柳開樓,萬長艷,胡丹丹,胡惠文,余喜初,李大明,葉會財,胡志華,宋惠潔
(江西省紅壤研究所/國家紅壤改良工程技術研究中心,南昌 330046)
化學肥料是糧食的“糧食”,其對中國糧食產量的貢獻十分重要[1]。然而,自改革開放以來,由于一味追求高產,中國各個地區(qū)均出現了化肥使用過量的問題,從而導致了化肥利用率較低,由此帶來了化肥資源的嚴重浪費[2,3]。因此,國家農業(yè)部門在2015年2 月17 日出臺制定了《到2020 年化肥使用量零增長行動方案》,力求建立科學合理的施肥體系,從而有力支撐全國農業(yè)的綠色發(fā)展。
江西省是江南魚米之鄉(xiāng),其對國家糧食安全和穩(wěn)定發(fā)揮著巨大作用,同時,該地區(qū)的臍橙、蜜橘、山茶和茶葉等經濟作物也極具特色[4,5]。但是由于農民科技水平偏低,從而導致該地區(qū)同全國其他地區(qū)一樣也普遍存在化肥施用過量的問題[6,7]。因此,面對國家的化肥減施增效行動,明確該地區(qū)的化肥施用現狀就顯得十分迫切。然而,由于江西省不同地市的種植作物存在較大差異,再加上不同地市的發(fā)展不均衡[8],故研究不同地市2015 年之前(國家實施化肥零增長行動之前)的化肥施用現狀,可以為各地區(qū)開展化肥減施增效行動提供參考和借鑒。本研究以《江西省統計年鑒》為基礎,分析江西省不同地市2012—2014 年的氮、磷、鉀肥年均施用量情況,并進一步量化化肥用量與農業(yè)產值的相關關系,以期為江西省不同地市的化肥減施增效行動提供理論依據。
研究區(qū)域為江西省,該地區(qū)位于長江中下游,是全國的主要水稻、柑橘和茶葉等生產區(qū),氣候屬于中亞熱帶,年均氣溫18.1℃,年≥10 ℃積溫6 480 ℃,年均降雨量1 537 mm,年均蒸發(fā)量1 150 mm,年均無霜期289 d,年均日照時數1 950 h。
化肥和農業(yè)產值數據來自2012、2013 和2014 年的《江西省統計年鑒》,氮(N)、磷(P2O5)、鉀(K2O)肥的總施用量包括氮肥、磷肥、鉀肥和復合肥中氮、磷、鉀含量,其中復合肥中氮、磷、鉀含量按照1∶1∶1 型三元相進行折算[9]。農業(yè)產值均按照統計當年的現行價格進行計算,農產品的現行價格指生產者第一次出售農產品的價格,即生產者價格,主要來源于農產品生產者的價格調查,沒有市場價格的農產品則用生產成本代替。
數據分析采用Excel 2007 軟件進行,其中統計分析用SAS 9.1 軟件進行。為消除年際間的變異,準確比較各地市的氮、磷、鉀肥年用量和年均農業(yè)產值變化趨勢,數據為2012、2013 和2014 年的平均值。所有圖件均采用Origin 8.5 軟件進行制作。
從表1 可以看出,2012—2014 年江西省不同地市的化肥施用量存在明顯差異。在江西省全省范圍內,氮肥用量主要以宜春和贛州較高,其次為撫州、九江、吉安、上饒和南昌,景德鎮(zhèn)、萍鄉(xiāng)、新余和鷹潭較低。磷肥用量贛州、撫州和宜春較高,其次為吉安、南昌、九江、上饒,萍鄉(xiāng)、新余、鷹潭和景德鎮(zhèn)較低。鉀肥用量贛州最高,其次為宜春、撫州、吉安、南昌、九江、上饒,萍鄉(xiāng)、新余、景德鎮(zhèn)和鷹潭較低。在11 個地市中,氮、磷、鉀肥均呈現出南昌、九江、贛州、吉安、宜春、撫州和上饒占比較高,氮、磷、鉀肥的累積占比分別為90.09%、88.77%和91.29%;景德鎮(zhèn)、萍鄉(xiāng)、新余和鷹潭的占比較低,氮、磷、鉀肥的累積占比分別為9.91%、11.23%和8.71%。
表1 江西省不同地市的化肥年均施用量和占全省的比例變化(2012—2014 年)
從表2 可以看出,2012—2014 年江西省不同地市的農業(yè)產值存在較大差異。以贛州的農業(yè)產值最高,其次為宜春、吉安、上饒、撫州、南昌和九江,萍鄉(xiāng)、新余、景德鎮(zhèn)和鷹潭較低。結合各地市農業(yè)產值在江西省的占比發(fā)現,贛州、宜春、吉安、上饒、撫州和南昌的占比較高,累計占比為79.06%;九江、萍鄉(xiāng)、新余、景德鎮(zhèn)和鷹潭占比較低,累計占比為20.93%。
表2 江西省不同地市年均農業(yè)產值變化(2012—2014 年)
江西省化肥施用量與農業(yè)產值存在密切關系(圖1),且均可以用線性方程進行擬合(P<0.01)。通過擬合方程的斜率發(fā)現,當氮、磷、鉀肥的施用增加 1 萬 t/年,農業(yè)產值可以提升 41.38 億~72.59 億元/年。同時,磷、鉀肥與農業(yè)產量的擬合方程斜率明顯高于氮肥,說明與氮肥相比,磷、鉀肥對農業(yè)產值的貢獻較大。
圖1 江西省化肥施用量與農業(yè)產值的關系
研究結果表明,2012—2014 年,江西省氮、磷、鉀化肥年均用量贛州和宜春明顯高于其他地市。不同地市的氮、磷、鉀肥用量占全省的比例也存在較大差異,其中以南昌、九江、贛州、吉安、宜春、撫州和上饒的占比最高,其氮、磷、鉀肥占全省的比例累計分別為90.09%、88.77%和91.29%。同時,氮、磷、鉀肥的施用量對江西省的農業(yè)產值貢獻明顯,且磷、鉀肥對農業(yè)產值的貢獻明顯高于氮肥。
在江西省,由于不同地市的面積、主要作物和農業(yè)發(fā)展不平衡[4,5],各地市的化肥用量差異較大,2012—2014 年,氮、磷、鉀肥的用量均呈現出贛州和宜春明顯高于其他地市,這一方面與贛州和宜春市的行政區(qū)劃面積較大有關,另一方面在贛州和宜春市,臍橙、油茶和蜜橘等經濟作物種植面積較大,且由于經濟作物種植效益較高,從而導致該地區(qū)的化肥用量顯著較高[10,11]。因此,在后續(xù)的化肥減施增效行動中,江西省應重點關注贛州和宜春的科學施肥問題。同時,由于臍橙和油茶等作物主要在坡地上種植,水土流失較為嚴重[12-14],關于該地區(qū)科學施肥的政策制定也要考慮水土保持技術的應用。
進一步研究發(fā)現,在江西省的11 個地市中,南昌、九江、贛州、吉安、宜春、撫州和上饒的氮、磷、鉀肥用量在全省的總占比分別為90.09%、88.77%和91.29%,景德鎮(zhèn)、萍鄉(xiāng)、新余和鷹潭的氮、磷、鉀肥用量總占比則分別為9.91%、11.23%和8.71%,這與江西省的農業(yè)產值結果基本一致。充分說明氮、磷、鉀肥對江西省各地市農業(yè)發(fā)展的重要性。通過擬合方程的斜率發(fā)現,磷、鉀肥對農業(yè)產值的貢獻明顯高于氮肥。原因主要與磷、鉀肥在經濟作物上施用較高有關。有研究表明,由于經濟作物的效益較高,且磷、鉀肥對臍橙和蜜橘等的根系生長和品質提升作用明顯[15],從而導致經濟作物的磷、鉀肥用量明顯高于糧食作物[16]。但是,即使在經濟作物上,磷、鉀肥的用量也不是越高越好,特別是在提高作物品質方面,有機肥和中微量元素肥料的作用至關重要[17-19]。因此,在江西省化肥減施增效行動中,除了關注重點地市之外,也要區(qū)分不同作物類型,并進一步在經濟作物上充分考慮有機肥和中微量元素,從而實現該地區(qū)化肥減施和農產品提質增效的雙重目標。此外,由于不同地市的糧食作物和經濟作物種植面積差異較大,而本研究未單獨計算糧食作物和經濟作物等的農業(yè)產值,關于氮、磷、鉀肥用量對農業(yè)產值的貢獻還有待進一步研究。