中國油菜生產格局與施肥研究現狀

甘國渝 ，鄒家龍 ，陳 曦 ，3，朱 海 ，金慧芳，李繼福 ，3

（1.長江大學農學院，湖北 荊州 434025；2.荊州區農業技術推廣中心，湖北 荊州 434025；3.農業農村部廢棄物肥料化利用重點實驗室，武漢 430064）

菜子油是全球第三大植物油，除作為食用油外，油菜也是飼用蛋白和生物柴油的重要來源。20 世紀80 年代以來，世界油菜生產快速發展，1979—1998 年20 年間油菜播種面積增加了2 倍多，總產量增加了3 倍，成為世界上僅次于大豆的第二大油料作物。2000 年世界油菜種植面積26 859 萬hm2，單產 1 498 kg/hm2，總產量 4 024.3 萬 t，產量最多的國家是中國、印度、加拿大。中國、印度、加拿大3 國的油菜種植面積總和與產量總和分別占世界總面積和總產量的70.5%和61.1%。20 世紀80 年代以來，中國的油菜種植面積迅速擴大，面積和總產均居世界第一位［1］。中國油菜種植主要分布在北方春油菜區和長江上、中、下游冬油菜區，隨著中國居民生活水平的逐步提高，人們對食用油的需求更加趨于多元化，主要表現為需求層次的提檔升級。國產雙低菜子油作為品質好、營養價值高的大宗優質食用油，可以滿足廣大消費者的高品質食用油需求，這也是農業走高質量發展之路的基本方向［2］。

2005 年中國全面啟動測土配方施肥工作，全方位、多層次明確了中國不同區域土壤肥力狀況和推薦施肥水平，這對于中國油菜種植科學施肥具有重要指導意義。2017 年國家啟動“油菜減肥減藥”重大研究項目，開展油菜減肥減藥研究。這些項目的實施對推進中國油菜種植業健康發展具有重大意義［3］。盡管中國油菜科學施肥技術研究取得了一定的進展，但油菜種植主產區土壤肥力水平低、施肥過量和不足同時并存、施肥方式粗放、施肥過程復雜與投入高、肥料利用率低、肥料施用與產量目標及生態目標不匹配等問題仍然存在［4］。因此，在中國主要農作物“減肥減藥”的新形勢要求下，本研究依托CNKI 提供的文獻可視化計量分析功能，對國內油菜生產和科學施肥研究進行統計分析，將各地區實際施肥量與國家推薦施肥量做對比，以期為中國油菜科學施肥提供一定參考依據。

1 材料與方法

1.1 數據來源

本研究數據來源于中國知網（CNKI）數據庫和中國農業統計年鑒（2006—2020 年）。為保證檢索文獻的查全率與查準率，選擇以“主題”進行檢索，檢索標準為：主題=“油菜”和“施肥”，時間跨度=“2006-01-01”至“2020-12-31”；學科領域=“基礎科學”和“農業科技”。

1.2 研究方法

文獻計量分析［5］采用數理統計方法，對文獻的研究機構、發表期刊、出版年份和關鍵詞等信息進行描述和評價，以獲取某學術領域的研究現狀并預測其發展趨勢。本研究主要運用中國知網系統開發的計量可視化分析功能，對國內油菜施肥研究的文獻增長規律、文獻的學科領域分布等進行統計，并運用Microsoft Excel 2019、VOSviewer 1.6.10 和 Origin 9.0進行數據處理和圖形繪制。

2 結果與分析

2.1 中國油菜種植現狀

2.1.1 油菜播種面積和產量變化 依據中國農業統計年鑒（2006—2020 年）數據繪制圖1。圖1 顯示，2005 年中國油菜種植面積約728 萬hm2，油菜總產量1 305 萬 t，油菜單產為 1 793 kg/hm2。2010 年油菜種植面積達到最大，為731 萬hm2，油菜總產量和單產分別為 1 308 萬 t 和 1 775 kg/hm2。與 2010 年的種植規模相比，2011—2019 年，中國油菜種植面積略呈減少趨勢，油菜總產量有不同程度的波動，而油菜單產卻呈直線增加趨勢。2019 年中國油菜播種面積穩定在658 hm2，總產量達1 348 萬t，油菜單產提高到2 048 kg/hm2。

圖1 2005—2019 年中國油菜種植面積和產量變化

2.1.2 油菜主產區格局變化情況 2016—2019 年中國油菜主產區種植情況見表1。由表1 可知，春油菜區主要分布在內蒙古、甘肅、青海和西藏4 省（自治區）；而冬油菜主要分布在長江上游［四川、重慶、云南、貴州和陜西5 省（市）］、長江中游（湖北、湖南、江西、安徽和河南5 省）和長江下游［江蘇、浙江、上海3 省（市）］。春油菜區的種植面積為63.06 萬hm2，油菜年產量為113.12 萬t。長江上游、中游和下游冬油菜區的種植面積分別為236.93萬hm2、318.11萬hm2和 28.11 萬 hm2；冬油菜年產量分別為 509.36 萬 t、606.48 萬t 和73.38 萬t。長江中游冬油菜區的油菜種植面積和油菜總產量約占全國的49%和47%。就油菜單產而言，長江下游冬油菜區單產最高，達到2 458 kg/hm2；其次是春油菜區、長江上游和長江中游冬油菜區，其中長江上游和長江中游冬油菜區兩者差別不明顯。

表1 2016—2019 年中國油菜主產區種植情況

2016—2019 年各區油菜產量和種植面積的變異系數顯示，春油菜區中內蒙古和甘肅的種植規模和產量變幅較大；長江上游冬油菜區中云南和貴州的種植規模和產量變幅較大；長江中游冬油菜區中各省份的種植規模和產量變幅較小；而長江下游冬油菜區中浙江、上海的種植規模和產量變幅較大。造成這些地區油菜種植變幅較大的原因有兩方面：一方面受農村勞動力轉移和進口油料沖擊的雙重影響，油菜產業發展面臨巨大壓力；另一方面，油菜種植收獲菜子這一模式受到新的消費需求如油菜菜用、蜜用和休閑觀光等的沖擊，這為油菜種植多功能提供了廣闊的市場前景和發展空間［6］。

2.2 油菜施肥研究進展

2.2.1 油菜施肥研究發表文獻情況 油菜施肥作為油菜生產過程中的一個重要環節，受到科研和生產者的重視。因此，在中國知網的文獻檢索條件中設置主題詞“油菜”與“施肥”，文獻發表時間選取2006-01-01 到2020-12-31，獲得相關文獻發表情況。由圖2 可知，2009—2017 年，全國油菜施肥研究發表文獻每年均保持在200 篇以上，其中2014 年發表文獻最多，達240 篇。長江中游地區冬油菜種植面積最廣，有關油菜施肥研究文獻相比于其他3 個油菜種植區域總發文量占有優勢，2006—2020 年，年均發文量 38 篇，其中，2010、2019 年年發文量均超過60 篇。

圖2 2006—2020 年中國油菜施肥研究發表文獻數量

2.2.2 油菜施肥研究主要發文機構 通過文獻計量可視化分析，有關油菜施肥研究主要發文機構見表2。由表2 可知，春油菜區的主要研究機構分別是青海省農林科學院、甘肅農業大學、青海大學、內蒙古農業大學和甘肅省農業科學院，累積發表相關文獻88 篇，占全國發文總量的9.7%。長江上游冬油菜區的主要研究機構分別是西北農林科技大學、四川農業大學、西南大學、貴州大學、貴州省農業科學院和貴州省油料作物研究所，累積發表相關文獻167 篇，占全國發文總量的18.4%。長江中游冬油菜區的主要研究機構分別是華中農業大學、湖南農業大學、安徽省農業科學院、安徽農業大學、中國農業科學院油料作物研究所、湖北省農業科學院和江西省紅壤研究所，累積發表相關文獻394 篇，占全國發文總量的43.4%。長江下游冬油菜區的主要研究機構分別是南京農業大學、浙江大學和揚州大學，累積發表相關文獻96 篇，占全國發文總量的10.6%。

表2 有關油菜施肥研究發文機構

2.2.3 文獻發表期刊和研究層次 對油菜施肥所收錄的文獻進行整合，結果顯示發表文獻數量居前10位的期刊依次為現代農業科技、農技服務、安徽農學通報、華中農業大學學報、安徽農業科學、中國農技推廣、農民致富之友、農業科技通訊、耕作與栽培和中國農業信息，文獻占比分別為13.25%、6.40%、6.27%、4.11%、3.79%、3.59%、3.46%、3.26%、2.94%和2.74%（圖3），其中安徽省的期刊發表文獻累積達到總量的10.06%，說明安徽省油菜施肥研究在全國具有重要地位和影響力。

圖3 期刊發表油菜施肥研究狀況

發表文獻的期刊類型和項目分布見圖4。從載文的期刊類型（圖4A）來看，以應用型文獻為主，集中在基礎與應用基礎研究、工程技術、專業實用技術、行業技術與指導等領域，這表明油菜施肥更多的是指導生產實踐，應用性較強。從項目支持經費（圖4B）來看，國家科技支撐計劃、國家自然科學基金、國家重點研發計劃和“863”計劃等國家項目，四者文獻合計占到總量的65.39%。此外還有現代農業產業技術體系建設專項、國家農業科技成果轉化資金、“973”計劃、教育部新世紀優秀人才支持計劃等項目支持。由此可見，油菜施肥技術、油菜養分管理受到國家、高校和地方政府的普遍重視。

圖4 發表文獻的期刊類型和項目分布

2.2.4 關鍵詞共現網絡情況 在文獻計量學中，關鍵詞共現常用來分析所選文獻集所代表學科中各主題之間的關系。以“油菜”和“施肥”為主題文獻集的關鍵詞共現情況如圖5 所示。由圖5A 可知，2006—2015 年期刊論文的共現網絡關鍵詞為油菜、產量、栽培技術、施肥等，表明2006—2015 年油菜施肥的研究核心是提高油菜產量，改良栽培技術和優化施肥方式，除此之外測土配方施肥也顯得尤為重要，并擴展到最佳施肥量、肥料利用率和經濟效益等多方面的研究。中國在2005 年啟動測土配方施肥補貼項目，在一定程度上提升了作物施肥的經濟和生態效益。由圖5B 可知，2016—2020 年期刊論文的共現網絡關鍵詞為油菜、栽培技術、施肥等，表明2016—2020 年油菜施肥的研究核心仍然是改良栽培技術和優化施肥方式；同時，經濟效益、減量施肥和品質等關鍵詞出現也較高。

圖5 2006—2020 年期刊論文關鍵詞共現情況

2.3 油菜推薦施肥與現狀

2020 年 2 月和 2020 年 9 月，農業農村部種植業管理司、全國農業技術推廣服務中心和農業農村部科學施肥專家指導組聯合發布了2020 年春季主要農作物科學施肥指導意見［7］以及2020 年秋冬季主要農作物科學施肥指導意見［8］。油菜施肥用量分北方春油菜區、長江上、中、下游冬油菜區進行推薦（表3）。主要農作物科學施肥指導意見中油菜推薦肥料用量根據地區和產量水平而定，且具有以下特點：①在油菜低產量情況下，即油菜產量＜1 500 kg/hm2時，各地區推薦的氮肥用量基本維持在90～120 kg/hm2；推薦的磷肥用量在長江中、下游冬油菜區中最低，為33.75～40.50 kg/hm2；推薦的鉀肥和硼砂用量在長江上游冬油菜區中最高，分別為45.00～60.00 kg/hm2和10.50～15.00 kg/hm2。②在油菜高產量情況下，即油菜產量＞3 000 kg/hm2時，長江中、下游冬油菜區推薦的氮肥用量最高，達到了180 kg/hm2，北方春油菜區推薦的氮肥用量相對較低；而在鉀肥的推薦用量中長江上游冬油菜區一直保持最高，為75.00 kg/hm2，其他地區次之；北方春油菜區推薦的磷肥和硼砂最高，分別達到 90.00 kg/hm2和 15.00 kg/hm2。

表3 2020 年油菜種植區國家推薦施肥用量 （單位：kg/hm2）

依據油菜施肥指導意見中的油菜種植區劃分標準，對2016—2020 年在知網發表的油菜施肥論文進行整合分析，獲取四大油菜主產區的實際平均產量及施肥現狀（圖6），分析具體如下：①北方春油菜地區油菜平均產量為2 239 kg/hm2，N、P2O5、K2O 的平均施用量分別為 153.1、102.2、54.3 kg/hm2。②長江上游冬油菜區油菜平均產量為2 540 kg/hm2，N、P2O5、K2O 的平均施用量分別為 169.5、76.7、65.8 kg/hm2。③長江中游冬油菜區油菜平均產量為2 147 kg/hm2，N、P2O5、K2O 的平均施用量分別為 163.5、71.1、84.9 kg/hm2。④長江下游冬油菜區油菜平均產量為3 393 kg/hm2，N、P2O5、K2O 的平均施用量分別為 239.5、116.0、84.5 kg/hm2。

圖6 2016—2020 年文獻研究中油菜產量與實際肥料用量

上述數據表明各地區油菜的肥料施用量有較大差異，產量水平各不相同，并且還受到地力、環境和管理等因素綜合影響。袁久東等［32］對青海省春油菜種植農戶的調查發現，與推薦氮肥施用量相比，35.9%的農戶氮肥施用量偏高或很高；與推薦磷肥施用量相比，69.0%的農戶磷肥施用量偏高或很高。因而，青海省30%春油菜田有氮肥減量空間，60%春油菜田有磷肥減量空間和20%春油菜田氮磷化肥可同時減量。宋佳等［33］研究表明，青海春油菜氮、磷肥投入過量與投入不足現象并存。因此，中國北方春油菜種植區要根據土壤養分狀況，因地制宜地依據測土配方實行平衡施肥，首先控制氮磷肥用量，再適當增施微肥和有機肥，以提高春油菜種植效益，擴大春油菜種植規模。

長江流域是中國冬油菜的主要種植區域，其種植面積和產量分別占全國油菜的90%和91%。任濤等［34］對長江流域冬油菜種植區土壤養分調查結果表明，應重視化肥的合理施用，做到穩施氮肥，增施鉀肥和硼肥，局部區域如云南西部、廣西北部和湖南南部應適當減少磷肥的投入，而在廣西北部、湖南南部和江西北部同時應關注硫肥和鎂肥的施用［35］。同時，根據冬油菜種植區域土壤和油菜養分需求特點，可調節氮肥施用時期、比例和配比，滿足油菜前期快速生長的氮素需求；后期發揮土壤氮素供應，促進油菜氮素轉移再利用，保證油菜對營養的需求。郭麗璇等［36］研究發現油菜種子的氮、可溶性蛋白含量與種子未成苗率顯著負相關，而油菜子發芽率和發芽指數則與種子內磷、硼及可溶性糖含量密切相關，尤其磷含量降低會增加油菜種子畸形苗率。黃天寶等［37］于2016—2018 年在長江中游三熟制區（江西進賢）開展田間試驗，發現緩釋型配方肥在減少肥料養分投入且一次性基施的情況下，仍能達到甚至優于常規肥分次施用的效果。這對于晚稻套播油菜地區，緩釋型配方肥是一種較為理想的肥料，建議因地制宜地推廣應用。將2016—2020 年各油菜種植區文獻中習慣性施肥量與國家推薦用肥量進行對比，不難發現在相同產量梯度下實際氮、磷施肥量均偏高。因此，各地區油菜種植應加強產學研結合，將養分科學施用與管理新理論、新技術應用到田間，以提高肥料利用效率和經濟效益。

3 結論

2006—2019 年，中國油菜種植面積持續穩定，油菜總產量有所波動，長江中游仍是中國油菜種植主產區。2009—2017 年，國內有關油菜施肥的學術研究年發文量均在200 篇以上，2018—2020 年，發文量有所下降，年均100 篇以上。整合分析2016—2020 年油菜肥料施用量數據，發現各油菜種植地區實際用肥量或習慣性施肥量與國家油菜種植推薦用肥量相比，仍存在較大差異，氮、磷、鉀肥過度施用現象依舊存在，尤其是北方春油菜種植區磷肥施用量偏高現象較為嚴重。與國家推薦用量相比，當前中國北方春油菜區和長江上、中、下游冬油菜區的施肥用量偏高，減肥空間較大。因此，在油菜種植上應充分做好測土配方施肥，配施有機肥，不斷探索新的施肥方式，提高肥料資源利用效率，達到穩產、合理施肥，同時提高油菜的品質和經濟效益，進而降低化肥資源的流失，減少環境污染的潛在風險。