the citrus in the main citrus provinces of China

我國主產區不同柑橘種類以寬皮柑橘及甜橙單產水平居中，柚類偏低。寬皮柑橘是我國第一主栽品種[19]，單產達32 t/hm2。我國甜橙主要分布在湖南、江西及重慶，平均單產約30 t/hm2，高于世界平均水平18 t/hm2[23]，然而與南非、阿爾巴尼亞等國的差距依然較大[2]。我國柚類大面積分布在福建、廣東及浙江省等年平均溫度較高的產區，平均單產水平較低，僅28728 kg/hm2，尤其是福建柚類產區氮磷鉀肥過量施用嚴重，既造成了化肥利用率低和環境危害等問題[22]，也誘發了樹體營養失調或缺素癥并最終導致柑橘單產水平下降。綜上所述，我國柑橘主產區單產水平并不高，尤其是柚類單產較低；然而柑橘單產水平與氮磷鉀施用量并不一致，高量施肥并未導致柑橘高產，反而導致產量下降。

3.2 我國柑橘氮磷鉀肥施用量及其減施潛力

柑橘園管理嚴重依賴肥料的大量施用來獲取高產[24-27]。湖北產區寬皮柑橘單產水平最高，福建產區單產水平不及湖北而其氮磷鉀肥施用量卻遠高于湖北，柑橘園肥料增產能力和利用率隨著化肥施用量的持續增加卻在不斷下降[22]，因此高量或是過量的肥料施用并不能獲得高產。我國柑橘氮、磷、鉀年平均用量分別為382～913、258～695和302～723 kg/hm2，均值為494、364和396 kg/hm2，其比例為1∶0.74∶0.80，合計純養分1254 kg/hm2；柑橘園氮、磷、鉀過量面積分別達57.3%、76.6%和69.1%，過量施用氮、磷、鉀分別達36.2、42.5、35.5萬噸，共114萬噸純養分，柑橘氮、磷、鉀肥減施潛力分別達28.3%、48.2%和29.0%，其中以福建產區化肥用量高、過量多和面積大，減施潛力最大。代文才等[12]報道重慶奉節縣柑橘氮磷鉀用量分別為678 kg/hm2、450 kg/hm2和571 kg/hm2，比例為1∶0.66∶0.84。譚飛[17]調查認為湖北宜昌市窯灣鄉柑橘氮肥過量而磷、鉀不足，加上配比失調和有機肥施用少，造成柑橘粗皮大果、味酸不甜、產量和品質下降。國外柑橘推薦氮磷鉀用量僅分別為150～250、100～150和 150～200 kg/hm2[5,28]，且柑橘平均單產高于我國。我國僅浙江和湖北兩產區柑橘平均單產水平較高，而其它產區柑橘產量普遍較低。按照“以產定肥”來講，我國柑橘過量施肥尤為嚴重，尤其是福建產區，過量施肥比較普遍，氮磷鉀比例不合理尤其是磷過量，導致肥料利用率低[29-30]，加劇養分流失，誘發環境污染特別是地下水污染。減施化肥成為環境治理的必然選擇。

位高生等[8]的田間試驗結果表明，福建省平和縣琯溪蜜柚現有氮磷用量分別減去60%和70%并未導致減產，且以氮、磷分別減量30%和35%處理的琯溪蜜柚果實產量及品質最佳。說明，本文提出我國柑橘氮、磷、鉀平均減施潛力依次為28.3%、48.2%和29.0%，是可行的。

4 結論

1)我國柑橘平均單產為26480 kg/hm2，屬于偏低水平。三大類柑橘平均單產差異不大，但各主產區間柑橘平均單產水平差異顯著，兩極分化現象嚴重，浙江省和湖北省柑橘單產較高，四川、江西省柑橘平均單產水平較低，增產空間較大。

2)綜合國內外文獻數據，提出柑橘推薦氮磷鉀施用量(N、P2O5、K2O，kg/hm2)，寬皮柑橘類200～300、100～150、100～200，甜橙類250～350、150～200、150～250，柚類 350～450、200～250、300～400。

3)我國柑橘氮、磷、鉀肥年均用量分別為494、364和396 kg/hm2，比例為1∶0.74∶0.80，合計純養分量為1255 kg/hm2。僅47.84%柑橘園施用有機肥，年均有機氮、磷、鉀養分分別占總量的9.58%、9.61%和6.24%，有機肥投入嚴重不足。

4)我國柑橘園氮、磷、鉀施用過量面積分別占57.3%、76.6%和69.1%，過量施用量分別為36.1萬噸、42.2萬噸和35.4萬噸，平均減施潛力分別為28.3%、48.2%和29.0%，以磷過量比例最高、減施量和減施潛力最大；以福建產區和柚類減施潛力最大。