摘要：肥料偏生產(chǎn)力（PFP）是反映土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量綜合效應(yīng)的重要指標。通過對云南省玉米馬鈴薯間作主要種植區(qū)4個縣（市）8個鄉(xiāng)16個村共120個農(nóng)戶的田間訪問和隨機問卷調(diào)查，獲得了云南省玉米馬鈴薯間作施肥的第一手資料，并從肥料偏生產(chǎn)力（PFP）角度進行了分析研究。結(jié)果表明，云南省玉米馬鈴薯間作主要種植區(qū)總養(yǎng)分投入量為838.96 kg/hm2，其中化學(xué)養(yǎng)分總投入量為564.91 kg/hm2，化肥施用的偏生產(chǎn)力為20.01 kg/kg，按氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）計算則肥料偏生產(chǎn)力分別為27.41、137.17和164.39 kg/kg。與單作玉米相比，氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）的肥料偏生產(chǎn)力分別增加7.34、47.61、47.93 kg/kg；與單作馬鈴薯相比，氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）的肥料偏生產(chǎn)力分別增加9.1、103.29、124.9 kg/kg。玉米馬鈴薯間作在提高肥料利用效率上與單作相比具有明顯優(yōu)勢。

關(guān)鍵詞：玉米馬鈴薯間作；施肥；肥料偏生產(chǎn)力

中圖分類號：S344.206.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）04-0776-05

Analysis on the Partial Factor Productivity （PFP） in Maize and Potato Intercropping

HU Dan1，F(xiàn)AN Mao-pan1，TANG Li1，ZHENG Yi1，2

（1. College of Resources and Environment， Yunnan Agricultural University， Kunming 650201， China；

2. Southwest Forestry University，Kunming 650224， China）

Abstract： Partial factor productivity （PFP） is an important index reflecting the status of soil basic fertility and the effect of chemical fertilizers application. 120 typical farmers conducting maize and potato intercropping practice distributed in 8 villages，4 prefectures in Yunnan province were selected to investigate the status of fertilizer application， then the partial factor productivity （PFP） of chemical fertilizers in maize and potato intercropping in Yunnan province was analyzed. The results indicated that the total nutrients input in maize and potato intercropping system was 838.96 kg/hm2 averagely and the chemical nutrients input was 564.91 kg/hm2. The total fertilizer PFP in maize and potato intercropping was 20.01 kg/kg， the PFP of N， P2O5 and K2O fertilizers were 27.41， 137.17 and 164.39 kg/kg respectively. Compared with that in monocropping， the PFP of N， P and K2O of maize increased by 7.34， 47.61 and 47.93 kg/kg respectively， the PFP of N， P2O5 and K2O of potato increased by 9.1，103.29 and 124.9 kg/kg. Maize and potato intercropping were better than monocropping in increasing fertilizer use efficiency.

Key words： maize and potato intercropping pattern； fertilization； partial factor productivity

間套作是指同一塊田地上生長季節(jié)相近或相似的兩種或兩種以上的作物按一定的比例分行或分帶種植，是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的傳統(tǒng)栽培方法[1]。合理的間套作模式，可以提高光、溫、水、氣、肥等各項因子的利用效率，減少農(nóng)藥的使用，提高復(fù)種指數(shù)，對農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有很大的促進作用。玉米間作馬鈴薯是云南省種植較廣、效益可觀的種植模式，廣泛分布于滇東北地區(qū)，此模式既不影響前作玉米收成，每公頃可收獲15 000 kg以上的鮮薯，又不影響冬季小春作物種植，是提高復(fù)種指數(shù)，實現(xiàn)山區(qū)半山區(qū)農(nóng)村增收、農(nóng)民致富的有效途徑[2]。根據(jù)云南省農(nóng)業(yè)廳統(tǒng)計資料顯示，云南省通過高產(chǎn)創(chuàng)建與間套作技術(shù)推廣項目，選擇技術(shù)相對成熟的玉米和馬鈴薯等作物間套作生產(chǎn)技術(shù)體系，建立“核心區(qū)、示范片、輻射帶”技術(shù)示范體系，設(shè)立250個示范片，示范片總面積17.47萬hm2，輻射帶動面積126.13萬hm2，在糧食增產(chǎn)方面取得了顯著成效，2009年增產(chǎn)糧食30.1萬t。肥料是重要的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料，通過科學(xué)的指標評價肥料的施用效果，對提高肥料利用效率，改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境具有重要作用。針對目前我國土壤和環(huán)境養(yǎng)分供應(yīng)量大、化肥增產(chǎn)效率下降的現(xiàn)實，肥料偏生產(chǎn)力是反映土壤基礎(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量綜合效應(yīng)，評價肥料利用效率的合適指標之一[3]。

在當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，由于在肥料的使用上存在一些不合理的因素，導(dǎo)致土壤肥力下降，形成糧食增產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境保護瓶頸。在玉米馬鈴薯間作生產(chǎn)中，關(guān)于化肥施用效益的研究鮮有報道。為此，通過對代表性農(nóng)戶實地訪問和問卷調(diào)查獲得云南省玉米馬鈴薯間作施肥和作物產(chǎn)量的第一手資料，結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際情況，從肥料偏生產(chǎn)力分析角度，對當(dāng)前云南省玉米、馬鈴薯間作施肥效益進行研究分析，以期為云南玉米馬鈴薯間作生產(chǎn)實現(xiàn)作物高產(chǎn)、養(yǎng)分資源高效和環(huán)境友好提供科學(xué)依據(jù)，促進云南農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查方法

采用農(nóng)戶抽樣調(diào)查的方法進行施肥現(xiàn)狀調(diào)查。按照國家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項的相關(guān)要求，參考云南省統(tǒng)計年鑒和高產(chǎn)創(chuàng)建與間作套種技術(shù)推廣項目相關(guān)信息，將各縣（市、區(qū)）的間套作播種面積從大到小排列，選取播種面積較大的州（市），再將隸屬于這些州（市）的縣（市、區(qū)）按照人均收入從大到小排列，再按等距離抽樣的方式對每個州（市）選取一個縣（市、區(qū)），作為調(diào)查樣點縣（市、區(qū)）。結(jié)合調(diào)查樣點縣（市、區(qū)）實際種植情況，選擇2～3個種植面積大或?qū)儆谄瑓^(qū)間套作種植的典型鄉(xiāng)鎮(zhèn)開展調(diào)查。農(nóng)戶調(diào)查采用隨機抽樣的方式進行，每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)隨機選取5～10個有代表性的種植農(nóng)戶進行實地入戶走訪調(diào)查。

1.2 調(diào)查對象分布。

綜合考慮種植面積與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)典型性等相關(guān)指標，選取云南省宣威市、魯?shù)榭h、昭通市昭陽區(qū)、曲靖市麒麟?yún)^(qū)4個縣（市、區(qū)）共120個農(nóng)戶作為本次調(diào)查的對象。被調(diào)查農(nóng)戶在投入、管理水平、產(chǎn)量上均有代表性和典型性。具體調(diào)查樣點分布見表1。

1.3 調(diào)查內(nèi)容

農(nóng)戶生產(chǎn)狀況調(diào)查：農(nóng)戶家庭基本情況、承包土地數(shù)量、土地面積。

主要作物施肥情況：農(nóng)戶種植面積、間作的行距、產(chǎn)量、有機肥和化肥的施肥品種、施肥量、施肥時間、施肥方法、施肥技術(shù)以及中耕、灌水、農(nóng)藥施用等。

1.4 肥料偏生產(chǎn)力（PFP）和相關(guān)參數(shù)計算

肥料偏生產(chǎn)力（PFP）=施肥后所獲得的作物產(chǎn)量/肥料純養(yǎng)分的投入量；氮（N）、磷（P）、鉀（K）肥料養(yǎng)分含量的計算采用包裝袋上標識的量，有機肥養(yǎng)分含量采用文獻[4，5]提供的數(shù)值計算；采用Excel進行數(shù)據(jù)處理。馬鈴薯產(chǎn)量的折算按照《國家統(tǒng)計局黨組關(guān)于薯類折算糧食問題的報告》，馬鈴薯類作為糧食計算產(chǎn)量為2.5 kg折合0.5 kg糧食。

2 結(jié)果與分析

2.1 玉米馬鈴薯間作的產(chǎn)量和養(yǎng)分投入分析

云南省玉米馬鈴薯間作體系普遍采用“二間二”種植模式，高矮作物搭配、立體種植，條帶1.9 m左右，馬鈴薯行距平均4 cm，玉米行距平均46 cm。按照資料分析，結(jié)果（表2）表明，云南省玉米馬鈴薯間作主要種植區(qū)氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）和總養(yǎng)分施用量的變異系數(shù)分別為40.3%、67.17%、87.8%和35.7%。玉米馬鈴薯間作的平均糧食產(chǎn)量為11 306.88 kg/hm2，肥料投入的N、P、K比例（N∶P2O5∶K2O）為1.00∶0.20∶0.16。與單作玉米相比，平均減少氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）養(yǎng)分投入量分別為43.24、18.46、9.75 kg/hm2，與單作馬鈴薯相比，平均增加氮（N）養(yǎng)分投入量181.94 kg/hm2，平均減少磷（P2O5）、鉀（K2O）養(yǎng)分投入量分別為40.89、38.32 kg/hm2。在調(diào)查的過程中還發(fā)現(xiàn)，玉米馬鈴薯間作主要種植區(qū)養(yǎng)分投入以化肥為主，有機肥施用量為278.05 kg/hm2，占總施肥量的32.6%。在使用的化學(xué)肥料中，除宣威市普遍施用玉米、馬鈴薯配方肥料外，其他地區(qū)基本以復(fù)合肥料為主，配以少量尿素和過磷酸鈣。

根據(jù)當(dāng)前研究中普遍采用的專家推薦合理施肥范圍，具體是將氮施用量>250、150～250、<150 kg/hm2分別作為過量、合理和不足的范圍；將磷肥施用量>90、45～90、<45 kg/hm2分別作為過量、合理和不足的范圍；將鉀施用量在>120、90～120和<90 kg/hm2分別作為過量、合理和不足的范圍[6，7]。對此次調(diào)查數(shù)據(jù)進行分析，結(jié)果（表3）表明，在玉米馬鈴薯間作中，施氮量過量、合理、不足的農(nóng)戶比例分別占80%、12%、8%，變異系數(shù)分別為26.17%、45.5%、34.5%，表明大多數(shù)農(nóng)戶的氮施用量都是過高的。對產(chǎn)量來說，施氮量在合理范圍內(nèi)的農(nóng)戶，平均產(chǎn)量最高，達到了12 100 kg/hm2，其次為施氮過量農(nóng)戶平均產(chǎn)量為11 400.21 kg/hm2，施氮不足農(nóng)戶平均產(chǎn)量最低。從鉀的施用合理性來看，施鉀不足農(nóng)戶比例最高，占到總農(nóng)戶的50%以上，平均產(chǎn)量為11 021.18 kg/hm2，施鉀量在合理范圍內(nèi)的農(nóng)戶比例為27.5%，平均產(chǎn)量為12 964.00 kg/hm2。對不同施磷水平下的玉米馬鈴薯間作產(chǎn)量分析，施磷量過量、合理、不足的農(nóng)戶比例分別占42.5%、32.5%、25.0%，變異系數(shù)分別為39.00%、31.00%、47.45%。從糧食產(chǎn)量來看，施磷量在合理范圍內(nèi)的農(nóng)戶平均產(chǎn)量最高，達到了12 518.78 kg/hm2，其次為施磷過量農(nóng)戶，平均產(chǎn)量為11 655.97 kg/hm2。

2.2 玉米馬鈴薯間作中的氮、磷、鉀基、追肥分配

表4結(jié)果為調(diào)查農(nóng)戶玉米馬鈴薯間作模式中氮、磷、鉀基、追肥施用比例。由表4可知，玉米馬鈴薯間作中氮基、追肥施用量分別為116.57、257.75 kg/hm2，基肥占39%；磷與鉀以基肥為主，比例均占95%以上，施用量分別為82.43、66.9 kg/hm2。氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）的基追比分別為1.00∶1.54、1.00∶0.03、1.00∶0.04。因此，云南省玉米馬鈴薯間作的肥料投入重在前期，除氮的基、追肥分別占39%和61%外，磷、鉀的施用主要以基肥為主，很少用作追肥施入。與單作相比，在基、追肥分配上無論玉米還是馬鈴薯都有類似的表現(xiàn)。

2.3 玉米馬鈴薯間作肥料偏生產(chǎn)力分析

按照資料分析，結(jié)果表明，在玉米馬鈴薯間作中，肥料總養(yǎng)分的平均偏生產(chǎn)力為20.01 kg/kg，其中氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）養(yǎng)分平均偏生產(chǎn)力分別為27.41、137.17、164.39 kg/kg（表5）。與單作玉米相比，氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）的肥料偏生產(chǎn)力分別增加7.34、47.61、47.93 kg/kg；與單作馬鈴薯相比，氮（N）、磷（P2O5）和鉀（K2O）的肥料偏生產(chǎn)力分別增加9.10、103.29、124.9 kg/kg。說明玉米與馬鈴薯在單作條件下養(yǎng)分利用效率低下，特別是在氮肥的使用上。玉米馬鈴薯間作在保持糧食產(chǎn)量增加的前提下，肥料養(yǎng)分利用效率得到了明顯提高。這充分顯示出其在提高作物產(chǎn)量與養(yǎng)分高效利用，降低由化肥使用造成環(huán)境污染的風(fēng)險方面的優(yōu)越性。

對調(diào)查農(nóng)戶的施肥量和肥料偏生產(chǎn)力之間的關(guān)系作圖分析，結(jié)果（圖1）表明，施氮量與氮肥PFP之間、施磷量與磷肥PFP之間、施鉀量與鉀肥PFP之間和總施肥量與總肥料PFP之間并不是簡單的線性關(guān)系，而是冪函數(shù)的關(guān)系，都是隨著施肥量的增加肥料PFP呈負指數(shù)冪的趨勢降低。對于氮肥來說，施氮量小于250 kg/hm2時，氮肥PFP較高，隨著施氮的增加氮肥PFP下降很快，而農(nóng)戶施氮量主要集中在300～600 kg/hm2，在這個范圍內(nèi)，氮肥PFP都低于50 kg/kg；磷肥PFP較氮肥PFP有較大的提升，磷的施用量主要集中在45～120 kg/hm2，當(dāng)磷肥PFP小于200 kg/kg時隨著施磷量的增加磷肥PFP下降很快，在施磷量大于100 kg/hm2時，磷肥PFP都低于100 kg/kg；鉀的施用量主要集中在50～100 kg/hm2，當(dāng)鉀肥PFP小于250 kg/kg時，隨著施鉀量的增加鉀肥PFP下降很快；對總施肥量來說，農(nóng)戶的總養(yǎng)分投入主要集中在400～800 kg/hm2，在這個范圍之內(nèi)總肥料的PFP都低于30 kg/kg。

3 小結(jié)與討論

玉米馬鈴薯間作與單作相比在作物產(chǎn)量和養(yǎng)分利用方面優(yōu)勢明顯。在肥料投入量上，玉米馬鈴薯間作與單作玉米相比，平均減少氮（N）、磷（P2O5）、鉀（K2O）養(yǎng)分投入量分別為43.24、18.46、9.75 kg/hm2， 與單作馬鈴薯相比，平均增加氮（N）養(yǎng)分投入量181.94 kg/hm2，平均減少磷（P2O5）、鉀（K2O）養(yǎng)分投入量分別為40.89、38.32 kg/hm2。從肥料偏生產(chǎn)力（PFP）角度來看，玉米馬鈴薯間作與單作相比，氮、磷、鉀肥PFP均提高。從作物產(chǎn)量方面來看，玉米馬鈴薯間作與單作玉米相比增產(chǎn)23.6%。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果和對玉米馬鈴薯間作施肥及其肥料偏生產(chǎn)力分析，當(dāng)前云南省玉米馬鈴薯間作在施肥上需要改進的方面：一是合理施肥農(nóng)戶比例低，過量施肥與施肥不足現(xiàn)象明顯。云南省玉米馬鈴薯間作氮、磷、鉀合理施用農(nóng)戶分別占12.0%、32.5%、27.5%，而過量施氮和施鉀不足的農(nóng)戶卻分別占80.0%、56.6%，這說明在當(dāng)前的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)戶施肥主要是憑個人經(jīng)驗，相互模仿，過量施肥、盲目施肥現(xiàn)象嚴重。針對上述問題，農(nóng)技部門應(yīng)該加大云南省的示范種植面積和范圍，加強施肥科學(xué)知識的宣傳力度，協(xié)調(diào)和推進農(nóng)戶施肥溝通與指導(dǎo)，從而促進農(nóng)戶施肥合理化與科學(xué)化。二是有機肥投入比例對玉米馬鈴薯間作化學(xué)肥料PFP的影響明顯。對調(diào)查結(jié)果分析表明，在有機肥投入比例高于50%時，農(nóng)戶的平均化學(xué)肥料PFP為33.35 kg/kg；有機肥投入比例為30%～50%，農(nóng)戶的平均化學(xué)肥料PFP為23.09 kg/kg；有機肥投入比例低于30%，農(nóng)戶的平均化學(xué)肥料PFP為19.87 kg/kg。說明隨著有機肥投入比例的不斷增加，化學(xué)肥料PFP會增加。三是肥料施用量對玉米馬鈴薯間作產(chǎn)量的影響明顯。農(nóng)戶對氮、磷、鉀肥的施用存在著很大的差異，不同施肥階段上的糧食平均產(chǎn)量相差也很大。在玉米馬鈴薯間作中，施氮量在合理范圍內(nèi)的農(nóng)戶平均產(chǎn)量為12 100.00 kg/hm2，比施氮量過量和不足的農(nóng)戶平均產(chǎn)量分別高699.79、2 799.44 kg/hm2；施磷量在合理范圍內(nèi)的農(nóng)戶平均產(chǎn)量為12 518.78 kg/hm2，比施磷量過量和不足的農(nóng)戶平均產(chǎn)量分別高862.81、3 380.82 kg/hm2；施鉀量在合理范圍內(nèi)的農(nóng)戶平均產(chǎn)量為12 964.00 kg/hm2，比施鉀量過量和不足的農(nóng)戶平均產(chǎn)量分別高3 512.75、1 942.82 kg/hm2，說明單純的依靠肥料的增加并不能有效促進糧食產(chǎn)量的增長，綜合考慮作物的養(yǎng)分需求及肥料養(yǎng)分的配合施用才是提高玉米馬鈴薯間作產(chǎn)量和養(yǎng)分利用效率的有效途徑。四是一般認為糧食作物氮肥效率目標值以氮的偏生產(chǎn)力為40～70 kg/kg比較適宜，而此次研究的玉米馬鈴薯間作氮的偏生產(chǎn)力為27.41 kg/kg，明顯低于糧食作物氮肥效率目標值的適宜范圍。說明玉米馬鈴薯間作氮肥利用效率還有一定的提升空間，農(nóng)戶盲目不合理地施肥是導(dǎo)致玉米馬鈴薯間作肥料利用效率低下的主要原因，因此應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亻g套作施肥實際情況，針對性調(diào)整施肥量與施肥方法，提高肥料利用效率。

參考文獻：

[1] 吳存浩.中國農(nóng)業(yè)史[M].北京：警官教育出版社，1996.

[2] 孫茂林，李云海，李先平.云南馬鈴薯栽培歷史、耕作制度和民族特色的地方品種資源[J].中國農(nóng)史，2004（4）：13-17.

[3] 劉潤梅，范茂攀，湯 利，等. 云南省水稻生產(chǎn)中的肥料偏生產(chǎn)力分析[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2012，27（1）：117-123.

[4] 全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心.中國有機肥料養(yǎng)分志 [M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，1999.53-145.

[5] 張福鎖，陳新平，陳 清，等.中國主要作物施肥指南[M].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社，2009.161-162.

[6] 張福鎖，王激情，張衛(wèi)峰，等.中國主要糧食作物肥料利用率現(xiàn)狀與提高途徑[J].土壤學(xué)報，2008，45（5）：915-924.

[7] 楊 博，陳明昌，楊治平，等.山西省小麥、玉米養(yǎng)分資源管理現(xiàn)狀及其養(yǎng)分平衡研究[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，36（1）：3-7.