濟寧市耕地質量提升和化肥減量增效制約因素及技術途徑

李 晶 比拉力·哈依拜爾 李 英 李素珍 姜 振 張 娟

（1.濟寧市農業技術推廣中心 山東濟寧 272000；2.濟寧市農業農村局 山東濟寧 272000；3.濟寧市任城區農業技術推廣中心 山東濟寧 272400；4.山東省嘉祥縣農業技術推廣中心 山東嘉祥 272000；5.濟寧市兗州區農業技術推廣中心 山東濟寧 272100）

2023 年中央一號文件指出，“實施新一輪千億斤糧食產能提升行動”“強化干旱半干旱耕地、 紅黃壤耕地產能提升技術攻關”“加快農業投入品減量增效技術推廣應用”。 糧食生產根本在耕地，濟寧市將耕地質量保護提升和化肥減量增效兩大主線作為鞏固和提高糧食生產能力、 保障國家糧食安全的關鍵舉措， 目前已實現 “二十一連豐”， 糧食產量穩定在49 億kg， 主要糧食作物單位面積產量已處于高位。因濟寧地處黃淮海平原與魯中南山地丘陵區交接地帶，地形條件多變、土壤類型多樣，加之連年高強度種植， 耕地質量提升和化肥減量增效工作持續高效推進面臨較大挑戰。 對濟寧市耕地質量及化肥減量現狀和面臨的主要問題展開深入分析， 探尋關鍵制約因素，有針對性提出對策措施，維持耕地可持續高產、穩產，將成為本市推進新一輪千億斤糧食產能提升行動的重中之重。

1 制約因素

1.1 耕地質量現狀滯后于糧食可持續高產需求

1.1.1 土壤有機質含量不均衡 有機質含量是體現土壤肥力的主要指標之一[1-2]。 濟寧處于黃淮海一年兩熟區，復種指數高，無倒茬休耕時間，加之多年來重化肥、輕有機肥，常年耕種“衛生田”，導致本市土壤有機質含量普遍偏低。 近幾年秸稈還田、有機肥部分替代化肥等技術的大面積推廣應用， 本市土壤有機質平均含量呈逐年上升趨勢， 但≤15 g/kg 含量的土壤仍有較高占比，基礎地力差，維持高產仍主要依靠化學肥料的大量投入。

1.1.2 土壤pH 呈 “東酸西堿” 兩極分化趨勢 對2006-2020 年耕地質量監測數據進行分析，從土壤酸堿性分級演變趨勢看（圖1），本市耕地土壤pH 平均值已發生顯著改變，全市耕地pH 總體呈現“東酸西堿”的兩極分化趨勢。2020 年，全市pH（6.5～7.5）中性的耕地面積較2006 年減少了41.82%；堿性和弱堿性耕地面積占比大幅升高， 分別增加了19.61%和21.63%；弱酸性耕地面積占比增加了6.56%，酸性耕地面積占比增加了2.29%，其中出現了中強酸性和強酸性耕地。 土壤理化性狀和微生態環境惡化，緩沖性能變差，將導致肥料損失嚴重[3-5]。

圖1 濟寧市耕地土壤pH 不同區間占比變化情況

1.1.3 秸稈直接還田技術仍待完善 秸稈還田對于養分循環再利用、減少氮磷流失、培肥土壤具有重要意義[6]。 目前本市采取的措施多是秸稈粉碎后直接覆蓋、旋耕或翻壓還田，由于配套技術不完善，產生了一些負面效應。 因大量秸稈集中混合在12～15 cm 耕作層內， 未能及時腐解的秸稈可達耕層土壤質量的1.0%~1.5%，不僅導致病蟲害加重，還引發土壤松散，結構性變差，造成易透風失墑、冬春凍害死苗嚴重等一系列問題。

1.1.4 連年旋耕造成的耕層變淺、 犁底層上移問題近些年，在耕作措施上大多采用旋耕，耕深13～15 cm（合理的耕層土壤20~25 cm），造成了耕層變淺、犁底層加厚上移問題，作物根系下扎受阻，耕層土壤蓄水能力變差，水肥氣熱矛盾加劇。 加之常年大量使用化肥，土壤含鹽量不斷增加，土壤溶液的滲透勢加大，部分地區次生鹽漬化問題呈現加重趨勢。

1.2 科學施肥技術普及效果不理想

1.2.1 經濟作物種植大縣施肥強度依然偏高， 氮磷流失嚴重 本市果園建園時，多遵循“上山下灘，不與糧棉爭地”的發展方針，集中分布在泗水、鄒城等低山丘陵區，因建園條件差，土壤肥力偏低，維持高產普遍靠肥料大量投入。 以金鄉大蒜為代表的蔬菜作物種植生產中，因其經濟收益高，農戶對高產片面追求，肥料投入量往往是其最佳需肥量的數倍，加之忽視土壤改良與培肥， 形成了化肥用量不斷增加與土壤質量不斷下降的惡性循環， 也是化肥使用量居高不下的重要原因之一[7-8]。

根據2020 年濟寧統計年鑒[9]數據，參照《全國農田面源污染排放系數手冊》[10]， 進行了全市農田氮磷流失量概算，在經濟作物（蔬菜和食用菌）播種面積占全市農作物總播種面積25.69%的前提下， 因蔬菜（已排除部分食用菌播種面積）種植產生的總氮流失量占比高達55.50%。 以經濟作物播種面積占比高達全縣總播種面積的71.08%的金鄉縣為例， 縣域農作物播種面積僅占全市播種面積的12.94%，2020 年化肥使用量占全市化肥總使用量的17.86%， 總氮流失量占全市總氮流失量的22.35%。

1.2.2 精準施肥提高化肥利用率存在一定困境 結合水文水利條件和種植模式， 濟寧可劃分為4 個土區：東部低山丘陵區、中部山前傾斜平原區、湖西黃泛平原潮土區、 南部湖沼平原區， 不同區域土壤屬性、 養分特征及演變規律、 種植模式均存在較大差異。 其中，受立地條件變化、農業生產影響較大的土壤類型，如西南礦區塌陷地次生鹽漬化土壤、呈插花狀分布的棕壤和褐土， 對其分布現狀及養分特征進行精準評估存在較大困難。 而高化肥利用率的實現，需要根據作物需肥規律、土壤養分狀況準確測定，精準施肥從理論到實踐依然任重而道遠。

農戶的傳統生產經驗仍是確定化肥使用量的重要影響因素。 因農業種植人員老齡化普遍，對新技術的理解和接受度不強， 純技術理論層面的技術培訓推廣效果不理想。 目前農戶即使接受了科學施肥技術的培訓， 在具體操作中也很難得到配套的技術服務，因此技術到位率仍不理想[11]。 不合理的化肥使用另一方面源自于粗放型施肥方式， 一次性過量使用基肥， 以及大部分散戶仍保持撒施和沖施的追肥方法，是導致化肥過量及氮磷大量流失的重要原因。 作物專用控緩釋肥及種肥同播等科學施肥技術的應用目前主要集中在種植大戶。

農業技術推廣體系完善任重道遠。 基層農技推廣隊伍弱化現象普遍，老齡化、任務重、待遇提升空間受限、專業能力差異大，需進一步引導。 田間指導、技術培訓、物資補貼等環節仍存在資金不足問題。

1.2.3 有機肥大面積應用成本偏高， 缺乏完善的風險控制措施 有機肥生產、使用成本偏高，糧食作物大面積推廣應用受限。 有機肥生產過程中，秸稈類植物源原料因體積大，收集與運輸成本高，制作費時，養分含量低，運輸和施用不便，尤其大規模的農業生產，使用成本偏高。 收益較低的小麥、玉米等糧食作物，有機肥部分替代化肥技術的應用率偏低，目前仍主要集中在經濟收益較高的果樹、蔬菜等經濟作物。缺乏適用于不同地域的有機肥生產技術及質量控制標準。 以畜禽糞便為主要原料的有機肥生產過程中，不僅應注意其中的抗生素、重金屬富集問題，pH 和鹽分含量高等問題也應引起足夠重視[12-13]。 本市金鄉、嘉祥、梁山縣位于黃泛沖積平原潮土區，土壤pH 呈弱堿性，易發生次生鹽漬化。 如不加以規范引導，連年施入大量含鹽量偏高的有機肥， 易導致次生鹽漬化現象加重。

缺乏明確的有機肥施用技術規范。 目前有機肥部分替代化肥技術推廣過程中， 對有機肥養分施入量進行量化存在一定困難， 且缺乏針對不同土壤和不同種植模式的有機肥施用技術規范， 易導致農戶出現大量盲目施用有機肥現象， 如不能及時被作物吸收，通過灌溉或降雨，富集的氮磷大量流失，都會加劇農業面源污染[14]。

2 濟寧耕地質量提升及化肥減量增效技術途徑

2.1 耕地質量提升關鍵環節

2.1.1 以第3 次土壤普查為契機，摸清耕地質量現狀作物產量潛力和水肥調控作用的持續穩定發揮，依賴于良好的土壤條件。針對本市耕地土壤pH 兩極分化趨勢，將依托“三普”結果，精準探明本市不同土壤類型，尤其呈插花狀分布的棕壤和褐土、西南礦區塌陷區次生鹽漬化土壤等分布現狀、 養分現狀及演變特征。

2.1.2 建立區域性耕地質量提升技術體系 針對魯中南低山丘陵地區中低產田土層薄、地力差、土壤障礙類型多， 魯西南平原地區次生鹽漬化影響耕地質量等突出問題，開展瘠薄耕地改良與產能提升、肥沃耕層構建、土壤生物功能強化、次生鹽漬化土壤阻滯春季返鹽等適用技術研究，構建輕簡化、低成本、可實現大面積推廣應用的區域性耕地質量提升技術體系，實現耕地生產能力的持續增強。

2.1.3 重視土壤微生態環境的修復與改良 因本市處于黃淮海一年兩熟區，復種指數高，無倒茬間隔時間，加之“重施基肥”“高產必須多施肥”的傳統施肥習慣， 連年過量施肥， 導致大部分耕地土壤微生態環境也呈變劣趨勢。 針對本市不同土壤類型和種植模式， 篩選匹配性好、 性狀優良的微生物菌株， 構建功能齊全的多功能組合菌群， 可實現快速改善根際生態環境的區域性專用微生物肥料仍需加大研發力度。 不同種類微生物菌劑和有機肥、 化學肥料等的最佳施用比例及高效施肥方法等也需進一步研究試驗。

2.2 化肥減量關鍵環節

2.2.1 堅持有機肥與化肥配合使用 土壤有機質的含量和組成， 影響土壤團粒結構、 微生物種群與活性、土壤保肥能力和緩沖性，對農作物生長和產量具有決定作用，被認為是土壤質量和功能的核心[1-2]。 施用有機肥可以快速、有效提高土壤有機質含量，培肥土壤。 在使用有機肥料的基礎上， 配合施用化學肥料，是實現用地與養地相結合、保障農作物可持續高產的一項行之有效的培肥措施。 即使目前化肥工業和化肥施肥水平都有了較大提高， 有機肥料與化學肥料配合施用的原則依然不變[15]。

2.2.2 “大配方，小調整”區域性施肥技術將依然是化肥減量的主推技術之一 充分利用“三普”成果，明確不同區域養分含量現狀，并分析其演變規律，精準更新施肥配方， 優化集成周年培肥套餐或全程解決方案，最終實現養分供應與作物需求、土壤屬性的高度匹配，通過減少不必要肥料的投入量，減少肥料使用和氮磷流失量。

2.2.3 繼續深入探索以大蒜為代表的果、 菜園藝作物化肥減量增效路徑 我國長期側重于糧食作物高效施肥技術的研究，對果樹、蔬菜等經濟作物施肥技術的研究和創新相對滯后，遠遠不能滿足生產需求，致使經濟作物田間技術指導跟不上，水、肥資源盲目投入現象十分普遍。 以金鄉大蒜為例，特有的覆膜栽培方式，導致翌年返青期追肥方式受限。 農戶為追求高產，依然多采取“一炮轟”的施肥方式，后期不再追肥，或采取大水漫灌追肥等粗放式肥水管理，導致土壤質量加速退化、肥料損失嚴重[7-8]。 化肥用量不斷增加與土壤質量逐年下降的惡性循環， 已成為老蒜區不能單純依靠化肥投入獲得大蒜高產的重要原因之一。 轉變傳統施肥方式，降低基肥投入量，注重科學追肥，可有效調減化肥施用量。

2.2.4 控緩釋肥等新型肥料應用 與習慣施肥相比，施用控緩釋肥可有效控制養分釋放特性，解決種植過程中傳統施肥方式造成的前期高肥環境、 后期普遍脫肥等與作物養分需求規律不匹配問題。 還可提高土壤中細菌、放線菌數量和微生物數量，減少真菌數量，降低真菌性病害發病率，并通過增強土壤酶活性，進一步提高土壤速效養分含量。 不同種類作物區域性專用緩控釋肥研發及配套施用技術的完善，一次性施肥替代多次施肥實現養分均衡供應， 將是改變目前化學肥料利用率偏低等問題的重要途徑。

2.2.5 水肥一體化等新型技術推廣 隨著水肥一體化施用技術及水溶性專用肥、 液體配肥等先進生產方式的逐漸普及， 大田作物水肥精準調控并大面積推廣使用已成為現實。 因水肥一體化技術剛剛起步，缺乏與區域性特色種植模式相匹配的水分、 養分管理參數和設備維護等管理技術， 成為水肥一體化技術大面積推廣應用的重要限制因素。 因此，與本市區域性氣候特征、土壤屬性、種植模式相匹配的，低成本、 輕簡易操作的水肥一體化設備研發和配套技術的集成優化， 將是實現水肥一體化大面積推廣的關鍵因素[7]。

2.2.6 強化養分循環再利用 建立與種植模式、土壤屬性相匹配的秸稈差異化、無害化、全量直接還田技術體系。 針對本市梁山、金鄉、嘉祥、魚臺四縣及任城、 汶上西部邊緣鄉鎮等潮土分布集中區域普遍存在的春季返鹽現象，重點研究、推廣使用注入式秸稈還田機，將秸稈一次性深埋還田，秸稈埋深20～25 cm，可有效阻滯翌年春季次生鹽漬化土壤鹽分表層集聚，提高耕層土壤有機質和養分含量，同時解決秸稈粉碎后淺耕還田存在的一系列弊端。 其余地區推廣秸稈粉碎后旋耕混埋還田、覆蓋還田等快腐技術。 實現秸稈全量直接還田與農藝措施、 生物工程的有機結合， 解決秸稈還田量過大導致作物病蟲害加重等負面影響。

依托泗水縣、 梁山縣綠色種養循環農業試點項目的帶動示范， 強化化肥減量與有機廢棄物循環利用的結合。 探索養殖與種植土地消納科學匹配路徑，重點示范、 推廣畜禽糞便和作物秸稈等低成本堆漚肥的生產技術。 構建與地域特征相匹配的糧食作物有機肥替代化肥技術，消除風險隱患，通過強化化肥減量與有機廢棄物循環利用的結合， 將有機廢棄物變成700 多萬畝耕地的營養物質， 這是實現單位面積化肥使用強度下降的有效路徑。