农田肥料投入与养分平衡论文
摘要 在施肥中应加大平衡施肥技术的推广力度,注重氮、磷、钾等无机肥与有机肥的合理配置,做到平衡施肥,提高肥料利用率,在掌握土壤供肥情况的基础上,根据所种植作物的需肥特点和肥料释放规律,确定施肥的种类、配比和用量,提高土壤质量,实现粮食高产稳产。
关键词 农田;肥料投入;产出;养分平衡;江苏淮安 本研究旨在对农田的实际施肥量和产出量进行监测,掌握作物的施肥动态变化、农田养分平衡状况,及时发现实际施肥中存在的问题,为农作物科学施肥提供依据,进而提高肥料产出率和利用率,改善农田养分平衡状况。 1 材料与方法 1.1 调查地概况
监测地点为江苏省淮安市,属黄淮平原和江淮平原,粮食主产区之一,国家商品粮生产基地,是传统农业大市,主要耕作制度为稻—麦轮作。耕地土壤主要为水稻土类、潮土类、砂礓黑土类、黄棕壤土类、基性岩土类、石灰岩土等6个土类[1]。2012年末全市土地总面积10 072 km2,年末耕地总资源39.281 2万hm2。农作物总播种面积79.31万hm2。 1.2 样品采集方法
对全市27个省级土壤肥力监测点周围定点567个农户就农田肥料投入与产出进行监测,主要作物为小麦、水稻,按作物记载种
植面积、基追肥肥料品种数量、作物产量。按统一格式填报,于每年 7月、12月进行汇总分析,分别计算出有机肥、化肥氮磷钾养分量、作物吸收氮磷钾养分量、投入产出盈亏平衡状况。 1.3 调查项目
基本信息(种植面积、土壤名称、地块经纬度等);田间生产信息(作物名称及品种、播期、播种(移栽)方式、收获时间、收获方式、经济总产量、经济单产等);施肥信息(施肥日期、生长期、肥料品种、肥料养分含量或配方、施肥量等)。 1.4 养分平衡计算方式
采用表观平衡法[2],即养分投入量与养分收支出量的差值,正值表示盈余,负值表示亏缺。养分投入仅包括施肥带入的养分,未考虑因降水或灌溉、大气沉降带入的养分;养分支出仅包括因作物收获而带出的养分,未包括因淋洗、挥发和反消化造成的养分损失。 2 结果与分析 2.1 肥料投入量及年度变化
2006—2012年,淮安市化肥投入总量(折纯,下同)呈逐年增加趋势[3],用量分别为327 750、327 112、333 214、343 191、346 954、366 575、370 967 t(表1);2012年较2006—2011年分别增加13.2%、13.4%、11.3%、8.1%、6.9%和1.2%。复合肥料投入逐年显著增加,2012年较2006—2011年分别增加37.9%、33.2%、21.3%、13.7%、9.9%和2.3%;主要是由于近些年推广测土配方施肥,配方肥用量的增加所致。
在单质肥料使用上,2012年单质肥料氮肥用量上较2011年基本趋于平稳;单质磷肥略有增加,增加4.3%;而单质钾肥从2006—2012年呈逐年下降趋势。氮肥、磷肥、钾肥和复合肥料品种使用结构上的变化(图1),主要是与近些年推广测土配方施肥技术有关。
2.2 作物小麦、水稻施肥量投入结构与比例
从淮安市主要作物小麦、水稻历年施肥情况看,氮、钾肥从1985—2008年逐年增加,磷施用量及使用比例基本稳定,2009—2012年氮、磷、钾施用量及使用比例基本持平;而有机肥施用量逐年下降(表2)。
2.2.1 水稻施肥量投入结构与比例。2012年,淮安市农田水稻投入肥料总量平均值分别为:纯氮为295.65 kg/hm2,五氧化二磷为77.25 kg/hm2,氧化钾为78.15 kg/hm2(表2),氮、磷、钾投入比例为1.00∶0.26∶0.26,施用量投入及使用结构(图2)及比例近3年基本相近,但较2008年、2009年比例略有增加。 2.2.2 小麦施肥投入结构与比例。2012年,全市农田小麦投入肥料总量平均值分别为:纯氮为285.60 kg/hm2,五氧化二磷为76.65 kg/hm2,氧化钾为73.20 kg/hm2(表2),氮、磷、钾投入比例为1.00:0.27:0.26(表2),较2008—2011年肥料使用量投入的施肥结构(图3)及比例略有增加。
2.2.3 耕地土壤养分平衡状况分析。农田氮肥供应严重过剩,将会造成经济损失和环境污染[4];根据2008—2012年对淮安市主
要作物稻麦肥料投入量和支持出量监测来看,土壤氮素年盈余比较大,平均为259.05 kg/hm2,严重过剩。磷素盈余仍有盈余,平均年盈余76.05 kg/hm2,比较合理;钾素年亏缺数量较大,平均年亏缺211.35 kg/hm2。由于不同地区耕地土壤、种植方式、施肥习惯、肥料利用率等不尽相同,土壤养分氮、磷、钾盈亏状况也不同。从区域2012年土壤养分平衡情况看,氮素盈余最多的是淮安区,年盈余为378 kg/hm2,最少的是盱眙县,年盈余也达到了131.85 kg/hm2;磷素年盈余最多的是洪泽县,为172.65 kg/hm2,最少的涟水县,年盈余为62.85 kg/hm2;钾素亏缺最多的是涟水县,年亏缺为288 kg/hm2,其余依次为淮阴区、盱眙县、金湖县、淮安区、洪泽县,钾素年亏缺分别为250.05、247.2、244.5、241.5、172.5 kg/hm2;从主要作物2012年土壤养分平衡情况来看,小麦投入的氮素盈余142.8 kg/hm2,较2011年盈余25.5 kg/hm2,增加盈余117.3 kg/hm2,磷素盈余53.7 kg/hm2,较2011年47.85 kg/hm2增加盈余5.85 kg/hm2,钾素亏缺17.55 kg/hm2,较2011年36 kg/hm2仅减少了盈余18.45 kg/hm2;水稻氮素盈余108.45 kg/hm2,较2011年170.55 kg/hm2减少盈余62.1 kg/hm2,磷素盈余36.9 kg/hm2,较2011年43.95 kg/hm2仅减少盈余7.05 kg/hm2,钾素亏缺130.8 kg/hm2,较2011年亏缺131.55 kg/hm2基本持平(表3)。 2.2.4 作物产量与土壤基础地力。土壤基础地力包括地力贡献率(PSFC)和基础产量,是衡量土壤基础地力的综合指标[5-7],是农田土壤养分供给力的一种相对评价方式。土壤地力贡献率低,
则表明土壤肥沃性差,作物对肥料依赖性强,反之亦然。根据2007—2012年监测结果,27个耕地土壤监测点的作物产量及土壤基础地力贡献率见表4。种植小麦产量的地力贡献率前4年呈逐年下降趋势,平均年下降4.3个百分点,以后地力贡献率逐步趋于稳定在37%左右,2007—2012年地力贡献率分别为58.3%、47.7%、44.3%、41.4%、37.7%、36.6%;种植水稻产量的地力贡献率前3年呈逐年下降趋势,平均年下降4.4个百分点,以后地力贡献率逐步趋于稳定在47%左右,2007—2012年地力贡献率分别为61.6%、53.2%、48.5%、46.9%、47.1%和47.3%(表4)。耕层土壤种植小麦、水稻对化学肥料的依赖性都较高,小麦对肥料的依赖性高于水稻,因为水稻可以在适宜的温光条件和淹水-烤田水分管理促进土壤养分的释放和作物的吸收[8-9];全市监测结果表现出这一规律,各年度小麦对化肥依赖性比水稻平均高出6.5个百分点,而经济作物对化学肥料的依赖性更高,平均分别高出小麦、水稻12.1、18.6个百分点。 3 结论
对淮安市农田主要作物肥料投入总体状况分析,氮素盈余比较大,农田存在氮肥严重过剩,应当控制氮肥的供应,以免造成经济损失和环境污染;磷素盈余仍有盈余,比较合理;钾素亏缺数量较大;由于有机肥施用数量减少而导致作物过多依赖化学肥料,地力贡献率下降,加之随着近年来作物单产及生物产量持续较高,而大量带走土壤当中养分,尤其钾素含量严重亏缺,如长期如此,势必
将农业的进一步发展,影响农业综合生产能力及效益和土壤肥力的提高,如此形势不容乐观,应引起高度重视。因此,在施肥中应加大平衡施肥技术的推广力度,注重氮、磷、钾等无机肥与有机肥的合理配置,做到平衡施肥,提高肥料利用率,在掌握土壤供肥情况的基础上,根据所种植作物的需肥特点和肥料释放规律,确定施肥的种类、配比和用量,提高土壤质量,实现粮食高产稳产。 4 参考文献
[1] 黄启武,王克孟.江苏省淮阴市土壤志[M].北京:科学技术文献出版社,2000.
[2] 刘宏武.施肥对北京市农田硝态氮积累与地下水污染的影响[D].北京:中国农业科技学院,2002.
[3] 淮安市统计局,国家统计局淮安调查队. 淮安统计年鉴2006—2012 [M].北京:中国统计出版社,2012.
[4] 朱大威,黄耀,金之庆,等.基于模型和GIS的江苏省氮肥施用适宜性分析——以2000年为例[J].中国农业科学,2008,41(5):1373-1382.
[5] 汤建东,叶细养,饶国良,等.土壤肥力长期定位试验初报[J].土壤与环境,1999,8(2):113-116.
[6] 夏圣益.土壤基础地力、施肥水平与农作物产量的关系[J].上海农业科技,1998(1):6-8.
[7] 张爱君,张明普,张洪源.土壤肥力对夏玉米养分吸收和产量的影响[J].玉米科学,1999,7(2):71-74.
[8] 胡少宜.漳州市水稻土的地力贡献率初探[J].土壤,1992,24(1):46-47.
[9] 郭熙盛,张辛未,叶舒娅.稻田地力贡献率与合理施肥[J].安徽农业科学,1994(1):41-44.