浙江省高产创建水稻的化肥偏生产力分析

朱伟锋，陆若辉，黄利东，孔海民，刘晓霞，陈一定

(1.浙江省农业技术推广中心，浙江 杭州 310020； 2.南京信息工程大学 农业资源与环境系，江苏 南京 210034)

水稻是浙江省最主要的粮食作物，稻米是居民的主要口粮。浙江省水稻常年播种面积83.3万hm2，占全省粮食作物播种面积的66%，产量在600万t左右，占全省粮食总产量的79%。2008年以来，浙江省开始广泛实施高产创建项目[1-2]，水稻生产水平得到了显著提高，高产攻关取得了重大突破。

化肥投入是影响粮食产量的重要因素，据估计化肥对农作物增产的贡献率为40%～60%[3]。浙江把肥料投入作为水稻高产创建重要内容，但化肥的投入会造成土壤、大气、湖泊富营养化以及地下水污染等环境污染问题[4-6]。近年来，随着人们对粮食安全和环境保护重要性的认识的进一步提高，对化学肥料的施用效率也日益关注。作者通过调查，了解浙江省水稻高产创建田块产量水平，施肥情况，对化肥偏生产力(partial factor productivity，PFP)和水稻施肥中存在的问题进行分析和探讨，以期为建立浙江水稻高产、养分资源高效和环境友好的最佳养分管理技术提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 调查地点及样本分布

调查地点为杭州、湖州、嘉兴、金华、丽水、宁波、衢州、台州等8个地市，23个县(市、区)，147个水稻高产创建田块，其中2014年50个，2015年64个，2016年33个。

1.2 调查方法及内容

通过给各县(市、区)土肥站、农技中心发放调查表格的方法，采集水稻高产创建田块地点，水稻品种、产量，水稻施肥量等数据，计算化肥偏生产力(FPF)。FPF=施肥后所获得的作物产量/化肥纯养分投入量。

2 结果与分析

2.1 水稻高产创建田块产量

表1表明，浙江省147个水稻高产创建田块平均产量为10 655 kg·hm-2，范围为5 749～14 660 kg·hm-2。产量最集中的12 000～<13 000 kg·hm-2占比为22.4%。其次9 000～<10 000、10 000～<11 000、11 000～<12 000 kg·hm-2占比分别为18.4%、15.0%和17.0%，≥13 000 kg·hm-2的田块占7.5%。

2.2 养分投入

从图1可知，浙江147个水稻高产创建田块平均总养分投入量为713.8 kg·hm-2，变异系数为52.3%，其中N、P2O5、K2O平均投入量为337.0、142.5和234.2 kg·hm-2，变异系数分别为43.8%、66.7%和67.7%。总养分投入的N∶P2O5∶K2O为1∶0.42∶0.69。分别计算单个田块带走与无机养分投入情况(表2)，如水稻每100 kg经济产量养分吸收量参考《耕地土壤综合培肥技术规范》[7]所提供的N 2.0～2.3 kg，P2O50.9～1.2 kg，K2O 2.1～2.7 kg，则有23.1%田块氮养分投入比较合理，70.7%田块氮养分投入过量；39.5%田块磷养分投入比较合理，投入不足的田块占22.5%，投入过量的占34.7%；23.8%田块钾养分投入比较合理，投入不足的田块占25.8%，投入过量的占50.3%。

表1 浙江省147个水稻高产创建田块水稻产量分布情况

图1 浙江省147个水稻高产创建田块养分投入情况

表2 浙江省147个水稻高产创建田块养分平衡情况

2.3 不同施肥模式下的养分投入情况

调查发现，在147个高产创建田块中，71个田块只有无机肥料投入，平均总养分投入量为476.1 kg·hm-2，变异系数为30.7%。其中N、P2O5、K2O平均投入量为242.3、93.9和139.9 kg·hm-2(图2)，变异系数分别为66.4%、49.2%和36.3%。总养分投入N∶P2O5∶K2O为1∶0.39∶0.58。

图2 浙江省147个水稻高产创建田块单施化肥模式下肥料投入情况

76个田块有机无机肥料配施，有机养分折算参考《中国有机肥料养分志》[8]及李书田等[9]的研究成果，平均总养分投入量为935.8 kg·hm-2，变异系数为40.0%。无机总养分投入量为574.6 kg·hm-2，其中N、P2O5、K2O平均投入量为275.2、104.6和194.8 kg·hm-2，变异系数分别为27.3%、45.5%和45.7%；有机养分投入量为361.2 kg·hm-2，其中N、P2O5、K2O平均投入量为150.4、83.3和127.6 kg·hm-2(图3)。

2.4 水稻的肥料偏生产力

从表3可以发现，水稻氮肥偏生产力平均值为35.6 kg·kg-1，分布最集中的是30～40 kg·kg-1，占35.4%；其次为20～30 kg·kg-1，占27.2%。水稻磷肥偏生产力的分布比较均匀，平均值为108.6 kg·kg-1。水稻钾肥偏生产力在30～40 kg·hm-2的田块最多，占21.8%，平均值为62.1 kg·kg-1。把所有样本分为单施化肥和有机无机肥料配施2类(表4)，氮肥偏生产力分别为43.4和42.5 kg·kg-1，磷肥偏生产力分别为144.5和129.0 kg·kg-1，钾肥偏生产力分别为84.5和65.4 kg·kg-1。在2种不同的施肥模式下，氮肥和磷肥的肥料偏生产力无显著性差异，单施化肥模式的钾肥偏生产力显著高于有机无机肥料并施模式。

表3 浙江省147个水稻高产创建田块的肥料PFP的分布情况

表4 浙江省147个水稻高产创建田块不同施肥模式水稻肥料PFP情况

注：同列数据后无相同小写字母，表示其差异达5%显著性水平。

3 小结与讨论

通过分析浙江省2014—2016年147个水稻高产创建田块的水稻产量，肥料投入量，肥料偏生产力，发现浙江省的水稻高产创建田块肥料投入合理的约占总数的一半。从单项养分来看，氮主要问题是过量，70.7%田块氮养分投入过量；磷主要存在的是投入不足，约占22.5%，同时也有34.7%田块磷元素投入过量；钾元素过量与不足情况并存，投入不足的占25.8%，投入过量的占50.3%。

氮肥、钾肥偏生产力偏低，磷肥偏生产力处于中等水平。Dobermann[10]认为，氮肥偏生产的适宜范围为40～70 kg·kg-1，张福锁等[11]调查了2001—2005年全国1 333个水稻试验，氮、磷、钾的肥料生产力分别为54.2、98.9和98.5 kg·kg-1。我们调查的147个高产创建田块化肥氮、磷、钾的平均肥料偏生产力为35.6、108.6和62.1 kg·kg-1，氮肥、钾肥的肥料低于全国平均水平，磷肥的肥料偏生产力高于全国平均水平。

有机肥料投入不尽合理。一般认为有机肥投入比例应占总肥料40%[12]，但在调查中发现，有机养分投入不足田块与投入过量田块并存，71个田块只有无机肥料投入，接近总量的一半，30个田块投入的有机养分过量，超过总养分的40%，合理施肥用有机肥田块仅占总数的1/3左右。

针对上述问题，作者认为应大力推广水稻测土配方施肥技术，测土配方施肥是目前中国乃至世界公认的一种科学合理的施肥技术，也是农业部大力推广的施肥技术，具体做法主要有以下几个方面：一是以土定产，根据土壤肥力水平，光、温等自然条件，确定一个合理的目标产量；二是以产定氮，根据目标产量，结合水稻经济产量养分吸收量，确定施肥总量；三是有机无机肥料配施，有机养分应占总养分的40%左右；四是重视微量元素投入，采取因缺补缺的原则，施用中微量元素肥料；五是根据作物需肥规律，合理分次施肥。

[1] 农业部. 关于印发《全国粮食高产创建活动年工作方案》的通知：农农发[2008]7号[Z]. 中华人民共和国农业部公报, 2008(4): 4-12.

[2] 浙江省人民政府办公厅. 关于开展粮食高产创建活动的通知：浙政办发[2008]18号[Z]． 浙江省人民政府公报, 2008(15): 10-11.

[3] 王宏庭，金继运. 农业养分资源精准管理研究进展[J]. 山西农业科学，2005, 33(1): 68-72.

[4] 尚杰，尹晓宇.中国化肥面源污染现状及其减量化研究[J]. 生态经济, 2016, 32(5): 196-199.

[5] 王恒，刘洪，杨娟娟. 我国化肥施用量变化趋势及对环境的影响分析[J]. 中国农业信息, 2016(1): 3-4.

[6] 吴振辉，黄显达，王卫平，等. 松阳县主要农作物施用化肥农药现状及防治水体污染对策[J]. 浙江农业科学, 2015, 56(1): 38-41.

[7] 耕地土壤综合培肥技术规范：DB 33/T 942—2014[S].

[8] 全国农业技术推广服务中心. 中国有机肥料养分志[M]. 北京:中国农业出版社,1999：53-145.

[9] 李书田，刘荣乐，陕红. 我国主要畜禽粪便养分含量及变化分析[J]. 农业环境科学学报, 2009, 28(1): 179-184.

[10] DOBERMANN A. Nitrogen use efficiency-state of the art[R]. IFA International Workshop on Enhanced Efficiency Fertilizers, Frankfurt Germany，2005.

[11] 张福锁，王激清，张卫峰，等. 中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径[J]. 土壤学报, 2008, 45(5)：915-924.

[12] 马国瑞. 高效施用化肥百问百答[M]．北京: 中国农业出版社, 2005: 11.