寧夏引黃灌區春小麥施肥現狀及減肥潛力

王西娜，呂喆銘，譚軍利，王朝輝

（1.寧夏大學 農學院，寧夏 銀川 750021；2.寧夏大學 土木與水利工程學院，寧夏 銀川 750021；3.西北農林科技大學 資源與環境學院，陜西 楊凌 712100）

肥料是農業生產中作物營養的主要來源。化肥對作物產量的貢獻很大，其中氮肥對作物產量的貢獻率高達30%～50%[1]，但是過量施肥反而會引起產量降低。近年來我國化肥施用量位居世界第一[2]。在農業生產中過量施用化肥不僅會增加生產成本，而且對糧食安全、土壤安全和生態環境安全構成威脅[3]。小麥是我國第二大糧食作物[4]，在其生產中存在有機肥料缺失、養分搭配不合理、施肥方式缺乏科學性和合理性等問題[5]。

寧夏引黃灌區是寧夏主要糧食產區，位于寧夏北部黃河沿岸，沿黃河兩岸地形呈“J”形帶狀分布，總土地面積44.12萬hm2，占寧夏耕地面積的40%，是寧夏小麥主產區[6]。近年來寧夏春小麥在水肥管理和栽培技術上有很大提升，但大多數農戶為了提升產量，存在盲目施肥的現象。趙營等[6]對寧夏引黃灌區春小麥施肥調查表明，2011—2013年N、P2O5、K2O平均用量分別為357.0、182.7、33.4 kg/hm2，86.4%的春小麥種植戶氮肥投入過量，44.6%的農戶磷肥施用過量，83.3%的農戶鉀肥投入嚴重不足，而且肥料投入與產量水平變化不同步，肥料投入以化肥為主，有機肥為輔，重氮肥輕鉀肥。因此，寧夏引黃灌區春小麥生產目前應以調整施肥結構和減量施氮肥為主，以保證穩產高產。

近10年來，隨著測土配方施肥技術的推廣及新型肥料的應用，寧夏引黃灌區種植結構、施肥結構及土壤培肥措施等均發生了很大變化，這必然引起土壤肥力和春小麥產量的變化。本研究于2008—2009年、2018—2019年，通過農戶抽樣調查對比分析引黃灌區春小麥施肥結構和產量變化，分析當前施肥過程中存在的主要問題，以期為寧夏引黃灌區春小麥合理施肥提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 調查區域概況

寧夏位于我國西北地區，東經104°17′～107°39′，北緯35°14′～39°23′，海拔1 100～3 556 m，具有典型的大陸性氣候特征。寧夏糧食作物種植面積約80萬hm2，引黃灌區位于寧夏中部和北部，年降雨量僅200 mm左右，具有便利的引黃自流灌溉系統。該區每年種植春小麥約10.67萬hm2，占寧夏小麥播種面積的1/3，產量占總產量的60%～70%[7—8]。根據《2018年度寧夏回族自治區耕地質量監測報告》[9]，灌區耕地土壤養分平均含量為w（全鹽）=0.126%，w（有機質）=13.80 g/kg、w（全氮）=0.82 g/kg、w（有效磷）=27.07 mg/kg、w（速效鉀）=172.78 mg/kg。

1.2 調查方法

2008—2009年分別在寧夏鹽池縣、惠農縣、靈武市、永寧縣、青銅峽市、吳忠市、中寧縣進行農戶調查，共收集有效問卷134份。2018—2019年在吳忠市和永寧縣進行問卷調查，分別收集有效問卷118和125份。調查內容包括春小麥品種、種植面積、種植方式、肥料種類、施肥量、施肥時期、田間水分管理、產量等。

1.3 數據處理

1.3.1 產量水平劃分 參考《寧夏測土配方施肥技術》[10]及黃倩楠等[11]的產量等級劃分方法，結合目前產量水平對寧夏引黃灌區春小麥進行產量水平分級。以5250～6000kg/hm2為適中產量，按750～1 500 kg/hm2上下浮動分出5個等級，分別為：低（＜4 500 kg/hm2）、偏低（4 500～5 250 kg/hm2）、中（5 250～6 000 kg/hm2）、偏高（6 000～7 500 kg/hm2）、高（＞7 500 kg/hm2）[12]。

1.3.2 推薦施肥標準 氮、磷、鉀肥推薦施肥標準引自《寧夏測土配方施肥技術》[10]，見表1。

表1 寧夏引黃灌區春小麥氮、磷、鉀肥施用量分級標準 kg/hm2

1.3.3 有機肥養分含量 參照《中國有機肥料養分志》數據[13]，化肥養分含量根據產品標注含量計算。

1.3.4 數據處理 文中所有數據均采用EXCEL 2010處理。

2 結果與分析

2.1 春小麥產量變化

2008—2009年，春小麥產量低和偏低的農戶比例分別為20.9%和38.8%；產量為中等的農戶僅占23.1%；偏高產和高產農戶比例只有17.1%；平均產量為（5 477±1 161）kg/hm2。高產農戶主要集中在惠農，低產集中在青銅峽、中寧、靈武和鹽池。2018—2019年，82.7%的農戶產量達到高產水平，僅有8.3%的農戶產量較低，兩年平均產量為（6 985±867）kg/hm2，比2008—2009年產量增加了27.5%，并且農戶間差異縮小，產量趨于穩定。同時，永寧產量總體高于吳忠，其中很低、偏低和適中產量的農戶均分布在吳忠，偏高產和高產農戶有84.6%分布在永寧。

根據寧夏統計年鑒[14]數據，寧夏引黃灌區2008—2018年間春小麥平均產量自5 079 kg/hm2增長到5 312 kg/hm2（圖1）。2008年以利通區產量最高，達6444kg/hm2；2009年以青銅峽產量最高，為7720kg/hm2；2010—2014年均以利通區最高，平均為6 412 kg/hm2；2015—2018年永寧、賀蘭、紅寺堡的產量持續較高。

圖1 2008—2018年寧夏引黃灌區春小麥產量

2.2 肥料品種選擇的變化

將春小麥種植農戶選擇的肥料品種在不同施肥時期出現的次數進行統計（表2），基肥中施用農家肥的農戶在2008—2009年比例為18.6%，2018—2019年比例只有3.5%，但施用商品有機肥的農戶比例增加到6.1%，同時施用單質肥料的農戶比例增加了11.4%；在種肥施用上，2018—2019年100%的農戶選擇了復合肥，即磷酸二氫銨，而2008—2009年僅有27.3%的農戶選擇單質肥料；農戶對追肥的選擇在10年內變化較小，大部分農戶以單質肥料尿素為主，少量農戶追施了復合肥。可見，目前春小麥基肥施用中仍然存在重化肥輕有機肥，追肥施用中存在重單質肥輕復合肥的現象。

表2 各肥料品種施入情況 %

2.3 春小麥肥料施入量的變化

2.3.1 氮肥施入量的變化 根據《寧夏測土配方施肥技術》[11]，對寧夏引黃灌區春小麥種植戶氮肥施用量進行分級（表3）。2018—2019年氮肥平均施用量為（294±54）kg/hm2，比2008—2009年的平均施用量（451±383）kg/hm2降低了34.8%，但依然比推薦的適中施肥量高30.7%～63.3%。10年來，氮肥施用量很高的農戶比例從47.0%降低到7.0%；偏高農戶比例從35.1%上升到89.7%；適中的農戶比例從11.2%下降至1.2%；偏低的農戶從6.7%下降至2.1%。從地區分布來看，施氮量小于90 kg/hm2的農戶全部集中在吳忠，處于適中范圍內的農戶在永寧和吳忠分布，施氮量在偏高范圍內的農戶有76.6%分布在永寧，而施氮量很高的農戶有94.1%分布在吳忠。可見，盡管氮肥平均施用量明顯降低，但大多數農戶的氮肥施用水平依然偏高。

表3 寧夏引黃灌區春小麥氮肥各級施用量農戶比例 %

2.3.2 磷肥施入量的變化 根據《寧夏測土配方施肥技術》[11]，對寧夏引黃灌區春小麥種植戶磷肥施用量進行分級（表4）。2008—2009年磷肥平均用量為（204±106）kg/hm2，2018—2019年磷肥平均施用量為（162±46）kg/hm2，降低了20.6%。其中用量適中農戶所占比例大幅度上升，達64.2%，用量很高的農戶比例由45.5%降至14.4%，偏低和很低的農戶比例均明顯下降。從地區分布來看，磷肥用量小于60 kg/hm2的農戶全部分布在吳忠，用量在偏低范圍的農戶有86.1%分布在永寧，用量在適中范圍的農戶有82.1%分布在永寧，用量偏高和很高的農戶主要分布在吳忠。可見，寧夏引黃灌區春小麥生產中磷肥投入量趨于合理，僅有少部分農戶存在施用量偏高或偏低的現象，但地區間差異較大。

表4 寧夏引黃灌區春小麥磷肥各級施用量農戶比例 %

2.3.3 鉀肥施入量的變化 根據《寧夏測土配方施肥技術》[11]，對寧夏引黃灌區春小麥種植戶鉀肥施用量進行分級。由表5可知，10年來，鉀肥施用量亦有所降低，且用量很低的農戶比例仍然較大。與2008—2009年的（87±248）kg/hm2相比，2018—2019年鉀肥平均施用量下降到（49±39）kg/hm2，其中鉀肥用量適中的農戶比例只有7.8%，施用量偏低和很低的農戶比例則分別為72.0%和9.1%。從地區分布來看，鉀肥用量小于60 kg/hm2的農戶有88.6%分布在永寧，用量偏低的農戶分布在永寧和吳忠的比例分別為40.9%和59.1%，用量適中、偏高和很高的農戶主要分布在吳忠。可見，鉀肥用量不足依然是寧夏引黃灌區春小麥生產中存在的主要問題。

表5 寧夏引黃灌區春小麥鉀肥各級施用量農戶比例 %

2.4 春小麥施肥結構變化

寧夏引黃灌區春小麥施用氮磷肥分為播前基肥、播種時種肥和生長期追肥，而鉀肥主要用于基肥，少部分用于后期追肥（表6）。2018—2019年春小麥氮肥以基肥、種肥和追肥施入的比例分別為50.8%、7.7%、41.6%，與2008—2009年相比基肥和種肥比例降低，追肥比例增加。磷肥基施比例從54.1%增加到62.8%，種肥比例分別為37.8%和34.8%，而追肥比例從8.2%降到了2.4%。鉀肥均以基施為主，分別達到99.2%和91.7%，追施比例增加了6.8%。可見，10年來，氮肥用量明顯降低，且追施的比例明顯增加；磷肥用量有所增加，以基肥和種肥為主；鉀肥用量增加幅度較小，以基施為主。

表6 寧夏引黃灌區春小麥施肥運籌變化 kg/hm2

2.5 減肥潛力

與不同產量等級所對應的氮、磷、鉀肥投入水平變化較大，所有低產水平農戶氮、磷肥投入過量，而鉀肥投入量不足（表7）。低產農戶的氮肥平均施用量達392 kg/hm2，比推薦用量（180～225 kg/hm2）高167～212 kg/hm2；磷肥比推薦用量（120～180 kg/hm2）高48～108 kg/hm2；而鉀肥則比推薦用量（79.5～100.5 kg/hm2）少17～38 kg/hm2。從平均值來看，寧夏引黃灌區春小麥氮、磷、鉀肥平均投入量分別為294、162和49kg/hm2，三者比例為1∶0.55∶0.17。97.1%的農戶氮肥投入過量，20.2%的農戶磷肥投入過量，鉀肥總體投入不足。可見，減少氮肥、調控磷肥、適當增加鉀肥是該區春小麥化肥結構調整的主要方向。

表7 不同產量等級下氮、磷、鉀肥施用情況（n=243）

3 結論與討論

3.1 肥料用量的變化趨勢

趙營等[2]認為，寧夏引黃灌區春小麥種植農戶為了追求較高產量盲目施肥，施肥均以化肥為主、有機肥為輔，重氮肥、輕鉀肥。這與本調查結果相符，引黃灌區96.8%的農戶氮肥施用過量，80.6%的農戶鉀肥投入不足。2008—2009年N、P2O5、K2O平均用量分別為451、204、87 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O為1∶0.45∶0.19；2018—2019年N、P2O5、K2O平均用量分別為289、163、51 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O為1∶0.56∶0.18。氮、磷、鉀用量均有所降低，但仍然表現為氮肥比例較高、鉀肥比例較低。王明國等[15]調查發現，寧夏引黃灌區春小麥施用有機肥農戶的比例不到40%，施用量在32 t/hm2左右。本研究結果顯示2019年有機肥施用比例明顯提高，達61.6%。總體而言，10年來，寧夏引黃灌區春小麥氮磷鉀肥施用量均有所減少，其中氮肥施用量降低較明顯，施用有機肥的農戶比例有所增加，但仍然存在氮多鉀少、化肥多有機肥少的問題。

3.2 施肥結構的變化

本調研結果顯示，寧夏引黃灌區春小麥種植中氮、磷、鉀肥均以基施為主。這與前人的調研結果基本一致。王明國等[15]調研發現，在春小麥施肥中近60%的氮肥為基施，大部分農戶只在春小麥第1次灌水時進行1次追肥，且肥料表施現象普遍。根據何文壽等[16]的調研，寧夏引黃灌區春小麥種植中氮肥用量應將40%作基肥、60%作追肥施入，其中分蘗肥占25%、拔節肥占30%、穗肥占5%。可見，目前農戶仍以重基肥、輕追肥的施肥模式為主，使肥料養分供應與作物生長需求不能同步，導致施肥對小麥的增產潛力未能充分發揮出來，并造成了肥料的流失。

3.3 減肥潛力分析

合理的肥料運籌是實現作物高產優質的基礎。施肥的主要目的是保持和提高土壤供肥能力，提供植物所需養分。根據調查，近兩年寧夏引黃灌區N、P、K平均施入量分別為294、162、49 kg/hm2，按照《寧夏測土配方施肥技術》[10]分類，96.8%的農戶氮肥投入過量，比推薦的適中施肥量高28.4%～60.6%；80.6%的農戶鉀肥投入不足，比推薦的適中用量低36.3%～49.0%；磷肥平均施用量適中，但仍然有14.6%的農戶用量不足，而21.3%的農戶用量過高。吳良泉等[17]調查發現，西北灌溉麥區肥料推薦量為氮肥162～170 kg/hm2、磷肥60～70 kg/hm2、鉀肥33～36 kg/hm2。黃興法等[18]研究認為寧夏引黃灌區滴灌春小麥適宜施肥量：N為178.1 kg/hm2、P為62.2 kg/hm2、K為58.7 kg/hm2。黃倩楠等[11]調查發現，中國小麥平均產量為6 400 kg/hm2，春麥區氮、磷、鉀平均需求量為28.6、4.5、26.5 kg/Mg。何文壽等[16]研究結果表明，寧夏引黃灌區春小麥每形成100 kg籽粒產量吸收氮磷鉀分別為2.85、1.00、3.76 kg。根據本調查平均產量按6 985 kg/hm2計算，氮、磷、鉀總需求量分別為199.1、69.9、262.6 kg/hm2，與之相比現有施肥水平仍然表現為氮肥施用過量，磷、鉀肥投入相對不足。因此，目前寧夏引黃灌區春小麥生產中要減少氮肥施用量，適當控制磷肥施用量，增加鉀肥施用量。