花生化肥减施途径与潜力

王春晓，王世福，鹿泽启，姜 蔚，臧宏伟，张 伟，姚 杰，兰 丰，柳 璇，刘传德*，郑亚萍

(1.山东省烟台市农业科学研究院/农业部果品质量安全风险评估实验室(烟台)/农业部果品及苗木质量监督检验测试中心(烟台)，山东 烟台265500；2.甘肃贵金属冶炼有限公司，甘肃 定西 730500；3.山东省花生研究所，山东 青岛 266100)

长期以来，为实现高产，我国花生生产走的是高投入高产出的“双高”模式，其中肥料的投入尤为突出，过量甚至盲目施肥在许多产区已成为习惯。我国花生生产推荐施肥量远高于世界其他花生主产国。美国花生除在缺钙地区结荚前追施一定数量的钙肥、生茬地补施适量的根瘤菌剂外，不再施用其他任何种类的肥料。日本较注重磷肥的施用，90%的氮素依靠根瘤菌固氮提供。印度、越南等发展中国家花生施肥量仅为我国的5%～10%[1]。

大量的化肥投入虽然在提高产量方面发挥了重要作用，但由化肥带来的负面影响也日趋明显：一是造成花生徒长倒伏、早衰减产；二是抑制根瘤发育，降低根瘤菌固氮能力；三是肥料浪费大，利用低，生产成本高；四是对生态环境潜在威胁大；五是引起土壤盐渍、酸化，结构变劣，持续生产能力下降。因此，过量施肥已成为我国花生持续增产增效和生态安全的主要障碍因素之一。节肥省肥、科学施肥已成为事关现代农业发展的大事。

2005年，农业部制定了《到2020年化肥使用量零增长行动方案》，提出了未来五年我国主要农作物化肥使用量的目标任务，拉开了我国节肥减肥、高效施肥的序幕，这是继配方施肥、沃土工程之后，推出的又一实现农业可持续发展的重要举措。花生是我国重要的油料作物、经济作物，在农业增收、农民增效、保障食用油脂安全等方面有举足轻重的地位。我国人多地少，农业生产肩负着提高产量和减少环境污染的双重任务，在保证花生产量稳中有升的前提下减少化肥用量，是未来相当长一段时间内我国花生科研和生产的一项重要任务。

1 花生施肥现状

我国每年花生氮磷钾养分总需求约为70万t，N:P2O5:K2O比例约为1:0.35:0.75[2]。山东和河南需求量最大，两省之和占总需求量的48%，其次为河北、辽宁、广东、安徽、河北、四川等省。自上世纪60年代末，为提高花生产量，施肥受到高度重视，山东省花生研究所根据单位花生植株所吸收养分量，结合各元素营养特性，提出了氮减半、磷加倍、钾全量的施肥原则，要求每生产100 kg荚果施纯N 2.5 kg、P2O52 kg和K2O 2.5 kg[3]，这一技术沿用至今，为提高我国花生产量发挥了重要作用。然而这一基于产量为主目标的施肥技术氮磷钾都有一定程度的结余，尤其是磷，推荐量为实际需要量的2倍。如此连年施肥，土壤中氮磷钾养分总体都有一定的富余，据不完全统计，我国花生氮磷钾肥表观剩余率分别约为19.0%、63.0%和38.5%。不仅造成肥料浪费，同时对生态环境造成很大压力。

肥料结构的改变对我国花生施肥产生了很大影响。随着高浓度复合肥比例的逐渐增加，尤其是三元复合肥(多为N、P2O5、K2O各含15%)广泛应用，花生田养分残余状况更加严重(图1)，磷素尤为突出，进一步加剧了环境污染的风险。

图1 花生需肥与施肥现状

2 花生化肥减施途径与潜力

2.1 合理耕作，增施有机物料

花生为地下结果作物，对土壤紧实状况响应非常敏感，通过深耕及深松等耕作方式，可降低土壤容重，提高通透性，改变土壤氧化还原电位，增加元素的有效性，促进花生对养分的吸收利用，具有一定的节肥潜力[4-5]。加大有机物料的投入，是沃土肥田、化肥减施后保证花生持续稳产增产的最有效措施之一。增施有机肥和秸秆还田是目前增加有机物料投入的主要方式。现有研究表明，有机肥与化肥配施比单施化肥能增加花生田细菌、真菌及放线菌数量，提高脲酶、酸性磷酸酶及蔗糖酶活性，增加土壤速效氮磷钾养分含量，进而提高肥料利用率及花生产量[6-7]。在小麦—花生两熟制栽培条件下，连续两年进行小麦秸秆还田，土壤有机质比不还田处理和试验前分别提高0.05和0.034个百分点[8]。因此，深耕配合增施有机物料，是花生化肥减施得以长期坚持实施的基础，需认真对待。

2.2 改进肥料性能与施肥技术

2.2.1 研发新型肥料

缓/控释肥能控制养分释放速度，实现作物需要与肥料供应相对一致，从而提高肥料利用率和降低肥料对环境的污染，被认为是最具应用前景的一种新型肥料[9]。张玉树等[10]在福建红壤土上试验表明，在等量养分均做基肥时，控释肥比普通肥花生增产2.5%～10.8%，氮、磷、钾当季利用率分别提高3.9%～15.8%、0.6%～4.2%和2.6%～14.2%。成艳红等[11]报道，在江西红壤上，配施20%控释肥较常规施肥氮肥利用率提高57.4%，荚果增产5.7%。初长江试验表明，缓释肥用量减少20%～25%，产量与常规施肥相当[12]。今后，应根据花生生育期间氮素需求规律研发花生专用缓/控释肥，力求在供应时间和供应强度两个方面实现氮素供需的“精准、同步”。

2.2.2 普及测土配方施肥技术

测土配方施肥是根据花生需肥规律、土壤供肥能力和肥料效应，提出氮、磷、钾及中微量元素的施用数量、比例、时间和方法的一套施肥基础体系，是实现各种养分平衡供应、肥料减量增效、花生增产提质的有效措施。其中肥料效应函数—养分丰缺指标法是目前最为常用的配方施肥技术，其推荐施肥量和配方的科学性及严谨性较高[13]。近年来，全国已在多个省份建立了花生测土配方施肥体系，确定了花生氮磷钾肥经济施用量及推荐施用量[14-16]。试验表明，测土配方施肥较常规施肥增产16.9%～24.4%，氮、磷、钾配施较各自单施肥料利用率提高2.0%～7.3%[9]。利用计算机专家决策系统实行区域配方施肥比常规专用肥增产5.6%～9.8%，节肥5.7%～24.9%[17]。节肥降耗、增产增效潜力大。由于我国农民知识水平不高，花生田面积小而分散，对单一农户田块进行测土配方施肥既不经济、也不现实，如何将测土配方施肥与肥料企业结合，按一定的区域直接生产适合农民需要的肥料，是未来测土配方施肥工作需要进一步探究的重要课题。

2.2.3 因地制宜发展水肥一体化技术

水肥一体化技术是将灌溉与施肥融为一体的农业新技术，膜下滴灌是花生常用的一种水肥一体化施肥技术[18]，在测土配方施肥的基础上应用膜下滴灌技术，比常规技术可节肥30%～50%，在减少肥料用量40%的基础上，荚果增产15%以上。节肥增产潜力大[19]。该技术在新疆及东北农牧交错带等花生产区具有广阔的应用前景。我国花生肥水一体化技术现处在起步阶段，整体技术及肥料运筹技术尚不成熟、完善，在一定程度影响了该技术节肥节水、增产增效的效果。基于综合考虑不同生育期土壤供肥能力、植株需肥特性、肥料吸收利用等因素的不同种类肥料搭配与运筹，是未来该技术需突破的重点和难点，也是未来工作的重点。

2.2.4 探索精准施肥可行性

精准农业于1993-1994年起源于美国明尼苏达州的两个农场，精准施肥是精准农业技术中的核心内容，该技术用全球定位系统可在每一操作单元上因土、因作物全面平衡施肥，可显著提高肥料利用率和施肥经济效益及作物产量，降低化肥用量及施肥对环境的不良影响，是提高化肥利用率、最大限度地利用土地资源，以及以合理的肥料投入量获取最高产量和最大经济效益、保护农业生态环境和自然资源的有效途径和措施。近年来，我国在小麦、玉米、水稻等作物上开展了精准施肥研究与应用，节肥、增产效果显著[20]，具有广阔的发展前景。但目前花生上应用甚少。

2.2.5 适时追施叶面肥

花生叶片有直接吸收养分的能力[21]，可有效弥补逆境(干旱、盐碱、酸化、瘠薄、根系老化等)条件下根系吸收能力不足的问题。目前，叶面追肥种类较多，生育中期一般以硼、钼、铁等为主，生育后期主要追施氮、磷、钾等。现有试验表明，花生叶面追肥可增产3.7%～33.1%[3,22-23]。增产效果不稳定是影响叶面肥应用最主要瓶颈，其原因与品种类型、土壤供肥能力、植株长势及叶面肥浓度、喷施时间、次数等有关。探明叶面肥的使用条件，对发挥叶面追肥在花生节肥增产中的作用有重要意义[9]。

2.3 应用生物学原理，提高养分效率

2.3.1 接种根瘤菌，提高根瘤菌固氮能力

作为豆科作物，花生有利用与固氮功能，固氮量为3.5～7.0 N kg/(667m2·季)，此量可占花生生育所需氮素的24%～81%，因品种和土壤生境不同而异[9,24-25]。接种根瘤菌剂能为花生提供一定的氮素营养，达到肥料减施增效目的[26-27]。林国林等[28]报道，接种根瘤菌可促进植株生长, 提高叶面积系数，荚果增产7.5%～12.9%。史清亮等[29]研究表明，在石灰性土壤施肥条件下，花生接种根瘤菌效果显著，结瘤数增加5倍，荚果增产17.2%，籽仁粗蛋白含量提高3.0%～7.0%。刘世旺等[30]多点试验表明，接种根瘤菌的花生饱果率、百果干质量和单株根瘤数等均有明显增加，荚果平均增产14.5%。当氮肥施用不足时，接种根瘤菌效果不明显，当氮肥施用适量时，接种根瘤菌可增产11.4%～11.7%[31]。王永长等[32]研究表明，常规施肥减半，接种根瘤菌，花生根瘤数明显增加，荚果增产5%左右。综合目前研究，接种根瘤菌一般可节氮1/4～1/2，增产5%以上，发展前景广阔。然而，目前生产上根瘤菌剂并未得到广泛应用，重要原因之一是效果不稳定。今后要进一步加强“土著根瘤菌—接种根瘤菌剂—土壤生境—花生品种类型”相互关系的研究，筛选优秀高效根瘤菌菌株，研制根瘤菌菌剂(肥)适宜剂型、使用方法等，进一步提高根瘤菌菌剂(肥)的接种效果及稳定性。

2.3.2 培育营养高效品种

同一作物不同基因型品种对营养元素吸收能力及利用率存在较大差异，筛选和利用高效的基因型，有望成为未来花生节肥省肥的有效途径。万书波等[33]研究表明，不同品种类型花生氮利用率相差7.6%～8.3%，根瘤菌固氮率相差5.0%～23.0%。郑永美等[34]比较了20个花生品种氮素利用特点，结果氮素生产效率和氮肥利用率分别为8.1～29.6 kg/kg和16.3%～34.6%，最高值分别达到最低值的3.7倍和2.1倍，筛选出“花育22”、“潍花8”等5个高产氮高效品种。山东省花生研究所研究了42个不同基因型品种磷素利用特点，结果磷效率为78.2～119.4 kg/kg，最大值为最小值的1.5倍，筛选出“花育36”和“花育39”等6个高产磷高效品种[9]。表明，培育、应用养分利用率高的花生品种，是实现农业节能减排、可持续发展的有效途径。

2.3.3 合理化控

花生具有半无限生长习性，在水肥优越的条件下，往往因植株徒长导致结荚后仍有较多的养分用于营养体的消耗，不仅影响荚果的充实而减产，同时也降低了养分利用效率。植物生长抑制剂，可有效控制茎叶徒长，提高库源比例，在提高荚果产量同时，减少了肥料不必要的浪费，是花生节肥、增产的有效途径。目前，有关生长调节剂控制花生徒长倒伏、提高产量方面的报道较多。今后应加强植物生长调节剂增产与节肥的协同效应，进一步挖掘化控的节肥潜力。

3 结 语

近年来，受成土母质、气候及人为因素影响，相当一部分花生田中的障碍性因子逐渐增加，主要表现为土壤酸化、盐渍(碱)化、粘重等，降低了肥料中营养元素的有效性，抑制了花生对养分的吸收，进而降低肥料利用率。因此，花生化肥减施首先应从充分发挥土壤潜能入手，通过提升土壤基础肥力，活化土壤养分，改善土壤结构等，提高土壤供肥能力，维持花生持续稳定增产。在此基础上，通过改进肥料养分释放特性及施用方式，提高肥料利用率。另外，选择营养高效品种、提高根瘤固氮能力以及减少营养体无效消耗等，也是花生减少化肥用量的有效途径。化肥减施最终目标是实现“三效”协调一致，即经济效益、资源效益和环境效益的同步提高。

不同减肥措施(途径)均有一定的节肥效果，然而，我国花生分布广泛，不同产区土壤类型、品种特性、种植制度、生态条件以及生产水平等存在较大差异，因地制宜有选择地对这些单项措施进行优化组装，建立适合不同产区的化肥减施体系，并根据现有施肥水平，制定近、中、长不同阶段花生化肥减施目标和实施方案，是未来化肥减施的首要任务。