肥料利用率低的原因及提高對(duì)策

孫志旭 尤 迪 于雙成 房 杰 張婷婷 姜 航 戚昕元

（吉林省土壤肥料總站，吉林長春 130033）

“十三五”期間，吉林省堅(jiān)持實(shí)施“藏糧于地，藏糧于技”戰(zhàn)略，以“發(fā)展綠色生態(tài)農(nóng)業(yè)”為導(dǎo)向，以提高肥料利用率為目標(biāo)，糧食產(chǎn)量連續(xù)穩(wěn)定在3 500萬t以上。作為重要的商品糧生產(chǎn)基地，化肥施用是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中不可或缺的關(guān)鍵因素。但是，為了使糧食增產(chǎn)，盲目追求經(jīng)濟(jì)效益提升，化肥不合理施用不僅會(huì)導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本增加、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降、土壤惡化，也會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展產(chǎn)生嚴(yán)重影響。部分農(nóng)戶認(rèn)為化肥是農(nóng)作物增產(chǎn)增收的法寶，導(dǎo)致化肥不合理施用成為各種農(nóng)業(yè)問題的“禍根”。因此，如何提高肥料利用率、合理施用肥料、推動(dòng)化肥使用量零增長、促進(jìn)農(nóng)業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展成為土肥技術(shù)推廣工作中的核心環(huán)節(jié)。

1 肥料利用率概述

肥料利用率指肥料施入土壤后當(dāng)季作物所能吸收的有效養(yǎng)分占所施肥料有效養(yǎng)分總量的比率，是用來衡量施用肥料合理性的重要指標(biāo)，也是評(píng)價(jià)化肥減量增效的重要指標(biāo)[1]。自2015年開始，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部每2年發(fā)布1次水稻、玉米、小麥三大糧食作物的化肥利用率。2019年，我國三大糧食作物的化肥利用率為39.2%，較2017年提高1.4%，較2015年提高4%。根據(jù)專家計(jì)算，化肥利用率提高1.4%，相當(dāng)于減少尿素用量70萬t，約減少生產(chǎn)投入14億元。根據(jù)《化肥零增長行動(dòng)方案》等任務(wù)目標(biāo)，2020年三大糧食作物化肥利用率要達(dá)到40%以上。

氮肥對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)高達(dá)40%～50%，是糧食增產(chǎn)的基礎(chǔ)，對(duì)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展起著極為重要的作用[2]。國際上化肥利用率一般用氮肥當(dāng)季利用效率進(jìn)行計(jì)算，歐洲一些主要國家的糧食作物氮肥利用率約65%，而美國約50%。雖然我國肥料利用率逐年提高，但與其他國家相比，仍然存在一定差距。

表征肥料利用率的參數(shù)較多，目前較為通用的為農(nóng)學(xué)效率、偏生產(chǎn)力等[3]。已有研究表明，目前在試驗(yàn)條件下，世界玉米平均氮磷鉀肥料的偏生產(chǎn)力為純 N 57.8 kg/kg、P2O5119.0 kg/kg、K2O 136.0 kg/kg，我國平均水平為純N 51.6 kg/kg、P2O572.4 kg/kg、K2O 64.7 kg/kg[4]。此外，有研究表明，我國玉米氮磷鉀的農(nóng)學(xué)效率為純 N 9.8～11.2 kg/kg、P2O57.5～9.5 kg/kg、K2O 5.7～9.2 kg/kg[5]。根據(jù)研究，當(dāng)前吉林省春玉米氮磷鉀肥的平均農(nóng)學(xué)效率和偏生產(chǎn)力高于全國平均水平，偏生產(chǎn)力超過世界水平（表1），但是氮素的農(nóng)學(xué)效率較世界平均水平（純N 24 kg/kg）偏低。

表1 吉林省春玉米氮磷鉀肥配施以及氮、磷、鉀肥的農(nóng)學(xué)效率、偏生產(chǎn)力和肥料利用率

2 我國肥料利用率低的原因

2.1 高產(chǎn)目標(biāo)和施肥過量

受“高投入、高產(chǎn)出”“施肥多、產(chǎn)量高”等傳統(tǒng)觀念的引導(dǎo)，為了追求糧食作物高產(chǎn)，我國農(nóng)民盲目過量施用化肥，導(dǎo)致我國肥料利用效率低[6]。已有研究數(shù)據(jù)表明，我國糧食產(chǎn)量從1949年的1 029 kg/hm2增加到2018年的5 621 kg/hm2，而化肥的施用量也從1949年的7.8萬t增加到2018年的5 653萬t[7]。隨著目標(biāo)產(chǎn)量的增加，施肥量也相應(yīng)提高，但一般農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家都嚴(yán)格控制單產(chǎn)。

2.2 土壤肥力退化

肥料利用效率的高低取決于土壤肥力水平。長期過度用地致使我國耕地質(zhì)量下降，土壤有機(jī)質(zhì)含量降低。我國土壤有機(jī)質(zhì)含量約為1.8%，肥沃的東北黑土地有機(jī)質(zhì)含量也僅為4%左右[8]，而其他一些國家土壤有機(jī)質(zhì)含量為5%～8%。以東北黑土區(qū)為例，諸多因素導(dǎo)致土壤肥力退化加劇，土壤抗逆性大幅減弱，土壤生產(chǎn)力顯著下降。

2.3 施肥方法不當(dāng)

我國某些地區(qū)仍采用撒施或表施等施肥方式，易造成肥料揮發(fā)、流失，不利于作物吸收，導(dǎo)致肥料利用率下降。我國施肥技術(shù)與全球農(nóng)業(yè)強(qiáng)國相比還存在一定差距，特別在養(yǎng)分高效利用、基因篩選、營養(yǎng)鏈一體化管理、數(shù)字化養(yǎng)分管理系統(tǒng)及作物營養(yǎng)調(diào)控技術(shù)等方面應(yīng)深入研究。

2.4 農(nóng)戶施肥觀念落后

我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以分散小規(guī)模經(jīng)營為主，一些農(nóng)戶仍存在過量施肥的習(xí)慣，由于施有機(jī)肥達(dá)不到“立竿見影”的效果，農(nóng)民不愿施用有機(jī)肥。農(nóng)民的知識(shí)水平有限，接受新理念、新技術(shù)較慢。另外，農(nóng)地的碎片化導(dǎo)致我國測(cè)土配方技術(shù)“最后一公里”難以打通。一些農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家土地成片經(jīng)營，經(jīng)營者有意識(shí)地對(duì)土壤進(jìn)行數(shù)據(jù)化管理和科學(xué)施肥，從而達(dá)到節(jié)本增效的目的。

2.5 肥料品種單一

目前，在歐美農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)的國家，微生物肥料的使用量已占肥料總用量的20%以上。受多種環(huán)境因素的影響，我國微生物肥料施用比例僅為2%左右。過分依賴化肥的現(xiàn)狀沒有改變，亟待通過開發(fā)高效有機(jī)肥產(chǎn)品來提高作物養(yǎng)分利用率，加強(qiáng)我國肥料方面的技術(shù)創(chuàng)新。

3 提高肥料利用率的對(duì)策

3.1 測(cè)土配方，精準(zhǔn)施肥

測(cè)土配方施肥以土壤測(cè)試和肥料田間試驗(yàn)為基礎(chǔ)，調(diào)節(jié)和解決作物需肥與土壤供肥之間的矛盾，提高肥料利用率和減少化肥使用量，達(dá)到作物增產(chǎn)增效的目的[9]。按照“結(jié)構(gòu)合理、總量控制、方式恰當(dāng)、時(shí)期適宜”的施肥原則，推動(dòng)配方肥、緩釋肥料應(yīng)用到田間，并擴(kuò)大其示范推廣面積。測(cè)土配方施肥可在提高單產(chǎn)的基礎(chǔ)上，減少不合理施肥量。利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，進(jìn)一步加強(qiáng)測(cè)土配方施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用。2016年，吉林省采用手機(jī)短信服務(wù)的方式，率先實(shí)現(xiàn)測(cè)土配方施肥推廣區(qū)域全覆蓋。2020年，信息服務(wù)方式升級(jí)為“土肥管家”App，實(shí)現(xiàn)測(cè)土配方信息直觀化和查詢一鍵化，有力支持了科學(xué)施肥技術(shù)入戶應(yīng)用。

3.2 調(diào)整施肥參數(shù)，優(yōu)化施肥結(jié)構(gòu)

按照土壤測(cè)試的結(jié)果、作物需肥規(guī)律，優(yōu)化氮、磷、鉀的配比，調(diào)整化肥使用結(jié)構(gòu)，全面合理供應(yīng)養(yǎng)分。由表1可知，現(xiàn)階段吉林省春玉米在氮肥管理方面需要提升，應(yīng)重視氮肥的合理應(yīng)用，以穩(wěn)產(chǎn)增效。推廣使用新型肥料，應(yīng)用緩控釋肥料、生物有機(jī)肥料、液體肥料等，平衡土壤養(yǎng)分，不斷提高肥料利用率[10]。針對(duì)不同區(qū)域耕地土壤養(yǎng)分不平衡現(xiàn)狀、測(cè)土配方施肥試驗(yàn)結(jié)果以及農(nóng)民施肥習(xí)慣，利用智能配肥站開展配方肥定制服務(wù)，推廣配方肥應(yīng)用，調(diào)整施肥配方，補(bǔ)充中微量元素肥料，應(yīng)用高效肥料產(chǎn)品和科學(xué)施肥方法，降低化肥施用量。以吉林省東遼地區(qū)為例，當(dāng)?shù)赝寥乐辛姿爻瑯?biāo)，結(jié)合該實(shí)際情況，確定當(dāng)?shù)貞?yīng)遵循“穩(wěn)氮、降磷、提鉀”的施肥原則。環(huán)保督察應(yīng)按時(shí)檢查遼河流域化肥減量增效項(xiàng)目效果。做好測(cè)土配方施肥和化肥減量增效工作，也是在積極踐行“綠水青山就是金山銀山”理念。

3.3 改進(jìn)施肥方式，阻控養(yǎng)分損失

實(shí)行測(cè)土配方施肥，改進(jìn)施肥方式，按照農(nóng)藝農(nóng)機(jī)融合、基肥追肥統(tǒng)籌的原則，配套種肥同播、側(cè)深施肥、免耕機(jī)播、秸稈覆蓋等技術(shù)，以降低肥料養(yǎng)分的流失，從而提高肥料利用率。推廣機(jī)械化深施技術(shù)，在耕翻、播種以及作物生長過程中，利用農(nóng)業(yè)機(jī)械將化肥按照農(nóng)藝所要求的數(shù)量、種類和位置施入土壤表層下方一定深度。機(jī)械化深施肥可以降低化肥的損失，提高化肥的利用率，從而達(dá)到節(jié)本增效的目的。

3.4 增施有機(jī)肥，減少化肥投入

推廣應(yīng)用秸稈覆蓋還田、條帶旋耕覆蓋還田等秸稈還田技術(shù)，建立秸稈覆蓋、免耕播種、配方施肥、化學(xué)除草、綜合防病及全程機(jī)械化收獲技術(shù)體系，實(shí)現(xiàn)玉米秸稈全部還田，既解決了秸稈焚燒問題，也實(shí)現(xiàn)了保土、保水、養(yǎng)地的目的，從而提高肥料利用率。吉林省梨樹縣對(duì)秸稈還田進(jìn)行了10余年的探索研究，結(jié)果表明，連年秸稈覆蓋還田不僅能減少風(fēng)蝕和水蝕、蓄水保墑，還能使土壤有機(jī)質(zhì)呈遞增狀態(tài)，提高耕地質(zhì)量。應(yīng)用有機(jī)肥、腐熟的農(nóng)家肥、生物有機(jī)肥、微生物肥，相應(yīng)地減少化肥的施用量。

3.5 加大宣傳力度

通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)、電視廣播、現(xiàn)場(chǎng)會(huì)等多種形式，加大科學(xué)施肥的宣傳力度，將宣傳培訓(xùn)深入到戶、指導(dǎo)到田，結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物生長的具體情況，因地制宜宣傳科學(xué)施肥[11]。在田間地頭、化肥售賣點(diǎn)等地向農(nóng)民普及科學(xué)施肥知識(shí)，引導(dǎo)農(nóng)民樹立正確的施肥觀念，掌握科學(xué)選購和施用化肥的方法。另外，可以建立農(nóng)業(yè)推廣示范區(qū)或在個(gè)別農(nóng)戶的田地建立示范點(diǎn)，推廣測(cè)土配方施肥。農(nóng)業(yè)推廣人員可以融入農(nóng)民隊(duì)伍，手把手指導(dǎo)，讓農(nóng)民切身體會(huì)到科學(xué)施肥的益處，從而使更多農(nóng)戶自覺參與，逐步掌握合理的施肥方法、施肥量和施肥時(shí)期。

4 結(jié)語

近些年，隨著科技的進(jìn)步，我國逐漸采用機(jī)械化深施肥、水肥一體化、淺膜滴灌等新技術(shù)和新模式。在農(nóng)作物營養(yǎng)供應(yīng)的環(huán)節(jié)上，高效施肥模式利用現(xiàn)代技術(shù)手段，極大限度地提高了肥料利用效率。高效施肥正向著信息化、輕簡化、智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展?；蕼p量增效是保障農(nóng)產(chǎn)品安全、資源節(jié)約以及環(huán)境友好的良好措施，更是農(nóng)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展和“綠水青山”建設(shè)的必由之路。提高肥料利用效率是實(shí)現(xiàn)糧食增產(chǎn)增收和農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的中心環(huán)節(jié)。應(yīng)推進(jìn)配方肥生產(chǎn)與應(yīng)用，加強(qiáng)養(yǎng)分資源綜合管理，同時(shí)也要探索利用現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)技術(shù)融合發(fā)展，加強(qiáng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析與應(yīng)用，助力技術(shù)提升與推廣普及。開展多方位的宣傳培訓(xùn)活動(dòng)，創(chuàng)新宣傳培訓(xùn)方式，最終提高農(nóng)民的認(rèn)識(shí)程度，應(yīng)用先進(jìn)的科學(xué)施肥技術(shù)。