建德市不同農作系統肥料結構的調查與分析

孔樟良

摘要：調查農田施肥現狀可為深入了解施肥中存在的問題、進一步完善測土配方施肥工作提供科學依據。通過對建德市31塊定位農田連續5年的肥料結構跟蹤監測，比較分析了8類農作系統農田的氮、磷、鉀施用情況。結果表明，該市農田肥料的投入量因種植方式、農戶等的不同有較大的差異，氮、磷、鉀純量的年總投入量在219.45～1526.55kg/hm²之間變化，平均為734.70kg/hm²。；部分農田存在超量施用肥料的現象。有機肥的施用量呈現增加趨勢，其對農田氮、磷、鉀養分投入總量的貢獻平均約為10.89%；投入肥料中氮：磷：鉀平均比例大致為1：0.6：0.6。經濟作物的肥料施用量明顯高于糧食作物，且有機肥及磷、鉀肥被優先施于經濟作物中。目前建德市在有機肥與化肥配合施用及氮磷鉀施用比例方面還不盡合理，建議繼續加大力度推廣施用有機肥，增加糧食作物農田中磷、鉀肥及有機肥的施用，以全面提升耕地地力。

關鍵詞：肥料結構；農作系統；有機肥

中圖分類號：S153.6 文獻標志碼：A 論文編號：2014-0908

引言

氮、磷、鉀是農作物需要量最大的營養元素，國內絕大部分農業土壤存在著不同程度的氮、磷、鉀缺乏及其平衡失調問題，施肥是保障農作物高產的重要手段。了解農田施肥現狀可為判斷區域農田施肥的合理性及調整肥料結構提供依據。近20年來，中國各地非常重視合理施肥工作，就施肥對土壤質量的影響、農田氮磷鉀平衡等方面開展了大量的工作。研究表明，有機肥在維持土壤質量方面有重要的作用，其不僅能提供作物正常生長必需的氮、磷、鉀及其他營養元素，而且還能改善土壤理化性狀，具有促進土壤團聚體的形成，提高土壤陽離子交換量，防治土壤酸化，增強土壤固碳能力和微生物活性等方面的作用。而長期單施化肥不利于土壤物理性狀的改善，長期過量偏施化肥還可導致土壤鹽化、酸化等土壤退化、微量元素缺乏及增加農業面源污染等問題，甚至影響了農產品的品質和環境質量。對中國農田施肥結構的調查表明，中國農田普遍存在氮素投入過高，鉀素投入不足的問題。研究認為，為了保障農業可持續發展，施肥不僅要考慮提供植物需要的養分，也需顧及對土壤其他性狀的作用。在施肥上，必須綜合考慮有機肥與化肥的配合施用及氮、磷、鉀等養分的平衡問題。

建德市隸屬浙江省杭州市，地處亞熱帶北緣季風氣候區。全市耕地面積1.823萬hm²（其中水田面積1.551萬hm²），主要分布在境內的河谷平原和丘陵山地，耕地質量相對偏低，多數耕地土壤存在氮、磷、鉀的缺乏問題，需要通過施肥來達到作物的穩產、高產。近年來，該市農業產業結構發生了重大的改變，由原先以糧油為主逐漸演變為糧、果、蔬綜合發展的多種經營模式，己形成蠶桑、草莓、蓮子、藥材花卉、干果、油茶等特色產業，作物種類及輪作類型越來越呈現多樣化，迫切需要了解各類農作系統的施肥狀況，目的是為進一步完善全市測土配方施肥，改良土壤、培肥地力，實現農業生產“高產、優質、高效、環保”目標提供科學依據。為深入了解不同農作系統的施肥現狀，及時調整施肥中的不合理現象，于2008-2012年連續5年，選擇了31塊典型農田及8類代表性的農作系統，進行了肥料結構的定點調查，以期為合理施肥提供依據。

1.材料與方法

1.1觀察點基本情況

用于定位調查的31塊農田分布于市內16個鄉鎮街道，涉及水稻、油菜、草莓、蓮子、柑桔和西紅花等主要農作物，耕作制度包括油菜（麥）一稻、草莓一稻等主要類型，大致可歸納為8類農作系統（如表1）。土壤類型均為水稻土，各田塊在觀察期內的利用方式不變。

1.2調查方法

按田塊逐年記錄各類肥料的用量，并根據各類肥料中N、P2O5，、K2O含量統一折算為單位面積的N、P2O5、K2O純用量。

1.3數據分析

觀察數據的最大值、最小值、平均值、標準差及變異系數在Microsoft Office Excel 2007軟件上統計。

2.結果與分析

2.1施肥總體情況

對連續5年31塊農田的調查表明（表2），建德市農田年肥料的投入量因種植方式、農戶等的不同有較大的差異，氮、磷、鉀純量的總投入量在219.45-1526.55kg/hm²之間變化，平均為734.70kg/hm²，變異系數為48.57%，最高為最低的7.0倍。某些年份的部分農田肥料的投入量存在明顯的偏高現象，這在一定程度上導致了肥料的浪費。氮肥總用量在143.85-601.65kg/hm²之間變化，平均為354.64kg/hm²，變異系數為38.12%；氮肥中化肥來源的氮占60.06%-100%，平均為90.01%，有機肥來源的氮占0.00%-39.94%，平均為9.99%。磷肥總用量在1.65，-477.75kg/hm²之間變化，平均為187.02kg/m²，變異系數達70.47%，最高為最低的478倍；磷肥中化肥來源的磷占0.00%-100%，平均為84.77%，有機肥來源的磷占0.00%-100%，平均為15.23%。鉀肥總用量在1.50-447.15kg/hm²之間變化，平均為193.05kg/hm²。，變異系數達60.99%，最高為最低的298倍；鉀肥中化肥來源的鉀占0.00%-100%，平均為86.87%，有機肥來源的磷占0.00%-100%，平均為13.13%。

在所有調查的31塊農田中，有機肥在對氮、磷、鉀總量的貢獻在0.00%-37.30%之間，平均為10.89%（表2）。總體上，有機肥對肥料中氮的貢獻（平均占9.99%）低于對磷（15.23%）和鉀（13.13%）的貢獻。在總肥料純用量中，氮、磷、鉀的比例分別為35.36%-98.86%、0.60%-34.28%和0.54%-43.25%，平均分別為45.58%、27.24%和27.18%，氮：磷：鉀平均比例大致為1：0.6：0.6。

2.2不同農作系統施肥的差異

由圖1可知，建德市不同種植系統中肥料用量有很大的差異，以蔬菜地最高（年平均氮磷鉀總純量為1354.20kg/hm²），其次為蠶桑（年平均氮磷鉀總純量為982.65kg/hm²）、柑桔（年平均氮磷鉀總純量為937.28kg/hm²）和草莓一稻（年平均氮磷鉀總純量為866.25kg/hm²），最低的為單季稻（年平均氮磷鉀總純量為229.95kg/hm²）。蔬菜地肥料用量最高與蔬菜復種指數高（種植2季以2z）和需肥量大有關。總體上，經濟作物的肥料施用量明顯高于糧食作物。部分蔬菜地、果園及蠶桑地存在肥料過量施用問題。

不同農作系統中氮、磷、鉀用量也有很大的差異（表3），其變化基本上與氮磷鉀總用量相似，蔬菜地、蠶桑地、柑桔地氮、磷、鉀的施用量也普遍較高。其中，不同農作系統中磷和鉀的施用量差異尤為明顯；蔬菜地、蠶桑地和柑桔地氮肥用量為單季稻田的3.4、3.6、2.3倍，而蔬菜地、蠶桑地和柑桔地磷和鉀肥用量分別為單季稻田的13.5、6.6、9.6和9.2、5.0、6.3倍。從化肥--與有機肥對氮、磷、鉀總用量貢獻來看，種植單季稻和蠶桑的農田中基本沒有施用有機肥，它們的氮磷鉀全部以化肥形式提供；種植西紅花一稻及蓮子的農田中有機肥用量也很低，其氮磷鉀也主要有化肥提供；而種植蔬菜和柑桔的農田中有機肥用量較高，有較高比例的氮磷鉀以施用有機肥方式進入這些農田；種植草莓一稻及油（麥）N的農田中也有一定比例的氮磷鉀來自于有機肥。

從各農作系統氮磷鉀的構成相對比例來看（表4），在油（麥）一稻、單季稻、西紅花一稻等農作系統中，磷、鉀用量相對偏低，表明建德市的磷鉀肥被優先用于經濟作物。其中蔬菜地和柑桔地中磷鉀相對于氮肥的用量明顯高于其他農作系統。

2.3肥料施用量的年度變化趨勢

表5可知，從2008至2012的5年中，氮磷鉀等3種肥料的總施用量呈輕微增加趨勢，在調查的31塊農田中，2008年平均施肥量為678.90kg/hm²，2009、2010、2011、2012年分別增至769.65、718.20、737.25、798.00kg/hm²，增幅分別為13.37%、5.79%、8.59%、17.54%。其中，化肥投入的養分增幅分別為20.04%、3.11%、6.43%、11.73%，有機肥投入的養分增幅為-21.15%、19.10%、19.78%、47.61%。除2009年外，有機肥形式增加的養分投入高于化肥投入的增加。結果還表明，在5年中，有機肥施用量呈上升趨勢，2008年、2009、2010、2011、2012年有機肥投入的養分占總養分的比例分別為16.19%、11.26%、18.23%、17.86%和20.34%，2010年、2011、2012年分別比2008年分別增長了2.04、1.67、4.15個百分點。有機肥投入量的增加與近年來建德市大力推廣商品有機肥有關。

3.討論

施肥是與農作物產量、品質、成本、土壤培肥和環境污染等問題密切相關的復合生態系統物質循環調控的重要措施，應以實現經濟效益、生態效益和社會效益的綜合效益最佳為目標口伽。理想化的施肥模式必須是同時滿足高產、低投、沒有污染等多目標的最佳肥料投入組合。中國現代農業生產中施肥主要有2個方面的目的，一是獲得農作物的高產，二是改善土壤性狀、提高土壤肥力。要同時達到這2個方面的目的在施肥上必須有一個合理的肥料結構，包括有機肥與化肥的配合施用及氮磷鉀的平衡問題。由于化學組分上的差異，化肥與有機肥在農業生產中的作用有所不同。前者具有較高的氮、磷、鉀等養分含量與植物有效性，可在短時間內提供給農作物需要的養分。但單施化肥，特別是逐年增施化肥，也會給農業生產和物質循環帶來了許多不利因素，導致土壤養分的過度積累、增加養分向地表水體流失的環境風險及土壤性狀惡化，不能適應現代持續農業發展的要求。有機肥富含有機質，除氮、磷、鉀外，還含有中微量營養元素和生物活性物質以及多種有益微生物，可以改良土壤的物理、化學和生物學特性，熟化土壤，培肥地力，促使作物前、中、后期的養分平衡供應，滿足各個生育時期對營養的需求，協調作物氮、磷、鉀營養的分配比例。但同樣單施有機肥也有一定的弊端，只能維持固有的封閉式的物質循環，不能使作物產量明顯提高，很難滿足人口增長對農產品的需求，也很難適應現代化農業對施肥技術和肥料品種的需求。因此，只有化肥與有機肥的合理配施，才能促進農作物的高產、穩產、優質、高效，才能提高肥料利用率及農業經濟效益。面對人口、資源、環境的壓力，農業生產必須在適量施用化肥的同時，重視現有機肥與化肥的合理分配與施用。

以上調查分析表明，近年來建德市施肥結構有所改善，但仍存在一些不足，主要表現在2個方面：（1）有機肥化肥配比不盡合理：20世紀80年代以來，隨著化肥用量大增，該市廄肥和綠肥用量逐年下降，耕地土壤有機質水平也呈現下降的跡象。近年來，通過實施“測土配方平衡施肥”和“耕地質量提升”等項目，重新認識有機肥施用的重要性，增強了有機肥的投入力度。但從本次調查來看，目前有機肥主要用于果蔬等經濟效益較高的作物上，大田作物施用有機肥仍較少。從耕地土壤培肥的角度看，有機肥施用量仍顯不足。雖然目前對有機肥與化肥施用的合適比例還沒有一個明確的標準，但眾多的研究已表明，化肥與有機肥配合施用對提高土壤肥力和作物產量一般要優于單施化肥。由于建德市屬于河谷與丘陵地區，耕地土壤的基礎地力普遍較低，培肥地力也是該市耕地施肥管理需要考慮的重要內容，因此，有必要進一步增加有機肥料的投入，特別是在糧食生產的農田中增加有機肥料的投入。（2）肥料中氮磷鉀比例有待優化：氮磷鉀比例合理，不僅有利于地力的發揮，提高養分的利用率，而且能使農作物高產，為農業生產養分的良性循環創造好的條件。相反，則會影響肥料的流失及農產品的質量。本次調查表明，建德市耕地中磷、鉀肥的施用量已達到較高的水平，肥料中磷、鉀相對于氮的比例已達到較高的水平，平均氮：磷：鉀比例大致為1：0.6：0。6，這對緩解本市耕地土壤的缺磷、缺鉀問題起到了一定的作用。但必須注意，目前該市的磷鉀肥主要用于經濟作物，糧食作物中施用磷鉀的數量仍顯相對不足。例如，單季稻農田施肥中氮：磷：鉀比例為1：0.20：0.28，其中的磷、鉀相對于氮的比例偏低。據報道，主要農作物對氮：磷：鉀的需求比例平均約為3.31：1.35：2.84。而蔬菜、柑桔和草莓—稻等農作系統中氮：磷：鉀比例分別為1：0.8 1：0.77、1：0.86：0.78和1：0.63：0.57，其中的磷施用量明顯偏高。長期過量施用磷肥可能會引起土壤中磷素的過量積累，并可能增加農業面源污染。

基于以上建德市目前施肥中存在的問題，建議加強以下工作：（1）加強配方施肥技術的推廣：在種植業結構持續調整，經濟作物種植和設施栽培面積不斷擴大的形勢下，有必要加大施肥技術的研究力度，合理調整用肥結構，充分利用肥料資源，生產新型（專用）配方肥料，在滿足種類作物需求的同時保持土壤養分平衡，確保該市農業生產的優質高產和農業的可持續發展。（2）增加有機肥料的投入：有機肥除含有全面、均衡的養分外，在增加土壤有機質，保持和提高土壤肥力，緩解近代農業高投入、高污染對土壤和環境資源的破壞，提高土壤自凈能力，保證土壤資源的永續利用等方面具有其他肥料無法替代的作用，建議在畜禽集中飼養、遠距運輸成本偏高、務農勞動力不足的情況下，采取政策傾斜送肥到田，生產價廉質優精制有機肥；改進還田機具，推進秸稈還田和種植（經濟）綠肥還田等措施，增加土壤有機養分并改良土壤。（3）開發高鉀低磷型經濟作物專用復合肥：各種作物對氮磷鉀需求的比例有所差異，對N：P2O5：K2O的需求甜瓜一般約為2：1：3，草莓約為3：1：4，茄果類蔬菜約為2：1：（4～5），根莖類蔬菜約為3：1：6，水稻約為2.5：1：3。但目前市場中銷售的復合肥中N：P2O5：KzO的比例通常為15：15：15和10：7：8，在氮磷鉀比例上不夠合理。特別是經濟作物中鉀的供應常常不足，影響植株體內養分合成、轉化和輸送，進而影響作物抗逆能力和產量及品質的提高。因此，適當提高肥料中鉀的比例，生產高鉀低磷型的復合肥，是保持該市耕地土壤養分平衡的重要途徑。

4.結論

研究表明，建德市農田肥料的投入量有很大的變化，氮、磷、鉀純量的年總投入量在219.45-1526.55kg/hm²之間變化，平均為734.70 kg/hm²，最高為最低的7.0倍；部分蔬菜地和果園等農田存在肥料的超量施用。投入肥料中氮：磷：鉀平均比例大致為1：0.6：0.6，其中蔬菜、柑桔和草莓一稻等農作系統中磷和鉀相對于氮的用量比例偏高。隨著“測土配方平衡施肥”和“耕地質量提升”等項目的實施，有機肥的施用量呈現逐年增加趨勢，其對農田氮、磷、鉀養分投入總量的貢獻平均約為10.89%。建議適當控制經濟作物的肥料施用量，特別是磷、鉀肥的施用量；繼續加大力度推廣施用有機肥，增加糧食作物農田中磷、鉀肥及有機肥的施用，以全面提升耕地地力。