山西省马铃薯化肥农药使用情况调查及分析

韩鹏杰张治家赵萍萍房雅丽*

（1山西省农业科学院植物保护研究所，山西太原 030031；2山西省农业科学院农业环境与资源研究所，山西太原 030031）

作物产量是国家和个人都非常关注的农业生产指标，并且诸多因素都可以影响作物的产量，其中肥料和农药的使用是提高产量和保护作物的主要手段。然而，农药和化肥的过量和不合理使用对人体健康、食品安全和环境造成诸多不利的影响。我国化肥施用强度逐年增加，呈现从西部向东部增强的趋势，2015年我国化肥施用量达到6 022.6万t，化肥施用强度达到361.99 kg·hm-2，是国际公认安全上限的2.4倍（祝宏辉和王彦，2018）。我国农药的使用量自2001年逐年上升，2014年达到180.7万t，农药单位面积使用量为世界平均水平的2.5倍（王佳新 等，2017）。化肥的过量施用和利用率低造成水体富营养化和土壤性质改变等问题（杨连心 等，2018）。农药的过量使用造成害虫和天敌种群失去平衡，破坏生态环境（杨在友 等，2018）。虽然农药在环境中会经过一系列降解过程，但一些性质稳定的化学农药，例如有机氯农药和毒死蜱，在珠穆朗玛峰高海拔地区和北极圈内都能检测到残留痕迹（郑永权，2013；薛南冬 等，2017），危害人类健康。为了减少化肥和农药给人类和环境带来的负面影响，我国从2015年开始实施《到2020年化肥农药零增长行动方案》，成效显著，化肥农药使用量第一次出现负增长（董峻 等，2017；杨杰，2018）。

马铃薯营养价值丰富，不仅可以作为蔬菜还具有粮食和饲料等功能。随着2015年中央通过关于推进马铃薯主粮化的决议，马铃薯的种植和产业链受到高度重视（高康和何蒲明，2018）。化肥和农药的使用有助于提高产量，马铃薯每年化肥施用量普遍在2 400～3 600 kg·hm-2，农药每生长季使用7～10次（仲乃琴 等，2018）。马铃薯的抗干旱、耐贫瘠和喜冷凉等特点使其成为山西省主要的粮食作物（冯耀斌和李晓娟，2015），本文通过对山西省马铃薯主要种植区的23个县（村）规模化种植基地进行化肥、农药抽样调查和分析，以期明确山西省马铃薯种植基地化肥、农药的使用情况，为下一步减肥减药提供参考依据。

1 调查方法

2018年9～12月，以山西省马铃薯主要种植区的种植基地为调查对象，开展化肥、农药的使用情况调查。山西省共11个地级市，本次调查了9个地级市，包括马铃薯北方一季作区的大同、吕梁、朔州、长治、晋中、忻州、太原以及中原二季作区的运城、临汾下属的23个县（村）。所选种植基地的面积为0.33～157 hm2，平均32 hm2，调查总面积740 hm2。根据地理特征将调查地点划分为高寒山区、吕梁山区、太行山区和中条山区，基本覆盖了山西省马铃薯的主要种植区，其中商品薯种植基地17个，种薯种植基地5个，1个商品薯和种薯混合种植基地。

2 结果与分析

2.1 山西省马铃薯种植品种

山西省种植的马铃薯以中晚熟品种为主，主要有晋薯16号、冀张薯8号、冀张薯12号、青薯9号、克新1号等，其中晋薯16号占34.38%，种植面积210.67 hm2，为主要种植品种；其次为冀张薯8号和青薯9号，种植面积分别为160.67 hm2和123.67 hm2（表1）。山西中部以北的一季作区多种植中晚熟品种，中南部地区二季作区除种植早熟品种费乌瑞它外，也种植克新1号、晋薯16号、青薯9号和冀张薯8号等中晚熟品种。

表1 山西省马铃薯主栽品种名称及种植面积

2.2 山西省马铃薯种植过程中农药使用现状

图1 山西省马铃薯种植过程中使用的杀菌剂和杀虫剂成分类型

经调查，山西省马铃薯种植过程中主要使用化学农药对早疫病、晚疫病、二十八星瓢虫、地下害虫和蚜虫进行防治，生物源农药使用率偏低。总体而言，农药使用次数和使用量在合理范围内，但种植基地之间用药量和次数差异较大。在调查过程中有些种植基地还在使用禁用农药和中高毒农药，占比为17.9%。

2.2.1 化学农药使用率高 调查发现，山西省马铃薯种植过程中使用的农药产品有28种，包括10种杀虫剂、14种杀菌剂、4种除草剂；其中化学农药使用率偏高，占比为97.26%，而生物源农药只占2.74%。

2.2.2 主要用于防治马铃薯早疫病、晚疫病、二十八星瓢虫和地下害虫 将调查得到的农药产品按成分类型划分为13种，主要以有机硫类、拟除虫菊酯类、烟碱类、氨基甲酸酯类和吡啶酰胺类为主（图1），生物源农药只有甲维苏云菌和丁子香酚2种。有机硫类杀菌剂主要是代森锰锌，单独使用或者以复配农药的形式进行喷施，比如霜脲氰·代森锰锌等；氨基甲酸酯类和吡啶酰胺类杀菌剂主要是霜霉威和氟吡菌胺，多用两者的复配制剂进行喷施；酰胺类杀菌剂主要是霜脲氰和甲霜灵，大多以复配制剂形式使用；以上杀菌剂主要用于防治马铃薯晚疫病。拟除虫菊酯类杀虫剂主要是高效氯氰菊酯，用于防治二十八星瓢虫；辛硫磷、毒死蜱和烟碱类杀虫剂吡虫啉，用于防治蛴螬、金针虫和蝼蛄等地下害虫（表2）。

2.2.3 用药次数和使用量在种植基地之间差异较大

商品薯种植基地一个生长季最低使用农药0次，最高5次，平均为2.28次；而种薯种植基地一个生长季最低使用农药1次，最高达到15次，平均为4.67次，高于商品薯种植基地的用药次数。根据有效成分含量折算，商品薯种植基地农药使用量为0～4.54 kg·hm-2，平均1.61 kg·hm-2；种薯种植基地农药使用量为0.36～2.96 kg·hm-2，平均1.55 kg·hm-2（表3、4）。农药使用量＜2 kg·hm-2的种植基地占比为74.0%，虽然平均量较低，但种植基地之间用药量和次数差异较大，例如临汾蒲县的种薯种植基地一个生长季用药次数高达15次，使用12种杀菌剂和杀虫剂对早疫病、晚疫病、二十八星瓢虫和蚜虫等进行防治。用于防治地下害虫的杀虫剂辛硫磷和毒死蜱的使用量较大，高于平均水平。

2.2.4 中高毒农药和禁用农药还在使用 在农药毒性方面，低毒环保农药占比为82.1%，中高毒农药占比为17.9%。一些种植基地还在使用已经禁用的百草枯和毒死蜱、高毒的灭多威以及中毒的敌敌畏。

2.3 山西省马铃薯种植过程中肥料使用现状

山西省马铃薯种植基地施用的肥料以化学肥料为主，氮肥和磷肥施用量偏多而钾肥施用量偏少，种植基地之间的施用量差异较大。总体而言，缺乏氮磷钾的合理配施。

2.3.1 以施用化学肥料为主 商品薯种植基地施用的肥料以复合肥为主，占比为54.55%，其次为有机肥，占比为27.27%，单质肥以尿素为主，占比为18.18%。种薯种植基地施用的肥料也以复合肥为主，占比为68.00%，其次为24.00%的有机肥，单质肥以尿素为主，占比为8.00%。有31.82%的种植基地只施用化肥，不施用有机肥。调查结果显示，山西省商品薯和种薯种植基地施用的肥料均以复合肥和尿素为主，有机肥施用偏少。

表2 山西省马铃薯种植基地普遍使用的农药

表3 山西省马铃薯种植基地农药的使用次数和使用量

表4 山西省马铃薯种植基地农药和化肥平均使用量和使用次数

2.3.2 氮肥和磷肥施用偏多，而钾肥偏少 调查结果表明，商品薯种植基地氮肥施用量为90.00～343.80 kg·hm-2，平 均 为235.17 kg·hm-2；磷肥施用量为0～270.00 kg·hm-2，平均为129.28 kg·hm-2；钾肥施用量为0～240.00 kg·hm-2，平均为144.83 kg·hm-2。种薯种植基地氮肥施用量为98.81～545.10 kg·hm-2，平 均 为308.82 kg·hm-2；磷肥施用量为0～225.00 kg·hm-2，平均为105.81 kg·hm-2；钾肥施用量为0～615.00 kg·hm-2，平均为214.31 kg·hm-2（表4、5）。因不同地域的土壤基础肥力不同，一般推荐氮、磷、钾的施用量也不同，根据霍晓兰等（2011）在山西地区的试验结果，推荐马铃薯施肥的最佳组合为氮肥120.00 kg·hm-2、磷肥67.50 kg·hm-2、钾肥210.00 kg·hm-2。以这一推荐量为标准，有78.26%的种植基地氮肥施用量大于推荐用量，有73.91%的种植基地磷肥施用量大于推荐用量，有82.61%的种植基地钾肥施用量小于推荐量。调查结果表明，山西省商品薯和种薯种植基地肥料施用量没有显著性差异，施肥习惯相似，而种植基地间肥料施用量差异较大，氮肥和磷肥的施用较多，忽略了氮、磷、钾肥的合理配施。

表5 山西省马铃薯种植基地氮、磷、钾肥施用量及氮肥偏生产力

3 结论与讨论

合理使用农药和肥料是提高马铃薯产量和品质的重要措施，而对农药和肥料的认识是合理使用的前提。然而，在调查过程中发现有些种植户对化肥的有效含量和农药的有效成分不能辨识，更不了解农药的作用机理类型以及毒性等。化肥、农药的使用多依赖习惯或者农资公司的宣传，这样就造成一些禁用农药和中高毒农药在田间使用，并且个别种植基地的农药和化肥使用频繁，使用量大。

在农药种类方面，化学农药的使用率较高，达到97.26%，而生物源农药使用量低于在水稻和蔬菜上的用量（赵丽稳 等，2017；常俊彦 等，2018）。这种现象有可能是种植户对生物源农药的认识不够或者化学农药的效果优于生物源农药。

在肥料施用方面，有机肥的施用可以改善土壤结构，养分全面并且持久，但在本次调查中有机肥的施用只占27.27%，更多的种植基地依赖化肥，缺少对有机肥和化肥的正确认识。另一方面，化肥中氮、磷、钾的合理配比极为重要，不但能提高肥料利用率，还能提高马铃薯的产量和品质（杨丽辉 等，2013）。本次调查中有70%以上的种植基地氮肥和磷肥施用量大于推荐用量。根据张朝春等（2005）的研究结果，将氮肥施用量从300 kg·hm-2降低到180 kg·hm-2，对马铃薯的干物质积累量没有显著影响，因此氮肥的大量施用增加了成本，造成环境的富营养化。从氮肥偏生产力来看，＞200 kg·kg-1的种植基地有3个，其氮、磷、钾肥的施用量基本在合理的范围内，氮肥的施用量低于平均水平，更进一步说明氮、磷、钾配比施用的重要性。

针对上述问题，为改变马铃薯生产中使用化肥农药的不良习惯、促进化肥农药的合理使用，对山西省马铃薯生产中使用化肥农药提出以下几点建议和对策：① 加强对种植基地的培训和技术指导。首先，建议各级政府和相关部门建立化肥农药技术平台，向种植户普及化肥农药知识，鼓励技术人员走访基层，在课堂教学培训的同时，实地示范指导种植基地合理用药用肥。帮助种植户走出化肥多施才能增产的误区，适时施肥，增加有机肥的同时控制氮磷钾的合理配比。其次，做好马铃薯晚疫病的预报预警，指导农民用药，预防在前，治疗在后，把握时机用药事半功倍。总之，增强技术指导，提高化肥农药利用率。② 引导种植户认识到合理使用化肥农药的重要性。从宏观角度科学认识化肥农药与马铃薯增产的关系，增加有机肥的施用，合理使用化肥农药，提高利用率，是促进马铃薯产业发展的必由之路。让种植户认识到合理使用化肥农药、优化结构，可以在降低生产成本的同时，提高马铃薯单产，提高生产效益。政府方面可以制定一些奖励政策，比如开展化肥农药知识竞赛或者设立减肥减药模范奖等，鼓励种植户积极学习，改善用肥用药习惯。另外，还可以对购买生物源农药和有机肥给予一定的优惠补贴，引导种植户形成使用有机肥和生物源农药的习惯。③ 制定化肥农药使用限量标准。由于化肥农药的过量使用，对环境造成诸多负面影响，很多国家采取措施进行减肥减药，成效显著（常俊彦 等，2018）。在肥料方面，美国、英国和荷兰等发达国家制定了肥料和土壤改良剂等限量标准，明确使用时间和用量，推行“4R Principles”理念进行植物营养管理（Reetz，2014）。在农药方面，对农药的生产、登记和使用有着严格的规定，并且制定了最大残留限量标准，目的是限制农药的使用（仲乃琴 等，2018），同时禁用高毒农药（郝靓，2016）。我国可以在借鉴发达国家经验的同时，从实际国情出发制定限量标准。我国自2015年实施化肥农药零增长项目以来，农药实现了负增长，说明减药减肥工作取得了一定成就（董峻 等，2017）。④ 研发低成本的新型技术替代或提高化肥农药利用率。现在已经研发了一些提高或替代化肥农药的新技术，例如秸秆快速腐熟还田（胡洪涛 等，2018）、化肥深施技术（郭保国和曹霞，1995）、化肥缓释技术和微生物增效肥的开发等。在农药方面，研发了苦参碱、蛇床子素和乙蒜素等生物源农药，并开发了利用昆虫信息素防治害虫的绿色防控技术。这些新技术和新产品有助于提高化肥利用率和降低化学农药的使用。虽然提高化肥利用率和生物源农药的研究有很多新的进展，但在田间应用上化肥和化学农药仍然占主导地位。主要原因是新技术成本较高以及化肥和化学农药见效快，因此政府一定程度的补贴可以促进新技术的使用，使农民在实践中充分认识到其优势，积极应用新技术新产品。