朱偉鋒,陸若輝,黃利東,孔海民,劉曉霞,陳一定
(1.浙江省農(nóng)業(yè)技術推廣中心,浙江 杭州 310020; 2.南京信息工程大學 農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境系,江蘇 南京 210034)
水稻是浙江省最主要的糧食作物,稻米是居民的主要口糧。浙江省水稻常年播種面積83.3萬hm2,占全省糧食作物播種面積的66%,產(chǎn)量在600萬t左右,占全省糧食總產(chǎn)量的79%。2008年以來,浙江省開始廣泛實施高產(chǎn)創(chuàng)建項目[1-2],水稻生產(chǎn)水平得到了顯著提高,高產(chǎn)攻關取得了重大突破。
化肥投入是影響糧食產(chǎn)量的重要因素,據(jù)估計化肥對農(nóng)作物增產(chǎn)的貢獻率為40%~60%[3]。浙江把肥料投入作為水稻高產(chǎn)創(chuàng)建重要內(nèi)容,但化肥的投入會造成土壤、大氣、湖泊富營養(yǎng)化以及地下水污染等環(huán)境污染問題[4-6]。近年來,隨著人們對糧食安全和環(huán)境保護重要性的認識的進一步提高,對化學肥料的施用效率也日益關注。作者通過調(diào)查,了解浙江省水稻高產(chǎn)創(chuàng)建田塊產(chǎn)量水平,施肥情況,對化肥偏生產(chǎn)力(partial factor productivity,PFP)和水稻施肥中存在的問題進行分析和探討,以期為建立浙江水稻高產(chǎn)、養(yǎng)分資源高效和環(huán)境友好的最佳養(yǎng)分管理技術提供科學依據(jù)。
調(diào)查地點為杭州、湖州、嘉興、金華、麗水、寧波、衢州、臺州等8個地市,23個縣(市、區(qū)),147個水稻高產(chǎn)創(chuàng)建田塊,其中2014年50個,2015年64個,2016年33個。
通過給各縣(市、區(qū))土肥站、農(nóng)技中心發(fā)放調(diào)查表格的方法,采集水稻高產(chǎn)創(chuàng)建田塊地點,水稻品種、產(chǎn)量,水稻施肥量等數(shù)據(jù),計算化肥偏生產(chǎn)力(FPF)。FPF=施肥后所獲得的作物產(chǎn)量/化肥純養(yǎng)分投入量。
表1表明,浙江省147個水稻高產(chǎn)創(chuàng)建田塊平均產(chǎn)量為10 655 kg·hm-2,范圍為5 749~14 660 kg·hm-2。產(chǎn)量最集中的12 000~<13 000 kg·hm-2占比為22.4%。其次9 000~<10 000、10 000~<11 000、11 000~<12 000 kg·hm-2占比分別為18.4%、15.0%和17.0%,≥13 000 kg·hm-2的田塊占7.5%。
從圖1可知,浙江147個水稻高產(chǎn)創(chuàng)建田塊平均總養(yǎng)分投入量為713.8 kg·hm-2,變異系數(shù)為52.3%,其中N、P2O5、K2O平均投入量為337.0、142.5和234.2 kg·hm-2,變異系數(shù)分別為43.8%、66.7%和67.7%??傪B(yǎng)分投入的N∶P2O5∶K2O為1∶0.42∶0.69。分別計算單個田塊帶走與無機養(yǎng)分投入情況(表2),如水稻每100 kg經(jīng)濟產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量參考《耕地土壤綜合培肥技術規(guī)范》[7]所提供的N 2.0~2.3 kg,P2O50.9~1.2 kg,K2O 2.1~2.7 kg,則有23.1%田塊氮養(yǎng)分投入比較合理,70.7%田塊氮養(yǎng)分投入過量;39.5%田塊磷養(yǎng)分投入比較合理,投入不足的田塊占22.5%,投入過量的占34.7%;23.8%田塊鉀養(yǎng)分投入比較合理,投入不足的田塊占25.8%,投入過量的占50.3%。
表1 浙江省147個水稻高產(chǎn)創(chuàng)建田塊水稻產(chǎn)量分布情況
圖1 浙江省147個水稻高產(chǎn)創(chuàng)建田塊養(yǎng)分投入情況
表2 浙江省147個水稻高產(chǎn)創(chuàng)建田塊養(yǎng)分平衡情況
調(diào)查發(fā)現(xiàn),在147個高產(chǎn)創(chuàng)建田塊中,71個田塊只有無機肥料投入,平均總養(yǎng)分投入量為476.1 kg·hm-2,變異系數(shù)為30.7%。其中N、P2O5、K2O平均投入量為242.3、93.9和139.9 kg·hm-2(圖2),變異系數(shù)分別為66.4%、49.2%和36.3%??傪B(yǎng)分投入N∶P2O5∶K2O為1∶0.39∶0.58。
圖2 浙江省147個水稻高產(chǎn)創(chuàng)建田塊單施化肥模式下肥料投入情況
76個田塊有機無機肥料配施,有機養(yǎng)分折算參考《中國有機肥料養(yǎng)分志》[8]及李書田等[9]的研究成果,平均總養(yǎng)分投入量為935.8 kg·hm-2,變異系數(shù)為40.0%。無機總養(yǎng)分投入量為574.6 kg·hm-2,其中N、P2O5、K2O平均投入量為275.2、104.6和194.8 kg·hm-2,變異系數(shù)分別為27.3%、45.5%和45.7%;有機養(yǎng)分投入量為361.2 kg·hm-2,其中N、P2O5、K2O平均投入量為150.4、83.3和127.6 kg·hm-2(圖3)。
從表3可以發(fā)現(xiàn),水稻氮肥偏生產(chǎn)力平均值為35.6 kg·kg-1,分布最集中的是30~40 kg·kg-1,占35.4%;其次為20~30 kg·kg-1,占27.2%。水稻磷肥偏生產(chǎn)力的分布比較均勻,平均值為108.6 kg·kg-1。水稻鉀肥偏生產(chǎn)力在30~40 kg·hm-2的田塊最多,占21.8%,平均值為62.1 kg·kg-1。把所有樣本分為單施化肥和有機無機肥料配施2類(表4),氮肥偏生產(chǎn)力分別為43.4和42.5 kg·kg-1,磷肥偏生產(chǎn)力分別為144.5和129.0 kg·kg-1,鉀肥偏生產(chǎn)力分別為84.5和65.4 kg·kg-1。在2種不同的施肥模式下,氮肥和磷肥的肥料偏生產(chǎn)力無顯著性差異,單施化肥模式的鉀肥偏生產(chǎn)力顯著高于有機無機肥料并施模式。
表3 浙江省147個水稻高產(chǎn)創(chuàng)建田塊的肥料PFP的分布情況
表4 浙江省147個水稻高產(chǎn)創(chuàng)建田塊不同施肥模式水稻肥料PFP情況
注:同列數(shù)據(jù)后無相同小寫字母,表示其差異達5%顯著性水平。
通過分析浙江省2014—2016年147個水稻高產(chǎn)創(chuàng)建田塊的水稻產(chǎn)量,肥料投入量,肥料偏生產(chǎn)力,發(fā)現(xiàn)浙江省的水稻高產(chǎn)創(chuàng)建田塊肥料投入合理的約占總數(shù)的一半。從單項養(yǎng)分來看,氮主要問題是過量,70.7%田塊氮養(yǎng)分投入過量;磷主要存在的是投入不足,約占22.5%,同時也有34.7%田塊磷元素投入過量;鉀元素過量與不足情況并存,投入不足的占25.8%,投入過量的占50.3%。
氮肥、鉀肥偏生產(chǎn)力偏低,磷肥偏生產(chǎn)力處于中等水平。Dobermann[10]認為,氮肥偏生產(chǎn)的適宜范圍為40~70 kg·kg-1,張福鎖等[11]調(diào)查了2001—2005年全國1 333個水稻試驗,氮、磷、鉀的肥料生產(chǎn)力分別為54.2、98.9和98.5 kg·kg-1。我們調(diào)查的147個高產(chǎn)創(chuàng)建田塊化肥氮、磷、鉀的平均肥料偏生產(chǎn)力為35.6、108.6和62.1 kg·kg-1,氮肥、鉀肥的肥料低于全國平均水平,磷肥的肥料偏生產(chǎn)力高于全國平均水平。
有機肥料投入不盡合理。一般認為有機肥投入比例應占總肥料40%[12],但在調(diào)查中發(fā)現(xiàn),有機養(yǎng)分投入不足田塊與投入過量田塊并存,71個田塊只有無機肥料投入,接近總量的一半,30個田塊投入的有機養(yǎng)分過量,超過總養(yǎng)分的40%,合理施肥用有機肥田塊僅占總數(shù)的1/3左右。
針對上述問題,作者認為應大力推廣水稻測土配方施肥技術,測土配方施肥是目前中國乃至世界公認的一種科學合理的施肥技術,也是農(nóng)業(yè)部大力推廣的施肥技術,具體做法主要有以下幾個方面:一是以土定產(chǎn),根據(jù)土壤肥力水平,光、溫等自然條件,確定一個合理的目標產(chǎn)量;二是以產(chǎn)定氮,根據(jù)目標產(chǎn)量,結(jié)合水稻經(jīng)濟產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量,確定施肥總量;三是有機無機肥料配施,有機養(yǎng)分應占總養(yǎng)分的40%左右;四是重視微量元素投入,采取因缺補缺的原則,施用中微量元素肥料;五是根據(jù)作物需肥規(guī)律,合理分次施肥。
[1] 農(nóng)業(yè)部. 關于印發(fā)《全國糧食高產(chǎn)創(chuàng)建活動年工作方案》的通知:農(nóng)農(nóng)發(fā)[2008]7號[Z]. 中華人民共和國農(nóng)業(yè)部公報, 2008(4): 4-12.
[2] 浙江省人民政府辦公廳. 關于開展糧食高產(chǎn)創(chuàng)建活動的通知:浙政辦發(fā)[2008]18號[Z]. 浙江省人民政府公報, 2008(15): 10-11.
[3] 王宏庭,金繼運. 農(nóng)業(yè)養(yǎng)分資源精準管理研究進展[J]. 山西農(nóng)業(yè)科學,2005, 33(1): 68-72.
[4] 尚杰,尹曉宇.中國化肥面源污染現(xiàn)狀及其減量化研究[J]. 生態(tài)經(jīng)濟, 2016, 32(5): 196-199.
[5] 王恒,劉洪,楊娟娟. 我國化肥施用量變化趨勢及對環(huán)境的影響分析[J]. 中國農(nóng)業(yè)信息, 2016(1): 3-4.
[6] 吳振輝,黃顯達,王衛(wèi)平,等. 松陽縣主要農(nóng)作物施用化肥農(nóng)藥現(xiàn)狀及防治水體污染對策[J]. 浙江農(nóng)業(yè)科學, 2015, 56(1): 38-41.
[7] 耕地土壤綜合培肥技術規(guī)范:DB 33/T 942—2014[S].
[8] 全國農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心. 中國有機肥料養(yǎng)分志[M]. 北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,1999:53-145.
[9] 李書田,劉榮樂,陜紅. 我國主要畜禽糞便養(yǎng)分含量及變化分析[J]. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報, 2009, 28(1): 179-184.
[10] DOBERMANN A. Nitrogen use efficiency-state of the art[R]. IFA International Workshop on Enhanced Efficiency Fertilizers, Frankfurt Germany,2005.
[11] 張福鎖,王激清,張衛(wèi)峰,等. 中國主要糧食作物肥料利用率現(xiàn)狀與提高途徑[J]. 土壤學報, 2008, 45(5):915-924.
[12] 馬國瑞. 高效施用化肥百問百答[M].北京: 中國農(nóng)業(yè)出版社, 2005: 11.