扬州市农田肥料投入现状调查及对策分析

2024-07-09 13:35李文西毛伟苏胜陈明陈欣王翔
安徽农业科学 2024年12期
关键词:扬州市化肥有机肥

李文西 毛伟 苏胜 陈明 陈欣 王翔

摘要 为精准评估扬州市主要农作物肥料投入量,摸清其投入现状及存在问题,提出平衡施肥的丰产对策。基于统计数据和实地调查数据,分析了“十三五”期间(2016—2020年)扬州市各县(市、区)氮、磷、钾肥投入量变化、各县(市、区)化肥和有机肥施用总量(氮、磷、钾肥总量)变化等特征。结果表明,“十三五”期间(2016—2020年)扬州各县(市、区)肥料施用量总体呈下降趋势。其中有机肥施用量以2017年为转折点,呈先逐年增加后下降趋势。宝应县平均有机肥施用量最高,广陵区平均有机肥施用量最低。化肥施用量总体呈下降趋势,广陵区化肥平均施用量最低,江都区化肥平均施用量最高。整体上扬州市氮肥施用总量呈逐年下降,磷和钾肥施用总量呈逐年上升趋势。在此基础上,阐述了扬州市当前存在的化学肥料比例偏高、化肥氮肥总量投入居高不下、肥料运筹简单化等问题,并提出了优化施肥结构,充分利用有机肥;调整施肥比例,合理平衡施肥;科学研判墒情,提高施肥效率等化肥使用的建议,以确保“十四五”期间进一步提高耕地质量,促进农业高质高效绿色可持续发展。

关键词 化肥;有机肥;氮磷钾比例;扬州市

中图分类号 S 143  文献标识码 A

文章编号 0517-6611(2024)12-0144-04

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.12.031

Investigation and Countermeasures of Fertilizer Input in Yangzhou

LI Wen-xi, MAO Wei,SU Sheng et al

(Yangzhou Cultivated Land Quality Protection Station,Yangzhou,Jiangsu  225101)

Abstract To evaluate the fertilizer input of major crops in Yangzhou City,it is necessary to evaluate the present situation and existing problems related to chemical fertilizer inputs in agriculture.The study analyzed the characteristics of the total inputs of different chemical fertilizers in each county (city,district) in Yangzhou City during 2016-2020,and provided suggestions for balance fertilization and yield abundance.The results showed that the total quantity of fertilizer applied in Yangzhou counties (cities and districts) decreased in the 13th Five-Year Plan period (2016-2020).Among them,the application rate of organic fertilizer increased every year before 2017,and then decreased every year.The application rate of organic fertilizer in Baoying County was highest,and the application rate of organic fertilizer in Guangling District was lowest.The application rate of chemical fertilizer per unit area decreased every year.The application rate of chemical fertilizer per unit area in Guangling District was lowest,and the application rate of chemical fertilizer per unit area in Jiangdu District was highest.Overall,the total amount of nitrogen fertilizer application in Yangzhou City decreased every year,and the total application rate of phosphorus and potassium fertilizer increased every year.In summary,the author expounds the current problems in Yangzhou City,such as the application rate of chemical fertilizer were high,the high total input of nitrogen fertilizer,and the fertilizer management was sample.In view of those problems,this paper puts forward some ways to improve the quality of cultivated land during the ‘14th Five-Year Plan period by optimizing the fertilization structure,making full use of organic fertilizer,adjusting the rate of fertilizer application and increasing fertilization efficiency.

Key words Chemical fertilizer;Organic fertilizer;Nitrogen-phosphorus-potassium application ratio;Yangzhou City

基金项目 国家重点研发计划“化肥减施增效技术信息化服务系统建设研究”(2016YFD0201303)。

作者简介 李文西(1983—),男,河南南阳人,推广研究员,博士,从事土壤肥料技术研究。

收稿日期 2022-11-29

肥料是一种添加到土壤中的化学物质,其目的在于提高农作物的产量,按化学性质可分为无机肥料和有机肥料。无机肥料也称为化肥,主要指通过化学合成方法生产的肥料。我国从20世纪70年代末就开始大量施用无机肥料,施用量呈逐年上升的趋势。1977年化肥总消费量为596万t,2005年增加到5 000万t左右[1]。有机肥料主要指能够为土壤提供植物营养,源自植物或动物的含碳物料。我国是世界上最早施用有机肥的国家之一[1],20世纪50年代有机肥占肥料投入的99%,但由于化肥的大量施用,施用量呈逐年下降趋势,90年代则下降至不足1/4。肥料作为土壤养分的一个补充,对农作物的健康生长至关重要,与人类的生存和发展息息相关[2]。农作物的生长主要受气候、土壤养分和灌溉的影响,虽然气候条件难以控制,但通过科学合理选择肥料类型和施用量以及适当的施用方法,能够弥补土壤养分的过度消耗。现代农业系统在很大程度上依赖于化肥,没有化肥就无法实现农业的综合发展。当前,世界人口的迅速增长要求粮食生产必须大幅度增加,这导致单位面积土壤养分负荷的增加和化肥行业的快速增长[3]。

研究表明,肥料的供应与农作物的生长需求并不匹配,传统的化肥施用中仅有一小部分的肥料被农作物所利用,大部分的养分都损失在环境中,不仅造成资源的浪费,更会造成环境的污染[4-5]。氮肥主要通过挥发、侵蚀、矿化和反硝化等方式流失[6],磷肥通过地表径流和土壤矿化的方式流失[7],而钾肥主要通过浸出和地表径流的方式流失[8],从而造成土壤酸化、肥力下降、重金属污染、地下水富营养化、面源污染等一系列问题[9-10]。因此,笔者搜集了扬州市“十三五”期间(2016—2020年)主要农作物肥料使用数据,在此基础上总结了扬州市各县区肥料使用现状,并就目前存在的问题提出一些化肥使用的建议,以期为扬州市肥料的合理施用提供理论依据,促进全市农业高质高效绿色可持续发展。

1 研究区概况

扬州市位于119°01′~119°54′E、31°56′~33°25′N,地处江苏中部,南邻长江,属于亚热带湿润气候区,四季分明,雨量充沛,雨热同季,光热水资源较好,可满足小麦、棉花、水稻、各种蔬菜生长,对农业发展极为有利,是国家重要商品粮基地。境内地貌类型以平原为主,地势西高东低,地貌类型分为里下河洼地、沿江高沙土、沿江圩区和丘陵4个农业区。成土母质可分为湖相沉积物、黄泛冲积物、黄淮冲积物、黄土母质、基岩残积物、下蜀黄土、长江冲积物、长江淤积物。土壤类型分为水稻土、潮土、黄棕壤、沼泽土4个土类;根据主导形成过程不同的发育阶段或次要的形成过程等因素细分为11个亚类;依据成土母质类型、水文地势条件分成27个土属;依据1 m深度的土体层次排列细分为101个土种[11]。

2 扬州市主要农作物生产现状

2.1 种植面积的变化

扬州市地处长江下游地区,种植结构主要为稻麦轮作,水稻和小麦是本地区的主要农作物。由图1可知,“十三五”期间(2016—2020年)扬州市全年粮食播种面积为38.80万~41.90万hm2,整体呈下降趋势。2016年粮食播种面积为41.90万hm2,2020年为38.80万hm2,5年间下降了3.10万hm2。小麦和水稻播种面积也呈下降趋势,2016年小麦播种面积为18.70万hm2,2020年为17.50万hm2,5年间下降了1.20万hm2。2016年水稻播种面积为20.70万hm2,2020年为19.56万hm2,5年间下降了1.14万hm2。

2.2 稻麦产量的变化

由图2可知,“十三五”期间(2016—2020年)粮食总产与粮食播种面积变化趋势一致。2016年

扬州市粮食总产300.3万t,2020年为286.6万t,5年间下降

了13.7万t。此外,2016—2020年稻麦总产整体平稳,略有下降,稻麦单产呈上升趋势。具体为2016年小麦单产最低为5 530.5 kg/hm2,随后逐年上升,到2020年增长至5 762.3 kg/hm2。水稻单产5年间由9 058.5 kg/hm2上升至9 172.3 kg/hm2。稻麦单产的增加主要与“十三五”期间扬州市大力推广测土配方施肥、秸秆还田、深耕技术,加强农田基础设施建设,改造和新建高标准农田等举措有关系。小麦总产5年间下降了2.8万t,水稻总产5年间下降了8.1万t,这是因为5年间小麦和水稻种植面积均下降。

3 扬州市化肥使用现状

3.1 各县区肥料投入情况

“十三五”期间(2016—2020年)扬州市各县区有机肥投入情况见表1。其中仪征市有机肥施用量总体呈上升趋势。其他县区有机肥施用量总体呈先增加后降低趋势,在2017年达到最大值。宝应县平均有机肥施用量最高,为162.21 kg/hm2,广陵区平均有机肥施用量最低,为62.61 kg/hm2。

“十三五”期间(2016—2020年)扬州市各(县、区)化肥投入情况见表2。各(县、区)化肥施用量总体呈现下降趋势,但2019年部分地区略有上升趋势。5年内,广陵区化肥平均施用量最低,达289.47 kg/hm2,江都区的化肥平均施用量最高,为635.53 kg/hm2。

3.2 扬州市肥料投入情况

由图3可知,“十三五”期间(2016—2020年)扬州市肥料中氮磷钾总施用量为723.15—807.30 kg/hm2,总施肥量总体呈下降趋势。其中2016年最高,2018年最低。2016—2020年,氮(N)总施用量总体呈下降趋势,2016年总施氮量为488.10 kg/hm2,2020年为434.55 kg/hm2,5年间下降了53.55 kg/hm2。磷(P2O5)总施用量呈先下降后上升的趋势,2016年总施磷量为144.45 kg/hm2,2020年为143.85 kg/hm2,5年间下降了0.60 kg/hm2。钾(K2O)总施用量总体呈上升趋势,5年间由174.45 kg/hm2增加至203.25 kg/hm2。2016—2020年扬州市化肥施用量占总施肥量的78.74%~83.84%,2017年占比最低,2019年占比最高。其中化肥中氮肥(N)施用量占总氮施用量的比重也呈逐年下降趋势,由最初的89.74%降至87.40%。而磷肥(P2O5)和钾肥(K2O)在化肥施用的占比逐年上升。总体上,5年内扬州市总施肥量和化肥施用量呈下降趋势,有机肥施用量占比逐年上升。

4 扬州市主要农作物化肥投入问题

4.1 化学肥料比例偏高

受成本和增产效果等因素的影响,扬州市主要农作物肥料投入以化肥为主,有机肥为辅。由表3可知,2016年扬州市肥料投入结构中有机肥与化肥的施用比例为1∶4.81,2017年达到最低为1∶3.70。“十三五”期间有机肥与化肥的施用比例平均为1∶4.48。

其中,2018年扬州市化肥施用量为585.45 kg/hm2,与江苏省化肥施用量相比,高出全省平均水平50.52%,高于全国平均水平71.80%,也是国际公认的化肥施用安全标准上限225 kg/hm2的2.60倍,远超过国际安全标准[12]。说明扬州市目前化肥投入量偏高,粮食并未起到显著的增产效果。国内外研究表明,化肥的过量施用,不仅不能提高农作物产量,只会进一步加大农户的经营成本和土壤环境风险[12-13]。

4.2 化肥总氮投入居高不下,磷、钾投入趋于合理

扬州市“十三五”期间(2016—2020年)肥料氮磷钾比例变化见表3。由表3可知,各年有机肥中的氮磷钾比例明显高于化肥中氮磷钾比例。有机肥中氮、磷、钾的投入有明显上升趋势,这主要是由于扬州市大力推广商品有机肥、有机无机复混肥和秸秆还田。

总施肥中氮磷钾的比例由1∶0.30∶0.36变为1∶0.33∶0.47,养分投入比例总体呈稳定趋势,但与发达国家氮磷钾1∶0.5∶0.5仍有一定差距[14]。说明当前扬州市土壤中化学氮肥用量偏高,这易造成作物徒长、倒伏和感染病虫害,农产品中硝酸盐含量高。同时长期高量偏施氮化肥往往导致肥料利用率下降,污染环境。磷钾肥用量逐年增加,配方肥得到农户的广泛应用,表明农户已经从根本上认识到磷、钾肥对稻麦生产的重要性和必要性。

5 扬州市化肥合理使用的建议

5.1 优化施肥结构,充分利用有机肥

肥料运筹中增施有机肥,有机无机相结合。目前国内外研究表明,施用有机肥可以增加土壤有机质含量,促进农作物生长发育,改良土壤结构,提高土壤肥力。因此,“十四五”期间建议大规模推广秸秆还田技术,提高秸秆还田的普及率,提高畜禽养殖粪便的综合利用率[15],创新产业技术,提高有机肥商品化产业规模。

秸秆还田量大的田块要注意施足基肥,基肥不足的要早施苗肥,基苗肥应达到总施氮量的60%,进一步推进缓控肥、生物有机肥等新型高效肥料的配合施用。加大施肥机械的应用面积与使用效率,改表施、撒施传统施肥方式为种肥同播、机械深施、水肥耦合、叶面喷施等施肥方式,减少人工成本,提高肥效。

5.2 调整施肥比例,合理平衡施肥

控制氮肥总量,调整基肥追肥比例,适当减少基肥氮肥用量。基肥深施,追肥“以水带氮”。推荐采用机插秧侧深机施底肥和蘖肥,实现施肥插秧一体化。

(1)施肥中氮肥基肥占40%~50%,蘖肥占20%~30%,穗肥占20%~30%;有机肥与磷肥全部基施;钾肥基肥占50%~60%,穗肥占40%~50%。缺锌土壤施用硫酸锌15~30 kg/hm2;适当基施含硅肥料。

(2)针对水稻,产量水平7 500 kg/hm2以下,氮肥(N)用量120~150 kg/hm2,磷肥(P2O5)30~45 kg/hm2,钾肥(K2O)45~60 kg/hm2;产量水平7 500~9 000 kg/hm2,氮肥用量150~180 kg/hm2,磷肥45~60 kg/hm2,钾肥60~75 kg/hm2;产量水平9 000 kg/hm2以上,氮肥用量180~270 kg/hm2,磷肥75~90 kg/hm2,钾肥90~120 kg/hm2。

(3)针对小麦,产量6 000 kg/hm2左右的弱筋小麦田块,施纯氮180~210 kg/hm2,其中70%作基肥,30%作拔节肥。产量7 500 kg/hm2左右的中筋和强筋小麦田块,施纯氮210~240 kg/hm2,其中60%作基肥,40%作拔节孕穗肥。根据土壤基础地力水平,氮磷钾配比1∶(0.4~0.6)∶(0.4~0.6)为宜,磷钾以基肥比拔节肥为5∶5较适宜。一般基肥可用尿素75~150 kg/hm2、45%复合肥(15-15-15)225~375 kg/hm2。

5.3 科学研判墒情,提高施肥效率

针对土壤墒情和苗情,在小麦返青前进行镇压或划锄,提墒保墒,防寒防冻,促进苗情转化,增强抗旱御寒能力。“十四五”期间要进一步优化完善施肥技术,针对不同区域、不同作物品种研究开发科学施肥技术体系,可根据土壤肥力、基肥施用、苗情墒情等科学确定追肥、灌水时间、次数和数量。肥水管理与抗旱排涝及病虫草害防治相结合,密切关注小麦返青拔节前天气状况和苗情,如干旱少雨,应在早春趁天气回暖、土壤蒸发量加大时及早灌水。

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