青岛市冬小麦—夏玉米种植区施肥现状调查与分析

宋朝玉 宫明波 王圣健 李玉刚

摘要：为了摸清青岛市冬小麦—夏玉米种植区施肥现状、土壤养分和地下水质量状况，我们对3个典型种植区进行了调查研究。结果表明，青岛市冬小麦—夏玉米种植区的土壤有机质总体为中等水平；碱解氮为丰富以上水平；有效磷为很丰富水平，平度市最高达到134.1 mg/kg；速效钾含量处于缺乏状态。莱西市、平度市浅层地下水NO-3-N含量均超过了20 mg/L，不能作为饮用水，胶州市也接近临界值，调查区域70%的农村已经多年不取浅层地下水饮用。冬小麦N用量稍有不足；P2O5用量偏高，盈余71.9～130.7 kg/hm2；K2O用量不足，胶州市、平度市分别亏缺48.0、41.6 kg/hm2。莱西市玉米施N量较高，盈余213.9 kg/hm2，胶州市和平度市的施N量充足；施P2O5量较高，盈余42.8～ 84.9 kg/hm2；施K2O量不足，亏缺21.2～46.1 kg/hm2。一半以上的农户盲目去掉了追肥环节，造成作物后期脱肥早衰、灌浆不足、容易倒伏的现象。建议冬小麦—夏玉米种植区加大秸秆还田力度，增施有机肥，控制氮肥用量，优化氮肥基追比，适量减少磷肥用量，提高钾肥用量，选择低磷高钾的肥料品种，减少农业生态环境污染、促进农业可持续发展。

关键词：冬小麦；夏玉米；施肥状况；土壤养分；地下水

中图分类号：S512.1+1+S513文献标识号：A文章编号：1001-4942（2016）07-0099-04

自20世纪80年代初以来，我国化学氮肥施用量增长了近2倍[1]。大量盲目施用化肥，不仅使肥料利用率不断下降，造成肥料浪费，还会由于硝酸盐的淋溶造成土壤酸化、次生盐渍化。保护地蔬菜由于施肥的不平衡，造成土壤盐化、酸化及环境污染[2～4]。我国北方一些地区由于氮肥的大量施用而引起地下水、饮用水硝酸盐污染的问题已十分严重[5]。

近年来，由于玉米配方施肥、全程机械化和秸秆还田等技术的逐渐应用以及新品种的推广，青岛市夏玉米产量有了稳步提高，单产由2000年的6 754.5 kg/hm2增加到2011年7 381.5 kg/hm2，增产9.28%。2009年高产田示范达到16 023 kg/hm2，2014年达到了17 700 kg/hm2。为了摸清青岛市冬小麦—夏玉米种植区施肥现状、土壤养分和地下水质量状况，我们对青岛市辖区3个冬小麦—夏玉米典型种植区的土壤养分、施肥量、灌溉水和肥料品种现状进行调查研究，并根据存在的问题提出对策，以期为青岛市粮食稳步增产、防止环境污染和农业可持续发展提供科学依据。

1材料与方法

1.1调查区域概况及方法

选择在莱西市、胶州市、平度市的“青岛市万亩粮食作物示范片”进行调查，每个县市选择2个典型乡镇的5～7个典型村调查，共调查34个代表性地块（表1）。记录田块和水井经纬度，并编号。每个田块采取“S”形五点取样法取0～20 cm耕层土样混合。室内测定土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量及井水的pH值和NO-3-N含量。并调查该农户小麦、玉米的基肥品种、追肥品种、施肥量、肥料养分含量等。

平度市水样全部取自井水，胶州市和莱西市一部分取自井水，另一部分取自水塘，均为灌溉水源。

1.2土壤养分测定方法

有机质、碱解氮、有效磷、速效钾分别采用重铬酸钾外加热法、碱解扩散法、NaHCO3浸提-比色法、NH4OAc浸提-火焰光度法[6，7]，NO-3-N采用分光光度法测定[8，9]。

1.3养分盈亏计算方法

根据施肥数量和养分含量计算养分投入量，依据每生产100 kg籽粒所需养分量和作物籽粒产量计算养分支出量，养分盈亏量=投入量-支出量。每生产100 kg小麦籽粒所需养分为N-P2O5-K2O=3.1 kg-0.4 kg-2.03 kg，每生产100 kg玉米籽粒所需养分为N-P2O5-K2O=2.08 kg-0.54 kg-1.64 kg[10]。由于地下水硝态氮含量较高，因此灌溉水的N含量也计算在养分投入量内。小麦、玉米每季按浇水2次，每次浇水600 m3/hm2计算。

1.4数据统计分析

试验数据采取Microsoft Excel和DPS软件进行统计分析。

2结果与分析

2.1土壤养分状况分析

土壤养分分级评价采用指标为我国第二次土壤普查制定的养分分级标准。

从表2可以看出，青岛市冬小麦—夏玉米种植区的土壤有机质含量总体为中等水平，平度市最高，接近丰富水平；莱西市最低，处于缺乏状态。3个市的土壤碱解氮含量均达到丰富以上水平。有效磷含量均为很丰富水平，且达到很丰富级别值（40 mg/kg）的2～3倍，其中平度市最高，达到134.1 mg/kg。速效钾含量处于缺乏状态，胶州市最低，处于很缺乏状态。

综合来看，青岛市冬小麦—夏玉米种植区主要养分比例不均衡，N∶P2O5∶K2O比例约为2∶1.5∶1，不利于作物对养分的吸收。土壤养分状况可以概述为土壤有机质中等，氮足磷高钾不足。

2.2灌溉水状况分析

我国地下水质量标准（GB/T 14848-93）中依据NO-3-N含量（mg/L）将地下水分为5类：Ⅰ类≤2.0，Ⅱ类≤5.0，Ⅲ类≤20，Ⅳ类≤30，Ⅴ类>30，其中集中式生活饮用水应符合Ⅲ类以上标准，即NO-3-N含量不超过20 mg/L。

从表3可以看出，莱西市、平度市地下水NO-3-N含量均超过20 mg/L，不能作为饮用水。胶州市也接近临界值。地下水的化验结果也验证了我们实际调查的情况，调查区域70%以上的农村已经多年不取浅层地下水饮用，只能采取深层地下水统一供应饮用水。胶州、平度地下水均属中性，莱西市地下水稍偏碱性。

2.3冬小麦施肥量及其养分盈亏状况

由于地下水的硝态氮含量较高，每浇一次水相当于带入土壤10.6～27.2 kg/hm2纯N，相当于小麦和玉米单季施N量的5%～10%，因此计算氮肥循环时必须考虑在内。

从表4可以看出，冬小麦N施用量存在不足现象，但亏缺并不太大。3个县市施P2O5量高，盈余71.9～130.7 kg/hm2。施K2O量不足，胶州市、平度市分别亏缺48.0、41.6 kg/hm2。

调查发现，近一半农户小麦春季不追肥。以往春季追施尿素300～600 kg/hm2（合138～276 kg/hm2纯N），氮肥用量减少了1/3～1/2。由于进城务工和从事第三产业人口增加，农村缺乏劳动力，为了省时省工，农户多采取“一炮轰”的办法，基施复合肥增加10%～20%左右，不再追肥。施用专用肥、缓控释肥的农户不足10%，90%以上农户主要施用复合肥，养分含量多为N∶P2O5∶K2O=15%∶15%∶15%，造成P2O5用量显著偏高，K2O用量不足。

2.4夏玉米施肥量及其养分盈亏状况

从表5可以看出，莱西市玉米施氮量较高，N量盈余较多，达到213.9 kg/hm2，而胶州市和平度市的N量基本充足。3个县市P2O5的用量较高，盈余42.8～84.9 kg/hm2。K2O用量不足，亏缺21.2～46.1 kg/hm2。

调查发现，莱西市一般农户都在大喇叭口期追肥，而平度市、胶州市追肥农户数不足1/3，因此两市的施N量盈余较少。同样是因为90%以上农户主要施用养分含量多为N∶P2O5∶K2O=15%∶15%∶15%的复合肥，造成P2O5用量显著偏高，K2O用量明显不足。

3讨论与结论

3.1避免盲目减氮，科学控施氮肥

由于第三产业发展和进城务工人员增加，农村劳动力缺乏，为了省工省时，农民简单地通过少量增加基肥，去掉追肥环节的“一炮轰”方式来简化种植模式，减少生产投入。但这种方式由于缺少追肥，造成作物后期脱肥早衰、灌浆不足、秆细茎弱、容易倒伏的现象。盲目减肥的方式导致产量降低和收入减少。

应按照目标产量计算施肥量。适当减少氮肥基施量，追肥不可缺少。根据调查结果，青岛市土壤碱解氮较为充足，应适当控制氮肥用量。按照小麦目标产量7 500、9 000 kg/hm2时，建议每公顷施N总量232.5、279 kg。强筋小麦基追比4∶6或3∶7，中筋和弱筋小麦基追比5∶5[11]。玉米目标产量9 000、10 500 kg/hm2时，建议每公顷施N总量187.2、218 kg，基追比为5∶5或6∶4。

3.2地下水硝酸盐污染应引起重视

农田施用化肥、养殖场畜禽粪便、含氮矿石堆场和大气沉降是农区氮的主要来源[12]，其中农田氮肥施用是造成地下水硝酸盐污染的农业面源污染的重要组成部分[13]。本研究取样的区域均远离蔬菜种植区，因此可认为冬小麦—夏玉米种植区的地下水硝酸盐主要来源于农田的氮肥施用。

从调查结果来看，虽然目前氮肥用量并不过高，但灌溉水硝态氮含量较高，土壤N素丰富，主要是以往多年较高氮肥用量积累造成的。青岛市冬小麦—夏玉米种植区80%的地下水中硝态氮含量已经超过20 mg/L，已经无法作为饮用水使用，需要引起相关部门的重视。要引导农民适量控制氮肥用量，优化氮肥基追比，提高利用率，减少氮肥对地下水体的污染。

3.3磷素富集多，磷肥用量高，应适当减少用量

多年高量磷肥的投入，造成了土壤有效磷的富集，还影响其它养分的吸收和利用。其主要原因是养分含量为N∶P2O5∶K2O=15%∶15%∶15%复合肥一直是市场主体，且磷素含量过高。目前推广的部分缓控释肥的养分比例已发生变化，降低了磷素含量，如N∶P2O5∶K2O=25%∶5%∶16%或25%∶5%∶18%复合肥的养分比例就较为合理。因此，建议选择磷素含量低的复合肥或专用肥，推荐小麦、玉米每季P2O5用量为60～75 kg/hm2。

3.4重视提高钾肥用量

青岛市冬小麦—夏玉米种植区土壤速效钾含量严重不足和钾肥用量不足并存，现状严峻。可以增施钾肥、有机肥，或通过秸秆还田以增加钾素投入量。小麦目标产量7 500、9 000 kg/hm2时，建议每公顷K2O用量为152.2、182.7 kg。玉米目标产量9 000、10 500 kg/hm2时，建议每公顷K2O用量为147.6、172.2 kg。

3.5合理选择肥料品种

为了节省劳动力和投入成本，农户大田生产主要以化肥为主，几乎不施用有机肥，调查的34户中仅有1户施用有机肥。近几年玉米秸秆还田的推广，使得土壤有机质含量有所提升。为了改善土壤养分结构，传统复合肥养分比例不合理的情况需要改变，肥料企业应该生产含磷量低、含钾量高的复合肥，大力推广低磷高钾的玉米专用复合肥，引导农民选择养分合理的肥料品种。

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