黑龍江省及內蒙古自治區東部馬鈴薯化肥施用現狀調查與分析

孫 磊，汝甲榮，李慶全，曹春梅，董清山，于洪濤，石 瑛

（1.東北農業大學，黑龍江 哈爾濱 150030；2.黑龍江省農業科學院克山分院，黑龍江 齊齊哈爾 161005；3.黑龍江省農業科學院馬鈴薯研究所，黑龍江 哈爾濱 150086；4.內蒙古農牧業科學院，內蒙古 呼和浩特 010031；5.黑龍江省農業科學院牡丹江分院，黑龍江 牡丹江 157041；6.黑龍江省農業科學院綏化分院，黑龍江 綏化 152052）

馬鈴薯分布廣，產量高，營養豐富，用途廣泛。中國馬鈴薯種植面積和總產量均居世界第一，黑龍江省種植馬鈴薯具有得天獨厚的自然優勢，在中國馬鈴薯生產中占有重要的地位。由于種植馬鈴薯的經濟效益較高，馬鈴薯種植戶通常舍得投入，因而導致中國各地馬鈴薯生產中肥料用量逐年增加[1-4]。肥料過量施用可導致植物病蟲害加劇，農產品品質降低，土壤質量下降，水體富營養化等問題[5-7]，科學合理的施肥是確保中國農業可持續發展的必經之路，而明確各地不同作物在施肥過程中存在的問題則是調整現有不合理施肥措施的依據。內蒙古自治區東部與黑龍江省地理位置相近，氣候條件相似，本文通過對2016～2018年黑龍江省和內蒙古自治區東部以雨養馬鈴薯為主的馬鈴薯種植戶施肥狀況調查數據的分析，查找目前該區域馬鈴薯施肥技術存在的問題，以便根據存在的問題提出有針對性的調整方案，為馬鈴薯合理施肥和減量施肥提供參考依據。

1 數據來源與處理

1.1 數據來源

數據來源于2016～2018年對黑龍江省和內蒙古自治區東部的25個市，71個縣，201個村536戶的馬鈴薯種植戶進行的施肥狀況調查，調查區域涵蓋了哈爾濱、齊齊哈爾、牡丹江、佳木斯、加格達奇和綏化6個黑龍江省馬鈴薯主產區以及呼倫貝爾和牙克石2個內蒙古自治區東部的馬鈴薯主產區。調查內容主要包括：馬鈴薯種植面積，種植經驗（年），肥料品種，肥料用量，施肥時期以及產量等信息。共獲得調查問卷536份。

1.2 數據處理

由于被調查戶所用肥料的養分含量差異較大，為了準確了解馬鈴薯生產的養分投入狀況，統計數據為N，P2O5和K2O 養分投入量，而非化肥投入量，所有化肥養分含量均按照產品標注含量折算。所有數據均用Excel 2010和Sigmaplot 10.0軟件處理分析。

2 調查結果與分析

2.1 被調查戶的基本情況

為了解所調查數據是否具有代表性，對被調查的種植戶的基本情況進行了統計。由圖1可見，種植面積＜1 hm2的被調查戶占全部調查戶的21.0%，≥1 hm2，且＜50 hm2的占63.6%，≥50 hm2且＜200 hm2的占12.9%，≥200 hm2的僅占2.5%。被調查對象主要以馬鈴薯種植戶為主，大型農場僅占有較小比例，因此調查得到的數據可較真實的反應老百姓對馬鈴薯施肥技術的了解和掌握的程度及水平。從被調查戶種植馬鈴薯種植的年限看（圖2），93.0%以上的被調查戶都具有3 年以上的馬鈴薯種植經驗，83.3%以上的被調查戶具有5 年以上的馬鈴薯種植經驗，這說明絕大多數的被調查戶都具有一定的種植經驗。由種植區域，種植面積和種植年限的統計結果可見，調查結果具有一定的代表性，基本能反映調查區域馬鈴薯生產中肥料施用的真實水平。

2.2 被調查戶對施肥技術的了解水平

在調查過程中，將所有被調查戶分為3類。（1）非常了解：能準確說出（記錄）施肥數量和種類以及所用肥料的養分含量；（2）一般了解：僅能準確說出（記錄）施肥數量和種類或所用肥料的養分含量；（3）不了解：既不能準確說出（記錄）施肥數量和種類，又不能說出所用肥料的養分含量。由圖3 可見，針對所用肥料非常了解的被調查戶僅占調查數量的1/3，絕大多數被調查戶需經過再調查才能得到準確數據，甚至有一部分被調查戶是無論如何都無法確定部分調查信息的。

2.3 馬鈴薯施肥水平

該區域馬鈴薯種植的平均養分投入量為N 160 kg/hm2，P2O5151 kg/hm2，K2O 227 kg/hm2（圖4）。由圖5可見，45%左右的被調查戶養分投入總量在300～500 kg/hm2，32%的投入量在500～800 kg/hm2，低于300 kg/hm2和高于800 kg/hm2的分別占11.4%和11.8%，其中超過1 000 kg/hm2的占3.6%。被調查戶施肥水平的個體差異較大，通過對N，P2O5以及K2O的施用量的統計可見，氮（N）投入量（圖6，N）在130～200 kg/hm2的 占31.8%，＞200 kg/hm2的 占24.6%，其中＞250 kg/hm2占12.1%；另外，40.0%的氮投入量集中在100～150 kg/hm2，17.1%的集中在150～200 kg/hm2，還有2.5%的不足50 kg/hm2。磷（P2O5）投入量（圖6，P2O5）在60～100 kg/hm2的僅占15.63%，＞100 kg/hm2的占72.2%，其中＞200 kg/hm2占14.6%，另外磷投入量44.1%集中在90～150 kg/hm2，18.9%的集中在150～200 kg/hm2，還有4.6%的磷投入量尚不足50 kg/hm2。鉀（K2O）投入量（圖6，K2O）在150～200 kg/hm2的 占17.9%，＞200 kg/hm2占44.6%，其中＞300 kg/hm2占21.1%，另外，46.8%的鉀投入量集中在100～200 kg/hm2，16.8%的投入量集中在300～400 kg/hm2，不 足50 kg/hm2的僅占0.4%。從氮磷鉀養分的平均施用量分析，鉀肥仍是馬鈴薯生產中施用量最多的肥料，其次是氮肥，磷肥最少。

由圖7 可知，氮磷施用比例（N/P2O5）在1.5～2.0的占23.9%，存在偏施磷肥風險的（N/P2O5＜1.5）的占66.8%，存在偏施氮肥風險的（N/P2O5＞2.0）的占9.3%。氮鉀比例（N/K2O）在0.75～1.1的占49.3%，存在偏施鉀肥風險的（N/K2O ＜0.75）占42.5%，存在偏施氮肥風險的（N/K2O ＞1.1）占8.2%。

馬鈴薯在生長過程中對養分的需求是連續的，因此需要養分的供應具有可持續性。調查區域的土壤以黑土，草甸土，暗棕壤等保水保肥能力較強的土壤類型為主，但是一次性施肥仍然存在養分損失或肥效降低等問題，對于黑龍江省西北部以風沙土為主的區域，分次施肥對于提高肥料利用率更為重要。但是由圖8的統計結果可見，分期施肥的被調查戶僅占調查總數的1/5左右，絕大多數被調查戶仍然采取一次施肥的施肥方法，這也是該區域肥料利用率低的主要原因之一。

從被調查戶選擇的肥料品種看（圖9），2/3的被調查戶選用復合肥，并且以高磷鉀復合肥為主，1/3的被調查戶選擇自己摻混（圖9A）。摻混的原料主要以大顆粒尿素，磷酸二銨和硫酸鉀為主（圖9B和圖9C），僅有1.5%的被調查戶選用了過磷酸鈣，5.4%選用了氯化鉀。

2.4 養分投入量與產量

由圖10 可見，氮磷鉀用量的增加并不能顯著增加馬鈴薯的產量，當氮（N）用量超過250 kg/hm2，磷（P2O5）用量超過200 kg/hm2，鉀（K2O）用量超過300 kg/hm2時，或總養分量超過800 kg/hm2時，塊莖產量都有不同程度的下降。而高產戶（產量＞50 t/hm2）的養分用量主要集中在N 150～180 kg/hm2，P2O590～180 kg/hm2，K2O 150～250 kg/hm2，總養分投入量在500～800 kg/hm2。

2.5 種植年限和種植面積對養分施用量的影響

由圖11 可見，種植經驗在10 年以下的被調查戶，隨著種植年限的增加，養分投入量逐漸增高，但是種植年限超過10年后，隨著種植年限的增加，養分投入量反而逐漸減少。這可能是因為馬鈴薯對養分的需求量要高于水稻，玉米和大豆等大田作物，因此在種植初期，被調查戶習慣性投入相對較少的養分，且在種植過程中逐漸發現增加養分投入量可增加產量，然而隨著種植經驗的增加，逐漸意識到不斷增加肥料投入并不能保證產量的持續增加，因而養分投入量逐漸趨于合理。

分析種植面積與養分投入量的關系發現（圖12），種植面積低于3 hm2的被調查戶，平均養分投入量約400 kg/hm2，但這并不代表種植面積小的養分投入量低，只是眾多低養分投入量的被調查戶拉低了小面積的平均養分投入量。由圖13 可知部分小面積被調查戶的養分投入量也達到800 kg/hm2或甚至更高，這主要是城郊為城區供應鮮食馬鈴薯的小面積被調查戶，通過增加肥水投入獲得高產，雖然生產投入成本高，但因為搶占了市場空缺，所以收入仍很可觀，因而使這種高投入的模式得以推廣。種植面積增加到7 hm2后平均養分投入量增加到500 kg/hm2以上，種植面積增加到30～70 hm2時，養分投入量達到峰值，超過了600 kg/hm2，但是隨著種植面積增加到70 hm2以上后，平均養分投入量又降低到600 kg/hm2以下。

3 結 論

通過對黑龍江省和內蒙古自治區東部馬鈴薯主產區施肥現狀的調查發現，該區域馬鈴薯施肥主要存在以下問題：（1）盲目施肥現象較普遍。調查發現，相當數量的被調查戶對合理施肥并不了解，肥料用量的確定具有較強的盲目性和從眾心理。大多數被調查戶為了方便選擇一次性施肥而不采用可顯著增產提效的分期施肥[8,9]，少數被調查戶曾經嘗試施用緩釋肥，但或因緩釋肥效果受環境影響較大，或因施肥技術不到位，導致年際間的肥效不穩定，且由于緩釋肥價格高于普通肥料，所以并沒有得到很好的推廣。（2）養分施用比例不合理。該區域平均養分用量為N 160 kg/hm2，P2O5151 kg/hm2，K2O 227 kg/hm2，氮用量已趨于合理[10,11]，但明顯存在偏施磷鉀肥的現象，這在很大程度上是受“磷能促進地下器官發育”和“馬鈴薯是喜鉀作物”的引導。磷肥過量可造成Fe、Zn 等微量元素有效性降低[12]，而鉀肥過量可因拮抗作用抑制Ca，Mg 等陽離子的吸收[13]。長期過量施用磷鉀肥，已經導致調查區域土壤中磷的富集，對該區域近100 個種植馬鈴薯的土壤樣品的測試結果表明，土壤速效磷（P2O5）的平均含量已達到42.9 mg/kg，速效鉀平均含量達到210.8 mg/kg（數據未發表），與全國第二次土壤普查結果相比，過量施用磷肥導致土壤磷大量富集的現象已在中國多地出現[14-20]。（3）肥料種類單一。多數被調查戶不能根據土壤的理化性狀合理的選擇肥料種類[21]。個別被調查戶因土壤偏酸而選擇施用過磷酸鈣，而過磷酸鈣實際是酸性肥料，相當多的種植戶誤認為是堿性肥料。此外被調查戶選用的復合肥幾乎都是硫基復合肥，自行摻混的被調查戶中僅有5.4%的選用氯化鉀。

通過對調查數據的分析發現，種植馬鈴薯的肥料用量隨著種植年限和種植面積的增加都出現先增加后降低的現象，一部分是緣于多年種植經驗的積累，一部分是受投入/產出比的影響。統計數據表明，種植面積在7～70 hm2或種植年限在10年左右的種植戶是肥料高投入的主體人群，而種植面積在7 hm2以下的部分被調查戶還存在肥料施用不足的問題。因此，加強、加快并加深科研單位對種植戶的指導培訓有利于快速提高種植戶的種植水平，在提高經濟效益的同時提高生態效益。