河北谷子主產(chǎn)區(qū)施肥現(xiàn)狀調(diào)查與分析

摘要為了解谷子施肥情況，科學指導谷子施肥，對河北地區(qū)不同谷子主產(chǎn)區(qū)198個種植戶施肥情況進行調(diào)查分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，所有種植戶均施用基肥，追肥戶數(shù)占比60.10%，有機肥施用戶數(shù)占比36.36%，有2戶施用微肥硼；平均養(yǎng)分投入量分別為氮（N）143.46kg/hm²、磷（P₂O₅）75.08kg/hm²、鉀（K₂O）51.87kg/hm²，谷子平均產(chǎn)量4 680kg/hm²；不同谷子主產(chǎn)區(qū)的養(yǎng)分投入量存在較大差異，基肥施用量占比高；有機肥氮、磷投入量較低；氮肥偏生產(chǎn)力（）表現(xiàn)為冀中>冀北>冀東>冀南，磷肥表現(xiàn)為冀中>冀東>冀北>冀南，鉀肥表現(xiàn)為冀北>冀東>冀南>冀中；通過邊界線分析法擬合谷子最優(yōu)施肥量分別為N 153.13kg/hm²、P₂O₅82.63kg/hm²和K₂O 50.95kg/hm²。綜合來看，研究區(qū)谷子施肥在基肥與追肥施用比例、有機肥和無機肥施用比例方面有待進一步調(diào)整，微肥施用有待進一步推廣；建議氮肥、基追肥比例控制在1∶2左右，磷、鉀肥后期少量追肥，提高有機肥施用占比；各區(qū)域根據(jù)模擬最優(yōu)施肥量適當增加氮、磷投入量，重視硼等微肥施用。

關(guān)鍵詞谷子施肥；谷子產(chǎn)量；肥料偏生產(chǎn)力；邊界線分析法

中圖分類號S515 文獻標識碼A 文章編號1007-7731（2024）20-0010-06

DOI號10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.20.003

Investigation and analysis of fertilizer application in main producing areas of millet in Hebei Province

FENG Qian¹ZHAO Xu¹TANG Rui¹JIANG Longgang²JIA Liangliang²ZHANG Aijun³LIU Ketong¹

（¹Hebei Province Cultivated Land Quality Monitoring and Protection Center， Shijiazhuang 050051， China;

²Institute of Agricultural Resources and Environment， Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Shijiazhuang 050051， China；

³College of Land and Resources， Hebei Agricultural University， Baoding 071000， China）

Abstract To understand the situation of grain fertilization and guide grain fertilization scientifically， the fertilization situation of 198growers in different main millet producing areas in the Hebei Province region was investigated and analyzed. It was found that all millet growers applied base fertilizer， 60.10% of them applied topdressing fertilizer， 36.36% of them applied organic fertilizer， only two of them applied micro-fertilizer boron. The average nutrient inputs were nitrogen （N） 143.46kg/hm²， phosphorus （P₂O₅） 75.08kg/hm²and potassium （K₂O） 51.87kg/hm²， respectively. The average yield of millet was 4 680kg/hm². There were significant differences in nutrient input among different main production areas of foxtail millet， with a high proportion of basal fertilizer application， the input of organic fertilizer nitrogen and phosphorus was relatively low. The partial productivity （） of nitrogen fertilizer showed as Central Hebei>Northern Hebei>Eastern Hebei>Southern Hebei， the of phosphorus fertilizer showed as Central Hebei>Eastern Hebei>Northern Hebei>Southern Hebei， the of potassium fertilizer showed as Northern Hebei>Eastern Hebei>Southern Hebei>Central Hebei. The optimal fertilizer application rates of grain in the province were N 153.13kg/hm²， P₂O₅82.63kg/hm²and K₂O 50.95kg/hm². Overall， the fertilization of foxtail millet in the research area requires further adjustment of the ratio of base fertilizer to topdressing， the ratio of organic fertilizer to inorganic fertilizer， and the promotion of micro fertilizer application. It was recommended to control the proportion of nitrogen based topdressing at around 1：2， and a small amount of topdressing in the later stage of phosphorus and potassium fertilizer， the proportion of organic fertilizer application should be increasedand. Each region should increase the input of nitrogen and phosphorus appropriately according to the simulated optimal fertilization amount， and pay attention to the application of micro fertilizers such as boron.

Keywords millet fertilization; millet yield; fertilizer partial productivity; boundary line analysis

谷子又稱粟，是北方地區(qū)較為常見的糧食之一。谷子抗旱、耐瘠薄且水分利用效率高，適應性廣、穩(wěn)產(chǎn)性強，化肥、農(nóng)藥用量少，是一種典型的環(huán)境友好型作物^[1-3]。河北是谷子生產(chǎn)和消費的重點地區(qū)之一，調(diào)研該地區(qū)谷子主產(chǎn)區(qū)施肥現(xiàn)狀，分析其有待進一步完善的環(huán)節(jié)，并提出針對性建議，對提高谷子產(chǎn)量、改善土壤環(huán)境，促進谷子產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要意義。劉建平等^[4]對冀西北春谷子進行了“3414”肥效試驗，結(jié)果表明，高土壤肥力條件下，不同肥料對產(chǎn)量的影響順序為氮肥>鉀肥>磷肥，中土壤肥力條件下表現(xiàn)為磷肥>氮肥>鉀肥，低土壤肥力條件下表現(xiàn)為氮肥>鉀肥>磷肥；陳二影等^[5]采用“3414”肥料試驗對夏谷氮、磷和鉀肥的肥料效應進行了研究，結(jié)果表明，施用氮、磷和鉀肥對谷子的增產(chǎn)效果明顯，平衡施肥能提高其產(chǎn)量和肥效，不同肥料對產(chǎn)量的影響表現(xiàn)為氮>鉀>磷；殷振琴^[6]采用“3414”試驗方案，研究氮、磷和鉀肥不同施用量對谷子產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，其產(chǎn)量與氮、磷和鉀肥施肥量之間具有線性回歸關(guān)系，其養(yǎng)分的利用效率隨施肥水平的提高而逐漸降低；崔紀菡等^[7]比較了不同底肥、追肥量和不同追肥形式對夏谷產(chǎn)量的影響，結(jié)果表明，以225kg/hm²氮磷鉀復合肥（20-15-15）作為底肥，配合氨基酸葉面追肥的谷子產(chǎn)量最高；追肥形式上，葉面噴施較基施尿素增產(chǎn)420～780kg/hm²，以氨基酸葉面肥表現(xiàn)最佳。近年來，有關(guān)研究區(qū)谷子育種、加工等方面的研究較為全面，而有關(guān)種植過程中施肥調(diào)查等方面研究相對較少?；诖?，本研究通過隨機走訪河北不同谷子主產(chǎn)區(qū)共198個種植農(nóng)戶，全面了解該地區(qū)谷子主產(chǎn)區(qū)的施肥現(xiàn)狀，分析其施肥有待進一步完善的環(huán)節(jié)，模擬谷子生產(chǎn)的最優(yōu)施肥量，為其科學施肥提供參考。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查范圍

在河北谷子主產(chǎn)區(qū)開展施肥調(diào)查，調(diào)查農(nóng)戶共198個，其中冀北57個，冀東19個，冀中48個，冀南74個。

1.2 調(diào)查方式與內(nèi)容

本次調(diào)查于2024年2—3月進行，采用隨機走訪方式，以問卷和問答的方式逐戶實地調(diào)查。調(diào)查內(nèi)容包括農(nóng)戶類型、谷子產(chǎn)量、基肥種類及用量以及追肥種類及用量等。

1.3 數(shù)據(jù)處理及方法

1.3.1 無機肥和有機肥施用量折純 根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)進行測算，各類無機肥中氮（N）、磷（P₂O₅）和鉀（K₂O）含量數(shù)據(jù)從調(diào)查戶提供的肥料袋上的標識所得，折純計算公式如式（1）～（3）。

無機肥氮量（kg/hm²）=施用無機肥中氮的質(zhì)量分數(shù)（%）×施用無機肥的質(zhì)量（kg/hm²） （1）

無機肥磷量（kg/hm²）=施用無機肥中磷的質(zhì)量分數(shù)（%）×施用無機肥的質(zhì)量（kg/hm²） （2）

無機肥鉀量（kg/hm²）=施用無機肥中鉀的質(zhì)量分數(shù)（%）×施用無機肥的質(zhì)量（kg/hm²） （3）

有機肥中氮（N）、磷（P₂O₅）和鉀（K₂O）含量參考《中國有機肥料養(yǎng)分志》^[8]。

1.3.2 肥料偏生產(chǎn)力（） 肥料偏生產(chǎn)力的計算公式如式（4）。

（kg/kg）= （4）

式（4）中，為施肥后所獲得的谷子產(chǎn)量；代表肥料折純后（N、P₂O₅和K₂O）的投入量。

1.3.3 最優(yōu)產(chǎn)量及施肥量模擬 邊界線分析法^[9-12]是目前定量評估作物產(chǎn)量潛力有效的方法之一，通過該方法建立散點圖，根據(jù)農(nóng)戶的實際施肥量獲得的谷子單產(chǎn)，并擬合出理論上可實現(xiàn)的最優(yōu)施肥量和谷子單產(chǎn)。

1.4 統(tǒng)計與分析

采用Excel 2019和SPSS 25.0軟件對調(diào)查數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同谷子主產(chǎn)區(qū)農(nóng)戶肥料施用情況

不同谷子主產(chǎn)區(qū)農(nóng)戶施肥情況調(diào)查見表1。所有農(nóng)戶均施用基肥，基肥施用種類多為復合肥、尿素、磷酸二銨和有機肥等；追肥農(nóng)戶數(shù)共計119戶，占比60.10%，追肥種類多為尿素、磷酸二氫鉀等；有機肥施用農(nóng)戶數(shù)72戶，占比36.36%，其中冀北20戶、冀東5戶、冀中20戶及冀南27戶，分別占各區(qū)域的35.09%、26.32%、41.67%和36.49 %；調(diào)查農(nóng)戶中，僅冀南有2個農(nóng)戶施用微肥，占調(diào)查戶的1.01%。調(diào)查結(jié)果表明，谷子種植均施用基肥，追肥農(nóng)戶占比較高，有機肥和微肥施用量略少。

2.2 不同谷子主產(chǎn)區(qū)養(yǎng)分投入情況

2.2.1 養(yǎng)分投入量與產(chǎn)量 谷子養(yǎng)分投入及產(chǎn)量調(diào)查結(jié)果見表2。研究區(qū)谷子平均養(yǎng)分投入量分別為氮（N）143.46kg/hm²、磷（P₂O₅）75.08kg/hm²和鉀（K₂O）51.87kg/hm²。其中總氮（N）投入量在5.75～369.37kg/hm²，總磷（P₂O₅）投入量在0～345.00kg/hm²，總鉀（K₂O）投入量在0～150.00kg/hm²。谷子產(chǎn)量在1 500～9 750kg/hm²，平均產(chǎn)量4 680kg/hm²。有機肥施用量中，3種養(yǎng)分投入量變異系數(shù)接近，無機肥和總養(yǎng)分投入量中，磷、鉀變異系數(shù)較高，谷子產(chǎn)量變異系數(shù)為28.79%。

2.2.2 肥料總施用量 不同谷子主產(chǎn)區(qū)谷子肥料總投入量見表3，不同谷子主產(chǎn)區(qū)的肥料總投入量存在較大差異。N投入量表現(xiàn)為冀東>冀北>冀南>冀中，冀北（150.98kg/hm²）、冀東（153.18kg/hm²）和冀南（150.29kg/hm²）明顯高于冀中（119.40kg/hm²）（<0.05）；P₂O₅投入量表現(xiàn)為冀南>冀北>冀東>冀中，冀北（80.29kg/hm²）、冀南（93.22kg/hm²）明顯高于冀東（67.31kg/hm²）、冀中（59.50kg/hm²）（<0.05）；K₂O投入量方面，冀中（64.90kg/hm²）、冀南（59.81kg/hm²）明顯高于冀北（42.38kg/hm²）和冀東（40.40kg/hm²）（<0.05）。

2.2.3 基、追肥投入量 不同谷子主產(chǎn)區(qū)基肥和追肥養(yǎng)分投入量調(diào)查結(jié)果見表4。冀北、冀東、冀中和冀南的基肥氮投入量分別為107.95、85.40、103.37和104.18kg/hm²，占氮總投入量的71.50%、55.75%、86.57%和69.32%，其中，冀東基肥氮投入量較高，調(diào)查農(nóng)戶中，有89.47%進行追肥?？傮w來看，基肥氮投入量占總投入量的2/3，磷、鉀肥以基施為主，追施為輔，追肥比例不高。研究區(qū)谷子主產(chǎn)區(qū)主要分布在冀北、冀南等區(qū)域，這些地區(qū)土壤肥力偏低，建議將部分基施氮肥作為追肥結(jié)合夏季降水和灌E2Tu2F0yz2qv10TQeCTn44PHSjZkKICGuh2BQ+HZyys=溉等措施進行追施，并根據(jù)區(qū)域土壤肥力合理調(diào)整氮肥追施比例，以利于谷子高產(chǎn)。研究區(qū)土壤有效磷、速效鉀含量較高，種植農(nóng)戶磷、鉀肥施用方法基本合理。

2.2.4 不同類型養(yǎng)分投入量 不同谷子主產(chǎn)區(qū)養(yǎng)分投入量見表5。研究區(qū)谷子生產(chǎn)過程中，有機肥氮、磷投入量較低，冀北、冀東和冀南有機肥氮（N）投入量分別為19.40、29.03和20.04kg/hm²；冀北、冀南有機肥磷投入量分別為4.81、5.00kg/hm²?？傮w來看，有機肥氮、磷平均投入量分別為26.24、6.52kg/hm²，占比分別為18.29%、8.68%。即研究區(qū)谷子氮、磷投入以無機肥為主，有機肥為輔，有機肥和無機肥施用比例有待進一步調(diào)整。有機肥鉀的平均投入量15.85kg/hm²，占比30.55%，相對于氮、磷占比較高。

2.3 不同谷子主產(chǎn)區(qū)肥料偏生產(chǎn)力

不同區(qū)域谷子生產(chǎn)的氮、磷和鉀肥偏生產(chǎn)力（）如圖1所示。氮肥表現(xiàn)為冀中>冀北>冀東>冀南，其中冀中最高，可能原因是該區(qū)域氮（N）投入量低于其他區(qū)域，而冀北氮肥高于冀南和冀東，可能是由于3個區(qū)域氮（N）投入量相當，而冀北地區(qū)多生產(chǎn)春谷，冀東和冀南多生產(chǎn)夏谷，春谷生長期比夏谷長，平均產(chǎn)量較夏谷更高；磷肥表現(xiàn)為冀中>冀東>冀北>冀南，這與其磷（P₂O₅）投入量一致，即磷（P₂O₅）投入量越低，磷肥越高；鉀肥表現(xiàn)為冀北>冀東>冀南>冀中，其中冀北、冀東高于冀南和冀中，可能原因是冀北、冀東土壤速效鉀含量較高，農(nóng)戶鉀肥施用量較少。

圖1 不同谷子主產(chǎn)區(qū)肥料偏生產(chǎn)力

2.4 養(yǎng)分投入量與谷子產(chǎn)量擬合

采用邊界線分析法，對養(yǎng)分投入量與谷子產(chǎn)量進行擬合分析，3種養(yǎng)分投入量與谷子產(chǎn)量的邊界線擬合結(jié)果如圖2所示，其中氮（N）、磷（P₂O₅）和鉀（K₂O）均擬合為二次曲線，相關(guān)系數(shù)（²）分別為0.788 3、0.819 1和0.701 7。根據(jù)邊界線擬合得到3種養(yǎng)分投入量最優(yōu)值，分別為153.13、82.63和50.95kg/hm²，對應的模型擬合產(chǎn)量分別為7 316、7 621和7 851kg/hm²。養(yǎng)分投入量在最優(yōu)值附近，養(yǎng)分效率最高。谷子施肥時，應將氮、磷和鉀養(yǎng)分投入量控制在最優(yōu)值附近，低于最優(yōu)值時養(yǎng)分投入不足，高于最優(yōu)值則造成養(yǎng)分浪費。

3 結(jié)論與討論

谷子生產(chǎn)中氮肥分次施用具有較好的增產(chǎn)效果，其中尤以1/3左右的氮肥作為基肥施用、2/3作為追肥施用的效果最佳^[13-14]。代小冬等^[15-16]研究表明，由于谷子生育期較長，且磷、鉀肥的移動性較差，生產(chǎn)中建議將全部有機肥和磷、鉀肥作為基肥一次性施入，以維持全生育期穩(wěn)定的養(yǎng)分供應。李永虎等^[17]研究指出，在具備追肥條件的情況下，可以考慮將少量的磷、鉀肥作為追肥，在拔節(jié)期、灌漿期等生長關(guān)鍵時期合理追施，以提高谷子產(chǎn)量和養(yǎng)分效率。本研究結(jié)果指出，研究區(qū)谷子的養(yǎng)分投入量最優(yōu)值，即氮（N）、磷（P₂O₅）和鉀（K₂O）投入量分別為153.13、82.63和50.95kg/hm²，建議基施氮（N）量51.03kg/hm²，視情況分1～2次追施氮（N）量102.10kg/hm²。

適當增施有機肥有利于提高作物產(chǎn)量^[18]。祁宏英^[19]、夏凡等^[20]研究指出，施用農(nóng)家有機肥（畜禽糞便、秸稈等有機物料腐熟物）45 000kg/hm²以上，或施用商品有機肥3 000～4 500kg/hm²，可減施化肥10%～20%。本研究結(jié)果表明，研究區(qū)有機肥和無機肥施用比例有待進一步調(diào)整，部分農(nóng)戶有機肥氮、磷投入量較低，其中冀北、冀東和冀南有機肥氮投入量，以及冀北、冀南有機肥磷投入量占比均較低。研究區(qū)土壤有機質(zhì)含量有待進一步提高，而有機肥投入不足在一定程度上影響了土壤理化性質(zhì)，可能造成土壤板結(jié)、酸化和肥力衰退等問題，進而導致土壤抵御災害的能力減弱，影響谷子等作物產(chǎn)量。優(yōu)化秸稈還田技術(shù)，秸稈粉碎5cm左右，均勻深翻20cm以上，可保證秸稈翻壓后不影響谷子苗期的生長發(fā)育，同時提高土壤有機質(zhì)含量。

楊揚^[21]研究指出，不同肥料對谷子產(chǎn)量影響表現(xiàn)為氮肥>鉀肥>磷肥，增施氮肥有利于提高谷子產(chǎn)量。本研究結(jié)果表明，研究區(qū)谷子主產(chǎn)區(qū)氮、磷平均投入量143.46、75.08kg/hm²，均低于最優(yōu)值153.13、82.63kg/hm²。冀中地區(qū)氮、磷投入量較低，因此可根據(jù)實際情況適當增加氮、磷投入量，有利于提高氮、磷肥；而鉀平均投入量51.87kg/hm²，略高于最優(yōu)值50.95kg/hm²，因此適當減少鉀肥投入量有利于提高其。

調(diào)查的種植戶中，冀南地區(qū)有2戶施用了微肥硼，微肥施用率略低。微量元素肥料對谷子的生長發(fā)育和耐病性有一定的積極作用，其能促進植物細胞分裂，提高谷子的免疫力，增強其抗逆性和抗病性^[22-24]。建議谷子種植過程中施用一定量的硼肥，高產(chǎn)田或硼元素缺乏地塊底施硼砂7.5kg/hm²，與一定量土壤混勻撒施、耕翻，或在齊穗前分2次噴施稀釋3 000倍的硼酸溶液，間隔10d噴1次，可以有效提高谷子產(chǎn)量和品質(zhì)^[25]。曹夢琳^[26]研究指出，適量施用外源鋅肥，可提升谷子千粒重和穗粒重，進而提升谷子產(chǎn)量；同時可以提高其蒸煮品質(zhì)，堿消值和膠稠度有一定程度的提升。實際谷子生產(chǎn)中，還可增施鋅、硒等微量元素肥料。

綜上，本研究調(diào)查了河北不同谷子主產(chǎn)區(qū)共198個種植農(nóng)戶，了解該地區(qū)谷子主產(chǎn)區(qū)的施肥情況，分析其施肥有待進一步提高的環(huán)節(jié)，并模擬谷子的最優(yōu)施肥量，得出如下結(jié)論。

（1）該地區(qū)不同谷子主產(chǎn)區(qū)施肥情況方面，總體呈現(xiàn)基施為主，追施為輔，氮（N）、磷（P₂O₅）投入以無機肥為主，有機肥為輔?；逝c追肥施用比例、有機肥和無機肥施用比例均有待進一步調(diào)整；微肥施用率較低，僅冀南地區(qū)有2戶施用了微肥硼，施用率1.01%。

（2）模擬谷子最優(yōu)施肥量發(fā)現(xiàn)，氮、磷肥施用量有待進一步提高，鉀肥施用量可根據(jù)土壤條件適當調(diào)整降低。

該地區(qū)谷子施肥管理建議氮基肥的追肥比例控制在1∶2左右，適當提高冀北、冀中和冀南地區(qū)追肥量占比，磷、鉀肥后期少量追肥；各區(qū)域需提高有機肥施用，同時重視硼等微肥施用；根據(jù)模擬的最優(yōu)施肥量，可適當增加氮、磷投入量，減少鉀投入量。

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（責任編輯：李媛）

基金項目河北省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項（HBCT2024080401）。

作者簡介封乾（1993—），男，河北石家莊人，碩士，農(nóng)藝師，從事土壤改良、培肥和植物營養(yǎng)研究。

通信作者劉克桐（1973—），男，河北滄州人，碩士，推廣研究員，從事土壤改良、培肥和植物營養(yǎng)研究。