黃鐵平,吳遠帆,何寶生,鐘建中,李志明
(1. 湖南省土壤肥料工作站,湖南 長沙 410005;2. 湖南省桃江縣農業局,湖南 桃江 413400)
湖南省農作物化肥使用量零增長行動策略
——基于礦質營養與有機營養并重使用的分析
黃鐵平1,吳遠帆1,何寶生1,鐘建中2,李志明1
(1. 湖南省土壤肥料工作站,湖南 長沙 410005;2. 湖南省桃江縣農業局,湖南 桃江 413400)
立足湖南化肥施用現狀,分析了湖南化肥減量增效面臨的形勢,提出了堅持礦質營養與有機營養并重實現湖南化肥減量增效的基本思路。目前,湖南省農作物生產過程中,存在有施肥觀念陳舊,經濟環保意識差;單位面積施肥量偏高,化肥利用率較低;施肥結構不合理,有機肥利用率低;土肥水資源不匹配,施肥方式落后等問題。由于過量施肥原因復雜,減肥增效勢在必行。湖南通過10年測土配方施肥技術推廣,目前已有52個縣從2013年開始出現化肥施用總量零增長。大范圍定點對比監測結果表明,種植綠肥、秸稈還田不僅可以改良耕作土壤,而且平均調減氮肥用量10%以上,增產4.24%-6.69%。因此,提出了精準施肥、調優結構、有機肥替代、地力提升、技術集成和示范帶動實現湖南化肥減量增效的技術路徑。結合湖南實際,具體體現為深入開展測土配方施肥、恢復綠肥種植、普及秸稈還田、推廣水肥一體化、推進畜禽糞便資源化利用、推進高標準農田建設等6項關健技術措施,研究制定了到2020年湖南省農作物化肥使用量總體實現負增長的行動目標,其中湘江流域和洞庭湖區率先實現零增長,湘西地區緩增長,其它地區零增長。闡明了加強組織領導、強化科技支撐、增加經費投入、完善扶持政策等4個方面的保障措施。
農作物;礦質營養;有機營養;化肥使用量;零增長
黃鐵平, 吳遠帆, 何寶生, 鐘建中, 李志明. 湖南省農作物化肥使用量零增長行動策略——基于礦質營養與有機營養并重使用的分析[J]. 農業現代化研究, 2016, 37(5): 885-891.
Huang T P, Wu Y F, He B S, Zhong J Z, Li Z M. The zero-growth action strategy for fertilizer applications in croplands in Hunan Province: A combined analysis of mineral nutrition and organic nutrition[J]. Research of Agricultural Modernization, 2016, 37(5): 885-891.
化肥是重要的農業生產資料,但相對1萬多年的“土壤—微生物—作物”生態系統而言,化肥又是外來物[1-4],是一把“雙刃劍”。科學使用能促進作物增產和地力提升[5-8];反之,則增加生產成本、破壞土壤結構、降低農產品品質、加劇面源污染。為保障糧食等主要農產品有效供給、建設生態文明、實現農業生產永續發展,必須創新施肥理論,改進施肥方式,提高化肥利用率,調減化肥用量。
湖南人多地少,作為農業大省、畜牧業大省和化肥使用大省,實現農作物化肥使用量零增長,既是轉變農業發展方式、發展現代農業的當務之急,更是實現綠色發展和可持續發展的必由之路。近百年來,雖然對養分資源綜合管理理論日趨成熟[9-11],但國內外施肥技術研究與應用仍主要注重于植物礦質營養,對有機營養普遍重視不夠。在湖南近30年的農業生產中,有機無機并未真正結合,兩極分化或相互排斥,導致化肥利用率長期低位徘徊,施用總量逐年增加,農業面源污染加劇[12]。長期定位監測結果表明,實行有機無機結合,即堅持礦質營養與有機營養并重,是調減化肥用量、提高施肥效益的最有效途徑[13]。因此,本文以湖南化肥施用現狀為基礎,分析種植綠肥、秸稈還田對改良土壤和作物減氮增產的效果,探討礦質營養與有機營養并重使用的施肥理念,為制定湖南農作物化肥使用量零增長技術措施和政策措施提供依據。
湖南省1925年在醴陵市率先試用肥田粉(即硫酸銨),至今已有90年的化肥施用歷史[14]。1978年全省化肥施用總量53.4萬t(折純,下同),其中氮肥32.9萬t、磷肥18.6萬t、鉀肥1.9萬t。2012年化肥施用總量增加到249.1萬t,其中氮肥112.3萬t,占45.1%。2014年回落到247.8萬t,其中氮肥107.48萬t,占43.4%(圖1)。經過10年測土配方施肥,全省氮肥磷肥施用總量趨于穩定,施肥結構明顯優化。全省化肥使用總量年均增幅由1978-2004年的4.3%調減到2005-2014年的2.3%,年均回落2個百分點。鉀肥和復混(合)肥施用總量分別由2004年的34.20萬t和40.04萬t,增加到2013年的43.52萬t和67.02萬t,分別增長27.3%和67.4%,施肥結構明顯優化。但從全局來看,科學施肥仍處于初級階段,總體水平不高,減肥增效勢在必行。

圖1 湖南省化肥使用量動態Fig. 1 Time course of fertilizer applications in Hunan Province
1.1施肥觀念陳舊,經濟環保意識差
在農業生產中過度依賴化肥,片面追求高產,偏重“增產施肥”, “經濟施肥”、“環保施肥”意識較差,沒有協調好作物高產高效與生態環保之間的關系。從科研教學到生產示范,受礦質營養學說影響,注重作物礦質營養多,對作物有機營養普遍重視不夠,礦質營養與有機營養沒有做到并重使用。
1.2單位面積施肥量偏高,化肥利用率較低
2013年湖南省共有耕地413.5萬hm2、園地68.7萬hm2,農作物種植面積(含園藝作物)約906.7萬hm2,化肥施用量274.5 kg/hm2,略低于328.5 kg/hm2的全國平均水平,但耕地用量達到514.5 kg/hm2,遠高于世界公認的337.5 kg/hm2的化肥施用量上限。由于化肥過量、盲目施用,湖南省主要農作物氮、磷、鉀肥當季利用率只有29.96%、25.91%和36.65%,除磷肥略高于全國平均水平外,氮肥和鉀肥分別低于全國平均水平。
1.3施肥結構不合理,有機肥資源利用率低
重化肥、輕有機肥,重氮磷肥、輕鉀肥,重大量元素肥、輕中微量元素肥的“三重三輕”現象仍然存在。特別是有機肥資源利用率明顯偏低,據調查統計,2013年湖南省共有農作物秸稈、綠肥、畜禽糞便、人糞尿等有機肥資源約1.1億t,用作肥料的只有0.61億t,僅占57.5%,全省至少20%的耕地20多年長期不施有機肥。
1.4土肥水資源不匹配,施肥方式落后
湖南水資源相對豐富,但降雨過于集中,時空分布極不均勻,“十年九旱”,而且中低產田面積占到三分之二,有效灌溉面積只有276.3萬hm2,僅占耕地和園地總面積的57.3%,大多數地方很難做到因土、因作物看苗施肥,基肥因暴雨流失嚴重;追肥時節往往久旱無雨,肥料不能及時溶解,所施養分不能被作物吸收利用。施肥方式以傳統人工施肥方式為主,機械施肥和水肥一體化剛剛起步,化肥撒施、表施現象比較普遍。
2.1減肥增效是區域持續發展的客觀需求
化肥的推廣使用,對促進農業增產、保障糧食供給、改善人民生活發揮了巨大作用,但由于長期以來片面追求作物高產,耕地基礎地力低、利用強度大,肥料品種結構不合理、生產經營脫離農業需求、管理制度不健全,施用傳統有機肥勞動力成本高,施肥技術落后,加上農戶生產規模小,農村勞動力轉移等原因,造成了化肥的不合理施用,帶來了生產成本增加、能源資源浪費、土壤酸化板結、耕地地力下降、水體富養化、農業面源污染等重大隱患,直接威脅到農產品質量安全、生態環境安全和農業可持續發展。必須從戰略和全局的高度,加強區域養分資源綜合管理,注重農業和農村廢棄物資源無害化處理和肥料化利用,變廢為寶,就近還田,實現農作物化肥使用量零增長和農田養分零排放,只有這樣,才能實現農業可持續發展。
2.2減肥增效是適應科學技術發展的必然趨勢
從國外的發展軌跡看,歐盟、北美、亞洲、中東部分發達國家的化肥施用量都呈現先快速增長、達到峰值后保持穩中有降或持續下降的趨勢,逐步走上了減肥增效、高產高效的可持續發展之路。從中國的實踐看,隨著科學施肥技術的進步,實現化肥減量增效在技術上切實可行[15-16]。通過開展測土配方施肥,目前三大糧食作物氮肥、磷肥和鉀肥利用率為33%、24%和42%,比項目實施前(2005年)分別提高了5、12和10個百分點。在肥料利用率提高的同時,化肥用量增幅出現下降趨勢。2013年全國化肥用量增長1.3%,分別比2012年和2005年低1.1和1.5個百分點。湖南通過10年測土配方施肥技術推廣,目前已有52個縣從2013年開始出現化肥施用總量零增長。根據湖南省安化、桑植、永順等15個縣2012-2014年15個綠肥翻壓還田對比監測點(表1)和茶陵、鼎城等8個縣40個秸稈還田監測點(表2)結果表明,種植綠肥、秸稈還田不僅是改良土壤的有效途經,而且平均調減氮肥用量10%以上,增產4.24%-6.69%。

表1 2012-2014年湖南省15個綠肥還田監測點數據統計表Table 1 Descriptive statistics of topsoil properties at 15 monitoring sites with green manure incorporation for 2012-2014

表2 2012-2014年湖南省40個秸稈還田監測點數據統計表Table 2 Descriptive statistics of topsoil properties at 40 monitoring sites with crop straw incorporation for 2012-2014
3.1創新施肥理論
一是堅持礦質營養與有機營養并重。強調植物生長發育過程中既需要充足的有機營養,也需要充分的礦質營養,有機營養是植物的“血肉”、礦質營養是植物的“筋骨”,兩者相互相存,相互促進,同等重要,不可偏廢。
二是堅持用養結合、循環利用的生產方式。強調種植業與養殖業相互促進、相得益彰,耗地作物與養地作物合理搭配、用養結合,農村廢棄物和農作物秸稈除含有病源菌和富含重金屬的秸稈等廢棄物外,都應進行無害化處理,就近、就地還田(土),實行農業生態系統養分資源綜合管理、物質高效循環利用。
三是堅持廣義的礦質營養學說。肯定植物所需礦質營養主要靠土壤和化肥補充,包括氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、錳、銅、鋅、鉬、硼等;主張有機營養主要靠有機肥料補充,包括氨基酸、脂肪酸、碳水化合物、維生素和植物生長調節劑等小分子有機物。同時強調土壤是生物地球化學循環的核心,從母巖母質到心土表土,是一個“連續體”,土壤養分供應量不限于表層(0-20 cm)土壤,只要合理耕作,深層養分可以源源不斷地輸送到表土供作物吸收利用。
3.2轉變施肥觀念
堅持保障糧食安全和主要農產品有效供給目標不動搖,不以調減種植面積、降低作物產量為減肥措施,把減肥的主攻目標定位于調減農作物單位面積的化肥使用量;牢固樹立“增產施肥、經濟施肥、環保施肥”理念,由以增產施肥為主,兼顧經濟施肥與環保施肥轉向增產施肥、經濟施肥與環保施肥并重。
3.3堅持四項原則
一是保障生產、節本增效。在確保農產品數量質量安全、耕地基礎地力穩步提升、農業生產穩定發展的前提下,千方百計轉變肥料利用方式,提高肥料利用率,減少化肥投入。
二是因地制宜、循序漸進。根據不同區域、不同作物生產實際和施肥需要,加強分類指導,制定分階段、分區域、分作物的減肥增效目標,穩步推動各項措施落實。
三是統籌兼顧、綜合施策。統籌考慮土肥水種等生產要素和耕作制度,按照農機農藝結合的要求,綜合運用行政、經濟、技術、法律等手段,有效推進科學施肥。
四是政府主導、多方參與。堅持政府主導、農民主體、企業主推、社會參與,創新實施方式,充分調動推廣、科研、教學、企業和農民積極性,構建合力推進的長效機制。
3.4完善技術路徑
一是精,即精準施肥減量。深入推進測土配方施肥,根據不同區域土壤條件、作物增產潛力和養分綜合管理要求,科學劃定施肥單元,合理制定針對不同土壤類型、肥力水平和周年耕作制度的作物單位面積化肥施用限量標準,減少盲目施肥行為。同時,加強農藝、農機深度融合,研發推廣適用施肥設備,改進施肥方式,改表施、撒施為機械深施、水肥一體化、葉面噴施等方式。
二是調,即調優結構減量。主要是調整種植結構和品種結構,鼓勵發展豆科作物,發揮作物生物固氮潛力,實行用地與養地相結合;優化氮、磷、鉀配比,促進大量元素與中微量元素配合;調整肥料運籌方案,優化各生育期施肥比例,以及輪作周期各茬作物之間的肥料配比;加速肥料產品優化升級,大力推廣緩釋肥料、水溶肥料和生物有機肥等高效新型肥料。
三是替,即有機肥替代減量。通過恢復綠肥種植面積,提高畜禽糞便和農作物秸稈直接還田率,合理利用有機養分資源,用有機肥替代部分化肥,實現有機無機相結合,力爭有機養分占施肥總量的40%。
四是提,即地力提升減量。通過高標準農田建設,開展耕地地力培肥,提升耕地基礎地力,增強土壤保水保肥供肥能力,用耕地內在養分替代外來化肥養分投入。
五是集,即技術集成減量。結合高產創建和綠色增產模式攻關,集成推廣優選良種、增苗減氮、氮肥后移、水旱輪作、深耕改土等高產高效技術,注重發揮良種良法的增產潛力,減少作物增產對化肥的依賴,實現“高產優質、高效低耗、環境友好”目標。
六是帶,即示范帶動減量。以種植大戶、專業合作社、家庭農場、農業企業等新型經營主體為重點,開展“一對一”個性化精準施肥指導服務,通過大戶示范,帶動周邊農戶科學減肥。
3.5明確行動目標
到2020年,初步建立與湖南現代農業相適應的科學施肥管理和技術體系,科學施肥水平明顯提升,全省農作物化肥使用量總體實現負增長。其中湘江流域和洞庭湖區2018年率先實現零增長,湘西地區化肥使用量實現緩增長(年均增幅控制在1%以內),其他地區實現零增長。
一是施肥結構進一步優化。氮、磷、鉀和中微量元素等養分結構趨于合理,有機肥資源得到合理利用;測土配方施肥技術覆蓋率達到90%以上;畜禽糞便等有機肥養分還田率達到60%;農作物秸稈直接還田率達到60%以上;綠肥種植100萬hm2以上,其中紫云英66.7萬hm2以上。
二是施肥方式進一步改進。盲目施肥和過量施肥現象基本得到遏制,傳統施肥方式得到改變。改化肥撒施、表施為化肥深施,采用農機與農藝相結合的施肥方式,大力推廣機械施肥和水肥一體化技術,在湘江流域、洞庭湖區推廣機械化深施面積33.3萬hm2以上,在設施農業園區推廣水肥一體化面積6.7萬hm2以上。
三是肥料利用率穩步提高。全省化肥利用率提高3-5個百分點,其中主要農作物氮肥利用率提高到40%以上。
四是化肥使用量明顯減少。全省水稻單位面積平均減少化肥15-30 kg/hm2,其中長株潭地區減少化肥22.5 kg/hm2以上,洞庭湖區減肥15 kg/hm2以上,其它地區減少化肥7.5 kg/hm2以上;蔬菜減少化肥45-75 kg/hm2,柑桔、茶葉、葡萄等經濟作物平均減少氮肥(N)15 kg/hm2以上。
4.1深入推進測土配方施肥
按照“鞏固、拓展、延伸、深化”的技術思路,強化農企對接,創新工作方式,堅持發卡服務、信息上墻、辦點示范等傳統技術服務與精準智能配肥、手機信息服務等現代信息服務同步推進,滿足不同經營主體個性化、小批量施肥服務需要,在鞏固基礎工作、繼續做好糧食作物測土配方施肥的同時,擴大設施農業及蔬菜、果樹、茶葉等經濟園藝作物上的應用,力爭實現主要農作物測土配方施肥全方位覆蓋。
4.2恢復發展綠肥生產
將恢復發展綠肥生產作為提高耕地持續產出能力,減少化肥施用,促進農業發展方式轉變的一項重要工作來抓。加強綠肥良種繁育體系建設,以種糧大戶、種糧專業合作社、農業企業等新型經營主體為重點,全面實施“藏糧于地、藏糧于技”戰略,堅持用地與養地相結合,調整耕作制度,優化種植結構,大力開展綠肥生產示范,重點示范推廣綠肥新品種,全程輕簡栽培與高效利用技術,包括機械播種、機械開溝、機械翻壓、機械收種及秸稈協同利用技術等。在湘南、湘西、湘中等丘陵山地雙季稻區和一季稻區,以及湘北丘崗區及排漬能力較好的平湖區,相對集中連片,示范推廣100萬hm2綠肥,其中紫云英66.7萬hm2。綠肥種子自給率達到50%,每年自留綠肥種子750萬kg以上。
4.3推廣普及秸稈還田
深入開展耕地質量保護與提升行動,大力推廣秸稈粉碎還田、快速腐熟還田、過腹還田等技術,加大對早稻、油菜、烤煙等作物秸稈腐熟還田技術補貼力度,杜絕秸稈焚燒,使秸稈取之于土、用之于土,推廣秸稈還田333.3萬hm2以上,確保秸稈資源肥料化利用率達到60%以上。
4.4大力推廣水肥一體化
結合高效節水灌溉,示范推廣滴灌施肥、噴灌施肥等技術,加強水肥同步管理,促進水肥耦合與一體化下地,根據作物不同生育期需肥規律,確定施肥次數、施肥時期和每次施肥量,按照肥隨水走、少量多次、分階段擬合的原則,合理確定基追肥比例,不同生育期灌溉施肥次數、時間、施用量等,滿足作物不同生育階段水分和養分需要,重點在葡萄、蔬菜等園藝作物上推廣水肥一體化技術,提高肥料和水資源利用效率。
4.5推進畜禽糞便資源化利用
通過政府引導、財政補貼、執法監督,加強規模化養殖場加強畜禽糞便清運、儲存和無害化處理;支持有機肥生產企業收集、轉運、加工,利用畜禽糞便生產有機肥;鼓勵廣大農民推廣施用商品有機肥。大力推廣“規模養殖+沼氣+社會化出渣運肥”模式,推進沼渣沼液有效利用。力爭到2020年畜禽糞便肥料化利用率達到60%以上。
4.6大力推進高標準農田建設
按照《湖南省高標準農田建設規劃》和《高標準農田建設》(湖南省地方標準DB43/T 876—2014),因地制宜開展土地平整、土壤改良、農田排灌溝渠、道路和輸配電等基礎設施建設、加強農田防護與生態環境保護,使全省耕地基礎地力提高0.5個等級以上。
5.1加強組織領導
將化肥減量增效行動納入糧食生產和生態文明建設重要考核內容,在各級政府堅強領導和統一組織下,建立健全目標管理責任制,嚴格監督管理、績效考核,建立上下聯動、多方協作的工作機制,通過辦點示范,引導農技推廣、科研教學和行業協會等社會力量廣泛參與到行動中來,群策群力,同心協力,凝聚工作合力,推進各項措施落實。
5.2強化科技支撐
各級農業部門組建“化肥使用量零增長行動專家指導組”,負責技術方案審核把關,分片包干指導關鍵技術落實。建立健全肥效監測網絡體系,加強肥效監測與預警預報。完善肥料使用調查統計制度,及時、準確掌握肥料使用和效應評價數據。加強化肥減量增效技術研究,制定相應的標準和生產技術規范,盡快形成一批可復制、易推廣的減肥增效技術應用模式。
5.3增加經費投入
一是擴大耕地質量保護與提升專項規模,擴大深翻耕、增施商品有機肥、綠肥種植、設施農業水肥一體化4項補貼試點范圍。二是結合農業補貼改革試點,采取重大技術推廣與服務補助方式,支持新型農業經營主體推廣化肥減量增效技術,對施用有機肥、配方肥、高效緩釋肥料和種植綠肥的新型農業經營主體給予適當的現金或實物補貼。三是建立健全激勵機制,鼓勵和引導社會資本投入,為化肥使用量零增長行動提供資金支持。
5.4完善扶持政策
加快建立健全耕地質量保護和肥料管理的各項規章制度,積極推動全國耕地質量管理和肥料管理立法。強化肥料使用管理,嚴格肥料質量技術標準,禁止生產、推廣、采購未經省級以上農業部門登記許可的肥料產品。加快健全肥料標準體系,從嚴控制重金屬、有害生物、激素、抗生素等限量指標。規范農業生產過程,加強肥料市場監管,打擊假冒偽劣產品,切實維護農民利益。加快出臺秸稈禁燒地方法規,促進秸稈資源綜合利用。加強部門溝通協調,落實促進綠肥生產各項政策措施,將測土配方施肥納入高標準農田建設土壤改良內容,做到同步設計、同步實施、同步驗收。同時,積極爭取金融、保險、稅收等政策,支持化肥使用量零增長行動開展。
堅持礦質營養與有機營養并重,調減化肥用量,對化解當前農業生產成本增加、能源資源浪費、耕地地力下降、農業面源污染等重大隱患,不僅非常必要,而且切實可行,通過種植綠肥、秸稈還田不僅可以改良耕作土壤,而且平均調減氮肥用量10%以上,增產4.24%-6.69%。
從全局來看,要實現湖南農作物化肥使用量零增長目標,確保農產品質量安全、生態環境安全和農業可持續發展,應落實好深入開展測土配方施肥、恢復綠肥種植、普及秸稈還田、推廣水肥一體化、推進畜禽糞便資源化利用、推進高標準農田建設等6項關健技術措施,并從加強組織領導、強化科技支撐、增加經費投入、完善扶持政策等方面保障技術措施落到實處。
[1] 趙秉強, 林治安, 劉增兵. 中國肥料產業未來發展道路——提高肥料利用率 減少肥料用量[J]. 磷肥與復肥, 2008(6): 1-4.
Zhao B Q, Lin Z A, Liu Z B. The future road map for china’s fertilizer industries—Increasing fertilizer use efficiency and decreasing fertilizer consumption[J]. Phosphate and Compound Fertilizer, 2008(6): 1-4.
[2] 張剛, 王德建, 陳效民. 稻田化肥減量施用的環境效應[J]. 中國生態農業學報, 2008, 16(2): 327-330.
Zhang G, Wang D J, Chen X M. Effects of reduced fertilizer application on environmental quality of paddy field[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2008, 16(2): 327-330
[3] 李明德, 吳海勇, 聶軍, 等. 稻草及其循環利用后的有機廢棄物還田效用研究[J]. 中國農業科學, 2010, 43(17): 3572-3579.
Li M D, Wu H Y, Nie J, et al. Utilities of straw and wastes of straw recycling returning on rice planting[J]. Scientia Agricultura Sinica,2010, 43(17): 3572-3579.
[4] 雷先德. 微生物菌劑在作物化肥減量化技術上的應用研究[D].上海: 上海交通大學, 2012.
Lei X D. The Applied research on microbial agents in the reduction of crop fertilizer application technology[D]. Shanghai: Shanghai Jiaotong University, 2012.
[5] 孫星, 劉勤, 王德建, 等. 長期秸稈還田對土壤肥力質量的影響[J]. 土壤, 2007, 39(5): 782-786.
Sun X, Liu Q, Wang D J, et al. Effect of long-term straw application on soil fertility[J]. Soils, 2007, 39(5): 782-786.
[6] 趙慶雷, 王凱榮, 馬加清, 等. 長期不同施肥模式對稻田土壤磷素及水稻磷營養的影響[J]. 作物學報, 2009, 35(8): 1539-1545.
Zhao Q L, Wang K R, Ma J Q, et al. Effects of long-term application of different fertilizer patterns on rice paddy soil phosphorus and rice phosphorus nutrition[J]. Acta Agronomica Sinica, 2009, 35(8): 1539-1545.
[7] 欒江, 仇煥廣, 井月, 等. 我國化肥施用量持續增長的原因分解及趨勢預測[J]. 自然資源學報, 2013, 26(11): 1869-1878.
Luan J, Qiu H G, Jing Y, et al. Decomposition of factors contributed to the increase of China’s chemical fertilizer use and projections for future fertilizer use in China[J]. Journal of Natural Resource, 2013, 26(11): 1869-1878.
[8] 顏志雷, 方宇, 陳濟琛, 等. 連年翻壓紫云英對稻田土壤養分和微生物學特性的影響[J]. 植物營養與肥料學報, 2014, 20(5): 1151-1160.
Yan Z L, Fang Y, Chen J C, et al. Effect of turning over Chinesemilk vetch (Astragalus sinicus L.) on soil nutrients and microbial properties in paddy fields[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2014, 20(5): 1151-1160.
[9] 勞秀榮, 孫偉紅, 王真, 等. 秸稈還田與化肥配合施用對土壤肥力的影響[J]. 土壤學報. 2003, 40(4): 618-623.
Lao X R, Sun W H, Wang Z, et al. Effect of matching use of straw and chemical fertilizer on soil fertility[J]. Acta Pedologica Sinica,2003, 40(4): 618-623.
[10] 佘冬立, 王凱榮, 謝小立, 等. 基于稻草還田的氮肥優化管理研究[J]. 農業環境科學學報, 2006, 25(6): 1547-1553.
She D L,Wang K R, Xie X L, et al. Optimized fertilizer n management based on rice straw incorporation[J]. Journal of Agro-Environment Science, 2006, 25(6): 1547- 1553.
[11] 張福鎖, 王激清, 張衛峰, 等. 中國主要糧食作物肥料利用率現狀與提高途徑[J]. 土壤學報, 2008, 45(5): 915-924.
Zhang F S, Wang J Q, Zhang W F, et al. Nutrient use efficiencies of major cereal crops in china and measures for improvement[J]. Acta Pedologica Sinica, 2008, 45(5): 915-924.
[12] 肖順勇, 唐建初, 劉欽云, 等. 湖南省農業面源污染分析及其防治對策[J]. 農業質量標準, 2006(5): 23-25.
Xiao S Y, Tang J C, Liu Q Y, et al. Agricultural non-point source pollution and its prevention strategies in Hunan Province[J]. Agricultural Quality Standard, 2006(5): 23-25.
[13] 高菊生, 曹衛東, 董春華, 等. 長期稻—稻—綠肥輪作對水稻產量的影響[J]. 中國水稻科學, 2010, 24(6): 672-676.
Gao J S, Cao W D, Dong C H, et al. Effects of long-term rice-ricegreen manure rotation on rice yield[J]. Chinese Journal of Rice Science, 2010, 24(6): 672-676.
[14] 黃鐵平. 湖南農業可持續發展中的肥料問題[J]. 農業現代化研究, 2014, 35(5): 578-582.
Huang T P. Fertilizer issues of the sustainable agricultural development in Hunan Province[J]. Research of Agricultural Modernization, 2014, 35(5): 578-582.
[15] 佘冬立, 王凱榮, 謝小立, 等. 稻草還田的土壤肥力與產量效應研究[J]. 中國生態農業學報, 2008, 16(1): 100-104.
She D L, Wang K R, Xie X L, et al. Impact of incorporation of rice straw into the soil on soil fertility and yield[J]. Chinese Journalof Eco-Agriculture, 2008, 16(1): 100-104
[16] 王飛, 林誠, 林新堅, 等. 連續翻壓紫云英對福建單季稻產量與化肥氮素吸收、分配及殘留的影響[J]. 植物營養與肥料學報,2014, 20(4): 896-904.
Wang F, Lin C, Lin X J, et al. Effects of continuous turnover of Astragalus Sinicus on rice yield and n absorption, distribution and residue in single-cropping rice regions of Fujian Province[J]. Journal of Plant Nutrition and Fertilizer, 2014, 20(4): 896-904.
(責任編輯:童成立)
The zero-growth action strategy for fertilizer applications in croplands in Hunan Province: A combined analysis of mineral nutrition and organic nutrition
HUANG Tie-ping1, WU Yuan-fan1, HE Bao-sheng1, ZHONG Jian-zhong2, LI Zhi-ming1
(1. Hunan Station of Soil and Fertilizer, Changsha, Hunan 410005, China; 2. Agricultural Bureau of Taojiang County,Hunan Province, Taojiang, Hunan 413400, China)
Based on the current status and the reduction challenge of the chemical fertilizer applications in Hunan Province, we propose a general framework to balance the mineral nutrition and the organic nutrition to meet the demand of reducing the fertilizer applications and increasing the nutrient use efficiencies. There are a number of issues related to chemical fertilizer applications in crop production in Hunan Province, including the out-of-date concept of fertilization with less concerns of economy and environment, the high application rates of fertilizers with low fertilizer use efficiency, the unbalanced compositions of fertilization with low organic fertilizer applications, and the out-ofdate fertilization methods with unmatched resource utilization of soil, water and fertilizer. It is imperative to reduce the application amounts of fertilizers because of the excessive application of chemical fertilizers in the current fertilization scheme. The new initiative of soil testing and formula fertilization has been implemented for 10 years so that the zerogrowth of chemical fertilizer application is realized in 52 counties in Hunan Province in 2013. The results from largescale comparisons at a number of monitoring sites showed that green manure and straw return can not only improve the soil quality but also decrease the chemical fertilizer utilization by 10% and furthermore increase crop yields by 4.24%-6.69%. Therefore, the technology integration and demonstration of precision agriculture, optimization of structure,organic fertilizer substitution and improvement of soil fertility are proposed to reduce chemical fertilizer applications and to increase fertilizer use efficiency in the Hunan Province. In Hunan Province, six key technologies and measures are proposed to achieve the goal of the overall negative-growth of fertilizer applications by 2020 (including the zero-growth in the Xiangjiang River and Dongting Lake region at the first stage, the slow-growth in the Xiangxi region and the zero-growth in other regions): soil testing and formula fertilization, green manure, straw return, and integration of water and fertilizers, and resource utilization of livestock feces. Accordingly, a number of supportive measures are proposed as well, such as the enhanced organization, the strengthened technology support, the increased funding invest and the improved policy engagement.
crop; mineral nutrition; organic nutrition; chemical fertilizer utilization; zero-growth
Central Financial Subsidy Program of China.
HUANG Tie-ping, E-mail: huangtp@163.com.
7 March, 2016;Accepted 13 April, 2016
S-3
A
1000-0275(2016)05-0885-07
10.13872/j.1000-0275.2016.0041
中央財政測土配方施肥補貼項目。
黃鐵平(1966-),男,湖南安化人,推廣研究員,主要從事土肥水技術試驗研究、示范推廣與肥料管理,E-mail: huangtp@163.com。
2016-03-07,接受日期:2016-04-13