設施蔬菜經營主體施肥現狀及有機肥替代化肥情況調研
——基于北京市順義區的實證分析

李艷梅 孫焱鑫 鄒國元 高 燕 徐 茂 張子飛 張金雷廖上強*

（1 北京市農林科學院植物營養與資源環境研究所，北京 100097；2 北京市順義區種植業服務中心，北京 101300；3 石家莊市農林科學研究院趙縣實驗基地，河北石家莊 051530）

化肥是重要的設施蔬菜生產資料，在保障設施蔬菜產業發展方面發揮了重要作用。然而，長期粗放式施用化肥導致的肥效降低、農產品品質下降、土壤板結、農業面源污染等正在成為設施蔬菜產業不得不應對的問題。設施蔬菜高收益、高投入的特點決定化肥減量精準施用工作尤為重要（黃紹文等，2017；朱鳳娟 等，2017；張娜 等，2020）。農業農村部2017 年提出的《開展果菜茶有機肥替代化肥行動方案》明確要求，設施蔬菜有機肥替代化肥示范縣應實現有機肥用量提高20%以上，產品要100%符合食品安全國家標準。

北京市順義區是農業農村部組織的全國有機肥替代化肥100 家示范縣之一，同時也是北京市發展特色精品蔬菜的優勢產區（徐茂，2009；徐茂和孫桂芝，2014；趙艷斌和徐茂，2014；任小麗和王鵬飛，2016）及畜禽養殖重點區（陸文聰 等，2010；楊博瓊和鄭劼，2015；趙曉丹，2017）。將畜禽糞尿妥善處置并轉化生產有機肥是一項可兼顧農業廢棄物資源化利用和設施蔬菜高效生產的重要舉措（楊淑明，2005；董曉霞 等，2014；趙俊偉和尹昌斌，2016；楊鈺蓉和羅小鋒，2018），在順義區發展畜禽養殖和種植相結合的種養結合技術具有較好的立地條件。以有機肥替代化肥，推進化肥減量施用是緩解生產與環保矛盾，實現農業綠色發展的重要措施。本文對北京市順義區開展設施蔬菜施肥現狀調研及有機肥替代化肥模式構建分析，旨在為高效推進全國范圍的設施蔬菜有機肥替代化肥工作提供參考。

1 調研內容與方法

1.1 調研方法

調研由北京市順義區種植業服務中心組織，北京市農林科學院植物營養與資源研究所具體實施，各典型設施蔬菜合作社協助完成。調研時間為2018年8 月至2019 年6 月；調研方式包括召開座談會、發放調查問卷、實地考察、調研農業統計數據等；調研對象為31 個典型設施蔬菜合作社，是順義區實施有機肥替代化肥示范縣項目的任務承擔主體，其中北京綠富農果蔬產銷專業合作社和北京興農鼎力種植專業合作社承擔“有機肥+配方肥”“菜—沼—畜”“有機肥+水肥一體化”“秸稈生物反應堆”等4 項試點任務，其他29 個蔬菜合作社承擔“有機肥+配方肥”和“有機肥+水肥一體化”2項試點任務，基本可以反映該區設施蔬菜生產及施肥現狀。

1.2 調研內容

①化肥施用情況，包括化肥購置與更換、施肥方法、施肥技術問題的解決辦法及成本；②有機肥施用情況，包括有機肥的施用、有機肥應用的限制因素、有機肥購置與更換、施用有機肥對土壤和植物的影響、有機肥的應用效果；③有機肥替代化肥模式構建，包括有機肥替代化肥的技術方案、助推有機肥替代化肥的具體措施；④有機肥替代化肥模式應用前景，包括有機肥替代的核心區建設成效、有機肥替代化肥的未來發展前景。

2 結果與分析

2.1 化肥購置及施用情況

2.1.1 化肥購置與更換 ①購置渠道及意愿。生產用化肥主要從農資市場購買；部分從化肥批發商，或其他合作社/農戶介紹的農資商處購買；此外，有少數受訪者選擇自己堆肥或使用政府推薦的化肥。②購買化肥影響因素。按照影響程度排序：肥效＞品牌＞穩產且對土壤無害＞價格＞別人推薦＞養分含量＞容易操作＞肥料口碑。大多數受訪者愿意購買距離近、有技術指導和有熟人介紹的化肥，價格低、政府補貼和銷售態度也是會考慮的因素。③更換化肥情況及影響因素。設施蔬菜合作社更換化肥的情況比較普遍，71%的受訪者在5年內有過更換化肥品牌的情況。對于更換化肥的原因，75%的受訪者擔心對土壤有損害；58%的受訪者擔心引起病蟲害；38%的受訪者顧慮費用高、年產量低和后期技術支持跟不上等問題；21%的受訪者擔心生根慢、出苗不整齊等問題。

2.1.2 施肥方法 ①施肥方法滿意度。受訪者中54%對目前有機肥和磷肥一次性底施，氮肥和鉀肥1/3 基施、2/3 追施的施肥方法比較滿意；46%認為這種施肥方法一般。②是否需要作物推薦施肥。受訪者中92%表示需要作物推薦施肥，8%認為不需要這項技術。③如何決定施肥時間和用量。受訪者中依據實際情況、多年經驗和技術培訓來決定蔬菜施肥時間和用量的占比分別為50.0%、37.5%和25.0%。

2.1.3 施肥技術問題的解決辦法及成本 ①施肥技術問題發生頻次。調查反饋的施肥技術問題主要有：化肥燒根燒苗，土壤鹽漬化，化肥品種不適宜，化肥營養不均衡，施肥劑量、時期及深度不合適，化肥施用引起的產量降低及品質不達標，土壤板結，不可持續利用，病蟲害嚴重等問題。以上施肥技術問題每年出現1～2 次的比例最高，為41.7%，主要是化肥營養不均衡和病蟲害問題；出現2～3 次的比例為25.0%，出現3～5 次的比例為20.8%，出現5 次以上的比例為12.5%。②施肥技術問題解決辦法及滿意度。受訪者習慣上優先選擇聯系肥料廠商來解決施肥遇到的問題（占比為58%），其次也會考慮尋找農業專家的方式（50%）；從問題的解決情況來看，農業專家協助解決的效果最好（63%），其次是肥料廠商（42%），有經驗的農戶協助解決也能起到一定作用（8%）。③解決施肥技術問題的成本。解決施肥技術問題的成本不一而同，有58%的受訪者未為此支付技術費，另外42%的受訪者支付了50～1 000 元·次-1不等的技術費，平均300 元·次-1。受訪者的接受意愿額度為100～1 000 元·次-1不等，接受100 元·次-1施肥技術服務費的比例最高，為61%，接受200 元·次-1的為32%，施肥技術服務費的平均意愿額度為200 元·次-1。④施用化肥年度費用支出。受訪者中58%表示不清楚，42%估算費用為每年每667 m2500～3 000 元，平均費用為每年每667 m21 446元。⑤施用化肥引起的問題。首先是年產出少，沒有達到當初預期產量；其次是農作物種植收益難以滿足后期化肥的成本支出，導致凈收益較低；此外，土壤板結和病蟲害嚴重也是比較難解決的兩個問題。受訪者最近一次遇到的技術難題中，病蟲害問題、化肥營養均衡問題的占比較高，分別為44%和33%；其次是化肥燒根燒苗問題，占比為13%。

2.2 有機肥施用情況

2.2.1 有機肥的施用情況 對于有機肥，受訪者中83%表示聽說過，且很了解；17%表示聽說過，但不是很了解。79%表示一直在施用有機肥，21%表示曾經施用過有機肥。96%認為長期施用有機肥有保護土壤肥力的作用；50%認為有機肥病菌少，不易引發病蟲害；75%認為有機肥營養物質含量穩定，能提供充足的養分供應；75%認為有機肥不燒根燒苗，含鹽量少，不會引起土壤鹽漬化問題。

2.2.2 有機肥應用的限制因素 主要限制因素為肥效不明顯、虛假宣傳、施肥用工強度高，占比分別為46%、33%、25%。對有機肥施用的顧慮，主要有見效時間慢（占比為42%）、病蟲害發生率（38%）、是否有政策支持（38%）、有機肥施用技術問題（33%）、有機肥種植農產品的銷售渠道（29%）、售后服務（25%）、生根出苗是否良好（17%）、肥效如何評價和界定（8%）等。

2.2.3 有機肥購置與更換 有機肥購置渠道主要有專賣店、有機肥批發商和其他農戶介紹、農資市場、農資批發站，占比分別為38%、33%、25%、4%。如果能提供營養均衡、不破壞土壤、不引起病蟲害、不燒根燒苗的有機肥，受訪者中83%表示愿意更換，17%表示不愿意更換。不愿意更換的原因在于新有機肥起效太慢；此外，原有機肥的效果和價格可以接受。如果能提供優質的有機肥和免費的農技指導，所有受訪者均表示愿意開辟有機肥試驗田種植有機農產品。

2.2.4 施用有機肥對土壤和植物的影響 受訪者中37.5%表示土壤狀況良好，33.0%表示作物正常生長，21.0%表示作物病蟲害很少，21.0%表示病蟲害經常發生。

2.2.5 有機肥的應用效果 調查問卷反饋的有機肥作用涵蓋以下幾個方面：①增加有機質投入，疏松土壤，改良土壤團粒結構，保水保肥，緩解板結癥狀；②調整土壤微生物群落構成，減少病原菌數量，減少農藥投入；③養分持續穩定供應，損失少，減少環境污染；④促進根系和植株健壯，改善作物生長，實現穩產；⑤減少農藥殘留，提升蔬菜品質，增加消費者的認同感；⑥ 改善蔬菜產品的風味品質。有機肥施用總體上都取得了較好的應用效果，但也有個別受訪者表示應用有機肥存在肥效不夠、作物產量低、滋生雜草、增加除草勞動力等問題。

2.3 有機肥替代化肥模式構建

有機肥替代模式構建包括有機肥替代技術應用和助推有機肥替代措施兩部分。根據農業農村部對北方設施蔬菜產區有機肥替代化肥工作的建議，順義區設施蔬菜有機肥替代化肥示范縣項目安排了北京興農鼎力種植專業合作社（XNDL）和北京綠富農果蔬產銷專業合作社（LFN）2 個技術示范核心區，全面落實農業農村部有關設施蔬菜“有機肥 +配方肥”“有機肥+水肥一體化”“菜+沼”和“秸稈生物反應堆”等4 種有機肥替代化肥技術。

2.3.1 有機肥替代化肥的技術方案 ①“有機肥+配方肥”技術。XNDL 合作社，每667 m2施用商品有機肥1 t、生物有機肥1 t、配方肥（N-P-K為15-12-18，下同）40 kg，示范種植大白菜13.3 hm2、胡蘿卜3.3 hm2、心里美蘿卜3.3 hm2、白蘿卜3.3 hm2、葉用萵苣（生菜）3.3 hm2、芹菜3.3 hm2、芥藍3.3 hm2，共計33.1 hm2。LFN 合作社，每667 m2施用商品有機肥1 t、生物有機肥0.8 t、配方肥20 kg，另加適量生物菌劑，主要作物為黃瓜、辣椒、甘藍等，示范面積共計32.7 hm2。

②“有機肥+水肥一體化”技術。XNDL 合作社，以商品有機肥和生物有機肥為基肥，每667 m2各施用1 t；選用水溶性好、不易沉淀、低腐蝕的水溶肥，隨灌溉水滴灌施肥，根據作物階段水分養分需求，少量多次澆水施肥；示范種植番茄3.3 hm2、黃瓜3.3 hm2、辣椒3.3 hm2，每茬追施水溶肥4 次，每次每667 m2追施10 kg；示范種植甘藍3.3 hm2、莖用萵苣（萵筍）3.3 hm2、水果苤藍3.3 hm2、菜薹3.3 hm2，每茬追施水溶肥2 次，每次每667 m2追施5 kg。LFN 合作社，以商品有機肥和生物有機肥為基肥，每667 m2分別施用1 t 和0.8 t；選用高質量水溶肥，隨水少量多次施用，施用總量為25 kg·（667 m2）-1；主要作物為番茄、辣椒、西瓜等，示范面積共計26.7 hm2。

③“菜+沼”技術。該技術有助于資源化利用設施蔬菜廢棄物，減少環境污染，而且可以增加土壤有機質及養分含量，推進農業可持續發展。XNDL 合作社，依托合作社自有沼氣發酵池和附近牛場產生的沼液，在示范基地進行“菜+沼”技術示范。以商品有機肥和生物有機肥為基肥，每667 m2各施用1 t；在此基礎上進行沼液追肥，將146.7 hm2蔬菜產區產生的廢菜、殘秧、雜草等進行發酵，將沼液、沼渣分離沉淀，購置沼液拉運車1 輛，沼液隨水進行滴灌施肥，沼液和水的比例為1V∶2V，每次灌水20 m3，每茬施用沼液3～4 次；示范種植番茄2.0 hm2、黃瓜2.0 hm2、辣椒0.7 hm2、甘藍0.7 hm2、韭菜0.7 hm2、娃娃菜0.7 hm2。LFN 合作社，采用基肥+沼液追肥的方式，基肥每667 m2施用商品有機肥1.0 t、生物有機肥0.8 t、沼渣0.5 t；追肥每667 m2施用沼液1 t；主要作物為番茄和辣椒，示范面積共計0.7 hm2。

④“秸稈生物反應堆”技術。XNDL 合作社和LFN 合作社采用的“秸稈生物反應堆”技術一致，技術流程如下：在定植行下挖溝，槽溝深30 cm、寬70 cm，溝長與行長相等；溝中鋪放玉米秸稈1 t·（667 m2）-1，在秸稈中部和上部分2 次撒施腐熟有機肥2 t·（667 m2）-1、化肥40 kg·（667 m2）-1、秸稈腐熟劑40 kg·（667 m2）-1，溝兩端露出10 cm的秸稈以通氣，然后在秸稈上鋪放20 cm 厚的耕作土。需要啟動秸稈反應堆時，大水澆透秸稈，水面高度達到畦高的2/3，4～5 d 后用鋼桿在定植穴上打孔，孔深以穿透秸稈層為準。XNDL 合作社示范種植番茄1.3 hm2、黃瓜1.3 hm2、辣椒0.7 hm2；LFN 合作社示范種植番茄2.0 hm2、黃瓜1.5 hm2、辣椒0.5 hm2。應用該技術后，溫室內空氣溫度升高1～2 ℃，土壤溫度升高2～3 ℃。

2.3.2 助推有機肥替代化肥的具體措施 ①依托市場的運作方式。借助“經營性服務組織+有機肥廠+農業生產者”的運作方式（韓勇，2015；班慧苑，2019），由經營性服務組織負責將蔬菜和農作物秸稈收集拉運至有機肥廠，有機肥廠制肥后用于農業種植。由于存在零散分布、堆積密度大、運輸成本高等問題，秸稈收集一直是限制其資源化利用的瓶頸。為此，政府通過安排村鎮配合堆放，村民分撿運送，費用40 元·（667 m2）-1；委托經營性服務組織從固定堆放點收集拉運秸稈并粉碎，費用160 元·（667 m2）-1。這樣既解決了秸稈堆積問題，也拓寬了經營服務組織的業務范圍，還保證了有機肥廠的秸稈來源，實現三方利益最大化。

②推進市場有序運作的激勵措施。順義區采取了方式多樣的有機肥推廣激勵措施，通過作業機具補貼、政策扶持和技術宣傳等方式，推進順義模式的實施；通過農機購機補貼、優先配套高效設備等方式，扶持秸稈處理企業，在國家和北京市補助50%的基礎上，順義區給予秸稈打捆機和粉碎還田機等秸稈利用相關機具額外補助20%；從農機信貸、農機保險、燃油補貼、稅收優惠等途徑，進行政策扶持；通過廣播、宣傳單、環保袋等方式，宣傳秸稈綜合利用技術知識。該模式累計推廣2 666.7 hm2，年處理秸稈4.5 萬t、畜禽糞尿3.9 萬t，效果明顯。

2.4 有機肥替代化肥模式應用前景

2.4.1 有機肥替代的核心區建設成效 自農業農村部“果菜茶有機肥替代”試點工作任務實施以來，順義區大力推進蔬菜有機肥替代化肥工作試點和示范，北京興農鼎力種植專業合作社和北京綠富農果蔬產銷專業合作社2 個核心示范區建設已經取得了顯著成效。①減肥增效增收。核心示范區有機肥作為基肥的施用量達到1.5～2.0 t·（667 m2）-1，化肥總投入量由原來的100 kg·（667 m2）-1降低至75 kg·（667 m2）-1。追肥由原來的顆粒肥撒施轉變為水肥一體化，通過水肥技術優化大幅提升化肥利用率，實現增產增收，同時有效減少了化肥用量。②蔬菜品質和品牌影響力提升。通過有機肥替代化肥，降低了病蟲害的發生率和化肥、農藥的投入量，蔬菜產品農殘檢測合格率達到100%，優質品率、外觀和內在品質明顯提升，綠色、有機農產品數量大幅增加。有機肥替代化肥技術的實施，不僅為市民提供了健康營養、優質安全的蔬菜產品，而且為市民提供了集采摘和科普功能為一體的休閑好去處。同時，開發應用手機銷售平臺，構建合作社、農場、農戶與市民的產購對接，實現網上下單和精準快速配送。③土壤質量有效提升。通過施用商品有機肥和生物有機肥，秸稈還田和應用沼渣、沼液，土壤有機質含量增加了7%左右，耕層土壤孔隙度增加了1 倍左右，土壤有益微生物菌群數量增多。菌群代謝產生大量活性生物酶，增加了肥料養分的釋放和土壤礦質養分的解吸。土壤理化性質及微生物性質的改善，構建了水肥氣熱適中、有利于蔬菜作物生長的根區環境。④人才隊伍建設得到增強。通過核心區有機肥替代化肥項目建設，規范了設施蔬菜生產管理，提升了生產的標準化水平；通過專家指導、培訓學習和實踐探索，培育了一支現代化人才隊伍；普及了化肥減量、優質安全、綠色環保的蔬菜生產理念，助推首都設施農業綠色可持續發展。

2.4.2 順義區有機肥替代化肥的未來發展前景 順義區全區畜禽糞尿年產出量60.65 萬t，配合20%的秸稈，可加工24 萬t 有機肥；同時還可資源化利用當地10 666.7 hm2糧田和4 666.7 hm2菜田所產生的部分農作物秸稈殘體，美化市容市貌。有機肥制備中需額外添加腐殖酸、中微量元素等輔料，以及拉運、機械作業、人工和肥料包裝等產生的總成本約425 元·t-1。按照有機肥市場售價600 元·t-1計算，生產1 t 有機肥的利潤為175 元，全區有機肥加工年產值可達到4 200 萬元。

3 結論與建議

從農業廢棄物資源化利用及農村面源污染防控的角度考慮，全面推行有機肥替代化肥是農業綠色生產的必然選擇。本次調研結果表明，北京市順義區蔬菜生產合作社對經濟、省工、高效的化肥產品，以及科學的施肥技術有迫切的需求。針對化肥購置缺乏穩定可靠的渠道、化肥產品質量不穩定、施肥技術和方法不科學、種植安排不合理等問題，有必要通過提升產品準入標準、加強科學引領和政策扶持等措施來全方位推進有機肥替代化肥工作的落實。

3.1 提升產品準入標準

順義區農業廢棄物轉化生產有機肥的比例目前還比較低，充分利用農業廢棄物資源生產有機肥具有較好的產業化前景。從具體落實的角度來看，有機肥產品需要做到資源化、無害化和減量化。資源化：借助定向菌株的篩選和馴化，提升物質轉化率，實現有機肥的生物強化和高效腐殖化，提高有機肥生產效率和產品質量。無害化：確保有機肥產品充分發酵腐熟，發酵期堆體內溫度達到60 ℃以上，以便有效殺滅有機肥源攜帶的病蟲草害；針對有機肥源的重金屬污染問題，可通過調理劑的鈍化作用來防止農作物吸收；針對有機肥源的抗生素污染問題，可通過微生物降解、堆肥高溫和抗生素自降解等途徑來降低其在成品有機肥中的含量，但這兩類污染物在堆肥過程中不能完全消減，因此源頭控制仍然是解決問題的根本。減量化：調研中發現，有機肥體量大及施肥強度高是限制有機肥推廣的主要制約因子，因此，需要從物料預處理及制肥工藝優化等途徑來提升有機肥肥效，控制有機肥體積，實現有機肥成品減量，降低施肥難度。有機肥替代化肥工作的實施，還應加強有機肥技術標準、土地承載力、施用效果評價和風險控制研究，來推動有機肥產業健康有序發展。需要通過綠色有機農產品認證，控制化學品的投入和用量；需要借助檢測手段進行有機肥準入制度，控制飼料途徑的重金屬和抗生素污染；也需要加快制定有機肥替代化肥的技術規范和產品標準，推進產地、生產過程和投入品的標準化。

3.2 加強科學引領和政策扶持

科學施用有機肥是蔬菜高產優質的必要前提。為加快有機肥替代工作的推進，可專門成立蔬菜有機肥替代專家指導組，建立蔬菜有機肥替代技術員掛點督導名單，構建專業人員與蔬菜合作社的高效對接平臺，充分發揮專家和技術員的專業優勢，強化專家、技術人員對蔬菜生產全程的指導，充分發揮區龍頭蔬菜合作社先試先行的引領作用，并輻射帶動周邊蔬菜合作社及農戶科學施用有機肥，解決好蔬菜有機肥替代工作的最后一公里的應用問題。結合順義區蔬菜產業現狀與種植特點，就近利用當地畜禽糞尿有機肥資源，主推以牛糞、豬糞和秸稈為主要原料生產的有機肥，應用4 種有機肥替代技術，推行依托市場的運作方式，采取靈活多樣的助推市場運作的激勵措施，促進農業綠色生產。有機肥替代化肥技術在該區的推行將會產生良好的經濟、環境、社會、生態效益，技術應用前景廣闊。目前，我國農業仍然是弱勢產業，政策補貼對農業生產的影響較大，應因勢利導，加強有機肥農業補貼，推進農業廢棄物回收利用、有機肥開發應用及蔬菜有機肥替代化肥工作的落實。