張懷志，唐繼偉，袁 碩，黃紹文

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081)

截至2016年底，我國(guó)設(shè)施蔬菜面積約391.5萬(wàn)hm2，其播種面積、產(chǎn)量和總產(chǎn)值分別占蔬菜總播種面積、總產(chǎn)量和總產(chǎn)值的21.5%、30.5%和62.7%[1]，設(shè)施栽培改善了蔬菜生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境條件，導(dǎo)致茬口眾多，為我國(guó)蔬菜周年均衡供應(yīng)提供了重要保障，成為農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的重要支柱。同時(shí)，設(shè)施蔬菜的施肥問題也受到普遍關(guān)注，張彥才等對(duì)河北省243個(gè)大棚黃瓜、番茄和甜椒施肥情況調(diào)查表明，化肥氮、磷養(yǎng)分平均施用量分別超出需要量的0.8～2.5和9.2～19.1倍，氮磷鉀比例嚴(yán)重失調(diào)[2]；王蓉等調(diào)查了江蘇連云港市500個(gè)溫室大棚的施肥情況，認(rèn)為大多數(shù)大棚生產(chǎn)采用高氮、極高磷和高鉀施肥模式，養(yǎng)分投入不平衡[3]；高峻嶺等對(duì)山東省青島市設(shè)施蔬菜施肥情況進(jìn)行了調(diào)查，從養(yǎng)分平衡角度分析了設(shè)施黃瓜和番茄N、P2O5、K2O過(guò)量施用問題[4]；馮武煥等對(duì)西安市設(shè)施菜地施肥情況調(diào)查表明，N、P2O5、K2O用量平均分別達(dá)到868.5～883.5、544.5～684.0、496.5～724.5 kg/hm2，設(shè)施蔬菜化肥用量超量[5]。但應(yīng)該看到，這些調(diào)查涉及茬口、作物類型等數(shù)量較少，對(duì)有機(jī)肥N與化肥N投入比例、基肥化肥養(yǎng)分占化肥養(yǎng)分總量比例等涉及養(yǎng)分管理對(duì)策方面調(diào)查研究鮮見報(bào)道。本文立足于設(shè)施蔬菜化肥減施對(duì)策，開展多茬口多作物施肥現(xiàn)狀調(diào)查，分析其存在問題，以期為化肥減施，實(shí)現(xiàn)到2020年化肥零增長(zhǎng)，推動(dòng)設(shè)施蔬菜優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)域選擇

在對(duì)歷年統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)設(shè)施菜地種植面積和種植歷史，在天津市和河北省確定對(duì)蔬菜種植面積超過(guò)6 000 hm2的典型縣域進(jìn)行設(shè)施蔬菜施肥調(diào)查，共選擇了天津市武清區(qū)、西青區(qū)，河北省定興縣、青縣、永清縣、藁城區(qū)、高邑縣7個(gè)縣區(qū)。

1.2 調(diào)查方法

調(diào)查時(shí)間為2016年9月到2017年1月，按照預(yù)先制訂的調(diào)查表到溫室或者大棚，通過(guò)問答，逐戶實(shí)地調(diào)查農(nóng)戶有機(jī)肥及化肥用量及品種、養(yǎng)分含量、施用方法、施用時(shí)間；仔細(xì)查詢農(nóng)戶所用化學(xué)肥料包裝袋，記錄不同肥料養(yǎng)分含量；采集部分有機(jī)肥樣品帶回實(shí)驗(yàn)室測(cè)定其氮磷鉀養(yǎng)分含量。調(diào)查同時(shí)，在地塊內(nèi)按S形布點(diǎn)或梅花形布點(diǎn)，采取耕層土壤樣品。一般一個(gè)縣區(qū)每種栽培方式每種主要茬口蔬菜調(diào)查5個(gè)以上農(nóng)戶。本次調(diào)查的蔬菜有番茄、黃瓜、茄子、菠菜、芹菜5種，栽培方式為日光溫室和塑料大棚，設(shè)施使用年限4～21年，栽培制度有大棚早春茬黃瓜、大棚秋延茬黃瓜、大棚春茬黃瓜、溫室春茬番茄、溫室冬春茬番茄、溫室秋延茬番茄、溫室越冬長(zhǎng)茬番茄、溫室冬春茬黃瓜、溫室秋冬茬黃瓜、溫室秋延茬黃瓜、溫室越冬長(zhǎng)茬黃瓜、溫室越冬長(zhǎng)茬茄子、溫室秋冬茬芹菜、溫室秋冬茬菠菜、溫室春茬黃瓜15種，共156個(gè)農(nóng)戶。

1.3 數(shù)據(jù)分析

1)調(diào)查數(shù)據(jù)用Excel 2010進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2)養(yǎng)分推薦量估算采用基于土壤養(yǎng)分系統(tǒng)管理理念的設(shè)施蔬菜施肥量簡(jiǎn)便快速推薦方法[6]。

養(yǎng)分推薦量=養(yǎng)分吸收量×校正系數(shù)

(1)

養(yǎng)分吸收量=目標(biāo)產(chǎn)量×單位產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量

(2)

中等肥力土壤條件下∶

N推薦量=N吸收量×1.35

(3)

P2O5推薦量=P2O5吸收量×1.0

(4)

K2O推薦量=K2O吸收量×1.0

(5)

蔬菜單位產(chǎn)量(1 t產(chǎn)品)養(yǎng)分吸收量數(shù)據(jù)為本研究團(tuán)隊(duì)2009～2016年多點(diǎn)肥料試驗(yàn)結(jié)果及有關(guān)文獻(xiàn)[7-10]。中等肥力水平標(biāo)準(zhǔn)請(qǐng)參見文獻(xiàn)[11]。

3)養(yǎng)分用量超出倍數(shù)計(jì)算

養(yǎng)分用量超出倍數(shù)=農(nóng)戶肥料養(yǎng)分用量/養(yǎng)分推薦量-1

(6)

2 結(jié)果與分析

2.1 設(shè)施蔬菜N、P2O5和K2O養(yǎng)分投入量

表1～3表明，津冀地區(qū)設(shè)施蔬菜單茬N、P2O5和K2O施用量大幅高于其推薦量，平均分別超出推薦量的2.2、8.4和2.3倍。河北省N、P2O5和K2O用量超出推薦量倍數(shù)平均為2.2、8.4和2.5倍；所有栽培制度中，溫室秋延茬黃瓜N、P2O5和K2O用量超出其推薦量的倍數(shù)平均分別為4.8、10.5和4.2倍，養(yǎng)分總用量(N+P2O5+K2O)超出總推薦量的5.5倍，在河北省所有栽培制度中最高；溫室秋冬茬黃瓜N、P2O5和K2O用量超出其推薦量的倍數(shù)平均分別為3.2、12.2和3.9倍，養(yǎng)分總用量超出總推薦量5.0倍，位列河北省所有栽培制度第二；溫室春茬番茄的N、P2O5和K2O用量超出其推薦量的倍數(shù)平均分別為0.3、2.6和0.4倍，養(yǎng)分總用量超出總推薦量0.6倍，是河北省所有栽培制度中最低的。天津市N、P2O5和K2O用量超出推薦量倍數(shù)平均為2.1、8.4和1.7倍；所有栽培制度中，溫室春茬黃瓜N、P2O5和K2O用量超出其推薦量的倍數(shù)平均分別為2.8、9.4和3.1倍，養(yǎng)分總用量超出總推薦量4.0倍，是天津市所有栽培制度中最高的；溫室秋冬茬芹菜N、P2O5和K2O用量超出其推薦量的倍數(shù)平均分別為1.1、5.0和0.8倍，養(yǎng)分總用量超出總推薦量1.6倍，在天津市所有栽培制度中最低。

表1 津冀地區(qū)設(shè)施蔬菜氮養(yǎng)分用量統(tǒng)計(jì)及超量情況估算

表2 津冀地區(qū)設(shè)施蔬菜磷(P2O5)養(yǎng)分用量統(tǒng)計(jì)及超量情況估算

表3 津冀地區(qū)設(shè)施蔬菜鉀(K2O)養(yǎng)分用量統(tǒng)計(jì)及超量情況估算

不同栽培方式同一作物單茬N、P2O5和K2O施用量超出推薦量的倍數(shù)差異較大。從表1～3可以看出，河北省溫室栽培單茬黃瓜N、P2O5和K2O施用量超出推薦量的倍數(shù)平均分別為3.3、9.5和3.9倍，而大棚栽培單茬黃瓜N、P2O5和K2O施用量超出推薦量的倍數(shù)平均分別為1.5、5.8和2.2倍。即使是同一栽培方式同一作物，不同茬口N、P2O5和K2O施用量超出推薦量倍數(shù)也存在差異，如溫室栽培黃瓜，其秋延茬、秋冬茬、越冬長(zhǎng)茬、冬春茬的N施用量平均分別為712.5、948.0、2 457.0和 1 417.5 kg/hm2，超出各自推薦量的4.8、3.2、2.5和2.5倍；P2O5投入量平均依次為547.5、1 155.0、2 227.5和1 408.5 kg/hm2，分別超出推薦量的倍數(shù)依次為10.5、12.2、7.3和8.0倍；K2O用量平均分別為607.5、1 050.0、3 118.5和1 803.0 kg/hm2，超出推薦量的倍數(shù)依次為4.2、3.9、3.7和3.7倍。同為溫室春茬番茄，天津市N、P2O5和K2O用量超出推薦量的倍數(shù)分別為2.6、11.9和2.0倍，而河北省N、P2O5和K2O用量超出推薦量的倍數(shù)僅為0.3、2.7、0.4倍，這意味著天津市溫室番茄N過(guò)量應(yīng)用現(xiàn)象更為嚴(yán)重。

2.2 設(shè)施蔬菜養(yǎng)分投入比例

蔬菜要求鉀多磷少[11-14]，一般N、P2O5和K2O吸收比例為1∶0.3～0.5∶1.0～1.5[11]。表4顯示，津冀兩地設(shè)施蔬菜施用養(yǎng)分總量N∶P2O5∶K2O=1∶1.05∶1.09，有機(jī)肥N∶P2O5∶K2O=1∶1.50∶ 1.10，基肥化肥N∶P2O5∶K2O=1∶1.38∶0.92，P2O5用量占比過(guò)高，遠(yuǎn)超需求，可大幅度降低；追肥化肥N∶P2O5∶K2O=1∶0.47∶1.26，磷用量比例尚可。河北省設(shè)施蔬菜投入養(yǎng)分總量N∶P2O5∶K2O=1∶1.07∶1.20，有機(jī)肥N∶P2O5∶K2O=1∶1.09∶1.20，基肥化肥N∶P2O5∶K2O=1∶1.39∶0.59，追肥化肥N∶P2O5∶K2O=1∶0.53∶1.50，投入的養(yǎng)分總量、有機(jī)肥、基肥化肥P2O5占比超過(guò)需求，應(yīng)該大幅度降低，追肥化肥P2O5還可適當(dāng)降低。天津市設(shè)施蔬菜施用養(yǎng)分總量N∶P2O5∶K2O=1∶1.04∶ 0.94，有機(jī)肥N∶P2O5∶K2O=1∶1.45∶1.04，基肥化肥N∶P2O5∶K2O=1∶1.37∶1.13，追肥化肥N∶P2O5∶K2O=1∶0.38∶0.85，投入的養(yǎng)分總量、有機(jī)肥、基肥化肥P2O5用量占比超過(guò)需求，應(yīng)該大幅度降低，追肥化肥P2O5用量占比較為適宜。

津冀兩地P2O5占比過(guò)高的原因與肥料施用品種有關(guān)。調(diào)查發(fā)現(xiàn)復(fù)合肥是菜農(nóng)施用的主要化肥品種，高磷肥料品種三元復(fù)合肥或沖施肥(如19-19-19、15-15-15、17-17-17、18-18-18、12-12-17)、磷酸二銨(14-39-0)等占了較大比例。有機(jī)肥用量過(guò)高也是造成P2O5比例過(guò)高的原因之一，統(tǒng)計(jì)表明，所有農(nóng)戶施用的有機(jī)肥中P2O5含量已普遍超出作物養(yǎng)分推薦量，河北省設(shè)施蔬菜單茬有機(jī)肥P2O5施用量平均超出推薦量4.7倍，超出倍數(shù)最高的是溫室秋延茬番茄，其有機(jī)肥P2O5施用量平均超出其推薦量的9.3倍；最低的是溫室春茬番茄，其有機(jī)肥P2O5施用量平均超出其推薦量的0.9倍。天津市設(shè)施蔬菜單茬有機(jī)肥P2O5投入量平均超出推薦量4.3倍，超出倍數(shù)最高的是溫室秋冬茬菠菜，其有機(jī)肥P2O5施用量平均超出其推薦量的5.4倍；最低的是溫室秋冬茬芹菜，其有機(jī)肥P2O5施用量平均超出其推薦量的2.8倍。

表4 津冀地區(qū)設(shè)施蔬菜養(yǎng)分施用量的N∶P2O5∶K2O比例估算

2.3 設(shè)施蔬菜養(yǎng)分投入來(lái)源

蔬菜生長(zhǎng)快，生長(zhǎng)所需的養(yǎng)分需要肥料供應(yīng)，尤其是化肥供應(yīng)。津冀兩地設(shè)施蔬菜施肥調(diào)查表明，兩地施用的有機(jī)肥中主要有雞糞、牛糞、豬糞、商品有機(jī)肥(含生物有機(jī)肥)，以及菌渣、餅肥、油渣等，兩地施用習(xí)慣有差異，其中河北省設(shè)施蔬菜單茬畜禽糞便用量平均為28.9 t/hm2，商品有機(jī)肥平均用量為1.5 t/hm2；天津市設(shè)施蔬菜單茬畜禽糞便用量平均為17.5 t/hm2，商品有機(jī)肥平均用量為3.2 t/hm2。農(nóng)戶間有機(jī)肥用量差異較大，河北省永清縣設(shè)施蔬菜基地農(nóng)戶畜禽糞便用量最多達(dá)到171.6 t/hm2，同時(shí)也有20%的農(nóng)戶不施用畜禽糞便。津冀兩地設(shè)施蔬菜栽培都極少施用秸稈，所有被調(diào)查的156個(gè)農(nóng)戶中，天津市僅有1戶、河北省有2戶施用玉米秸稈。但化肥品種繁多，可分為復(fù)混肥(含沖施肥)、復(fù)合肥、單質(zhì)肥料、功能性肥料(氨基酸、腐植酸沖施肥)等。

包括設(shè)施蔬菜在內(nèi)的作物投入的有機(jī)肥養(yǎng)分占總養(yǎng)分的較適宜比例一般為40%～50%[15-17]。表5顯示了津冀兩地不同栽培制度下有機(jī)肥和化肥中的N、P2O5和K2O用量比例，河北省設(shè)施蔬菜N用量中，平均有40%來(lái)自有機(jī)肥，60%來(lái)自化肥，總體上有機(jī)肥養(yǎng)分占比較為適宜；各栽培制度中，有機(jī)肥N用量占總N用量比例最高的是溫室冬春茬番茄(63%)，最低的是大棚秋延茬黃瓜(16%)，差異明顯。P2O5用量中，平均55%來(lái)自有機(jī)肥，45%來(lái)自化肥；有機(jī)肥P2O5用量占P2O5總用量比例最高的是溫室越冬長(zhǎng)茬番茄(72%)，最低的是大棚秋延茬黃瓜(23%)。K2O用量中，平均37%來(lái)自有機(jī)肥，63%來(lái)自化肥；有機(jī)肥K2O用量占K2O總用量比例最高的是溫室秋延茬番茄(59%)，最低的是大棚秋延茬黃瓜(16%)。天津市設(shè)施蔬菜N用量中，平均40%來(lái)自有機(jī)肥，60%來(lái)自化肥，總體上有機(jī)肥養(yǎng)分占比較為適宜；各栽培制度中，有機(jī)肥N用量占N總用量比例最高的是溫室春茬番茄(44%)，最低的是溫室春茬黃瓜(34%)。P2O5用量中，平均60%來(lái)自有機(jī)肥，40%來(lái)自化肥；有機(jī)肥P2O5用量占P2O5總用量比例最高的是溫室秋冬茬菠菜(77%)，最低的是溫室春茬黃瓜(49%)。K2O用量中，有機(jī)肥平均占55%，化肥占45%；有機(jī)肥K2O用量占K2O總用量比例最高的是溫室秋冬茬菠菜(68%)，最低的是溫室春茬黃瓜(34%)。同為溫室春茬番茄，天津市有機(jī)肥N、P2O5和K2O用量占其相應(yīng)的養(yǎng)分總量(有機(jī)肥+無(wú)機(jī)肥)的比例依次為44%、59%和40%，河北省有機(jī)肥N、P2O5和K2O用量占其相應(yīng)養(yǎng)分總量(有機(jī)肥+無(wú)機(jī)肥)的比例依次為29%、53%和21%，這意味著天津市和河北省農(nóng)戶施肥習(xí)慣存在一定差異。

表5 津冀地區(qū)設(shè)施蔬菜有機(jī)肥與化肥養(yǎng)分用量比例

2.4 設(shè)施蔬菜基肥化肥養(yǎng)分用量及其占總養(yǎng)分用量比例

設(shè)施蔬菜基肥化肥養(yǎng)分用量占化肥(基肥+追肥)養(yǎng)分總量的適宜比例為15%～20%[6]。從表6中可以看到，津冀地區(qū)設(shè)施蔬菜各種栽培制度中，基肥化肥養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)用量占化肥(基肥+追肥)養(yǎng)分總量比例為36.3%，基肥化肥用量明顯偏高。

河北省基肥化肥養(yǎng)分用量占化肥養(yǎng)分總量比例平均為31.4%，比例偏高。12種栽培制度中，溫室冬春茬黃瓜基肥化肥養(yǎng)分用量占化肥養(yǎng)分總量比例最小(14.7%)，比例相對(duì)合理；基肥化肥養(yǎng)分用量占比最高的為溫室秋延茬番茄(52.4%)，比例不合理。

天津市設(shè)施蔬菜中，基肥化肥養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)用量占化肥(基肥+追肥)養(yǎng)分總量比例為48.2%，4種種植制度中，基肥化肥養(yǎng)分用量占比最低的溫室春茬黃瓜為37.8%；總之，基肥化肥用量明顯偏高。

表6 津冀地區(qū)設(shè)施蔬菜基肥化肥養(yǎng)分用量及其占化肥養(yǎng)分總量比例情況

3 結(jié)論

津冀兩地設(shè)施蔬菜N、P2O5和K2O投入嚴(yán)重超量，平均分別超出推薦量的2.5、10.4和2.5倍，應(yīng)高度重視化肥減施問題。

津冀兩地設(shè)施蔬菜養(yǎng)分總量、有機(jī)肥和基肥化肥的N∶P2O5∶K2O比例均不合理，P2O5占比過(guò)高，養(yǎng)分總量N∶P2O5∶K2O=1∶1.05∶1.09，有機(jī)肥N∶P2O5∶K2O=1∶1.50∶1.10，基肥化肥N∶P2O5∶K2O=1∶1.38∶0.92；而追肥化肥N∶P2O5∶K2O比例(1∶0.47∶1.26)較為合理。為此，設(shè)施蔬菜施肥中，在減少化肥用量的同時(shí)，應(yīng)協(xié)調(diào)N、P2O5、K2O比例，盡量選用低磷化肥品種。

津冀兩地設(shè)施蔬菜基肥化肥養(yǎng)分用量占化肥(基肥+追肥)養(yǎng)分總量的比例明顯偏高，基肥化肥養(yǎng)分(N+P2O5+K2O)用量占化肥養(yǎng)分總量比例平均達(dá)到36.3%，明顯高于基肥化肥養(yǎng)分用量占化肥養(yǎng)分總量的適宜比例(15%～20%)，應(yīng)重視調(diào)整化肥基追比例問題。

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