湯明堯，沈重陽，傅國(guó)海，阿曼古麗·艾則孜，周黎明

(1.新疆維吾爾自治區(qū)土壤肥料工作站，新疆 烏魯木齊 830006； 2.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)土地科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京 100193；3.全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心，北京 100125； 4.昌吉州農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，新疆 昌吉 831100)

0 引言

新疆地處歐亞大陸腹地，是我國(guó)主要的棉花及林果生產(chǎn)基地，同時(shí)也是脫貧攻堅(jiān)的主戰(zhàn)場(chǎng)，種植業(yè)是新疆深度貧困地區(qū)的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，種植業(yè)增收是當(dāng)?shù)刎毨裘撠毜闹饕緩街籟1]。當(dāng)前種植業(yè)增收，主要是通過增加農(nóng)作物產(chǎn)量來實(shí)現(xiàn)的，而施用化肥是最快、最有效的增產(chǎn)方式[2]。大量研究表明，化肥對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率在35%～66%，施用化肥是提高農(nóng)作物產(chǎn)量的主要手段[3-6]。隨著化肥“零增長(zhǎng)”行動(dòng)的推進(jìn)，各地測(cè)土配方施肥、膜下滴灌水肥一體化等新技術(shù)得以推廣普及，科學(xué)施肥水平明顯提高，不合理施肥現(xiàn)象明顯減少[7-8]。但隨著新疆種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，高需肥量的林果、蔬菜等播種面積不斷增加[9]。由于林果、設(shè)施農(nóng)業(yè)等經(jīng)濟(jì)附加值高，農(nóng)民盲目追求產(chǎn)量，過量施肥現(xiàn)象較為普遍。為此，本文采用農(nóng)戶抽樣定點(diǎn)調(diào)查的方法，對(duì)新疆種植業(yè)化肥施用情況進(jìn)行研究，分析種植業(yè)施肥現(xiàn)狀及存在的問題，以期能更好地指導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)施肥，減少不合理化肥投入，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，增加農(nóng)民收入，實(shí)現(xiàn)化肥減量增效和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)域

調(diào)查涉及昌吉州、吐魯番市、巴州、阿克蘇地區(qū)4個(gè)地(州)、7個(gè)縣(市)、29個(gè)鄉(xiāng)(鎮(zhèn))，共調(diào)查樣本205個(gè)，代表面積2 192.5 hm2，涉及作物有小麥、玉米、棉花、其他大田農(nóng)作物(加工番茄、加工辣椒、向日葵、哈密瓜、西瓜等)、設(shè)施農(nóng)業(yè)(作物以西紅柿、辣椒、黃瓜、葉菜類等為主)、林果(紅棗、葡萄、蘋果、梨等)。具體調(diào)查情況如表1所示。

1.2 調(diào)查方法及內(nèi)容

調(diào)查為定點(diǎn)(地塊)調(diào)查，2016—2019年，每年3—4月份，由經(jīng)過培訓(xùn)的調(diào)查員持預(yù)先制定的調(diào)查表到調(diào)查地塊，通過與此地塊種植戶現(xiàn)場(chǎng)問答，現(xiàn)場(chǎng)填寫調(diào)查表的方式調(diào)查上年度施肥情況。調(diào)查內(nèi)容包括調(diào)查地塊的地點(diǎn)、面積、化肥品種及用量、化肥有效養(yǎng)分含量等。

1.3 數(shù)據(jù)計(jì)算分析

文中涉及的化肥施用量均為折純量，氮肥以純N計(jì)，磷肥以P2O5計(jì)，鉀肥以K2O計(jì)。數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2016進(jìn)行處理和統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各作物化肥施用情況

2.1.1 小麥

小麥?zhǔn)┗收{(diào)查樣本數(shù)26個(gè)，代表面積601.2 hm2。從調(diào)查結(jié)果看，2016年較前一年化肥施用量有所減少或持平的有15個(gè)樣本，增加的有11個(gè)樣本；2017年較前一年施用量有所減少或持平的有13個(gè)樣本，增加的有13個(gè)樣本。小麥單位面積化肥施用情況如圖1所示，小麥?zhǔn)┓室缘蕿橹?，磷肥次之，氮磷肥施用量占化肥施用量?5%以上，鉀肥施用量極少。2015年、2016年、2017年小麥單位面積平均化肥施用量分別為483.0、455.2和424.1 kg/hm2，2016年、2017年分別較前一年減少5.8%和6.8%。

圖1 小麥單位面積化肥施用情況Fig.1 Fertilization per unit area of wheat

2.1.2 玉米

玉米施化肥調(diào)查樣本數(shù)36個(gè)，代表面積675.2 hm2。從調(diào)查結(jié)果看，2016年較前一年化肥施用量有所減少或持平的有26個(gè)樣本，增加的有10個(gè)樣本；2017年較前一年施用量有所減少或持平的有28個(gè)樣本，增加的有8個(gè)樣本。玉米單位面積化肥施用情況如圖2所示，玉米施肥結(jié)構(gòu)與小麥相似，也是以氮肥為主，磷肥次之，氮磷肥施用量占化肥施用量的94%以上，鉀肥施用量少。2015年、2016年、2017年玉米單位面積平均化肥施用量分別為490.3、457.3和432.8 kg/hm2，2016年、2017年分別較前一年減少5.8%和8.1%。

圖2 玉米單位面積化肥施用情況Fig.2 Fertilization per unit area of corn

2.1.3 棉花

棉花施化肥調(diào)查樣本數(shù)39個(gè)，代表面積509.0 hm2。從調(diào)查結(jié)果看，2016年較前一年化肥施用量有所減少或持平的有24個(gè)樣本，增加的有15個(gè)樣本；2017年較前一年施用量有所減少或持平的有27個(gè)樣本，增加的有12個(gè)樣本。棉花單位面積化肥施用情況如圖3所示，雖然棉花施肥結(jié)構(gòu)也是以氮肥為主，磷肥次之，但鉀肥的施用量明顯高于小麥和玉米，且呈逐年增加態(tài)勢(shì)，2017年棉花鉀肥單位面積施用量78.8 kg/hm2，占化肥的比例已達(dá)14.1%。2015年、2016年、2017年棉花單位面積平均化肥施用量分別為657.3、644.4h和557.7 kg/hm2，2016年、2017年分別較前一年減少1.8%和13.5%。2017年棉花化肥施用量大幅減少，應(yīng)該與2017年新疆棉花膜下滴灌技術(shù)大面積推廣普及有關(guān)。

2.1.4 其他大田農(nóng)作物

調(diào)查的其他大田農(nóng)作物有加工番茄、加工辣椒和向日葵等，調(diào)查樣本數(shù)共38個(gè)，代表面積341.0 hm2，從調(diào)查結(jié)果看，2016年較前一年化肥施用量有所減少或持平的有19個(gè)樣本，增加的有19個(gè)樣本；2017年較前一年施用量有所減少或持平的有24個(gè)樣本，增加的有14個(gè)樣本。其他大田農(nóng)作物單位面積化肥施用情況如圖4所示，其他大田農(nóng)作物鉀肥的施用量較高，單位面積施用量都>100 kg/hm2。2015年、2016年、2017年其他大田農(nóng)作物單位面積平均化肥施用量分別為485.9、475.6和440.7 kg/hm2，2016年、2017年分別較前一年減少2.2%和7.3%。

圖4 其他大田農(nóng)作物單位面積化肥施用情況Fig.4 Fertilization per unit area of other field crops

2.1.5 設(shè)施農(nóng)業(yè)

設(shè)施農(nóng)業(yè)一直是過量施肥的重災(zāi)區(qū)，調(diào)查樣本數(shù)20個(gè)，代表面積23.0 hm2[10]。從調(diào)查結(jié)果看，2016年較前一年化肥施用量有所減少或持平的有15個(gè)樣本，增加的有5個(gè)樣本；2017年較前一年施用量有所減少或持平的有11個(gè)樣本，增加的有9個(gè)樣本。設(shè)施農(nóng)業(yè)單位面積化肥施用情況如圖5所示，設(shè)施農(nóng)業(yè)施肥結(jié)構(gòu)明顯不同于常規(guī)的大田農(nóng)作物，以磷肥為主，約占化肥施用量的50%左右，氮肥和鉀肥約各占25%左右。設(shè)施農(nóng)業(yè)單位面積施用化肥量極大，是常規(guī)大田農(nóng)作物的4倍左右。2015年、2016年、2017年單位面積平均化肥施用量高達(dá)2 011.2、1 963.3和1 975.3 kg/hm2，年度波動(dòng)不大，化肥用量一直維持在2 000 kg/hm2左右。設(shè)施農(nóng)業(yè)化肥減量增效任重而道遠(yuǎn)，今后需創(chuàng)新模式，有效遏制當(dāng)前設(shè)施農(nóng)業(yè)普遍過量施肥問題。

圖5 設(shè)施農(nóng)業(yè)單位面積化肥施用情況Fig.5 Fertilization per unit area of facility agriculture

2.1.6 林果

隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，新疆林果業(yè)種植面積越來越大，2017年新疆各種林果種植總面積達(dá)145.87萬hm2[11]。本次調(diào)查的林果有紅棗、葡萄、蘋果和梨等，調(diào)查樣本數(shù)46個(gè)，代表面積43.1 hm2。從調(diào)查結(jié)果看，2016年較前一年化肥施用量有所減少或持平的有22個(gè)樣本，增加的有24個(gè)樣本；2017年較前一年施用量有所減少或持平的有32個(gè)樣本，增加的有14個(gè)樣本。林果單位面積化肥施用情況如圖6所示，林果施肥結(jié)構(gòu)不同于常規(guī)大田農(nóng)作物，以磷肥為主，氮肥次之，鉀肥用量也不低。2015年、2016年、2017年單位面積平均化肥施用量分別為714.4、738.7和727.7 kg/hm2，年度波動(dòng)也不大，化肥用量一直維持在700 kg/hm2以上。

圖6 林果單位面積化肥施用情況Fig.6 Fertilization per unit area of fruit

2.2 種植業(yè)化肥施用情況

種植業(yè)調(diào)查總樣本數(shù)205個(gè)，代表面積2 192.5 hm2。從調(diào)查結(jié)果看，2016年有126個(gè)樣本較前一年化肥施用量有所減少或持平；2017年有141個(gè)樣本較前一年化肥施用量有所減少或持平。

新疆不同作物(種植模式)單位面積化肥施用情況如圖7所示，除設(shè)施農(nóng)業(yè)和林果外，其他作物單位面積化肥用量均呈現(xiàn)逐年減少的趨勢(shì)。設(shè)施農(nóng)業(yè)和林果單位面積化肥施用量高，設(shè)施農(nóng)業(yè)單位面積化肥施用量為種植業(yè)的4倍左右，林果單位面積化肥施用量也比種植業(yè)高30%～50%。對(duì)新疆不同作物(種植模式)單位面積化肥施用量進(jìn)行排序，為設(shè)施農(nóng)業(yè)>林果>棉花>其他大田農(nóng)作物>玉米>小麥。

圖7 種植業(yè)不同作物(種植模式)單位面積化肥施用情況Fig.7 Fertilizer application per unit area of different crops in planting industry

種植業(yè)單位面積化肥施用情況如圖8所示，新疆種植業(yè)單位面積化肥施用量呈逐年減少趨勢(shì)，這與徐洋等[12]得到的全國(guó)種植業(yè)化肥施用情況一致。2015 年、2016年、2017年的單位面積平均化肥施用量分別為546.7、525.9和482.6 kg/hm2，2016年、2017年分別較前一年減少3.8%和8.2%。對(duì)除林果外的種植業(yè)進(jìn)行分析，2015年、2016年、2017年的單位面積平均化肥施用量為543.4、521.7和477.7 kg/hm2，2016年、2017年分別較前一年減少4.0%和8.4%。從施肥的種類來看，新疆種植業(yè)施肥以氮磷肥為主，2015年、2016年、2017年氮肥、磷肥、鉀肥的比例分別為1∶0.60∶0.17、1∶0.58∶0.18和1∶0.63∶0.22，鉀肥比例逐年增大。

3 結(jié)論

新疆種植業(yè)單位面積化肥施用量呈逐年減少趨勢(shì)，2015年、2016年、2017年的單位面積平均化肥施用量分別為546.7、525.9和482.6 kg/hm2，2016年、2017年分別較前一年減少3.8%和8.2%。可見，實(shí)施測(cè)土配方施肥、化肥減量增效等項(xiàng)目成效顯著，化肥減量明顯，種植業(yè)單位面積化肥用量逐年持續(xù)減少。由于設(shè)施農(nóng)業(yè)和林果單位產(chǎn)值高、科學(xué)施肥技術(shù)研究推廣少等原因，過量、不合理施肥現(xiàn)象較普遍，設(shè)施農(nóng)業(yè)和林果業(yè)單位面積化肥施用量大，設(shè)施農(nóng)業(yè)單位面積化肥施用量是種植業(yè)的4倍左右，林果單位面積化肥施用量比種植業(yè)高30%～50%。而隨著種植業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，新疆林果業(yè)種植面積的不斷增加，林果業(yè)的不合理施肥將是新疆實(shí)現(xiàn)化肥使用量持續(xù)“零增長(zhǎng)”主要隱患之一。今后需在繼續(xù)做好小麥、玉米、棉花等常規(guī)大田農(nóng)作物科學(xué)施肥的基礎(chǔ)上，加大林果業(yè)、設(shè)施農(nóng)業(yè)上的科學(xué)施肥研究與推廣，全面提高新疆種植業(yè)科學(xué)施肥水平。