李文西 毛偉 蘇勝 陳明 陳欣 王翔



摘要 為精準評估揚州市主要農作物肥料投入量,摸清其投入現狀及存在問題,提出平衡施肥的豐產對策。基于統計數據和實地調查數據,分析了“十三五”期間(2016—2020年)揚州市各縣(市、區)氮、磷、鉀肥投入量變化、各縣(市、區)化肥和有機肥施用總量(氮、磷、鉀肥總量)變化等特征。結果表明,“十三五”期間(2016—2020年)揚州各縣(市、區)肥料施用量總體呈下降趨勢。其中有機肥施用量以2017年為轉折點,呈先逐年增加后下降趨勢。寶應縣平均有機肥施用量最高,廣陵區平均有機肥施用量最低。化肥施用量總體呈下降趨勢,廣陵區化肥平均施用量最低,江都區化肥平均施用量最高。整體上揚州市氮肥施用總量呈逐年下降,磷和鉀肥施用總量呈逐年上升趨勢。在此基礎上,闡述了揚州市當前存在的化學肥料比例偏高、化肥氮肥總量投入居高不下、肥料運籌簡單化等問題,并提出了優化施肥結構,充分利用有機肥;調整施肥比例,合理平衡施肥;科學研判墑情,提高施肥效率等化肥使用的建議,以確保“十四五”期間進一步提高耕地質量,促進農業高質高效綠色可持續發展。
關鍵詞 化肥;有機肥;氮磷鉀比例;揚州市
中圖分類號 S 143? 文獻標識碼 A
文章編號 0517-6611(2024)12-0144-04
doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.031
Investigation and Countermeasures of Fertilizer Input in Yangzhou
LI Wen-xi, MAO Wei,SU Sheng et al
(Yangzhou Cultivated Land Quality Protection Station,Yangzhou,Jiangsu? 225101)
Abstract To evaluate the fertilizer input of major crops in Yangzhou City,it is necessary to evaluate the present situation and existing problems related to chemical fertilizer inputs in agriculture.The study analyzed the characteristics of the total inputs of different chemical fertilizers in each county (city,district) in Yangzhou City during 2016-2020,and provided suggestions for balance fertilization and yield abundance.The results showed that the total quantity of fertilizer applied in Yangzhou counties (cities and districts) decreased in the 13th Five-Year Plan period (2016-2020).Among them,the application rate of organic fertilizer increased every year before 2017,and then decreased every year.The application rate of organic fertilizer in Baoying County was highest,and the application rate of organic fertilizer in Guangling District was lowest.The application rate of chemical fertilizer per unit area decreased every year.The application rate of chemical fertilizer per unit area in Guangling District was lowest,and the application rate of chemical fertilizer per unit area in Jiangdu District was highest.Overall,the total amount of nitrogen fertilizer application in Yangzhou City decreased every year,and the total application rate of phosphorus and potassium fertilizer increased every year.In summary,the author expounds the current problems in Yangzhou City,such as the application rate of chemical fertilizer were high,the high total input of nitrogen fertilizer,and the fertilizer management was sample.In view of those problems,this paper puts forward some ways to improve the quality of cultivated land during the ‘14th Five-Year Plan period by optimizing the fertilization structure,making full use of organic fertilizer,adjusting the rate of fertilizer application and increasing fertilization efficiency.
Key words Chemical fertilizer;Organic fertilizer;Nitrogen-phosphorus-potassium application ratio;Yangzhou City
基金項目 國家重點研發計劃“化肥減施增效技術信息化服務系統建設研究”(2016YFD0201303)。
作者簡介 李文西(1983—),男,河南南陽人,推廣研究員,博士,從事土壤肥料技術研究。
收稿日期 2022-11-29
肥料是一種添加到土壤中的化學物質,其目的在于提高農作物的產量,按化學性質可分為無機肥料和有機肥料。無機肥料也稱為化肥,主要指通過化學合成方法生產的肥料。我國從20世紀70年代末就開始大量施用無機肥料,施用量呈逐年上升的趨勢。1977年化肥總消費量為596萬t,2005年增加到5 000萬t左右[1]。有機肥料主要指能夠為土壤提供植物營養,源自植物或動物的含碳物料。我國是世界上最早施用有機肥的國家之一[1],20世紀50年代有機肥占肥料投入的99%,但由于化肥的大量施用,施用量呈逐年下降趨勢,90年代則下降至不足1/4。肥料作為土壤養分的一個補充,對農作物的健康生長至關重要,與人類的生存和發展息息相關[2]。農作物的生長主要受氣候、土壤養分和灌溉的影響,雖然氣候條件難以控制,但通過科學合理選擇肥料類型和施用量以及適當的施用方法,能夠彌補土壤養分的過度消耗。現代農業系統在很大程度上依賴于化肥,沒有化肥就無法實現農業的綜合發展。當前,世界人口的迅速增長要求糧食生產必須大幅度增加,這導致單位面積土壤養分負荷的增加和化肥行業的快速增長[3]。
研究表明,肥料的供應與農作物的生長需求并不匹配,傳統的化肥施用中僅有一小部分的肥料被農作物所利用,大部分的養分都損失在環境中,不僅造成資源的浪費,更會造成環境的污染[4-5]。氮肥主要通過揮發、侵蝕、礦化和反硝化等方式流失[6],磷肥通過地表徑流和土壤礦化的方式流失[7],而鉀肥主要通過浸出和地表徑流的方式流失[8],從而造成土壤酸化、肥力下降、重金屬污染、地下水富營養化、面源污染等一系列問題[9-10]。因此,筆者搜集了揚州市“十三五”期間(2016—2020年)主要農作物肥料使用數據,在此基礎上總結了揚州市各縣區肥料使用現狀,并就目前存在的問題提出一些化肥使用的建議,以期為揚州市肥料的合理施用提供理論依據,促進全市農業高質高效綠色可持續發展。
1 研究區概況
揚州市位于119°01′~119°54′E、31°56′~33°25′N,地處江蘇中部,南鄰長江,屬于亞熱帶濕潤氣候區,四季分明,雨量充沛,雨熱同季,光熱水資源較好,可滿足小麥、棉花、水稻、各種蔬菜生長,對農業發展極為有利,是國家重要商品糧基地。境內地貌類型以平原為主,地勢西高東低,地貌類型分為里下河洼地、沿江高沙土、沿江圩區和丘陵4個農業區。成土母質可分為湖相沉積物、黃泛沖積物、黃淮沖積物、黃土母質、基巖殘積物、下蜀黃土、長江沖積物、長江淤積物。土壤類型分為水稻土、潮土、黃棕壤、沼澤土4個土類;根據主導形成過程不同的發育階段或次要的形成過程等因素細分為11個亞類;依據成土母質類型、水文地勢條件分成27個土屬;依據1 m深度的土體層次排列細分為101個土種[11]。
2 揚州市主要農作物生產現狀
2.1 種植面積的變化
揚州市地處長江下游地區,種植結構主要為稻麥輪作,水稻和小麥是本地區的主要農作物。由圖1可知,“十三五”期間(2016—2020年)揚州市全年糧食播種面積為38.80萬~41.90萬hm2,整體呈下降趨勢。2016年糧食播種面積為41.90萬hm2,2020年為38.80萬hm2,5年間下降了3.10萬hm2。小麥和水稻播種面積也呈下降趨勢,2016年小麥播種面積為18.70萬hm2,2020年為17.50萬hm2,5年間下降了1.20萬hm2。2016年水稻播種面積為20.70萬hm2,2020年為19.56萬hm2,5年間下降了1.14萬hm2。
2.2 稻麥產量的變化
由圖2可知,“十三五”期間(2016—2020年)糧食總產與糧食播種面積變化趨勢一致。2016年
揚州市糧食總產300.3萬t,2020年為286.6萬t,5年間下降
了13.7萬t。此外,2016—2020年稻麥總產整體平穩,略有下降,稻麥單產呈上升趨勢。具體為2016年小麥單產最低為5 530.5 kg/hm2,隨后逐年上升,到2020年增長至5 762.3 kg/hm2。水稻單產5年間由9 058.5 kg/hm2上升至9 172.3 kg/hm2。稻麥單產的增加主要與“十三五”期間揚州市大力推廣測土配方施肥、秸稈還田、深耕技術,加強農田基礎設施建設,改造和新建高標準農田等舉措有關系。小麥總產5年間下降了2.8萬t,水稻總產5年間下降了8.1萬t,這是因為5年間小麥和水稻種植面積均下降。
3 揚州市化肥使用現狀
3.1 各縣區肥料投入情況
“十三五”期間(2016—2020年)揚州市各縣區有機肥投入情況見表1。其中儀征市有機肥施用量總體呈上升趨勢。其他縣區有機肥施用量總體呈先增加后降低趨勢,在2017年達到最大值。寶應縣平均有機肥施用量最高,為162.21 kg/hm2,廣陵區平均有機肥施用量最低,為62.61 kg/hm2。
“十三五”期間(2016—2020年)揚州市各(縣、區)化肥投入情況見表2。各(縣、區)化肥施用量總體呈現下降趨勢,但2019年部分地區略有上升趨勢。5年內,廣陵區化肥平均施用量最低,達289.47 kg/hm2,江都區的化肥平均施用量最高,為635.53 kg/hm2。
3.2 揚州市肥料投入情況
由圖3可知,“十三五”期間(2016—2020年)揚州市肥料中氮磷鉀總施用量為723.15—807.30 kg/hm2,總施肥量總體呈下降趨勢。其中2016年最高,2018年最低。2016—2020年,氮(N)總施用量總體呈下降趨勢,2016年總施氮量為488.10 kg/hm2,2020年為434.55 kg/hm2,5年間下降了53.55 kg/hm2。磷(P2O5)總施用量呈先下降后上升的趨勢,2016年總施磷量為144.45 kg/hm2,2020年為143.85 kg/hm2,5年間下降了0.60 kg/hm2。鉀(K2O)總施用量總體呈上升趨勢,5年間由174.45 kg/hm2增加至203.25 kg/hm2。2016—2020年揚州市化肥施用量占總施肥量的78.74%~83.84%,2017年占比最低,2019年占比最高。其中化肥中氮肥(N)施用量占總氮施用量的比重也呈逐年下降趨勢,由最初的89.74%降至87.40%。而磷肥(P2O5)和鉀肥(K2O)在化肥施用的占比逐年上升。總體上,5年內揚州市總施肥量和化肥施用量呈下降趨勢,有機肥施用量占比逐年上升。
4 揚州市主要農作物化肥投入問題
4.1 化學肥料比例偏高
受成本和增產效果等因素的影響,揚州市主要農作物肥料投入以化肥為主,有機肥為輔。由表3可知,2016年揚州市肥料投入結構中有機肥與化肥的施用比例為1∶4.81,2017年達到最低為1∶3.70。“十三五”期間有機肥與化肥的施用比例平均為1∶4.48。
其中,2018年揚州市化肥施用量為585.45 kg/hm2,與江蘇省化肥施用量相比,高出全省平均水平50.52%,高于全國平均水平71.80%,也是國際公認的化肥施用安全標準上限225 kg/hm2的2.60倍,遠超過國際安全標準[12]。說明揚州市目前化肥投入量偏高,糧食并未起到顯著的增產效果。國內外研究表明,化肥的過量施用,不僅不能提高農作物產量,只會進一步加大農戶的經營成本和土壤環境風險[12-13]。
4.2 化肥總氮投入居高不下,磷、鉀投入趨于合理
揚州市“十三五”期間(2016—2020年)肥料氮磷鉀比例變化見表3。由表3可知,各年有機肥中的氮磷鉀比例明顯高于化肥中氮磷鉀比例。有機肥中氮、磷、鉀的投入有明顯上升趨勢,這主要是由于揚州市大力推廣商品有機肥、有機無機復混肥和秸稈還田。
總施肥中氮磷鉀的比例由1∶0.30∶0.36變為1∶0.33∶0.47,養分投入比例總體呈穩定趨勢,但與發達國家氮磷鉀1∶0.5∶0.5仍有一定差距[14]。說明當前揚州市土壤中化學氮肥用量偏高,這易造成作物徒長、倒伏和感染病蟲害,農產品中硝酸鹽含量高。同時長期高量偏施氮化肥往往導致肥料利用率下降,污染環境。磷鉀肥用量逐年增加,配方肥得到農戶的廣泛應用,表明農戶已經從根本上認識到磷、鉀肥對稻麥生產的重要性和必要性。
5 揚州市化肥合理使用的建議
5.1 優化施肥結構,充分利用有機肥
肥料運籌中增施有機肥,有機無機相結合。目前國內外研究表明,施用有機肥可以增加土壤有機質含量,促進農作物生長發育,改良土壤結構,提高土壤肥力。因此,“十四五”期間建議大規模推廣秸稈還田技術,提高秸稈還田的普及率,提高畜禽養殖糞便的綜合利用率[15],創新產業技術,提高有機肥商品化產業規模。
秸稈還田量大的田塊要注意施足基肥,基肥不足的要早施苗肥,基苗肥應達到總施氮量的60%,進一步推進緩控肥、生物有機肥等新型高效肥料的配合施用。加大施肥機械的應用面積與使用效率,改表施、撒施傳統施肥方式為種肥同播、機械深施、水肥耦合、葉面噴施等施肥方式,減少人工成本,提高肥效。
5.2 調整施肥比例,合理平衡施肥
控制氮肥總量,調整基肥追肥比例,適當減少基肥氮肥用量。基肥深施,追肥“以水帶氮”。推薦采用機插秧側深機施底肥和蘗肥,實現施肥插秧一體化。
(1)施肥中氮肥基肥占40%~50%,蘗肥占20%~30%,穗肥占20%~30%;有機肥與磷肥全部基施;鉀肥基肥占50%~60%,穗肥占40%~50%。缺鋅土壤施用硫酸鋅15~30 kg/hm2;適當基施含硅肥料。
(2)針對水稻,產量水平7 500 kg/hm2以下,氮肥(N)用量120~150 kg/hm2,磷肥(P2O5)30~45 kg/hm2,鉀肥(K2O)45~60 kg/hm2;產量水平7 500~9 000 kg/hm2,氮肥用量150~180 kg/hm2,磷肥45~60 kg/hm2,鉀肥60~75 kg/hm2;產量水平9 000 kg/hm2以上,氮肥用量180~270 kg/hm2,磷肥75~90 kg/hm2,鉀肥90~120 kg/hm2。
(3)針對小麥,產量6 000 kg/hm2左右的弱筋小麥田塊,施純氮180~210 kg/hm2,其中70%作基肥,30%作拔節肥。產量7 500 kg/hm2左右的中筋和強筋小麥田塊,施純氮210~240 kg/hm2,其中60%作基肥,40%作拔節孕穗肥。根據土壤基礎地力水平,氮磷鉀配比1∶(0.4~0.6)∶(0.4~0.6)為宜,磷鉀以基肥比拔節肥為5∶5較適宜。一般基肥可用尿素75~150 kg/hm2、45%復合肥(15-15-15)225~375 kg/hm2。
5.3 科學研判墑情,提高施肥效率
針對土壤墑情和苗情,在小麥返青前進行鎮壓或劃鋤,提墑保墑,防寒防凍,促進苗情轉化,增強抗旱御寒能力。“十四五”期間要進一步優化完善施肥技術,針對不同區域、不同作物品種研究開發科學施肥技術體系,可根據土壤肥力、基肥施用、苗情墑情等科學確定追肥、灌水時間、次數和數量。肥水管理與抗旱排澇及病蟲草害防治相結合,密切關注小麥返青拔節前天氣狀況和苗情,如干旱少雨,應在早春趁天氣回暖、土壤蒸發量加大時及早灌水。
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