趙護(hù)兵, 王朝輝, 高亞軍, 張衛(wèi)峰

(1西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西楊凌 712100; 2中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193)

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陜西省農(nóng)戶小麥?zhǔn)┓收{(diào)研評(píng)價(jià)

趙護(hù)兵1, 王朝輝1, 高亞軍1, 張衛(wèi)峰2

(1西北農(nóng)林科技大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，陜西楊凌 712100; 2中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院，北京 100193)

陜西省; 冬小麥; 產(chǎn)量;N;P2O5;K2O

小麥?zhǔn)顷兾魇〉谝淮蠹Z食作物, 廣泛分布在渭北旱塬和關(guān)中平原。陜西省小麥播種面積120萬公頃左右,而渭北旱塬和關(guān)中平原小麥年播種面積合計(jì)為100萬公頃左右,總產(chǎn)40億公斤,分別占全省播種面積的83%和總產(chǎn)的95%[1]。目前農(nóng)戶普遍感到“地饞了，化肥不靈了”，進(jìn)而形成了“要高產(chǎn)就必須多施肥”的施肥習(xí)慣。小麥生產(chǎn)過量施肥現(xiàn)象在很多地方普遍存在[2]，在江蘇北部有52%農(nóng)戶氮肥施用過量[3]，在河北省曲周縣有92%農(nóng)戶施氮過量, 69%超量, 94%施磷過量, 51%超量[4]。過量施肥造成了小麥生產(chǎn)肥料利用率低，養(yǎng)分資源浪費(fèi)嚴(yán)重。

陜西農(nóng)戶小麥?zhǔn)┓尸F(xiàn)狀以及施肥中存在的問題，由于對(duì)農(nóng)戶施肥缺少多點(diǎn)持續(xù)的調(diào)研分析而難以回答。明確農(nóng)戶化肥投入對(duì)指導(dǎo)小麥種植戶合理施肥、 養(yǎng)分高效和養(yǎng)分資源宏觀管理具有指導(dǎo)意義。因此，我們連續(xù)5年對(duì)陜西小麥種植區(qū)域渭北旱塬和關(guān)中灌區(qū)各選3個(gè)典型區(qū)/縣進(jìn)行了調(diào)查，旨在分析陜西省小麥?zhǔn)┓薁顩r及其存在的問題。

1　材料與方法

1.1調(diào)查區(qū)域

1.2調(diào)查方法

調(diào)查時(shí)間為2009年到2013年，涵蓋5個(gè)冬小麥生長季，渭北旱塬調(diào)研選擇東部合陽縣、 中部銅川市耀州區(qū)和西部長武縣3個(gè)區(qū)/縣進(jìn)行; 關(guān)中平原東部選區(qū)渭南市臨渭區(qū)、 中部戶縣和西部寶雞市陳倉區(qū)。每區(qū)/縣選擇有代表性的4個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，每鎮(zhèn)選擇1個(gè)村，每村隨機(jī)選擇10名小麥種植農(nóng)戶為調(diào)查對(duì)象，調(diào)研于每年小麥?zhǔn)斋@后，逐戶調(diào)查小麥產(chǎn)量，基肥和追肥肥料品種、 肥料用量、 養(yǎng)分含量、 施肥方法、 施肥時(shí)間等情況，每年渭北旱塬和關(guān)中平原各調(diào)查總戶數(shù)為120戶，全省共計(jì)240戶。

1.3化肥偏生產(chǎn)力(PFP)的計(jì)算方法

PFP=Y/F

式中，Y為施肥后所獲得的小麥產(chǎn)量;F代表化肥純養(yǎng)分(指N、P2O5、K2O)的投入量。調(diào)查數(shù)據(jù)用EXCEL進(jìn)行處理和分析。

2　結(jié)果與分析

2.1陜西省小麥產(chǎn)量及養(yǎng)分用量

表1　陜西省小麥產(chǎn)量及養(yǎng)分用量 (kg/hm2)Table 1　Winter wheat yields and nutrient rates in Shaanxi Province

2.2陜西省小麥產(chǎn)量分布

在陜西省關(guān)中平原小麥玉米輪作區(qū)多年研究表明，關(guān)中平原小麥產(chǎn)量6000kg/hm2為適中，肥料投入N160kg/hm2、P2O5140kg/hm2和K2O90kg/hm2情況下可以獲得較高產(chǎn)量，肥料效益和較優(yōu)施肥效果，施肥環(huán)境效應(yīng)較好[5]。在渭北旱塬氮磷肥用量長期定位試驗(yàn)結(jié)果表明投入N140kg/hm2和P2O5120kg/hm2情況下，冬小麥可以最大利用麥田底墑，進(jìn)而獲得較高產(chǎn)量，施肥的負(fù)外部性較小[6-7]。張寶軍等分析陜西省區(qū)域小麥生產(chǎn)能力[1]，指出渭北旱塬土壤貧瘠，干旱少雨，小麥產(chǎn)量以4500kg/hm2為適中。以4500kg/hm2為陜西省渭北旱塬小麥產(chǎn)量適中指標(biāo)，以6000kg/hm2為關(guān)中平原適中指標(biāo)，上下浮動(dòng)500kg/hm2作為產(chǎn)量適中范圍，以1000kg/hm2變幅定出很低、 偏低、 適中、 偏高和很高5個(gè)級(jí)別。陜西省5年小麥產(chǎn)量調(diào)查結(jié)果(圖1)表明，渭北旱塬偏低和很低的比例較大，很高和偏高比例較小; 關(guān)中平原適中和偏高的比例較大。

圖1　陜西省冬小麥產(chǎn)量分布Fig.1　Winter wheat yield distribution in Shaanxi Province

2.3氮肥投入分布

長期研究表明，渭北以施氮N140kg/hm2、 關(guān)中以N160kg/hm2為適中，上下浮動(dòng)20kg/hm2為適中范圍，以40kg/hm2為變幅，將氮肥用量分為5級(jí)。從5年調(diào)查結(jié)果來看(圖2)，渭北和關(guān)中絕大多數(shù)農(nóng)戶施氮過量，渭北20.2%農(nóng)戶施氮偏高，43.5%很高，施氮合理的僅占29.7%，偏低的占4.6%，很低的僅有2.0%; 關(guān)中20.3%農(nóng)戶施氮偏高，37.5%很高，施氮合理的僅占17.5%，偏低的占14.2%，很低的僅有10.5%。由此可見，全省小麥種植戶超過半數(shù)施氮過量。

2.4磷肥投入分布

相關(guān)研究表明，渭北和關(guān)中冬小麥P2O5投入120kg/hm2和140kg/hm2較為合適，調(diào)查結(jié)果表明渭北和關(guān)中P2O5平均投入量總體而言基本合理。以P2O540kg/hm2為變幅將磷肥投入亦分為5級(jí)，據(jù)此分析(圖3)，渭北磷肥平均投入量適中的農(nóng)戶占12.0%，偏低的占41.5%，很低的10.7%，偏高的26.7%，很高的9.2%; 關(guān)中磷肥平均投入量適中的農(nóng)戶占14.3%，偏低的占27.2%，很低的13.8%，偏高的31.0%，很高的13.7%?？梢钥闯觯急焙完P(guān)中35.9%和44.7%的冬小麥種植戶磷肥用量較高，同時(shí)52.2%和41.0%的較低，全省超過八成農(nóng)戶磷肥投入不合理，投入過量和不足并存。

圖2　陜西省冬小麥不同氮投入水平分布比例Fig.2　Distribution rate of different N input in winter wheat in Shaanxi Province

圖3　陜西省冬小麥不同P2O5投入水平分布比例Fig.3　Distribution rate of different P2O5 input in winter wheat in Shaanxi Province

2.5鉀肥投入分布

研究表明，渭北和關(guān)中均以施K2O90kg/hm2為適中，按照上下浮動(dòng)10kg/hm2為適中范圍，以20kg/hm2為變幅，將農(nóng)戶鉀肥用量分為5個(gè)級(jí)別。據(jù)此分析(圖4)，渭北鉀肥平均投入量89.3 %的農(nóng)戶很低，1.8 %偏低，1.3%適中，3.0%偏高，4.5%很高; 關(guān)中85.2 %的農(nóng)戶很低，5.7 %偏低，3.3%適中，2.9%偏高，3.0%很高?？梢钥闯?，全省超過九成的冬小麥農(nóng)戶鉀肥用量偏低。

圖4　陜西省冬小麥不同K2O投入水平分布比例Fig.4　Distribution rate of different K2O input in winter wheat in Shaanxi Province

2.6基追肥養(yǎng)分?jǐn)?shù)量及比例

調(diào)查(表2)表明，渭北和關(guān)中冬小麥氮素平均基施N189.9和185.4kg/hm2，占氮素總投入的96.1%和93.1%，追施量7.7和13.8kg/hm2，僅占3.9%和6.9%。氮肥呈現(xiàn)基施為主，追施為輔，追施比例偏小。陜西省麥田土壤瘠薄、 肥力偏低，應(yīng)將部分基施氮肥作為追肥對(duì)旱薄麥田進(jìn)行頂凌追氮或者結(jié)合春季降水和灌溉追施，適當(dāng)調(diào)整氮肥追施比例，以利于小麥高產(chǎn)。渭北和關(guān)中磷鉀肥作基肥，施肥方法合理。

表2　基追肥養(yǎng)分?jǐn)?shù)量(kg/hm2)Table 2　Wheat base fertilizer and topdressing nutrients applying amounts

2.7養(yǎng)分來源

調(diào)查發(fā)現(xiàn)陜西省冬小麥生產(chǎn)中有機(jī)肥投入的氮、 磷數(shù)量很少(表3)，渭北和關(guān)中氮(N)平均僅有4.7和3.2kg/hm2; 磷(P2O5)平均2.4和1.7kg/hm2; 而化肥投入的氮、 磷相對(duì)很大，渭北和關(guān)中氮(N)平均192.9和196.0kg/hm2; 磷(P2O5)平均120.8和139.9kg/hm2，渭北和關(guān)中有機(jī)肥投入氮(N)量分別占氮投入總量的2.4%和1.6%，磷(P2O5)占磷投入總量的1.9%和1.2%?？梢婈兾魇《←湹尊B(yǎng)分投入以化肥為主，有機(jī)肥為輔，有機(jī)肥和無機(jī)肥比例嚴(yán)重失調(diào)。冬小麥?zhǔn)┓手衼碓从谟袡C(jī)肥的鉀素相對(duì)較多，渭北和關(guān)中鉀素總量的51.4%和29.8%來源于有機(jī)肥，這是由于農(nóng)戶化學(xué)鉀肥施用較少，投入的少量鉀素來自有機(jī)肥。

表3　陜西省冬小麥養(yǎng)分投入來源(kg/hm2)Table 3　Winter wheat nutrient resources in Shaanxi Province

注(Note):CF—化肥Chemicalfertilizer;OM—有機(jī)肥Organicmanure.

2.8施肥品種

表4　基肥采用肥料品種比例(%)Table 4　Fertilizer variety applied as base dressing ratio

陜西省農(nóng)戶追肥(表5)采用的全部是化學(xué)氮肥，渭北是尿素和硝銨，關(guān)中農(nóng)戶全部采用尿素。渭北和關(guān)中平均僅有11.0%和20.8%農(nóng)戶追施，追肥農(nóng)戶數(shù)量偏小是農(nóng)戶施肥存在另一重要問題。

2.9肥料偏生產(chǎn)力(PFP)

計(jì)算得出5年肥料純N、P2O5、K2O平均PFP(圖5)。可見調(diào)查5年中渭北N,P2O5和K2O平均PFP分別為20.0、 33.3和83.5kg/kg; 關(guān)中平均PFP分別為36.8、 53.9和131.8kg/kg。由于渭北和關(guān)中化肥投入量基本相當(dāng)，而渭北小麥產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于關(guān)中，所以渭北氮磷鉀PFP明顯低于關(guān)中。

3　討論與結(jié)論

表5　追肥采用肥料品種比例(%)Table 5　Fertilizer variety applied as topdressing ratio

圖5　陜西省冬小麥N、 P2O5和 K2O純養(yǎng)分PFPFig. 5　Partial fertilizer productivity of N, P2O5 and K2O in winter wheat, Shaanxi Province

表6　調(diào)查地區(qū)與我國及國際小麥產(chǎn)量及施肥量 的比較 (kg/hm2)Table 6　The yields of wheat and fertilizer applicationrates in different countries and survey regions

注(Note): 表中不同國家數(shù)據(jù)來自文獻(xiàn)[10]Differentcountrydatainthistablecomefromreference[10].

渭北旱塬磷肥投入量低的農(nóng)戶占52.2%，高的占35.9%; 關(guān)中平原磷肥用量低的占28.1%，高的占44.7%?？梢婈兾魇∞r(nóng)戶磷肥投入在總量基本合理的情況下，投入偏低和偏高并存，所以今后陜西省小麥磷肥施用中應(yīng)指導(dǎo)農(nóng)戶合理施用磷肥，避免施磷過多和不足。

陜西省小麥鉀肥投入較低比例農(nóng)戶很高，渭北和關(guān)中均超過90%。雖然陜西省土壤鉀素水平較高[13]，但由于長期耕作和近年來糧食產(chǎn)量逐年提高均增加了土壤鉀素的攜出，區(qū)域糧食安全對(duì)小麥高產(chǎn)提出了更高的要求，這對(duì)土壤鉀素的供應(yīng)量與強(qiáng)度有了更高的要求，所以今后應(yīng)合理引導(dǎo)陜西省高產(chǎn)小麥種植戶增施鉀肥。

陜西省小麥有機(jī)肥施肥農(nóng)戶較少且在逐年下降值得我們注意。研究表明我國是世界第一秸稈大國[15]，所以建議農(nóng)戶實(shí)施秸稈還田，同時(shí)種植綠肥還田，廣開有機(jī)肥源，以提高有機(jī)肥投入，培肥麥田土壤，進(jìn)而提高小麥產(chǎn)量。

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InvestigationandevaluationofhouseholdwheatfertilizerapplicationinShaanxiProvince

ZHAOHu-bing1,WANGZhao-hui1,GAOYa-jun1,ZHANGWei-feng2

(1 Resource and Environment College, Northwest A&F University, Yangling, Shaanxi 712100, China;2 College of Resources and Environment, China Agricultural University, Beijing 100193, China)

【Objectives】Clarifyoffarmers’nutrientinputsituationinwinterwheatisthebaseforscientificsuggestioninwinterwheatnutrientresourcemanagementsinShaanxiProvince,whichistheaimofthissurvey.【Methods】Afive-yearconsecutiveinvestigationwascarriedouttodefinefarmersnutrientinputstatusinwinterwheatproductionintwowinterwheatproductionareas,WeibeiandGuanzhongofShaanxiProvince.【Results】TheobtainedresultsshowthatthewheatyieldsinWeibeiarelowandunstablebecauseofrainfalldistributionunevenfromyeartoyear,andtheaverageyieldofthisareais3473kg/hm2,whilethewheatyieldsinGuanzhongarehighandstablewithanaverageof5882kg/hm2becauseofirrigationsupplication.Only29.7%offarmersapplyreasonableamountofnitrogenfertilizerinWeibeiarea,while20.2%isinhighamount, 43.5%isthehighestamounts, 4.6%islowand2.0%isthelowest,andtheaveragerateisN197.6kg/hm2.InGuanzhongarea,only17.5%offarmersapplyreasonableamountofnitrogenfertilizer,while20.3%ishigh, 37.5%isthehighest, 14.2%islowand10.5%isthelowest,andtheaveragerateisN199.2kg/hm2.Theaveragephosphatefertilizerthatfarmerappliedisrational,butover-appliedandinadequateappliedcoexist.Only12.0%offarmersapplyreasonableamountofphosphatefertilizerinWeibeiarea,while41.5%islow, 10.7%isthelowest, 26.7%ishighand9.2%isthehighest,andtheaveragerateisP2O5123.4kg/hm2.InGuanzhongarea,only14.3%offarmersapplyreasonableamountofphosphatefertilizer,while27.2%islow, 13.8%isthelowest, 31.0%ishighand13.7%isthehighest,andtheaveragerateisP2O5141.6kg/hm2.PotassiumfertilizerapplyamountisK2O32.9kg/hm2inWeibei,whileK2O37.3/hm2inGuanzhong.Morethan90%offarmersapplyinadequatepotassiumfertilizer.Thebasefertilizeristhemainnutrientsforwinterwheat,andthetopdressingissupplementary.TheaveragebasefertilizerapplicationamountsareN189.9and185.4kg/hm2inWeibeiandGuanzhongrespectivelywhichaccountfor96.1%and93.1%ofwholenitrogennutrientinputinthetwoareas.ThetopdressingapplicationamountsareN7.7and13.8kg/hm2inWeibeiandGuanzhongrespectivelywhichonlyaccountfor3.9%and6.9%ofwholenitrogennutrientsinput.Chemicalfertilizersarethemainnitrogenandphosphorusnutrients,whileorganicmanureissupplementary.TheaveragenitrogenamountsfromorganicmanureareN4.7and3.1kg/hm2inWeibeiandGuanzhongrespectively,onlyaccountfor2.4%and1.6%ofwholenitrogennutrientinputsinthetwoareas,whiletheaverageP2O5nutrientsfromorganicmanureare2.4and1.7kg/hm2inWeibeiandGuanzhongrespectively,onlyaccountfor1.9%and1.2%.TheaveragenitrogennutrientsfromchemicalfertilizersareN192.9and196.0kg/hm2inWeibeiandGuanzhongrespectively,andtheaverageP2O5are120.8and139.9kg/hm2fromchemicalfertilizersrespectively.TheaveragePFPofN,P2O5andK2Oare20.0, 33.3and83.5kg/kginWeibeiarearespectively,and36.8, 53.9and131.8kg/kginGuanzhongarearespectively.UreaandammoniumbicarbonatearethemostfavoritenitrogenfertilizervarietiesappliedforwinterwheatwhichareselectedbyfarmersinWeibeiarea,thereare55.7%offarmersselectingureaand47.2%selectingammoniumbicarbonateinthisarea.ButinGuanzhongarea,thefarmers’favoritenitrogenfertilizerisurea, 42.8%offarmersselectureaforwinterwheat.ThecalciumsuperphosphateisthemostfavoritephosphorusfertilizerforwheatinWeibeiarea,theselectingpercentageis50.2%.ButinGuanzhongarea,thefavoritephosphorusfertilizerisdiammoniumphosphatewithselectingpercentageof40.2%.Compoundfertilizerapplicationareahasbeenincreasingyearbyyear,thereare30.8%and40.2%offarmersapplieditinWeibeiandGuanzhongareasrespectively.Organicmanureisnotoftenappliedbyfarmers,andtheapplicationpercentagesoffarmerskeepdecreasinginrecentyears.Thepercentageoffarmersapplyingorganicmanurewas10.0%and11.7%inWeibeiandGuanzhongin2008-2009,butitwasdecreasedtoonly0.8%and0.8%in2012-2013.【Conclusion】InthewholeprovinceofShaanxi,thenitrogenfertilizeramountsforwinterwheataremuchmorethannecessary;thephosphatefertilizerisaveragelyreasonable,buttheexcessiveandinsufficientcoexist;thepotassiumfertilizerapplicationsarenotfullyrecognized,theorganicmanureinputsareseriouslydeficient.Thetopdressingoffertilizershouldbesupplementaryforhigherefficiency.

ShaanxiProvince;winterwheat;yield;N;P2O5;K2O

2014-05-16接受日期: 2014-12-03網(wǎng)絡(luò)出版日期: 2015-04-24

國家自然科學(xué)基金(31272250); 中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金(QN2011154); 農(nóng)業(yè)公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(201103003); 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系專項(xiàng)資金資助。

趙護(hù)兵(1974—)， 男， 陜西乾縣人， 博士， 副教授， 主要從事西北旱地養(yǎng)分資源管理研究。E-mail:zhaohubing@hotmail.com

S512.1.062

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1008-505X(2016)01-0245-09