孫曉瑜 劉旭 劉宇林
摘 要:為及時準確地掌握張家港市主要農作物肥料使用情況,科學評估化肥減量增效效果,控制農業面源污染,促進農業綠色發展,開展主要農作物施肥情況調查。通過電話問詢和入戶實地調查,將農作物施肥情況匯總統計分析,掌握張家港市主要農作物化肥使用總量和施肥強度。2019~2021年,張家港市糧食作物磷鉀施用強度偏低,其中以小麥尤為明顯。對于糧食作物而言,在減少氮肥投入方面仍有很大空間。蔬菜作物氮磷鉀比例基本合理。2019~2021年,張家港市農作物化肥使用總量(CFQ)為14122.01t,N為8513.75t,P2O5為2569.76t,K2O為3038.50t,氮磷鉀比例為1∶0.30∶0.36。張家港市整體磷鉀施用強度偏低,主要是受糧食作物的影響,糧食作物占據張家港市約84%的種植面積。張家港市農作物化肥使用削減率(CFRR)2019~2020年為3.68%,2020~2021年為6.45%。張家港市化肥施用量正在逐年下降,且下降趨勢呈上升態勢,說明張家港市施肥結構優化取得了顯著性成果。
關鍵詞:農作物;施肥;減量增效
根據聯合國糧農組織的統計,肥料對增產的貢獻額為40%~60%[1-6]。但對于肥料的施用不當和過量投入,其引起一系列的環境、資源和產投比下降等問題[7-9]。為做好農戶施肥監測調查,全面了解掌握主要農作物施肥現狀,促進科學施肥,推進化肥減量增效工作[10-11],對江蘇省張家港市主要農作物施肥情況進行調查分析。張家港市耕地約3萬hm2,種植制度為一年兩熟,通常為稻—麥輪作及蔬菜種植。
1 調查目的
本次調查采用了2019~2021年三年的數據,對張家港市農戶整體施肥情況進行統計分析,全面了解掌握主要農作物施肥現狀,促進科學施肥,推進化肥減量增效工作。
2? 材料和方法
2.1 調查單元和調查作物
以單個農戶全部種植面積為調查單元。根據作物布局選取調查點,選取具有代表性的地塊、能提供肥料施用數據和田間管理情況的農戶進行調查。選取原則參考《2022 年江蘇省農戶施肥監測調查技術方案》,以期折算全省種植情況和施肥情況[11]。調查作物主要包括水稻、小麥、各類蔬菜。
2.2 調查方法
加強施肥數據采集信息化建設,使用農戶自主填報與農技人員輔助填報相結合的方式,在微信小程序“施肥檢測通”和“全國農戶施肥信息監測系統”中進行信息填報。填報后由后臺將信息導出,用以施肥情況的調查、監測和分析。
2.3調查內容
調查內容包括農戶基本信息(姓名、耕地面積、住址等)、種植信息(作物類型、品種、播種面積、地塊肥力、畝產、栽培方式、播種及收貨日期)、施肥信息(施肥日期、肥料種類、養分含量、施肥數量及價格等)以及調查問卷等統計數據。
3 調查數據計算方法[11]
調查的氮、磷和鉀化肥使用量分別以N、P2O5和K2O折純計算。單質肥、復混肥或配方肥及其他肥料養分含量根據肥料包裝標識的總養分含量及配合式或化驗結果折算相應的養分純量。農家肥根據實際應用的品種及區域內已測試的平均養分值估算。商品有機肥按實際購買的肥料包裝標識的養分或化驗結果進行測算。區域內肥料使用量測算采用加權平均值法。
CFI=∑1-n(N+P2O5+K2O)/A1;CFQ=CFI*A2 ;
TCFQ=∑(CFQ1+CFQ2+…+CFQm);
CFRR=(LTCFQ-TCFQ)/LTCFQ*100%;
CFI:某行政區域某一作物平均化肥使用強度;n:某一作物調查戶數編號;m:某一作物編號;∑1-n(N+P2O5+K2O):調查范圍內某一作物所有調查農戶施用的氮磷鉀化肥總量;A1:調查農戶某一作物的種植總面積;A2:某行政區域某一作物的種植總面積;CFQ:某行政區域某一作物化肥使用總量(CFQ1 代表作物 1 的化肥使用總量,CFQ2 代表作物 2 的化肥使用總量,依此類推);TCFQ:某行政區域主要農作物施肥總量;∑(CFQ1+CFQ2+…+CFQm):某行政區域不同農作物施肥量總和;CFRR:某行政區域年度化肥使用削減率;LTCFQ:上年度某行政區域年度化肥使用量。有機肥使用情況測算依此類推。
4 調查數據與分析
4.1 調查面積與樣本分布
調查范圍為張家港市8個鎮和2個特區(大新鎮、鳳凰鎮、金港鎮、錦豐鎮、樂余鎮、南豐鎮、雙山香山、塘橋鎮、楊舍鎮、常陰沙),調查樣本數和調查面積分別為:2019年,194個,2509.11 hm2;2020年,144個,1742.82 hm2;2021年,93個,1303.57 hm2。
4.2 各年度主要作物種植面積和肥料施用強度
2019年,張家港市小麥種植面積為9693.33hm2,水稻種植面積為16080.00 hm2,冬春蔬菜種植面積為2106.67hm2,夏秋蔬菜種植面積為2106.67 hm2。其中小麥平均產量為5.23t/hm2,化肥施用強度(CFI)為N0.280 t/hm2,P2O50.067 t/hm2,K2O0.058 t/hm2,合計為0.405 t/hm2,未施用有機肥;水稻平均產量為9.166 t/hm2,折純CFI為N0.305 t/hm2,P2O50.075 t/hm2,K2O0.118 t/hm2,合計為0.498 t/hm2,有機肥施用強度為0.008 t/hm2;冬春蔬菜平均產量為30.787 t/hm2,折純CFI為N0.195 t/hm2,P2O50.179 t/hm2,K2O0.124 t/hm2,合計為0.498,有機肥施用強度為0.243 t/hm2;夏秋蔬菜平均產量為42.200 t/hm2,折純CFI為N0.104 t/hm2,P2O50.105 t/hm2,K2O0.069 t/hm2,合計為0.277 t/hm2,有機肥施用強度為0.546 t/hm2。
2020年,張家港市小麥種植面積為11026.67 hm2,水稻種植面積為16133.33 hm2,冬春蔬菜種植面積為2746.67 hm2,夏秋蔬菜種植面積為3120.00 hm2。其中小麥平均產量為5.469 t/hm2,折純CFI為N0.264 t/hm2,P2O50.066 t/hm2,K2O0.066 t/hm2,合計為0.396 t/hm2,有機肥施用強度為0.003 t/hm2;水稻平均產量為8.290 t/hm2,折純CFI為N0.311 t/hm2,P2O50.070 t/hm2,K2O0.112 t/hm2,合計為0.493 t/hm2,有機肥施用強度為0.011 t/hm2;冬春蔬菜平均產量為44.961 t/hm2,折純CFI為N0.165 t/hm2,P2O50.158 t/hm2,K2O0.132 t/hm2,合計為0.455 t/hm2,有機肥施用強度為0.348 t/hm2;夏秋蔬菜平均產量為46.012 t/hm2,折純CFI為N0.103 t/hm2,P2O50.093 t/hm2,K2O0.084 t/hm2,合計為0.280 t/hm2,有機肥施用強度為0.194 t/hm2。
2021年,張家港市小麥種植面積為12620.00 hm2,水稻種植面積為16153.33 hm2,冬春蔬菜種植面積為3120.00 hm2,夏秋蔬菜種植面積為3120.00 hm2。其中小麥平均產量為5.187 t/hm2,折純CFI為N0.249 t/hm2,P2O50.072 t/hm2,K2O0.068 t/hm2,合計為0.389 t/hm2,未施用有機肥;水稻平均產量為8.499 t/hm2,折純CFI為N0.270 t/hm2,P2O50.071 t/hm2,K2O0.104 t/hm2,合計為0.445 t/hm2,有機肥施用強度為0.027 t/hm2;冬春蔬菜平均產量為45.450 t/hm2,折純CFI為N0.157 t/hm2,P2O50.105 t/hm2,K2O0.091 t/hm2,合計為0.353 t/hm2,有機肥施用強度為0.332 t/hm2;夏秋蔬菜平均產量為46.421 t/hm2,折純CFI為N0.175 t/hm2,P2O50.092 t/hm2,K2O0.086 t/hm2,合計為0.353 t/hm2,有機肥施用強度為0.180 t/hm2。
2019~2021年,各主要作物種植面積呈穩步上升趨勢。其中小麥種植面積增加較為明顯,增加了2926.67 hm2;水稻種植面積變化不大,增加了73.33 hm2;冬春蔬菜和夏秋蔬菜種植面積各增加了1013.33 hm2。
2019~2021年,糧食作物有機肥施用強度幾乎為0,化肥施用強度呈穩步下降趨勢。其中小麥CFI下降了0.016 t/hm2;水稻CFI下降了0.053 t/hm2,且從化肥施用強度中可以看出,農戶的施肥觀念正在發生變化,糧食作物同樣可以施用有機肥。
2019~2021年,蔬菜作物由于有機肥施用的影響,化肥施用強度有所不同。對于冬春蔬菜而言, CFI下降了0.146 t/hm2,有機肥施用強度增加了0.090t/hm2;對于夏秋蔬菜而言, 因有機肥使用量減少,化肥使用量略有上升, CFI上升了0.075 t/hm2,有機肥施用強度下降了0.367 t/hm2,但對2019~2021年施肥情況匯總,蔬菜化肥施肥強度(CFI)是在下降的。
4.3 各年度主要作物化肥施用總量及化肥削減率
2019年,張家港市小麥化肥施用總量(CFQ)為N2710.61t,P2O5651.12t,K2O561.56t,合計為3923.29t,有機肥施用總量為0.03t;水稻折純CFQ為N4949.04t,P2O51204.99t,K2O1899.41t,合計為8053.44t,有機肥施用總量為208.90t;冬春蔬菜折純CFQ為N411.63t,P2O5377.93t,K2O261.41t,合計為1050.97t,有機肥施用總量為511.63t;夏秋蔬菜折純CFQ為N218.81t,P2O5220.70t,K2O144.62t,合計為584.13t,有機肥施用總量為1150.85t。
2020年,張家港市小麥化肥施用總量(CFQ)為N2906.82t,P2O5723.49t,K2O723.49t,合計為4353.80t,較上年度化肥削減率(CFRR)為-10.97%,有機肥施用總量為31.99t;水稻折純CFQ為N5018.44t,P2O51131.24t,K2O1812.34t,合計為7962.02t,CFRR為1.14%,有機肥施用總量為167.16t;冬春蔬菜折純CFQ為N453.01t,P2O5435.16t,K2O361.78t,合計為1249.95t,CFRR為-18.93%,有機肥施用總量為955.35t;夏秋蔬菜折純CFQ為N321.72t,P2O5288.80t,K2O263.12t,合計為873.64t,CFRR為-49.56%,有機肥施用總量為605.46t。
2021年,張家港市小麥化肥施用總量(CFQ)為N3147.30t,P2O5909.70t,K2O851.90t,合計為4908.90t,CFRR為-12.75%,有機肥施用總量為0.00t;水稻折純CFQ為N4367.70t,P2O51152.90t,K2O1685.20t,合計為7205.80t,CFRR為12.01%,有機肥施用總量為436.20t;冬春蔬菜折純CFQ為N490.10t,P2O5326.00t,K2O283.70t,合計為1099.80t,CFRR為12.01%,有機肥施用總量為1037.10t;夏秋蔬菜折純CFQ為N546.10t,P2O5287.20t,K2O267.00t,合計為1100.30t,CFRR為-25.94%,有機肥施用總量為560.20t。
2019~2021年,除水稻外及2021年冬春蔬菜外,其他作物CFRR均為負值,但值得注意的是,除水稻外,其余作物種植面積均隨時間增長,因此基于CFI核算方式,對CFRR進行修正,修正后數據見表1和表2。
2019~2021年,糧食作物化肥施用量呈下降趨勢,2020年,小麥CFRR為2.45%,水稻CFRR為1.46%;2021年,小麥CFRR為1.49%,水稻CFRR為9.61%。2019~2021年,蔬菜受有機肥施用的影響,CFRR未呈現顯著性變化趨勢。
整體而言,2019~2021年,張家港市化肥施用量呈下降趨勢,2020年,CFRR為3.68%,2021年,CFRR為6.45%。
4.4 結論
2019~2021年度,張家港市小麥平均CFI為0.396t/hm2,氮磷鉀比例為1∶0.26∶0.24;水稻平均CFI為0.479t/hm2,氮磷鉀比例為1∶0.24∶0.38;冬春蔬菜平均CFI為0.435t/hm2,氮磷鉀比例為1∶0.85∶0.67;夏秋蔬菜平均CFI為0.303t/hm2,氮磷鉀比例為1∶0.76∶0.62。張家港市糧食作物磷鉀施用強度偏低,主要原因是張家港市糧食作物占據約84%的種植面積,農戶對氮肥的投入量大,導致磷鉀施用強度對比氮素偏低,實際上,當地磷鉀施用強度處于正常水平,且完全能夠滿足作物的生長。同樣這也意味著,對于糧食作物而言,在減少氮肥投入方面仍有很大空間;蔬菜作物氮磷鉀比例基本合理。
2019~2021年,張家港市CFQ為14122.01t,N為8513.75t,P2O5為2569.76t,K2O為3038.50t,氮磷鉀比例為1∶0.30∶0.36。
2019~2020年,張家港市CFRR為3.68%,2020~2021年,張家港市CFRR為6.45%。張家港市化肥施用量正在逐年下降,且下降趨勢呈上升態勢,說明張家港市施肥結構優化取得了顯著性成果。
5 討論與展望
我國人均耕地面積約1000m2,目前實行家庭聯產承包責任制。在這種分戶承包、分散經營的生產方式下,難以做到精確施肥。從供肥的角度看,肥料生產銷售已經完全市場化運作,生產廠家和銷售商為追求行業利益,會鼓勵農戶多施用肥料;從農戶的角度看,只要增施化肥還可以提高產量、增加經濟收入,則會繼續多施用化肥,由此帶來的生態環境風險卻因為其本身公共屬性及隱蔽性的特點被積累到將來爆發[8]。因此,優化肥料施用結構,進行測土配方施肥,打通糧食作物有機肥施用技術路徑,提高有機肥對化肥的替代比成為了首要問題。根據調查結果,針對目前現狀提出如下討論與展望:
5.1 推進土地流轉制度,實施適度規模化的種植模式
由政府部門牽頭,在條件成熟的地區實行農村土地流轉,鼓勵農業生產適度規模化經營,實行機械化、規范化的農業生產操作,大面積推廣科學合理的應用施肥技術,達到減量增效。
5.2 加大科技研發投入,實行科學化種植
簡化施肥方式,研究開發技術成熟、成本低廉、高效的緩控釋肥,以實現減量增效的目標。全面施行有機肥部分替代化肥,以減少化肥對土地的傷害,改善土壤結構。研制新型施肥機械,以期實現深施和精施,解決農戶在施肥的具體操作上難以定量和普通精施,人工費用過高的現狀。
5.3 完善農業技術推廣體系,培養新型農戶
由土肥站組織,成立農技推廣人員隊伍,積極拓寬農民培訓渠道,定期組織培訓會與經驗分享會。進一步加強測土配方施肥項目的技術集成和示范推廣工作,普遍提高當前農民科學施肥技術水平。
5.4 加強農業生態重要性宣傳,提升農戶的農業環保意識
充分利用多媒體,發揮網絡、手機等大眾媒體的作用,多措并舉普及環保知識,使農戶真正認識到保護農業生態環境的重要性。堅持綠色農業的可持續發展,福澤后代。
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[10] 《關于印發〈江蘇省主要農作物肥料使用情況調查規范(試行)〉》的通知》蘇耕環〔2019〕13號[Z].
[11]《關于印發〈2022 年江蘇省農戶施肥監測調查技術方案〉的通知》蘇耕環〔2022〕27 號[Z].