河北谷子主產區施肥現狀調查與分析

摘要為了解谷子施肥情況，科學指導谷子施肥，對河北地區不同谷子主產區198個種植戶施肥情況進行調查分析。結果發現，所有種植戶均施用基肥，追肥戶數占比60.10%，有機肥施用戶數占比36.36%，有2戶施用微肥硼；平均養分投入量分別為氮（N）143.46kg/hm²、磷（P₂O₅）75.08kg/hm²、鉀（K₂O）51.87kg/hm²，谷子平均產量4 680kg/hm²；不同谷子主產區的養分投入量存在較大差異，基肥施用量占比高；有機肥氮、磷投入量較低；氮肥偏生產力（）表現為冀中>冀北>冀東>冀南，磷肥表現為冀中>冀東>冀北>冀南，鉀肥表現為冀北>冀東>冀南>冀中；通過邊界線分析法擬合谷子最優施肥量分別為N 153.13kg/hm²、P₂O₅82.63kg/hm²和K₂O 50.95kg/hm²。綜合來看，研究區谷子施肥在基肥與追肥施用比例、有機肥和無機肥施用比例方面有待進一步調整，微肥施用有待進一步推廣；建議氮肥、基追肥比例控制在1∶2左右，磷、鉀肥后期少量追肥，提高有機肥施用占比；各區域根據模擬最優施肥量適當增加氮、磷投入量，重視硼等微肥施用。

關鍵詞谷子施肥；谷子產量；肥料偏生產力；邊界線分析法

中圖分類號S515 文獻標識碼A 文章編號1007-7731（2024）20-0010-06

DOI號10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.20.003

Investigation and analysis of fertilizer application in main producing areas of millet in Hebei Province

FENG Qian¹ZHAO Xu¹TANG Rui¹JIANG Longgang²JIA Liangliang²ZHANG Aijun³LIU Ketong¹

（¹Hebei Province Cultivated Land Quality Monitoring and Protection Center， Shijiazhuang 050051， China;

²Institute of Agricultural Resources and Environment， Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Shijiazhuang 050051， China；

³College of Land and Resources， Hebei Agricultural University， Baoding 071000， China）

Abstract To understand the situation of grain fertilization and guide grain fertilization scientifically， the fertilization situation of 198growers in different main millet producing areas in the Hebei Province region was investigated and analyzed. It was found that all millet growers applied base fertilizer， 60.10% of them applied topdressing fertilizer， 36.36% of them applied organic fertilizer， only two of them applied micro-fertilizer boron. The average nutrient inputs were nitrogen （N） 143.46kg/hm²， phosphorus （P₂O₅） 75.08kg/hm²and potassium （K₂O） 51.87kg/hm²， respectively. The average yield of millet was 4 680kg/hm². There were significant differences in nutrient input among different main production areas of foxtail millet， with a high proportion of basal fertilizer application， the input of organic fertilizer nitrogen and phosphorus was relatively low. The partial productivity （） of nitrogen fertilizer showed as Central Hebei>Northern Hebei>Eastern Hebei>Southern Hebei， the of phosphorus fertilizer showed as Central Hebei>Eastern Hebei>Northern Hebei>Southern Hebei， the of potassium fertilizer showed as Northern Hebei>Eastern Hebei>Southern Hebei>Central Hebei. The optimal fertilizer application rates of grain in the province were N 153.13kg/hm²， P₂O₅82.63kg/hm²and K₂O 50.95kg/hm². Overall， the fertilization of foxtail millet in the research area requires further adjustment of the ratio of base fertilizer to topdressing， the ratio of organic fertilizer to inorganic fertilizer， and the promotion of micro fertilizer application. It was recommended to control the proportion of nitrogen based topdressing at around 1：2， and a small amount of topdressing in the later stage of phosphorus and potassium fertilizer， the proportion of organic fertilizer application should be increasedand. Each region should increase the input of nitrogen and phosphorus appropriately according to the simulated optimal fertilization amount， and pay attention to the application of micro fertilizers such as boron.

Keywords millet fertilization; millet yield; fertilizer partial productivity; boundary line analysis

谷子又稱粟，是北方地區較為常見的糧食之一。谷子抗旱、耐瘠薄且水分利用效率高，適應性廣、穩產性強，化肥、農藥用量少，是一種典型的環境友好型作物^[1-3]。河北是谷子生產和消費的重點地區之一，調研該地區谷子主產區施肥現狀，分析其有待進一步完善的環節，并提出針對性建議，對提高谷子產量、改善土壤環境，促進谷子產業發展具有重要意義。劉建平等^[4]對冀西北春谷子進行了“3414”肥效試驗，結果表明，高土壤肥力條件下，不同肥料對產量的影響順序為氮肥>鉀肥>磷肥，中土壤肥力條件下表現為磷肥>氮肥>鉀肥，低土壤肥力條件下表現為氮肥>鉀肥>磷肥；陳二影等^[5]采用“3414”肥料試驗對夏谷氮、磷和鉀肥的肥料效應進行了研究，結果表明，施用氮、磷和鉀肥對谷子的增產效果明顯，平衡施肥能提高其產量和肥效，不同肥料對產量的影響表現為氮>鉀>磷；殷振琴^[6]采用“3414”試驗方案，研究氮、磷和鉀肥不同施用量對谷子產量的影響，結果表明，其產量與氮、磷和鉀肥施肥量之間具有線性回歸關系，其養分的利用效率隨施肥水平的提高而逐漸降低；崔紀菡等^[7]比較了不同底肥、追肥量和不同追肥形式對夏谷產量的影響，結果表明，以225kg/hm²氮磷鉀復合肥（20-15-15）作為底肥，配合氨基酸葉面追肥的谷子產量最高；追肥形式上，葉面噴施較基施尿素增產420～780kg/hm²，以氨基酸葉面肥表現最佳。近年來，有關研究區谷子育種、加工等方面的研究較為全面，而有關種植過程中施肥調查等方面研究相對較少。基于此，本研究通過隨機走訪河北不同谷子主產區共198個種植農戶，全面了解該地區谷子主產區的施肥現狀，分析其施肥有待進一步完善的環節，模擬谷子生產的最優施肥量，為其科學施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 調查范圍

在河北谷子主產區開展施肥調查，調查農戶共198個，其中冀北57個，冀東19個，冀中48個，冀南74個。

1.2 調查方式與內容

本次調查于2024年2—3月進行，采用隨機走訪方式，以問卷和問答的方式逐戶實地調查。調查內容包括農戶類型、谷子產量、基肥種類及用量以及追肥種類及用量等。

1.3 數據處理及方法

1.3.1 無機肥和有機肥施用量折純 根據調查數據進行測算，各類無機肥中氮（N）、磷（P₂O₅）和鉀（K₂O）含量數據從調查戶提供的肥料袋上的標識所得，折純計算公式如式（1）～（3）。

無機肥氮量（kg/hm²）=施用無機肥中氮的質量分數（%）×施用無機肥的質量（kg/hm²） （1）

無機肥磷量（kg/hm²）=施用無機肥中磷的質量分數（%）×施用無機肥的質量（kg/hm²） （2）

無機肥鉀量（kg/hm²）=施用無機肥中鉀的質量分數（%）×施用無機肥的質量（kg/hm²） （3）

有機肥中氮（N）、磷（P₂O₅）和鉀（K₂O）含量參考《中國有機肥料養分志》^[8]。

1.3.2 肥料偏生產力（） 肥料偏生產力的計算公式如式（4）。

（kg/kg）= （4）

式（4）中，為施肥后所獲得的谷子產量；代表肥料折純后（N、P₂O₅和K₂O）的投入量。

1.3.3 最優產量及施肥量模擬 邊界線分析法^[9-12]是目前定量評估作物產量潛力有效的方法之一，通過該方法建立散點圖，根據農戶的實際施肥量獲得的谷子單產，并擬合出理論上可實現的最優施肥量和谷子單產。

1.4 統計與分析

采用Excel 2019和SPSS 25.0軟件對調查數據進行統計分析。

2 結果與分析

2.1 不同谷子主產區農戶肥料施用情況

不同谷子主產區農戶施肥情況調查見表1。所有農戶均施用基肥，基肥施用種類多為復合肥、尿素、磷酸二銨和有機肥等；追肥農戶數共計119戶，占比60.10%，追肥種類多為尿素、磷酸二氫鉀等；有機肥施用農戶數72戶，占比36.36%，其中冀北20戶、冀東5戶、冀中20戶及冀南27戶，分別占各區域的35.09%、26.32%、41.67%和36.49 %；調查農戶中，僅冀南有2個農戶施用微肥，占調查戶的1.01%。調查結果表明，谷子種植均施用基肥，追肥農戶占比較高，有機肥和微肥施用量略少。

2.2 不同谷子主產區養分投入情況

2.2.1 養分投入量與產量 谷子養分投入及產量調查結果見表2。研究區谷子平均養分投入量分別為氮（N）143.46kg/hm²、磷（P₂O₅）75.08kg/hm²和鉀（K₂O）51.87kg/hm²。其中總氮（N）投入量在5.75～369.37kg/hm²，總磷（P₂O₅）投入量在0～345.00kg/hm²，總鉀（K₂O）投入量在0～150.00kg/hm²。谷子產量在1 500～9 750kg/hm²，平均產量4 680kg/hm²。有機肥施用量中，3種養分投入量變異系數接近，無機肥和總養分投入量中，磷、鉀變異系數較高，谷子產量變異系數為28.79%。

2.2.2 肥料總施用量 不同谷子主產區谷子肥料總投入量見表3，不同谷子主產區的肥料總投入量存在較大差異。N投入量表現為冀東>冀北>冀南>冀中，冀北（150.98kg/hm²）、冀東（153.18kg/hm²）和冀南（150.29kg/hm²）明顯高于冀中（119.40kg/hm²）（<0.05）；P₂O₅投入量表現為冀南>冀北>冀東>冀中，冀北（80.29kg/hm²）、冀南（93.22kg/hm²）明顯高于冀東（67.31kg/hm²）、冀中（59.50kg/hm²）（<0.05）；K₂O投入量方面，冀中（64.90kg/hm²）、冀南（59.81kg/hm²）明顯高于冀北（42.38kg/hm²）和冀東（40.40kg/hm²）（<0.05）。

2.2.3 基、追肥投入量 不同谷子主產區基肥和追肥養分投入量調查結果見表4。冀北、冀東、冀中和冀南的基肥氮投入量分別為107.95、85.40、103.37和104.18kg/hm²，占氮總投入量的71.50%、55.75%、86.57%和69.32%，其中，冀東基肥氮投入量較高，調查農戶中，有89.47%進行追肥。總體來看，基肥氮投入量占總投入量的2/3，磷、鉀肥以基施為主，追施為輔，追肥比例不高。研究區谷子主產區主要分布在冀北、冀南等區域，這些地區土壤肥力偏低，建議將部分基施氮肥作為追肥結合夏季降水和灌E2Tu2F0yz2qv10TQeCTn44PHSjZkKICGuh2BQ+HZyys=溉等措施進行追施，并根據區域土壤肥力合理調整氮肥追施比例，以利于谷子高產。研究區土壤有效磷、速效鉀含量較高，種植農戶磷、鉀肥施用方法基本合理。

2.2.4 不同類型養分投入量 不同谷子主產區養分投入量見表5。研究區谷子生產過程中，有機肥氮、磷投入量較低，冀北、冀東和冀南有機肥氮（N）投入量分別為19.40、29.03和20.04kg/hm²；冀北、冀南有機肥磷投入量分別為4.81、5.00kg/hm²。總體來看，有機肥氮、磷平均投入量分別為26.24、6.52kg/hm²，占比分別為18.29%、8.68%。即研究區谷子氮、磷投入以無機肥為主，有機肥為輔，有機肥和無機肥施用比例有待進一步調整。有機肥鉀的平均投入量15.85kg/hm²，占比30.55%，相對于氮、磷占比較高。

2.3 不同谷子主產區肥料偏生產力

不同區域谷子生產的氮、磷和鉀肥偏生產力（）如圖1所示。氮肥表現為冀中>冀北>冀東>冀南，其中冀中最高，可能原因是該區域氮（N）投入量低于其他區域，而冀北氮肥高于冀南和冀東，可能是由于3個區域氮（N）投入量相當，而冀北地區多生產春谷，冀東和冀南多生產夏谷，春谷生長期比夏谷長，平均產量較夏谷更高；磷肥表現為冀中>冀東>冀北>冀南，這與其磷（P₂O₅）投入量一致，即磷（P₂O₅）投入量越低，磷肥越高；鉀肥表現為冀北>冀東>冀南>冀中，其中冀北、冀東高于冀南和冀中，可能原因是冀北、冀東土壤速效鉀含量較高，農戶鉀肥施用量較少。

圖1 不同谷子主產區肥料偏生產力

2.4 養分投入量與谷子產量擬合

采用邊界線分析法，對養分投入量與谷子產量進行擬合分析，3種養分投入量與谷子產量的邊界線擬合結果如圖2所示，其中氮（N）、磷（P₂O₅）和鉀（K₂O）均擬合為二次曲線，相關系數（²）分別為0.788 3、0.819 1和0.701 7。根據邊界線擬合得到3種養分投入量最優值，分別為153.13、82.63和50.95kg/hm²，對應的模型擬合產量分別為7 316、7 621和7 851kg/hm²。養分投入量在最優值附近，養分效率最高。谷子施肥時，應將氮、磷和鉀養分投入量控制在最優值附近，低于最優值時養分投入不足，高于最優值則造成養分浪費。

3 結論與討論

谷子生產中氮肥分次施用具有較好的增產效果，其中尤以1/3左右的氮肥作為基肥施用、2/3作為追肥施用的效果最佳^[13-14]。代小冬等^[15-16]研究表明，由于谷子生育期較長，且磷、鉀肥的移動性較差，生產中建議將全部有機肥和磷、鉀肥作為基肥一次性施入，以維持全生育期穩定的養分供應。李永虎等^[17]研究指出，在具備追肥條件的情況下，可以考慮將少量的磷、鉀肥作為追肥，在拔節期、灌漿期等生長關鍵時期合理追施，以提高谷子產量和養分效率。本研究結果指出，研究區谷子的養分投入量最優值，即氮（N）、磷（P₂O₅）和鉀（K₂O）投入量分別為153.13、82.63和50.95kg/hm²，建議基施氮（N）量51.03kg/hm²，視情況分1～2次追施氮（N）量102.10kg/hm²。

適當增施有機肥有利于提高作物產量^[18]。祁宏英^[19]、夏凡等^[20]研究指出，施用農家有機肥（畜禽糞便、秸稈等有機物料腐熟物）45 000kg/hm²以上，或施用商品有機肥3 000～4 500kg/hm²，可減施化肥10%～20%。本研究結果表明，研究區有機肥和無機肥施用比例有待進一步調整，部分農戶有機肥氮、磷投入量較低，其中冀北、冀東和冀南有機肥氮投入量，以及冀北、冀南有機肥磷投入量占比均較低。研究區土壤有機質含量有待進一步提高，而有機肥投入不足在一定程度上影響了土壤理化性質，可能造成土壤板結、酸化和肥力衰退等問題，進而導致土壤抵御災害的能力減弱，影響谷子等作物產量。優化秸稈還田技術，秸稈粉碎5cm左右，均勻深翻20cm以上，可保證秸稈翻壓后不影響谷子苗期的生長發育，同時提高土壤有機質含量。

楊揚^[21]研究指出，不同肥料對谷子產量影響表現為氮肥>鉀肥>磷肥，增施氮肥有利于提高谷子產量。本研究結果表明，研究區谷子主產區氮、磷平均投入量143.46、75.08kg/hm²，均低于最優值153.13、82.63kg/hm²。冀中地區氮、磷投入量較低，因此可根據實際情況適當增加氮、磷投入量，有利于提高氮、磷肥；而鉀平均投入量51.87kg/hm²，略高于最優值50.95kg/hm²，因此適當減少鉀肥投入量有利于提高其。

調查的種植戶中，冀南地區有2戶施用了微肥硼，微肥施用率略低。微量元素肥料對谷子的生長發育和耐病性有一定的積極作用，其能促進植物細胞分裂，提高谷子的免疫力，增強其抗逆性和抗病性^[22-24]。建議谷子種植過程中施用一定量的硼肥，高產田或硼元素缺乏地塊底施硼砂7.5kg/hm²，與一定量土壤混勻撒施、耕翻，或在齊穗前分2次噴施稀釋3 000倍的硼酸溶液，間隔10d噴1次，可以有效提高谷子產量和品質^[25]。曹夢琳^[26]研究指出，適量施用外源鋅肥，可提升谷子千粒重和穗粒重，進而提升谷子產量；同時可以提高其蒸煮品質，堿消值和膠稠度有一定程度的提升。實際谷子生產中，還可增施鋅、硒等微量元素肥料。

綜上，本研究調查了河北不同谷子主產區共198個種植農戶，了解該地區谷子主產區的施肥情況，分析其施肥有待進一步提高的環節，并模擬谷子的最優施肥量，得出如下結論。

（1）該地區不同谷子主產區施肥情況方面，總體呈現基施為主，追施為輔，氮（N）、磷（P₂O₅）投入以無機肥為主，有機肥為輔。基肥與追肥施用比例、有機肥和無機肥施用比例均有待進一步調整；微肥施用率較低，僅冀南地區有2戶施用了微肥硼，施用率1.01%。

（2）模擬谷子最優施肥量發現，氮、磷肥施用量有待進一步提高，鉀肥施用量可根據土壤條件適當調整降低。

該地區谷子施肥管理建議氮基肥的追肥比例控制在1∶2左右，適當提高冀北、冀中和冀南地區追肥量占比，磷、鉀肥后期少量追肥；各區域需提高有機肥施用，同時重視硼等微肥施用；根據模擬的最優施肥量，可適當增加氮、磷投入量，減少鉀投入量。

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（責任編輯：李媛）

基金項目河北省現代農業產業技術體系建設專項（HBCT2024080401）。

作者簡介封乾（1993—），男，河北石家莊人，碩士，農藝師，從事土壤改良、培肥和植物營養研究。

通信作者劉克桐（1973—），男，河北滄州人，碩士，推廣研究員，從事土壤改良、培肥和植物營養研究。