威寧草海種植區(qū)作物施肥現(xiàn)狀調(diào)查

于健龍，楊永奎，胡 輝，楊 波，袁 勇，梁燕菲，秦 松，王文華

（1. 畢節(jié)市土肥站，貴州 畢節(jié) 551700；2. 貴州省農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，貴州 貴陽(yáng) 550006）

草海是貴州省內(nèi)面積最大的天然高原淡水湖泊[1]，位于東經(jīng)104°10′16″～104°20′40″，北緯26°47′32″～26°52′52″，總面積96 km2。草海的生物資源豐富，包含各種鳥類、魚類、水生植物等，是我國(guó)西南最大的濕地和候鳥越冬地[2]，在調(diào)節(jié)區(qū)域氣候、維持生態(tài)平衡中都具有非常重要的作用。

由于圍湖造田，自20 世紀(jì)60年代經(jīng)人為排水后，草海濕地面積大幅下降，而旱地面積則明顯增加，從而形成了草海種植區(qū)[3]。長(zhǎng)期以來，迫于農(nóng)業(yè)人口壓力，為提高土地產(chǎn)出水平，草海種植區(qū)化肥、農(nóng)藥使用量逐年增加，使得草海種植區(qū)土壤污染物倍增，污染物通過地表徑流、農(nóng)田排水等方式直接進(jìn)入草海濕地，導(dǎo)致草海水體富營(yíng)養(yǎng)化等問題日趨嚴(yán)重。據(jù)統(tǒng)計(jì)，草海周邊化肥施用量（折純）達(dá)1 543.58 t，污染負(fù)荷比重占19.72%[1]。按照草海鎮(zhèn)4 410.67 hm2的總耕地面積計(jì)算，施肥量達(dá)349.97 kg/hm2，遠(yuǎn)超過國(guó)際要求的水體安全上限[4]。

草海農(nóng)業(yè)化肥污染主要是由于施肥過量、施肥結(jié)構(gòu)不合理等，造成了肥料N、P 利用率低。為準(zhǔn)確了解草海種植區(qū)作物施肥現(xiàn)狀，從而調(diào)整氮、磷和鉀肥施用比例，筆者以草海種植區(qū)為調(diào)查區(qū)域，采用農(nóng)戶走訪調(diào)查的方式調(diào)查了草海種植區(qū)主要作物施肥現(xiàn)狀，以期為科學(xué)施肥、草海農(nóng)業(yè)面源污染防治提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源與收集

選取草海國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)涉及的草海鎮(zhèn)周邊9個(gè)行政村：銀龍村、海邊村、西海村、前進(jìn)村、鴨子塘村、大馬城村、草海村、白馬村、東山村作為調(diào)查區(qū)域。沿著草海周邊種植區(qū)，選取有代表性的農(nóng)戶50戶，按照每戶調(diào)查面積5 667 m2的方式開展調(diào)查，要求農(nóng)戶抽查數(shù)量占總農(nóng)戶數(shù)量的0.5%。通過調(diào)查人員走訪詢問的方式開展種植結(jié)構(gòu)調(diào)查、施肥現(xiàn)狀調(diào)查。其中，種植結(jié)構(gòu)調(diào)查主要調(diào)查主栽作物種類、品種、產(chǎn)量、輪作模式等，施肥現(xiàn)狀調(diào)查主要包括施肥量、施肥期、養(yǎng)分比例、肥料類型、施肥方法、施肥次數(shù)、基追肥比例等。同時(shí)，結(jié)合統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)，開展草海周邊種植區(qū)土壤養(yǎng)分含量調(diào)查。

1.2 數(shù)據(jù)處理

根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，分析主栽作物氮、磷、鉀肥用量及比例，計(jì)算氮肥偏生產(chǎn)力等，并對(duì)氮、磷、鉀肥施用情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。所有數(shù)據(jù)通過Excel 軟件進(jìn)行整理分析。

其中，肥料偏生產(chǎn)力（PFP）公式如下：

式中，Y 為施用某一特定肥料作物的產(chǎn)量，單位為kg/hm2；F 為特定肥料純養(yǎng)分（N、P2O5和K2O）的投入量，單位為kg/hm2。

2 結(jié)果與分析

2.1 作物種類及種植模式

如表1 所示，通過對(duì)草海鎮(zhèn)種植區(qū)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，草海周邊有95%的農(nóng)戶都優(yōu)先選擇種植大白菜。作物輪作模式主要有9種，分別為：白菜-甘藍(lán)、白菜-玉米、白菜-玉米-萵筍、白菜-甘藍(lán)-青菜、白菜-玉米/馬鈴薯、白菜-綠肥（套種大蘿卜）-馬鈴薯（玉米）、白菜-辣椒、馬鈴薯-玉米和白菜-甘藍(lán)-青菜-萵筍。其中，大白菜-玉米/馬鈴薯輪作模式種植分布最為廣泛，占30%。此外，由于草海周邊大部分農(nóng)田都位于草海豐水期水位以下，因此大部分耕地都屬于一年一熟制。

表1 草海種植區(qū)作物不同輪作模式

2.2 主要作物施肥現(xiàn)狀分析

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，草海種植區(qū)施肥方式包括基肥和追肥，基肥主要為復(fù)合肥，施用復(fù)合肥占基肥總量的95%，但只有28.89%的農(nóng)戶配施有機(jī)肥。追肥主要施用尿素，極少有農(nóng)戶追施磷肥和鉀肥。

如表2 所示，不同作物肥料施用量并不一致，但均表現(xiàn)出基肥少、追肥多，追肥以尿素為主的現(xiàn)象。其中，大白菜施肥總量最多，N、P2O5和K2O 用量分別達(dá)到61.51、11.42 和11.42 kg/667m2，其中基肥N用量11.42 kg/667m2，追肥N 用量50.10 kg/667m2，而磷肥、鉀肥均作為基肥施入。甘藍(lán)N、P2O5和K2O 用量分別為54.81、15.45 和10.65 kg/667m2，追肥以尿素為主。辣椒N、P2O5和K2O 用量分別為57.25、11.25和11.25 kg/667m2。

表2 草海種植區(qū)不同作物肥料用量

相比于蔬菜，馬鈴薯、玉米等糧食作物，草海種植區(qū)肥料施用量則很少。馬鈴薯N、P2O5和K2O 用量分別為23.28、11.91 和8.91 kg/667m2，且追施尿素量明顯減少，追肥N 用量?jī)H為14.38 kg/667m2，基追肥N 比例為0.62。

2.3 主要作物產(chǎn)量及肥料偏生產(chǎn)力

如表3 所示，不同作物產(chǎn)量差別較大，蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物產(chǎn)量明顯高于糧食作物產(chǎn)量。其中，大白菜、甘藍(lán)、青菜、玉米和馬鈴薯產(chǎn)量分別為5 611.11、3 300.00、6 666.67、330.77 和968.75 kg/667m2，氮肥偏生產(chǎn)力分別為113.37、173.10、97.54、6.98 和76.13 kg/kg，蔬菜的氮肥偏生產(chǎn)力普遍高于玉米、馬鈴薯等糧食作物。由于大白菜、青菜等是高需肥蔬菜，氮肥施用量普遍較大，施肥變幅較小，而馬鈴薯多不施追肥，且肥料用量較少，施肥變幅較大。

2.4 主要作物施肥評(píng)價(jià)

施肥評(píng)價(jià)主要分析農(nóng)戶施肥的合理性，對(duì)作物的合肥施肥量進(jìn)行分析，大白菜的N、P2O5、K2O 合理施肥量分別是20～50、8～14 和8～20 kg/667m2[5-6]，甘藍(lán)分別是10～20、10～20 和10～15 kg/667m2[7]，玉米分別是20～50、4～10 和4～10 kg/667m2[8]，馬鈴薯分別是20～40、6～10 和10～30 kg/667m2[9]。根據(jù)以上結(jié)果，結(jié)合調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)農(nóng)戶施肥評(píng)價(jià)分為不足、合理和過量3個(gè)水平。

表3 不同作物氮肥用量及產(chǎn)量

總體來看，對(duì)于大白菜等4種作物，農(nóng)戶施肥表現(xiàn)出氮肥過量、鉀肥不足的趨勢(shì)，但氮肥與鉀肥的施用量與作物產(chǎn)量相關(guān)性不顯著（圖1A、圖1B）。從表4 中可以看出，大白菜、甘藍(lán)、玉米的過施氮肥分別占75.00%、50.00%和84.62%，而大白菜、甘藍(lán)、玉米、馬鈴薯施肥不足的比例分別為38.89%、40.00%、23.08%和75.00%。

其中，大白菜氮肥、磷肥、鉀肥合理施肥比例僅分別為10.00%、38.89%和50.00%，玉米氮肥、磷肥、鉀肥合理施肥比例分別為15.38%、38.46%和38.46%，且在過量氮肥施用情況下，大白菜產(chǎn)量較合理施肥降低了13.64%，玉米產(chǎn)量下降了8.57%，這均表現(xiàn)出氮肥過量，磷肥、鉀肥不足的現(xiàn)象；甘藍(lán)氮肥、磷肥、鉀肥合理施肥比例分別為25.00%、40.00%和60.00%，表現(xiàn)出氮肥過量，磷肥、鉀肥相對(duì)合理的現(xiàn)象。

而對(duì)于對(duì)鉀肥要求較高的馬鈴薯而言，氮肥、磷肥、鉀肥合理施肥比例分別為12.50%、62.50%和25.00%，表現(xiàn)出鉀肥施用嚴(yán)重不足，回歸分析也表明，鉀肥與作物產(chǎn)量呈顯著相關(guān)（圖1C），隨著鉀肥用量的增加作物產(chǎn)量也呈增加的趨勢(shì)。

表4 不同作物氮、磷、鉀肥施用評(píng)價(jià) （kg/667m2）

圖1 氮肥（A）、磷肥（B）、鉀肥（C）與作物產(chǎn)量的相關(guān)關(guān)系

3 結(jié)論與討論

通過調(diào)查草海周邊農(nóng)戶化肥施用情況發(fā)現(xiàn)，草海周邊農(nóng)戶氮、磷、鉀肥施用總量達(dá)103.03 kg/667m2，高于水體防治污染15 kg/667m2的上限[4]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，草海周邊農(nóng)戶施肥已從單純的偏施氮肥，轉(zhuǎn)而以施用復(fù)合肥為主，并配施有機(jī)肥。但是，不同作物N ∶P2O5∶K2O 比都仍然表現(xiàn)出氮肥多，磷、鉀肥少的現(xiàn)象，而且有機(jī)肥使用比例僅占28.89%。進(jìn)一步調(diào)查發(fā)現(xiàn)，氮肥、磷肥與作物產(chǎn)量不呈顯著相關(guān)，而大白菜、甘藍(lán)、青菜及馬鈴薯施肥變異系數(shù)較大，表明農(nóng)戶施肥隨意性很大，草海周邊種植區(qū)農(nóng)戶仍以習(xí)慣施肥為主。農(nóng)戶隨意施肥的原因，一方面在于農(nóng)戶堅(jiān)持“高投入高產(chǎn)出”，片面的追求收益，缺乏環(huán)境保護(hù)意識(shí)[4]；另一方面，也受農(nóng)戶家庭收入、受教育程度等[10]的影響。

有研究指出，氮肥、磷肥過量施用是引起水體TN、TP 負(fù)荷數(shù)值增大的重要原因[11-12]。本文調(diào)查發(fā)現(xiàn)，草海種植區(qū)農(nóng)戶N 用量為53.18 kg/667m2，高于鄱陽(yáng)湖種植區(qū)[12]、四川省[13]及全國(guó)平均[11]水平，說明草海周邊種植區(qū)化肥過量已成為草海污染的重要來源。

科學(xué)施肥、減少化肥濫施是減少農(nóng)業(yè)面源污染的重要方面。本文根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)，分析草海種植區(qū)的施肥結(jié)構(gòu)，針對(duì)草海種植區(qū)提出如下對(duì)策：一是優(yōu)化種植結(jié)構(gòu)、減少作物輪作年限，防治病蟲害；二是增施有機(jī)肥，推廣測(cè)土配方施肥技術(shù)，減少習(xí)慣施肥比重；三是加強(qiáng)宣傳培訓(xùn)，提高農(nóng)民科學(xué)施肥和環(huán)境保護(hù)意識(shí)；四是在草海周邊不適宜種植的臺(tái)地實(shí)行退耕還林，實(shí)行生態(tài)移民工程，減少人畜糞便排放。

調(diào)查草海周邊種植區(qū)農(nóng)戶的施肥現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，草海種植區(qū)農(nóng)戶N、P2O5和K2O 用量分別為53.18、12.12、10.25 kg/667m2。其中，主栽蔬菜大白菜施肥總量最多，N、P2O5和K2O 用量分別達(dá)到61.51、11.42 和11.42 kg/667m2，所有作物施肥均表現(xiàn)出氮肥過量，磷、鉀肥不足的現(xiàn)象。以上結(jié)果表明，草海種植區(qū)存在氮肥濫施現(xiàn)象，這是草海污染的重要原因。

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