宁夏引黄灌区春小麦施肥现状及减肥潜力

王西娜，吕喆铭，谭军利，王朝辉

（1.宁夏大学 农学院，宁夏 银川 750021；2.宁夏大学 土木与水利工程学院，宁夏 银川 750021；3.西北农林科技大学 资源与环境学院，陕西 杨凌 712100）

肥料是农业生产中作物营养的主要来源。化肥对作物产量的贡献很大，其中氮肥对作物产量的贡献率高达30%～50%[1]，但是过量施肥反而会引起产量降低。近年来我国化肥施用量位居世界第一[2]。在农业生产中过量施用化肥不仅会增加生产成本，而且对粮食安全、土壤安全和生态环境安全构成威胁[3]。小麦是我国第二大粮食作物[4]，在其生产中存在有机肥料缺失、养分搭配不合理、施肥方式缺乏科学性和合理性等问题[5]。

宁夏引黄灌区是宁夏主要粮食产区，位于宁夏北部黄河沿岸，沿黄河两岸地形呈“J”形带状分布，总土地面积44.12万hm2，占宁夏耕地面积的40%，是宁夏小麦主产区[6]。近年来宁夏春小麦在水肥管理和栽培技术上有很大提升，但大多数农户为了提升产量，存在盲目施肥的现象。赵营等[6]对宁夏引黄灌区春小麦施肥调查表明，2011—2013年N、P2O5、K2O平均用量分别为357.0、182.7、33.4 kg/hm2，86.4%的春小麦种植户氮肥投入过量，44.6%的农户磷肥施用过量，83.3%的农户钾肥投入严重不足，而且肥料投入与产量水平变化不同步，肥料投入以化肥为主，有机肥为辅，重氮肥轻钾肥。因此，宁夏引黄灌区春小麦生产目前应以调整施肥结构和减量施氮肥为主，以保证稳产高产。

近10年来，随着测土配方施肥技术的推广及新型肥料的应用，宁夏引黄灌区种植结构、施肥结构及土壤培肥措施等均发生了很大变化，这必然引起土壤肥力和春小麦产量的变化。本研究于2008—2009年、2018—2019年，通过农户抽样调查对比分析引黄灌区春小麦施肥结构和产量变化，分析当前施肥过程中存在的主要问题，以期为宁夏引黄灌区春小麦合理施肥提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 调查区域概况

宁夏位于我国西北地区，东经104°17′～107°39′，北纬35°14′～39°23′，海拔1 100～3 556 m，具有典型的大陆性气候特征。宁夏粮食作物种植面积约80万hm2，引黄灌区位于宁夏中部和北部，年降雨量仅200 mm左右，具有便利的引黄自流灌溉系统。该区每年种植春小麦约10.67万hm2，占宁夏小麦播种面积的1/3，产量占总产量的60%～70%[7—8]。根据《2018年度宁夏回族自治区耕地质量监测报告》[9]，灌区耕地土壤养分平均含量为w（全盐）=0.126%，w（有机质）=13.80 g/kg、w（全氮）=0.82 g/kg、w（有效磷）=27.07 mg/kg、w（速效钾）=172.78 mg/kg。

1.2 调查方法

2008—2009年分别在宁夏盐池县、惠农县、灵武市、永宁县、青铜峡市、吴忠市、中宁县进行农户调查，共收集有效问卷134份。2018—2019年在吴忠市和永宁县进行问卷调查，分别收集有效问卷118和125份。调查内容包括春小麦品种、种植面积、种植方式、肥料种类、施肥量、施肥时期、田间水分管理、产量等。

1.3 数据处理

1.3.1 产量水平划分 参考《宁夏测土配方施肥技术》[10]及黄倩楠等[11]的产量等级划分方法，结合目前产量水平对宁夏引黄灌区春小麦进行产量水平分级。以5250～6000kg/hm2为适中产量，按750～1 500 kg/hm2上下浮动分出5个等级，分别为：低（＜4 500 kg/hm2）、偏低（4 500～5 250 kg/hm2）、中（5 250～6 000 kg/hm2）、偏高（6 000～7 500 kg/hm2）、高（＞7 500 kg/hm2）[12]。

1.3.2 推荐施肥标准 氮、磷、钾肥推荐施肥标准引自《宁夏测土配方施肥技术》[10]，见表1。

表1 宁夏引黄灌区春小麦氮、磷、钾肥施用量分级标准 kg/hm2

1.3.3 有机肥养分含量 参照《中国有机肥料养分志》数据[13]，化肥养分含量根据产品标注含量计算。

1.3.4 数据处理 文中所有数据均采用EXCEL 2010处理。

2 结果与分析

2.1 春小麦产量变化

2008—2009年，春小麦产量低和偏低的农户比例分别为20.9%和38.8%；产量为中等的农户仅占23.1%；偏高产和高产农户比例只有17.1%；平均产量为（5 477±1 161）kg/hm2。高产农户主要集中在惠农，低产集中在青铜峡、中宁、灵武和盐池。2018—2019年，82.7%的农户产量达到高产水平，仅有8.3%的农户产量较低，两年平均产量为（6 985±867）kg/hm2，比2008—2009年产量增加了27.5%，并且农户间差异缩小，产量趋于稳定。同时，永宁产量总体高于吴忠，其中很低、偏低和适中产量的农户均分布在吴忠，偏高产和高产农户有84.6%分布在永宁。

根据宁夏统计年鉴[14]数据，宁夏引黄灌区2008—2018年间春小麦平均产量自5 079 kg/hm2增长到5 312 kg/hm2（图1）。2008年以利通区产量最高，达6444kg/hm2；2009年以青铜峡产量最高，为7720kg/hm2；2010—2014年均以利通区最高，平均为6 412 kg/hm2；2015—2018年永宁、贺兰、红寺堡的产量持续较高。

图1 2008—2018年宁夏引黄灌区春小麦产量

2.2 肥料品种选择的变化

将春小麦种植农户选择的肥料品种在不同施肥时期出现的次数进行统计（表2），基肥中施用农家肥的农户在2008—2009年比例为18.6%，2018—2019年比例只有3.5%，但施用商品有机肥的农户比例增加到6.1%，同时施用单质肥料的农户比例增加了11.4%；在种肥施用上，2018—2019年100%的农户选择了复合肥，即磷酸二氢铵，而2008—2009年仅有27.3%的农户选择单质肥料；农户对追肥的选择在10年内变化较小，大部分农户以单质肥料尿素为主，少量农户追施了复合肥。可见，目前春小麦基肥施用中仍然存在重化肥轻有机肥，追肥施用中存在重单质肥轻复合肥的现象。

表2 各肥料品种施入情况 %

2.3 春小麦肥料施入量的变化

2.3.1 氮肥施入量的变化 根据《宁夏测土配方施肥技术》[11]，对宁夏引黄灌区春小麦种植户氮肥施用量进行分级（表3）。2018—2019年氮肥平均施用量为（294±54）kg/hm2，比2008—2009年的平均施用量（451±383）kg/hm2降低了34.8%，但依然比推荐的适中施肥量高30.7%～63.3%。10年来，氮肥施用量很高的农户比例从47.0%降低到7.0%；偏高农户比例从35.1%上升到89.7%；适中的农户比例从11.2%下降至1.2%；偏低的农户从6.7%下降至2.1%。从地区分布来看，施氮量小于90 kg/hm2的农户全部集中在吴忠，处于适中范围内的农户在永宁和吴忠分布，施氮量在偏高范围内的农户有76.6%分布在永宁，而施氮量很高的农户有94.1%分布在吴忠。可见，尽管氮肥平均施用量明显降低，但大多数农户的氮肥施用水平依然偏高。

表3 宁夏引黄灌区春小麦氮肥各级施用量农户比例 %

2.3.2 磷肥施入量的变化 根据《宁夏测土配方施肥技术》[11]，对宁夏引黄灌区春小麦种植户磷肥施用量进行分级（表4）。2008—2009年磷肥平均用量为（204±106）kg/hm2，2018—2019年磷肥平均施用量为（162±46）kg/hm2，降低了20.6%。其中用量适中农户所占比例大幅度上升，达64.2%，用量很高的农户比例由45.5%降至14.4%，偏低和很低的农户比例均明显下降。从地区分布来看，磷肥用量小于60 kg/hm2的农户全部分布在吴忠，用量在偏低范围的农户有86.1%分布在永宁，用量在适中范围的农户有82.1%分布在永宁，用量偏高和很高的农户主要分布在吴忠。可见，宁夏引黄灌区春小麦生产中磷肥投入量趋于合理，仅有少部分农户存在施用量偏高或偏低的现象，但地区间差异较大。

表4 宁夏引黄灌区春小麦磷肥各级施用量农户比例 %

2.3.3 钾肥施入量的变化 根据《宁夏测土配方施肥技术》[11]，对宁夏引黄灌区春小麦种植户钾肥施用量进行分级。由表5可知，10年来，钾肥施用量亦有所降低，且用量很低的农户比例仍然较大。与2008—2009年的（87±248）kg/hm2相比，2018—2019年钾肥平均施用量下降到（49±39）kg/hm2，其中钾肥用量适中的农户比例只有7.8%，施用量偏低和很低的农户比例则分别为72.0%和9.1%。从地区分布来看，钾肥用量小于60 kg/hm2的农户有88.6%分布在永宁，用量偏低的农户分布在永宁和吴忠的比例分别为40.9%和59.1%，用量适中、偏高和很高的农户主要分布在吴忠。可见，钾肥用量不足依然是宁夏引黄灌区春小麦生产中存在的主要问题。

表5 宁夏引黄灌区春小麦钾肥各级施用量农户比例 %

2.4 春小麦施肥结构变化

宁夏引黄灌区春小麦施用氮磷肥分为播前基肥、播种时种肥和生长期追肥，而钾肥主要用于基肥，少部分用于后期追肥（表6）。2018—2019年春小麦氮肥以基肥、种肥和追肥施入的比例分别为50.8%、7.7%、41.6%，与2008—2009年相比基肥和种肥比例降低，追肥比例增加。磷肥基施比例从54.1%增加到62.8%，种肥比例分别为37.8%和34.8%，而追肥比例从8.2%降到了2.4%。钾肥均以基施为主，分别达到99.2%和91.7%，追施比例增加了6.8%。可见，10年来，氮肥用量明显降低，且追施的比例明显增加；磷肥用量有所增加，以基肥和种肥为主；钾肥用量增加幅度较小，以基施为主。

表6 宁夏引黄灌区春小麦施肥运筹变化 kg/hm2

2.5 减肥潜力

与不同产量等级所对应的氮、磷、钾肥投入水平变化较大，所有低产水平农户氮、磷肥投入过量，而钾肥投入量不足（表7）。低产农户的氮肥平均施用量达392 kg/hm2，比推荐用量（180～225 kg/hm2）高167～212 kg/hm2；磷肥比推荐用量（120～180 kg/hm2）高48～108 kg/hm2；而钾肥则比推荐用量（79.5～100.5 kg/hm2）少17～38 kg/hm2。从平均值来看，宁夏引黄灌区春小麦氮、磷、钾肥平均投入量分别为294、162和49kg/hm2，三者比例为1∶0.55∶0.17。97.1%的农户氮肥投入过量，20.2%的农户磷肥投入过量，钾肥总体投入不足。可见，减少氮肥、调控磷肥、适当增加钾肥是该区春小麦化肥结构调整的主要方向。

表7 不同产量等级下氮、磷、钾肥施用情况（n=243）

3 结论与讨论

3.1 肥料用量的变化趋势

赵营等[2]认为，宁夏引黄灌区春小麦种植农户为了追求较高产量盲目施肥，施肥均以化肥为主、有机肥为辅，重氮肥、轻钾肥。这与本调查结果相符，引黄灌区96.8%的农户氮肥施用过量，80.6%的农户钾肥投入不足。2008—2009年N、P2O5、K2O平均用量分别为451、204、87 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O为1∶0.45∶0.19；2018—2019年N、P2O5、K2O平均用量分别为289、163、51 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O为1∶0.56∶0.18。氮、磷、钾用量均有所降低，但仍然表现为氮肥比例较高、钾肥比例较低。王明国等[15]调查发现，宁夏引黄灌区春小麦施用有机肥农户的比例不到40%，施用量在32 t/hm2左右。本研究结果显示2019年有机肥施用比例明显提高，达61.6%。总体而言，10年来，宁夏引黄灌区春小麦氮磷钾肥施用量均有所减少，其中氮肥施用量降低较明显，施用有机肥的农户比例有所增加，但仍然存在氮多钾少、化肥多有机肥少的问题。

3.2 施肥结构的变化

本调研结果显示，宁夏引黄灌区春小麦种植中氮、磷、钾肥均以基施为主。这与前人的调研结果基本一致。王明国等[15]调研发现，在春小麦施肥中近60%的氮肥为基施，大部分农户只在春小麦第1次灌水时进行1次追肥，且肥料表施现象普遍。根据何文寿等[16]的调研，宁夏引黄灌区春小麦种植中氮肥用量应将40%作基肥、60%作追肥施入，其中分蘖肥占25%、拔节肥占30%、穗肥占5%。可见，目前农户仍以重基肥、轻追肥的施肥模式为主，使肥料养分供应与作物生长需求不能同步，导致施肥对小麦的增产潜力未能充分发挥出来，并造成了肥料的流失。

3.3 减肥潜力分析

合理的肥料运筹是实现作物高产优质的基础。施肥的主要目的是保持和提高土壤供肥能力，提供植物所需养分。根据调查，近两年宁夏引黄灌区N、P、K平均施入量分别为294、162、49 kg/hm2，按照《宁夏测土配方施肥技术》[10]分类，96.8%的农户氮肥投入过量，比推荐的适中施肥量高28.4%～60.6%；80.6%的农户钾肥投入不足，比推荐的适中用量低36.3%～49.0%；磷肥平均施用量适中，但仍然有14.6%的农户用量不足，而21.3%的农户用量过高。吴良泉等[17]调查发现，西北灌溉麦区肥料推荐量为氮肥162～170 kg/hm2、磷肥60～70 kg/hm2、钾肥33～36 kg/hm2。黄兴法等[18]研究认为宁夏引黄灌区滴灌春小麦适宜施肥量：N为178.1 kg/hm2、P为62.2 kg/hm2、K为58.7 kg/hm2。黄倩楠等[11]调查发现，中国小麦平均产量为6 400 kg/hm2，春麦区氮、磷、钾平均需求量为28.6、4.5、26.5 kg/Mg。何文寿等[16]研究结果表明，宁夏引黄灌区春小麦每形成100 kg籽粒产量吸收氮磷钾分别为2.85、1.00、3.76 kg。根据本调查平均产量按6 985 kg/hm2计算，氮、磷、钾总需求量分别为199.1、69.9、262.6 kg/hm2，与之相比现有施肥水平仍然表现为氮肥施用过量，磷、钾肥投入相对不足。因此，目前宁夏引黄灌区春小麦生产中要减少氮肥施用量，适当控制磷肥施用量，增加钾肥施用量。