建德市不同农作系统肥料结构的调查与分析

孔樟良

摘要：调查农田施肥现状可为深入了解施肥中存在的问题、进一步完善测土配方施肥工作提供科学依据。通过对建德市31块定位农田连续5年的肥料结构跟踪监测，比较分析了8类农作系统农田的氮、磷、钾施用情况。结果表明，该市农田肥料的投入量因种植方式、农户等的不同有较大的差异，氮、磷、钾纯量的年总投入量在219.45～1526.55kg/hm²之间变化，平均为734.70kg/hm²。；部分农田存在超量施用肥料的现象。有机肥的施用量呈现增加趋势，其对农田氮、磷、钾养分投入总量的贡献平均约为10.89%；投入肥料中氮：磷：钾平均比例大致为1：0.6：0.6。经济作物的肥料施用量明显高于粮食作物，且有机肥及磷、钾肥被优先施于经济作物中。目前建德市在有机肥与化肥配合施用及氮磷钾施用比例方面还不尽合理，建议继续加大力度推广施用有机肥，增加粮食作物农田中磷、钾肥及有机肥的施用，以全面提升耕地地力。

关键词：肥料结构；农作系统；有机肥

中图分类号：S153.6 文献标志码：A 论文编号：2014-0908

引言

氮、磷、钾是农作物需要量最大的营养元素，国内绝大部分农业土壤存在着不同程度的氮、磷、钾缺乏及其平衡失调问题，施肥是保障农作物高产的重要手段。了解农田施肥现状可为判断区域农田施肥的合理性及调整肥料结构提供依据。近20年来，中国各地非常重视合理施肥工作，就施肥对土壤质量的影响、农田氮磷钾平衡等方面开展了大量的工作。研究表明，有机肥在维持土壤质量方面有重要的作用，其不仅能提供作物正常生长必需的氮、磷、钾及其他营养元素，而且还能改善土壤理化性状，具有促进土壤团聚体的形成，提高土壤阳离子交换量，防治土壤酸化，增强土壤固碳能力和微生物活性等方面的作用。而长期单施化肥不利于土壤物理性状的改善，长期过量偏施化肥还可导致土壤盐化、酸化等土壤退化、微量元素缺乏及增加农业面源污染等问题，甚至影响了农产品的品质和环境质量。对中国农田施肥结构的调查表明，中国农田普遍存在氮素投入过高，钾素投入不足的问题。研究认为，为了保障农业可持续发展，施肥不仅要考虑提供植物需要的养分，也需顾及对土壤其他性状的作用。在施肥上，必须综合考虑有机肥与化肥的配合施用及氮、磷、钾等养分的平衡问题。

建德市隶属浙江省杭州市，地处亚热带北缘季风气候区。全市耕地面积1.823万hm²（其中水田面积1.551万hm²），主要分布在境内的河谷平原和丘陵山地，耕地质量相对偏低，多数耕地土壤存在氮、磷、钾的缺乏问题，需要通过施肥来达到作物的稳产、高产。近年来，该市农业产业结构发生了重大的改变，由原先以粮油为主逐渐演变为粮、果、蔬综合发展的多种经营模式，己形成蚕桑、草莓、莲子、药材花卉、干果、油茶等特色产业，作物种类及轮作类型越来越呈现多样化，迫切需要了解各类农作系统的施肥状况，目的是为进一步完善全市测土配方施肥，改良土壤、培肥地力，实现农业生产“高产、优质、高效、环保”目标提供科学依据。为深入了解不同农作系统的施肥现状，及时调整施肥中的不合理现象，于2008-2012年连续5年，选择了31块典型农田及8类代表性的农作系统，进行了肥料结构的定点调查，以期为合理施肥提供依据。

1.材料与方法

1.1观察点基本情况

用于定位调查的31块农田分布于市内16个乡镇街道，涉及水稻、油菜、草莓、莲子、柑桔和西红花等主要农作物，耕作制度包括油菜（麦）一稻、草莓一稻等主要类型，大致可归纳为8类农作系统（如表1）。土壤类型均为水稻土，各田块在观察期内的利用方式不变。

1.2调查方法

按田块逐年记录各类肥料的用量，并根据各类肥料中N、P2O5，、K2O含量统一折算为单位面积的N、P2O5、K2O纯用量。

1.3数据分析

观察数据的最大值、最小值、平均值、标准差及变异系数在Microsoft Office Excel 2007软件上统计。

2.结果与分析

2.1施肥总体情况

对连续5年31块农田的调查表明（表2），建德市农田年肥料的投入量因种植方式、农户等的不同有较大的差异，氮、磷、钾纯量的总投入量在219.45-1526.55kg/hm²之间变化，平均为734.70kg/hm²，变异系数为48.57%，最高为最低的7.0倍。某些年份的部分农田肥料的投入量存在明显的偏高现象，这在一定程度上导致了肥料的浪费。氮肥总用量在143.85-601.65kg/hm²之间变化，平均为354.64kg/hm²，变异系数为38.12%；氮肥中化肥来源的氮占60.06%-100%，平均为90.01%，有机肥来源的氮占0.00%-39.94%，平均为9.99%。磷肥总用量在1.65，-477.75kg/hm²之间变化，平均为187.02kg/m²，变异系数达70.47%，最高为最低的478倍；磷肥中化肥来源的磷占0.00%-100%，平均为84.77%，有机肥来源的磷占0.00%-100%，平均为15.23%。钾肥总用量在1.50-447.15kg/hm²之间变化，平均为193.05kg/hm²。，变异系数达60.99%，最高为最低的298倍；钾肥中化肥来源的钾占0.00%-100%，平均为86.87%，有机肥来源的磷占0.00%-100%，平均为13.13%。

在所有调查的31块农田中，有机肥在对氮、磷、钾总量的贡献在0.00%-37.30%之间，平均为10.89%（表2）。总体上，有机肥对肥料中氮的贡献（平均占9.99%）低于对磷（15.23%）和钾（13.13%）的贡献。在总肥料纯用量中，氮、磷、钾的比例分别为35.36%-98.86%、0.60%-34.28%和0.54%-43.25%，平均分别为45.58%、27.24%和27.18%，氮：磷：钾平均比例大致为1：0.6：0.6。

2.2不同农作系统施肥的差异

由图1可知，建德市不同种植系统中肥料用量有很大的差异，以蔬菜地最高（年平均氮磷钾总纯量为1354.20kg/hm²），其次为蚕桑（年平均氮磷钾总纯量为982.65kg/hm²）、柑桔（年平均氮磷钾总纯量为937.28kg/hm²）和草莓一稻（年平均氮磷钾总纯量为866.25kg/hm²），最低的为单季稻（年平均氮磷钾总纯量为229.95kg/hm²）。蔬菜地肥料用量最高与蔬菜复种指数高（种植2季以2z）和需肥量大有关。总体上，经济作物的肥料施用量明显高于粮食作物。部分蔬菜地、果园及蚕桑地存在肥料过量施用问题。

不同农作系统中氮、磷、钾用量也有很大的差异（表3），其变化基本上与氮磷钾总用量相似，蔬菜地、蚕桑地、柑桔地氮、磷、钾的施用量也普遍较高。其中，不同农作系统中磷和钾的施用量差异尤为明显；蔬菜地、蚕桑地和柑桔地氮肥用量为单季稻田的3.4、3.6、2.3倍，而蔬菜地、蚕桑地和柑桔地磷和钾肥用量分别为单季稻田的13.5、6.6、9.6和9.2、5.0、6.3倍。从化肥--与有机肥对氮、磷、钾总用量贡献来看，种植单季稻和蚕桑的农田中基本没有施用有机肥，它们的氮磷钾全部以化肥形式提供；种植西红花一稻及莲子的农田中有机肥用量也很低，其氮磷钾也主要有化肥提供；而种植蔬菜和柑桔的农田中有机肥用量较高，有较高比例的氮磷钾以施用有机肥方式进入这些农田；种植草莓一稻及油（麦）N的农田中也有一定比例的氮磷钾来自于有机肥。

从各农作系统氮磷钾的构成相对比例来看（表4），在油（麦）一稻、单季稻、西红花一稻等农作系统中，磷、钾用量相对偏低，表明建德市的磷钾肥被优先用于经济作物。其中蔬菜地和柑桔地中磷钾相对于氮肥的用量明显高于其他农作系统。

2.3肥料施用量的年度变化趋势

表5可知，从2008至2012的5年中，氮磷钾等3种肥料的总施用量呈轻微增加趋势，在调查的31块农田中，2008年平均施肥量为678.90kg/hm²，2009、2010、2011、2012年分别增至769.65、718.20、737.25、798.00kg/hm²，增幅分别为13.37%、5.79%、8.59%、17.54%。其中，化肥投入的养分增幅分别为20.04%、3.11%、6.43%、11.73%，有机肥投入的养分增幅为-21.15%、19.10%、19.78%、47.61%。除2009年外，有机肥形式增加的养分投入高于化肥投入的增加。结果还表明，在5年中，有机肥施用量呈上升趋势，2008年、2009、2010、2011、2012年有机肥投入的养分占总养分的比例分别为16.19%、11.26%、18.23%、17.86%和20.34%，2010年、2011、2012年分别比2008年分别增长了2.04、1.67、4.15个百分点。有机肥投入量的增加与近年来建德市大力推广商品有机肥有关。

3.讨论

施肥是与农作物产量、品质、成本、土壤培肥和环境污染等问题密切相关的复合生态系统物质循环调控的重要措施，应以实现经济效益、生态效益和社会效益的综合效益最佳为目标口伽。理想化的施肥模式必须是同时满足高产、低投、没有污染等多目标的最佳肥料投入组合。中国现代农业生产中施肥主要有2个方面的目的，一是获得农作物的高产，二是改善土壤性状、提高土壤肥力。要同时达到这2个方面的目的在施肥上必须有一个合理的肥料结构，包括有机肥与化肥的配合施用及氮磷钾的平衡问题。由于化学组分上的差异，化肥与有机肥在农业生产中的作用有所不同。前者具有较高的氮、磷、钾等养分含量与植物有效性，可在短时间内提供给农作物需要的养分。但单施化肥，特别是逐年增施化肥，也会给农业生产和物质循环带来了许多不利因素，导致土壤养分的过度积累、增加养分向地表水体流失的环境风险及土壤性状恶化，不能适应现代持续农业发展的要求。有机肥富含有机质，除氮、磷、钾外，还含有中微量营养元素和生物活性物质以及多种有益微生物，可以改良土壤的物理、化学和生物学特性，熟化土壤，培肥地力，促使作物前、中、后期的养分平衡供应，满足各个生育时期对营养的需求，协调作物氮、磷、钾营养的分配比例。但同样单施有机肥也有一定的弊端，只能维持固有的封闭式的物质循环，不能使作物产量明显提高，很难满足人口增长对农产品的需求，也很难适应现代化农业对施肥技术和肥料品种的需求。因此，只有化肥与有机肥的合理配施，才能促进农作物的高产、稳产、优质、高效，才能提高肥料利用率及农业经济效益。面对人口、资源、环境的压力，农业生产必须在适量施用化肥的同时，重视现有机肥与化肥的合理分配与施用。

以上调查分析表明，近年来建德市施肥结构有所改善，但仍存在一些不足，主要表现在2个方面：（1）有机肥化肥配比不尽合理：20世纪80年代以来，随着化肥用量大增，该市厩肥和绿肥用量逐年下降，耕地土壤有机质水平也呈现下降的迹象。近年来，通过实施“测土配方平衡施肥”和“耕地质量提升”等项目，重新认识有机肥施用的重要性，增强了有机肥的投入力度。但从本次调查来看，目前有机肥主要用于果蔬等经济效益较高的作物上，大田作物施用有机肥仍较少。从耕地土壤培肥的角度看，有机肥施用量仍显不足。虽然目前对有机肥与化肥施用的合适比例还没有一个明确的标准，但众多的研究已表明，化肥与有机肥配合施用对提高土壤肥力和作物产量一般要优于单施化肥。由于建德市属于河谷与丘陵地区，耕地土壤的基础地力普遍较低，培肥地力也是该市耕地施肥管理需要考虑的重要内容，因此，有必要进一步增加有机肥料的投入，特别是在粮食生产的农田中增加有机肥料的投入。（2）肥料中氮磷钾比例有待优化：氮磷钾比例合理，不仅有利于地力的发挥，提高养分的利用率，而且能使农作物高产，为农业生产养分的良性循环创造好的条件。相反，则会影响肥料的流失及农产品的质量。本次调查表明，建德市耕地中磷、钾肥的施用量已达到较高的水平，肥料中磷、钾相对于氮的比例已达到较高的水平，平均氮：磷：钾比例大致为1：0.6：0。6，这对缓解本市耕地土壤的缺磷、缺钾问题起到了一定的作用。但必须注意，目前该市的磷钾肥主要用于经济作物，粮食作物中施用磷钾的数量仍显相对不足。例如，单季稻农田施肥中氮：磷：钾比例为1：0.20：0.28，其中的磷、钾相对于氮的比例偏低。据报道，主要农作物对氮：磷：钾的需求比例平均约为3.31：1.35：2.84。而蔬菜、柑桔和草莓—稻等农作系统中氮：磷：钾比例分别为1：0.8 1：0.77、1：0.86：0.78和1：0.63：0.57，其中的磷施用量明显偏高。长期过量施用磷肥可能会引起土壤中磷素的过量积累，并可能增加农业面源污染。

基于以上建德市目前施肥中存在的问题，建议加强以下工作：（1）加强配方施肥技术的推广：在种植业结构持续调整，经济作物种植和设施栽培面积不断扩大的形势下，有必要加大施肥技术的研究力度，合理调整用肥结构，充分利用肥料资源，生产新型（专用）配方肥料，在满足种类作物需求的同时保持土壤养分平衡，确保该市农业生产的优质高产和农业的可持续发展。（2）增加有机肥料的投入：有机肥除含有全面、均衡的养分外，在增加土壤有机质，保持和提高土壤肥力，缓解近代农业高投入、高污染对土壤和环境资源的破坏，提高土壤自净能力，保证土壤资源的永续利用等方面具有其他肥料无法替代的作用，建议在畜禽集中饲养、远距运输成本偏高、务农劳动力不足的情况下，采取政策倾斜送肥到田，生产价廉质优精制有机肥；改进还田机具，推进秸秆还田和种植（经济）绿肥还田等措施，增加土壤有机养分并改良土壤。（3）开发高钾低磷型经济作物专用复合肥：各种作物对氮磷钾需求的比例有所差异，对N：P2O5：K2O的需求甜瓜一般约为2：1：3，草莓约为3：1：4，茄果类蔬菜约为2：1：（4～5），根茎类蔬菜约为3：1：6，水稻约为2.5：1：3。但目前市场中销售的复合肥中N：P2O5：KzO的比例通常为15：15：15和10：7：8，在氮磷钾比例上不够合理。特别是经济作物中钾的供应常常不足，影响植株体内养分合成、转化和输送，进而影响作物抗逆能力和产量及品质的提高。因此，适当提高肥料中钾的比例，生产高钾低磷型的复合肥，是保持该市耕地土壤养分平衡的重要途径。

4.结论

研究表明，建德市农田肥料的投入量有很大的变化，氮、磷、钾纯量的年总投入量在219.45-1526.55kg/hm²之间变化，平均为734.70 kg/hm²，最高为最低的7.0倍；部分蔬菜地和果园等农田存在肥料的超量施用。投入肥料中氮：磷：钾平均比例大致为1：0.6：0.6，其中蔬菜、柑桔和草莓一稻等农作系统中磷和钾相对于氮的用量比例偏高。随着“测土配方平衡施肥”和“耕地质量提升”等项目的实施，有机肥的施用量呈现逐年增加趋势，其对农田氮、磷、钾养分投入总量的贡献平均约为10.89%。建议适当控制经济作物的肥料施用量，特别是磷、钾肥的施用量；继续加大力度推广施用有机肥，增加粮食作物农田中磷、钾肥及有机肥的施用，以全面提升耕地地力。