秦永林 于 靜 陳 楊 賈立國(guó) 蘇亞拉其其格 樊明壽

（1 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010019；2 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)草原與資源環(huán)境學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特 010011）

內(nèi)蒙古是我國(guó)重要的馬鈴薯產(chǎn)區(qū)，馬鈴薯種植面積及總產(chǎn)量均居全國(guó)前列，但是內(nèi)蒙古馬鈴薯的單產(chǎn)水平非常低，僅為全國(guó)平均水平的80%，不足發(fā)達(dá)國(guó)家的1/3（國(guó)家統(tǒng)計(jì)局，2018；李文華 等，2018）。除品種、氣候、種薯質(zhì)量、病害等因素外，養(yǎng)分管理水平上的參次不齊是限制馬鈴薯產(chǎn)量的重要因素（Hu et al.，2012；于靜 等，2013；Jia et al.，2018）。

要提高馬鈴薯的產(chǎn)量水平，加速馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，需要充分了解馬鈴薯生產(chǎn)中存在的問題，特別是養(yǎng)分管理水平及養(yǎng)分利用現(xiàn)狀（秦永林和樊明壽，2011；Ribeiro et al.，2018）。內(nèi)蒙古灌溉馬鈴薯的面積雖僅為馬鈴薯總播種面積的1/3左右，但其對(duì)總產(chǎn)量的貢獻(xiàn)較大，肥料消耗巨大。為此，筆者及所在團(tuán)隊(duì)對(duì)內(nèi)蒙古主產(chǎn)區(qū)灌溉馬鈴薯的生產(chǎn)狀況進(jìn)行了走訪調(diào)查，從肥料用量、養(yǎng)分比例、施肥方式等方面對(duì)灌溉馬鈴薯施肥現(xiàn)狀進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析影響馬鈴薯肥料利用效率提高的限制因子，旨在為內(nèi)蒙古馬鈴薯生產(chǎn)中養(yǎng)分優(yōu)化管理提供理論依據(jù)。

1 調(diào)研方法

1.1 調(diào)查范圍及方法

調(diào)查于2013～2016年在內(nèi)蒙古9個(gè)主要種植馬鈴薯的旗（縣）進(jìn)行，調(diào)查區(qū)域位于陰山丘陵區(qū)，該區(qū)域?qū)儆诎敫珊荡箨懶詺夂颍寥罏槔踱}土，馬鈴薯種植區(qū)的氣候和土壤特點(diǎn)基本相似。每個(gè)旗（縣）隨機(jī)選取10個(gè)村，每個(gè)村對(duì)2個(gè)農(nóng)戶進(jìn)行入戶調(diào)查，剔除數(shù)據(jù)缺失問卷，調(diào)查有效樣本數(shù)為749。

1.2 調(diào)查內(nèi)容

調(diào)查內(nèi)容包括農(nóng)田基本性質(zhì)、前茬作物情況、馬鈴薯播種時(shí)間及收獲情況、種植過程中的水肥管理及病蟲害防治、產(chǎn)量等。

1.3 指標(biāo)及計(jì)算方法

養(yǎng)分含量：?jiǎn)钨|(zhì)肥料按各肥料標(biāo)準(zhǔn)含量計(jì)算，復(fù)合肥與專用肥按肥料包裝標(biāo)識(shí)值計(jì)算，有機(jī)肥按公開發(fā)表的各種有機(jī)肥料的養(yǎng)分含量折算（張福鎖等，2010）。

氮肥偏生產(chǎn)力（PFPN，kg·kg-1）=馬鈴薯產(chǎn)量（kg ·hm-2）/馬鈴薯氮肥施用量（N，kg·hm-2）

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 24.0和Excel 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 內(nèi)蒙古灌溉馬鈴薯的肥料施用現(xiàn)狀

2.1.1 農(nóng)戶肥料施用量 表1為農(nóng)戶肥料投入狀況，肥料推薦用量是內(nèi)蒙古馬鈴薯高產(chǎn)高效理論與技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)結(jié)合測(cè)土配方及近15 a 多點(diǎn)試驗(yàn)得出的結(jié)論（段玉 等，2008；樊明壽 等，2008；聶向榮，2009；井濤，2012；秦永林，2013；于靜，2014；何丹丹，2018）。從表1中可以看出，農(nóng)戶氮肥用量比推薦用量高26.0%；磷肥的平均用量與推薦用量基本吻合，鉀肥的用量還存在投入不足的現(xiàn)象。從極差數(shù)據(jù)可以看出，農(nóng)戶間肥料用量差異較大，氮、磷、鉀肥的極差分別為815、552、780 kg·hm-2，可見當(dāng)?shù)氐姆柿贤度雰杉?jí)分化十分明顯。2.1.2農(nóng)戶肥料施用量合理程度評(píng)價(jià) 從圖1可以看出，61.2%的農(nóng)戶氮肥用量集中在150～450 kg ·hm-2，72.0%的農(nóng)戶磷肥用量集中在1～135 kg ·hm-2，68.1%的農(nóng)戶鉀肥用量集中在1～135 kg ·hm-2，剩余的農(nóng)戶肥料用量分布在不同的水平，施用量差異較大。以推薦施肥用量上下浮動(dòng)25%確定施肥偏低、施肥適中、施肥偏高3個(gè)等級(jí)，可以看出，農(nóng)戶氮肥用量合理的僅占32.7%，偏高的農(nóng)戶占45.1%；磷肥投入適中的農(nóng)戶僅占15.4%；鉀肥投入適中的農(nóng)戶僅占7.1%。

表1 農(nóng)戶肥料投入狀況及差異 kg·hm-2

圖1 農(nóng)戶施肥量頻率分布

2.2 內(nèi)蒙古灌溉馬鈴薯的肥料利用效率

作物肥料利用效率的表示方法很多，本文獲得的是農(nóng)戶調(diào)研數(shù)據(jù)，沒有無肥區(qū)馬鈴薯產(chǎn)量，因此肥料利用效率以肥料偏生產(chǎn)力表示，而且由于氮肥施用量較大，所以重點(diǎn)分析評(píng)價(jià)馬鈴薯的氮肥偏生產(chǎn)力（PFPN）。

圖2 不同種植規(guī)模氮肥利用效率的差異

2.2.1 種植規(guī)模對(duì)氮肥利用效率的影響 將調(diào)研數(shù)據(jù)按種植規(guī)模進(jìn)行分組，以13.3 hm2（200畝）劃分農(nóng)戶的種植規(guī)模，≥13.3 hm2的農(nóng)戶認(rèn)定為種植大戶，＜13.3 hm2的認(rèn)定為小農(nóng)戶。結(jié)果表明（圖2），小農(nóng)戶的氮肥偏生產(chǎn)力較低，種植大戶的氮肥偏生產(chǎn)力相對(duì)較高（P＜0.01）。以氮肥偏生產(chǎn)力100、150 kg·kg-1劃分氮肥利用效率的高低，其中100 kg·kg-1是當(dāng)?shù)伛R鈴薯平均氮肥偏生產(chǎn)力，150 kg·kg-1是合理養(yǎng)分管理能達(dá)到的氮肥偏生產(chǎn)力，可以看出，PFPN≤100 kg·kg-1的小農(nóng)戶占57.3%，而種植大戶所占的比例為43.8%；PFPN＞150 kg·kg-1的小農(nóng)戶僅占18.6%，而種植大戶所占比例為26.8%。

2.2.2 氮肥施用量對(duì)氮肥利用效率的影響 調(diào)查結(jié)果顯示（圖3），氮肥用量與PFPN呈顯著的冪函數(shù)關(guān)系，在氮肥用量較低的區(qū)域，高PFPN農(nóng)戶和低PFPN農(nóng)戶共存，但是在氮肥高投入的區(qū)域，不存在氮肥利用效率高的農(nóng)戶?？梢?，氮肥用量大是目前馬鈴薯氮肥利用效率低的重要因素。在調(diào)查的749個(gè)農(nóng)戶中，PFPN＜100 kg·kg-1的農(nóng)戶占全部農(nóng)戶的58%，這個(gè)區(qū)域是未來肥料減施增效工作的對(duì)象。

圖3 不同氮肥用量與PFPN的關(guān)系

圖4 不同產(chǎn)量的馬鈴薯氮肥偏生產(chǎn)力的差異

2.2.3 馬鈴薯產(chǎn)量水平對(duì)氮肥利用效率的影響 調(diào)查區(qū)域馬鈴薯的平均產(chǎn)量為30 000 kg·hm-2，將749個(gè)農(nóng)戶以30 000 kg·hm-2為標(biāo)準(zhǔn)劃分為高產(chǎn)農(nóng)戶（產(chǎn)量≥30 000 kg·hm-2）、低產(chǎn)農(nóng)戶（＜30 000 kg·hm-2）。在低產(chǎn)農(nóng)戶中，PFPN≤100 kg·kg-1的農(nóng)戶占全部農(nóng)戶的66.7%，PFPN＞150 kg·kg-1的農(nóng)戶僅占14.5%；而高產(chǎn)農(nóng)戶中PFPN≤100 kg ·kg-1的農(nóng)戶占全部農(nóng)戶的40.7%，PFPN＞150 kg ·kg-1的農(nóng)戶占29.1%（圖4）?？梢婑R鈴薯氮肥利用效率與馬鈴薯產(chǎn)量是呈正相關(guān)的。

2.2.4 各因素與氮肥利用效率的相關(guān)性分析 農(nóng)戶種植規(guī)模、產(chǎn)量、氮肥施用量與氮肥偏生產(chǎn)力都存在顯著相關(guān)關(guān)系，氮肥偏生產(chǎn)力與農(nóng)戶種植規(guī)模呈顯著正相關(guān)（P=0.127），與產(chǎn)量呈極顯著正相關(guān)（P=0.334），與氮肥施用量呈極顯著負(fù)相關(guān)（P=-0.689）。

3 討論

內(nèi)蒙古馬鈴薯的產(chǎn)量低于全國(guó)水平，不足發(fā)達(dá)國(guó)家的1/3（國(guó)家統(tǒng)計(jì)局，2018；李文華 等，2018），其中除品種、氣候、種薯質(zhì)量、病害等因素外，養(yǎng)分管理的不合理、肥料投入的隨機(jī)性、粗放性是主要的限制因素（鄭海春 等，2010；秦永林 等，2013；馮志文 等，2017）。但是內(nèi)蒙古馬鈴薯的種植模式多樣，有旱作與灌溉的區(qū)別，而這兩種種植模式的資源投入及產(chǎn)量相差極大，不能一概而論，為此，課題組開展了內(nèi)蒙古灌溉馬鈴薯施肥現(xiàn)狀的調(diào)研。對(duì)內(nèi)蒙古馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)的749戶農(nóng)戶調(diào)查表明，該區(qū)域氮肥的投入量比推薦用量高26.0%。如果將農(nóng)戶施肥情況按照推薦用量進(jìn)行分級(jí)，合理施氮的農(nóng)戶僅為32.7%，合理施磷的農(nóng)戶僅為15.4%，合理施鉀的農(nóng)戶僅為7.1%，大部分農(nóng)戶肥料用量不合理。這種不合理的現(xiàn)象一方面制約馬鈴薯產(chǎn)量的提高，另一方面造成肥料利用效率低，環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大，而且長(zhǎng)期的不合理施肥會(huì)嚴(yán)重?fù)p害土壤的生產(chǎn)能力，使得高效率的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)難以為繼；此外，高投入低產(chǎn)出成為馬鈴薯生產(chǎn)效益下滑的重要因素，制約產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。有研究報(bào)道，在內(nèi)蒙古馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)，20世紀(jì)50年代馬鈴薯的氮肥利用效率為59.4%（戴慶林 等，2000），而現(xiàn)在僅為20%左右，氮肥利用效率顯著下降。與10 a 前該地區(qū)馬鈴薯施肥狀況相比較，區(qū)域氮肥、磷肥、鉀肥的投入都有明顯增加，氮肥投入合理的農(nóng)戶所占比例降低，投入偏高的農(nóng)戶增加；對(duì)于磷肥和鉀肥而言，不施肥的農(nóng)戶大大減少（陳楊 等，2012），尤其是鉀肥，現(xiàn)在92.5%的農(nóng)戶都施用鉀肥，這些鉀肥一方面是以復(fù)合肥的形式施入，另一方面是農(nóng)戶了解到馬鈴薯是需鉀較多的作物而自行投入的。王圣瑞等（2003）對(duì)陜西省馬鈴薯施肥狀況進(jìn)行調(diào)查，表明施肥不足與過量現(xiàn)象共存，施肥不合理、不平衡是制約產(chǎn)量提高的主要因素，與內(nèi)蒙古馬鈴薯養(yǎng)分管理存在的問題相似。

調(diào)查結(jié)果表明，種植大戶獲得高PFPN的比例較高，PFPN＞150 kg·kg-1的種植大戶所占比例比小農(nóng)戶增加了8.2個(gè)百分點(diǎn)，而PFPN≤100 kg ·kg-1的種植大戶所占比例比小農(nóng)戶降低了13.5個(gè)百分點(diǎn)（圖2）。這可能是由于種植大戶管理方式較先進(jìn)，對(duì)新技術(shù)、新信息的接受程度較高。因此，獲得最大肥料利用效率的適宜種植單元面積值得研究，而且在農(nóng)戶中盡快普及先進(jìn)的管理方式，推廣新技術(shù)、新模式是非常必要和迫切的。

調(diào)查結(jié)果還表明，氮肥投入量低的農(nóng)戶，獲得高PFPN的比例占1/3，而氮肥投入量高的農(nóng)戶中，71.1%的農(nóng)戶是不能獲得高氮肥利用效率的（圖3）。另外，高產(chǎn)農(nóng)戶中PFPN＞100 kg·kg-1的比例大大增加，占全部農(nóng)戶的59.3%，而低產(chǎn)農(nóng)戶中，PFPN＞100 kg·kg-1的比例僅占全部農(nóng)戶的33.3%，高產(chǎn)農(nóng)戶比低產(chǎn)農(nóng)戶增加了26.0個(gè)百分點(diǎn)（圖4）。降低氮肥施用量、增加產(chǎn)量可以顯著提高氮肥利用效率。在生產(chǎn)中，應(yīng)通過選用優(yōu)良品種、做好病蟲害防治、確定適宜的栽培模式、合理養(yǎng)分管理等綜合措施，提高馬鈴薯的產(chǎn)量進(jìn)而提高肥料利用效率。

4 結(jié)論

內(nèi)蒙古灌溉馬鈴薯肥料施用量存在不合理的現(xiàn)象，氮肥投入過高，磷、鉀肥投入過量與不足并存。58%的農(nóng)戶馬鈴薯氮肥偏生產(chǎn)力低于100 kg ·kg-1，種植規(guī)模、氮肥施用量、產(chǎn)量水平與其密切相關(guān)。