浙江省高產創建水稻的化肥偏生產力分析

朱偉鋒，陸若輝，黃利東，孔海民，劉曉霞，陳一定

(1.浙江省農業技術推廣中心，浙江 杭州 310020； 2.南京信息工程大學 農業資源與環境系，江蘇 南京 210034)

水稻是浙江省最主要的糧食作物，稻米是居民的主要口糧。浙江省水稻常年播種面積83.3萬hm2，占全省糧食作物播種面積的66%，產量在600萬t左右，占全省糧食總產量的79%。2008年以來，浙江省開始廣泛實施高產創建項目[1-2]，水稻生產水平得到了顯著提高，高產攻關取得了重大突破。

化肥投入是影響糧食產量的重要因素，據估計化肥對農作物增產的貢獻率為40%～60%[3]。浙江把肥料投入作為水稻高產創建重要內容，但化肥的投入會造成土壤、大氣、湖泊富營養化以及地下水污染等環境污染問題[4-6]。近年來，隨著人們對糧食安全和環境保護重要性的認識的進一步提高，對化學肥料的施用效率也日益關注。作者通過調查，了解浙江省水稻高產創建田塊產量水平，施肥情況，對化肥偏生產力(partial factor productivity，PFP)和水稻施肥中存在的問題進行分析和探討，以期為建立浙江水稻高產、養分資源高效和環境友好的最佳養分管理技術提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 調查地點及樣本分布

調查地點為杭州、湖州、嘉興、金華、麗水、寧波、衢州、臺州等8個地市，23個縣(市、區)，147個水稻高產創建田塊，其中2014年50個，2015年64個，2016年33個。

1.2 調查方法及內容

通過給各縣(市、區)土肥站、農技中心發放調查表格的方法，采集水稻高產創建田塊地點，水稻品種、產量，水稻施肥量等數據，計算化肥偏生產力(FPF)。FPF=施肥后所獲得的作物產量/化肥純養分投入量。

2 結果與分析

2.1 水稻高產創建田塊產量

表1表明，浙江省147個水稻高產創建田塊平均產量為10 655 kg·hm-2，范圍為5 749～14 660 kg·hm-2。產量最集中的12 000～<13 000 kg·hm-2占比為22.4%。其次9 000～<10 000、10 000～<11 000、11 000～<12 000 kg·hm-2占比分別為18.4%、15.0%和17.0%，≥13 000 kg·hm-2的田塊占7.5%。

2.2 養分投入

從圖1可知，浙江147個水稻高產創建田塊平均總養分投入量為713.8 kg·hm-2，變異系數為52.3%，其中N、P2O5、K2O平均投入量為337.0、142.5和234.2 kg·hm-2，變異系數分別為43.8%、66.7%和67.7%。總養分投入的N∶P2O5∶K2O為1∶0.42∶0.69。分別計算單個田塊帶走與無機養分投入情況(表2)，如水稻每100 kg經濟產量養分吸收量參考《耕地土壤綜合培肥技術規范》[7]所提供的N 2.0～2.3 kg，P2O50.9～1.2 kg，K2O 2.1～2.7 kg，則有23.1%田塊氮養分投入比較合理，70.7%田塊氮養分投入過量；39.5%田塊磷養分投入比較合理，投入不足的田塊占22.5%，投入過量的占34.7%；23.8%田塊鉀養分投入比較合理，投入不足的田塊占25.8%，投入過量的占50.3%。

表1 浙江省147個水稻高產創建田塊水稻產量分布情況

圖1 浙江省147個水稻高產創建田塊養分投入情況

表2 浙江省147個水稻高產創建田塊養分平衡情況

2.3 不同施肥模式下的養分投入情況

調查發現，在147個高產創建田塊中，71個田塊只有無機肥料投入，平均總養分投入量為476.1 kg·hm-2，變異系數為30.7%。其中N、P2O5、K2O平均投入量為242.3、93.9和139.9 kg·hm-2(圖2)，變異系數分別為66.4%、49.2%和36.3%。總養分投入N∶P2O5∶K2O為1∶0.39∶0.58。

圖2 浙江省147個水稻高產創建田塊單施化肥模式下肥料投入情況

76個田塊有機無機肥料配施，有機養分折算參考《中國有機肥料養分志》[8]及李書田等[9]的研究成果，平均總養分投入量為935.8 kg·hm-2，變異系數為40.0%。無機總養分投入量為574.6 kg·hm-2，其中N、P2O5、K2O平均投入量為275.2、104.6和194.8 kg·hm-2，變異系數分別為27.3%、45.5%和45.7%；有機養分投入量為361.2 kg·hm-2，其中N、P2O5、K2O平均投入量為150.4、83.3和127.6 kg·hm-2(圖3)。

2.4 水稻的肥料偏生產力

從表3可以發現，水稻氮肥偏生產力平均值為35.6 kg·kg-1，分布最集中的是30～40 kg·kg-1，占35.4%；其次為20～30 kg·kg-1，占27.2%。水稻磷肥偏生產力的分布比較均勻，平均值為108.6 kg·kg-1。水稻鉀肥偏生產力在30～40 kg·hm-2的田塊最多，占21.8%，平均值為62.1 kg·kg-1。把所有樣本分為單施化肥和有機無機肥料配施2類(表4)，氮肥偏生產力分別為43.4和42.5 kg·kg-1，磷肥偏生產力分別為144.5和129.0 kg·kg-1，鉀肥偏生產力分別為84.5和65.4 kg·kg-1。在2種不同的施肥模式下，氮肥和磷肥的肥料偏生產力無顯著性差異，單施化肥模式的鉀肥偏生產力顯著高于有機無機肥料并施模式。

表3 浙江省147個水稻高產創建田塊的肥料PFP的分布情況

表4 浙江省147個水稻高產創建田塊不同施肥模式水稻肥料PFP情況

注：同列數據后無相同小寫字母，表示其差異達5%顯著性水平。

3 小結與討論

通過分析浙江省2014—2016年147個水稻高產創建田塊的水稻產量，肥料投入量，肥料偏生產力，發現浙江省的水稻高產創建田塊肥料投入合理的約占總數的一半。從單項養分來看，氮主要問題是過量，70.7%田塊氮養分投入過量；磷主要存在的是投入不足，約占22.5%，同時也有34.7%田塊磷元素投入過量；鉀元素過量與不足情況并存，投入不足的占25.8%，投入過量的占50.3%。

氮肥、鉀肥偏生產力偏低，磷肥偏生產力處于中等水平。Dobermann[10]認為，氮肥偏生產的適宜范圍為40～70 kg·kg-1，張福鎖等[11]調查了2001—2005年全國1 333個水稻試驗，氮、磷、鉀的肥料生產力分別為54.2、98.9和98.5 kg·kg-1。我們調查的147個高產創建田塊化肥氮、磷、鉀的平均肥料偏生產力為35.6、108.6和62.1 kg·kg-1，氮肥、鉀肥的肥料低于全國平均水平，磷肥的肥料偏生產力高于全國平均水平。

有機肥料投入不盡合理。一般認為有機肥投入比例應占總肥料40%[12]，但在調查中發現，有機養分投入不足田塊與投入過量田塊并存，71個田塊只有無機肥料投入，接近總量的一半，30個田塊投入的有機養分過量，超過總養分的40%，合理施肥用有機肥田塊僅占總數的1/3左右。

針對上述問題，作者認為應大力推廣水稻測土配方施肥技術，測土配方施肥是目前中國乃至世界公認的一種科學合理的施肥技術，也是農業部大力推廣的施肥技術，具體做法主要有以下幾個方面：一是以土定產，根據土壤肥力水平，光、溫等自然條件，確定一個合理的目標產量；二是以產定氮，根據目標產量，結合水稻經濟產量養分吸收量，確定施肥總量；三是有機無機肥料配施，有機養分應占總養分的40%左右；四是重視微量元素投入，采取因缺補缺的原則，施用中微量元素肥料；五是根據作物需肥規律，合理分次施肥。

[1] 農業部. 關于印發《全國糧食高產創建活動年工作方案》的通知：農農發[2008]7號[Z]. 中華人民共和國農業部公報, 2008(4): 4-12.

[2] 浙江省人民政府辦公廳. 關于開展糧食高產創建活動的通知：浙政辦發[2008]18號[Z]． 浙江省人民政府公報, 2008(15): 10-11.

[3] 王宏庭，金繼運. 農業養分資源精準管理研究進展[J]. 山西農業科學，2005, 33(1): 68-72.

[4] 尚杰，尹曉宇.中國化肥面源污染現狀及其減量化研究[J]. 生態經濟, 2016, 32(5): 196-199.

[5] 王恒，劉洪，楊娟娟. 我國化肥施用量變化趨勢及對環境的影響分析[J]. 中國農業信息, 2016(1): 3-4.

[6] 吳振輝，黃顯達，王衛平，等. 松陽縣主要農作物施用化肥農藥現狀及防治水體污染對策[J]. 浙江農業科學, 2015, 56(1): 38-41.

[7] 耕地土壤綜合培肥技術規范：DB 33/T 942—2014[S].

[8] 全國農業技術推廣服務中心. 中國有機肥料養分志[M]. 北京:中國農業出版社,1999：53-145.

[9] 李書田，劉榮樂，陜紅. 我國主要畜禽糞便養分含量及變化分析[J]. 農業環境科學學報, 2009, 28(1): 179-184.

[10] DOBERMANN A. Nitrogen use efficiency-state of the art[R]. IFA International Workshop on Enhanced Efficiency Fertilizers, Frankfurt Germany，2005.

[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.

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