土壤养分变化及农户养分管理现状研究

于婧文 ，周怀平 ，，解文艳 ，关春林

（1.山西大学生物工程学院，山西太原030006；2.山西省农业科学院土壤肥料研究所，山西太原030006）

据研究，施肥对粮食增产的贡献率可高达50%以上[1]。根据我国1952—1992年的农业生产统计资料得出，化肥施用量与粮食产量的相关系数为0.948 3，化肥施用量增长与粮食总产量增加之间的相关系数为0.924 9[2]。可见，肥料是农业生产最重要的投入要素之一，也是农业生产发展到一定阶段的必然产物，对农产品提高产量和改善品质具有不可替代的作用。

近年来，我国的肥料结构发生了重大的变化[3-4]，突出表现为化肥占总投肥量的比重不断增加，这使得田间土壤养分含量发生了较大的变异。此外，虽然化肥施用量的增长率与粮食产量增长率之间具有同步趋势，但是化肥施用量的增长率要远高于粮食作物产量的增长率[5]。

张福锁等[6]研究表明，大田作物是高投入—中产出—低利用，温室蔬菜是高投入—高产出—低利用，果树是高投入—低产出—低利用。刘荣乐[7]对七省区的肥料利用进行了研究，发现作物经济效益的高低是影响肥料投入的主要因素，肥料投入为蔬菜＞果树＞粮食，其中粮食作物的养分投入为N＞P＞K，蔬菜、果树的养分投入为P＞N＞K。初明光等[8]在农户抽样调查数据的基础上，分析了山东省不同粮食作物的施肥状况，结果表明，粮食作物的化肥投入量占肥料总投入的比例在逐年下降，但单位面积化肥投入量却稳步提高。黎青慧[9]利用1986—2000年陕西省农户土肥信息监测资料，研究了全省的肥料施用状况和农田养分平衡状况，结果表明，氮肥投入过量，磷肥和钾肥基本合理，但不同区域存在较大的差异。

施肥调查是对作物施肥量在数量上的认识，是了解农田土壤养分最直接、最有效的手段之一。通过进行农户调查，能够了解研究区养分管理现状和存在的问题，从而为人为因素影响下的土壤养分时空变异的研究提供更为科学和准确的理论依据。

山西省寿阳县宗艾镇是国家旱地农业研究的典型试验示范区。笔者在了解1998和2008年宗艾镇土壤养分变化基本情况的基础上，对该地区的肥料投入量与田间养分管理的变化进行研究，并选择宗艾镇5个经济情况、种植结构、收入主要来源和地理位置各异的村，开展农户问卷调查。将2008年的农户施肥情况进行了量化，同时对当地农户的田间管理进行了解，分析影响宗艾镇土壤养分变化的非自然因素，以期提出乡镇区域农田土壤养分管理的合理措施。

1 材料和方法

土壤有效磷采用 0.5 mol/L NaHCO3浸提-钼蓝比色法测定，速效钾采用NH4OAC浸提-火焰光度法测定，有机质采用重铬酸钾-外加热法测定，土壤全氮采用半微量凯氏法测定。应用AcrGIS 9.0软件地统计模块计算土壤养分含量的面积。

调查的主要内容包括：农户的基本情况、耕地情况、农业收入情况、购买肥料情况、农作物种植情况、施肥量、秸秆还田情况及其他管理技术等与农田养分相关的一系列问题。制定统一的表格，分小组走访农户，然后填写表格，统一收回并进行汇总。

2 土壤养分变化情况

2.1 20世纪90年代土壤养分的基本情况

1998年粮食作物播种面积为2 258 hm2，总产量为11 259 t，单产为4 986 kg/hm2。1998年大牲畜约为1 635只，家畜、家禽67 140只。有机肥的实物量可近似认为是当地人、家禽和家畜的年排泄总量，根据年排泄量与各种养分在不同肥源中的含量值[10]的乘积求得有机肥各养分元素的折纯量的值，即农家肥的实物量为26 368 t，折纯量为329 t。在化肥使用情况的统计资料中，氮肥的实物量为1 620 t，折纯量约为368 t；磷肥的实物量为1 035 t，折纯量为154 t；钾肥的实物量为30 t，折纯量为18 t；复合肥（主要是硝酸磷）的实物量为87 t，折纯量中氮为17.4 t，五氧化二磷为8.7 t。1998年宗艾镇单位面积养分投入情况如表1所示。由表1可知，1998年化肥投入量占总投肥量的63.24%。氮肥的投入主要是碳酸氢铵、尿素和部分硝酸磷肥；磷肥的投入主要是过磷酸钙、硝酸磷肥；钾肥的投入主要以农家肥、作物的秸秆为主。

2.2 土壤养分的变化情况

经过10年的土壤耕作演替，土壤养分发生了变化。2008年对全镇91个耕层土壤的养分监测化验得出，土壤有机质平均含量14.56 g/kg，较1998年的 16.62 g/kg减少 2.06 g/kg，下降12.39%；土壤全氮平均含量0.87 g/kg，较1998年的0.80 g/kg增加0.07 g/kg，增长8.75%；土壤速效钾平均含量106.69 mg/kg，较1998年的100.51 mg/kg增加6.18 mg/kg，增长6.15%；土壤速效磷平均含量7.81 mg/kg，比1998年的7.80 mg/kg仅提高0.01 mg/kg，变化不明显。根据国家养分分级制表（表2）。

表1 1998年宗艾镇单位面积养分投入情况 kg/hm2

表2 1998和2008年土壤养分情况

从表2可以看出，2008年宗艾镇土壤有机质主要集中在Ⅲ，Ⅳ级，约占总耕地面积的89.34%；土壤全氮主要集中在Ⅳ，Ⅴ级，约占97.24%；土壤速效钾主要集中在Ⅲ，Ⅳ级，约占99.08%；土壤速效磷主要集中在Ⅳ级，约占89.68%。由此可见，低有机质和缺氮的土壤面积仍然较大，农家肥的用量少和氮肥施用不平衡是关键。土壤养分的变化受到成土母质、土壤质地、矿质养分、气候等自然因素的影响，也受到耕作栽培方式、田间养分管理等人为因素的影响。有研究也表明，宗艾镇土壤养分的时空变异受非自然因素的影响更为强烈[11]。

3 2008年农户的养分管理研究

3.1 作物种植情况与产量

2008年宗艾镇粮食作物播种面积2334 hm2，总产量为18 090 t，单产为7 750 kg/hm2。共调查寿阳县宗艾镇农户100户，得到有效问卷73份。宗艾镇主要粮食作物为玉米，每户玉米的平均种植规模为1.19 hm2，种植面积在0.67 hm2以下的（含0.67 hm2）农户有14户，占调查农户的19.18%；种植面积在0.67～1.33 hm2的农户有37户，占总农户的50.68%；种植面积在1.33～2.00 hm2的农户有19户，占总农户的26.03%；种植面积在2.00 hm2以上的有3户，占总农户的4.11%。主要的粮食作物播种面积及单产情况：玉米播种面积为2 126.27 hm2，单产为8 895 kg/hm2；高粱播种面积为35.87 hm2，单产为6 690 kg/hm2；谷子播种面积58.8 hm2，单产为3 330 kg/hm2；薯类 54 hm2，单产为 4 335 kg/hm2；豆类 52 hm2，单产为2 025 kg/hm2；其他杂粮7 hm2，单产为3 575 kg/hm2。

3.2 农户的养分投入情况

农民的农业收入占总收入的73.5%左右，其仍然是农民收入的主要来源；农业支出占农业收入的40.3%左右，其相对于农业收入所占比值较大，导致农民获得的纯收益较少。就农业支出而言，其中相当一部分是购买肥料的支出。2008年宗艾镇养分投入情况如表3所示。

近几年开始使用不同氮磷钾配比的复合肥和作物专用肥。结合表1、表2可知，肥料投入量增加了69.94%，单产增加了55.43%，肥料的增长高于粮食的增长率。

表3 2008年宗艾镇农户养分投入状况

3.3 施肥方式与施用时期

所调查农户全部施基肥，施用时期为播种前沟施或撒施后耕翻，其中有13户农户进行追肥。

基追肥比例如表4所示。磷肥和钾肥的投入全部靠基肥投入，而氮肥量约有64.02%靠基肥投入，35.98%靠追肥投入。

表4 2008年基追肥比例

3.4 秸秆还田与有机肥施用

施用农家肥的农户16户，占调查总农户的21.92%。其中，施用牛粪的5户，施用猪粪的4户，施用羊粪的5户，施用鸡粪的1户，施用骡马粪的1户。作物秸秆是目前农田有机物的主要来源，上茬作物主要有玉米、马铃薯、白菜、甘蓝等。作物收获后秸秆的处理方式有田间直接焚烧、春季粉碎还田、秋季粉碎还田、堆沤还田、做牛羊饲料等。调查结果表明，15.94%的农户采取秋季秸秆直接还田，23.55%的农户采取春季秸秆直接还田，10.07%的农户采取秸秆堆沤还田，40.43%的农户将秸秆进行田间焚烧，10.01%的农户将秸秆用于沼气发电或其他。

3.5 肥料品种与施肥比例

宗艾镇农户施用的化肥品种主要有碳酸氢铵、普通过磷酸钙、硝酸磷、尿素和不同氮磷钾配比的复合肥和调控肥。另外，有少数农户使用了作物专用肥和钾肥。施用碳酸氢铵的农户占调查农户的43.86%，施用过磷酸钙的农户占31.51%，施用硝酸磷的农户占13.70%，施用不同产地及含量的复合肥和调控肥的农户占10.93%。既使用传统肥料又使用复混肥的农户有34户。使用不同化肥农户单位面积的施用量如表5所示。

表5 使用各种化肥的农户单位面积的平均施用量 kg/hm2

4 讨论

2008年肥料投入量比1998年增加了69.94%，单产增加了55.43%。截止2008年，土壤有机质平均含量14.56 g/kg，与1998年相比减少了12.39%；土壤全氮平均含量0.87 g/kg，增加了8.75%；土壤速效钾平均含量106.69 mg/kg，增加了6.15%；土壤速效磷平均含量7.81 mg/kg，变化不明显。

调查发现，农户的种植规模大多在0.67～2.00 hm2之间，各农户养分投入相差较大，其中，有机肥投入差异最大，施用农家肥的农户占调查总农户的21.92%。在秸秆还田方面，15.94%的农户采取秋季秸秆直接还田，23.55%的农户采取春季秸秆直接还田，10.07%的农户采取秸秆堆沤还田，40.43%的农户将秸秆于田间焚烧，10.01%的农户将秸秆用于沼气发电或其他。在施肥方式上，100%的调查农户施基肥，17.81%的农户进行追肥。

土壤中少有机质和缺氮的面积仍然较大，应该重视增加农家肥施用量和平衡氮肥施用量。大型农机较少、秸秆还田成本高以及秸秆直接还田存在的一些问题（例如病虫害、容易划破地膜等）都是影响秸秆还田的因素。追肥情况应引起重视，在作物需肥期应补充养分是增加粮食产量的有效途径。在肥料选择上建议选择信誉度高的复合肥配合一定量的传统肥料施用。

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