肥料使用现状与节肥增效途径分析

肥料是农业生产中最重要的生产资料, 传统农业仅靠农业内部的物质循环, 难以满足农作物高产对氮磷钾等必需养分的需求, 正是施用了含有大量速效养分的化肥, 才为生产更多的农产品提供了必要的物质和能量基础。化肥在保障农产品供给和粮食安全上的重要作用已被国内外权威部门和专家所公认。由于化肥与传统有机肥相比在肥效、施用上的比较优势, 使得通过大量施用化肥获得高产成为当前中国粮食生产中比较普遍的现象。因此, 化肥施用量逐年攀升, 过量施肥、盲目施肥现象尤为突出, 肥料利用率下降、土壤质量退化、生态环境污染, 已成为制约着农业可持续发展的严重问题。为此, 农业部提出了到2020年实现化肥施用量零增长, 通过优化肥料投入结构、科学施肥运筹, 实现节肥增效, 以促进现代农业的健康稳定发展。

1 遂平县肥料使用现状

1.1 化肥用量不断提高, 过量施用现象较为突出

遂平县地处黄淮海平原南部国家粮油主产区, 是一个传统农业县。自1952年开始施用化肥以来, 施用量逐年增加。根据遂平县统计年鉴, 1971年化肥施用实物量为3 882t, 到1986年达到38 426t, 15年间增加了9.9倍, 年均增长率16.51%;化肥折纯量1986年为8 427t, 2016年达到62 445t, 30年间增长了7.4倍, 年均增长率6.9%。随着化肥使用量增加农作物产量呈现递增趋势, 年均粮食总产由20世纪50~60年代的101 094t, 分别提高到70年代的158 021t、80年代的218 953t、90年代的358 800t、21世纪前10年的481 906t、2011年来的596 771t, 年均增长率3.41%。2014年全县耕地平均化肥施用量为65.3kg/667m, 农作物播种面积平均使用量32.1kg/667m, 远高于国际公认的化肥安全施用上限 (15kg/667m) 。

化肥大量乃至过量投入造成肥料施用效果逐渐下降。我国水稻、小麦、玉米三大作物氮肥农学效率 (每kg纯氮净增产量) 分别从20世纪80年代的20 kg左右下降到21世纪初的10.4kg、8.0kg和9.8kg;磷、钾肥的增产效率也呈现类似下降趋势[1]。化肥的增产量远不及化肥使用量的增加幅度, 部分高肥力田块已出现施肥不增产甚至减产的现象。过量投入的化肥因不能得到充分吸收利用, 大量流失或被固定在土壤中, 不仅浪费了肥料资源, 增加了生产成本, 还造成了环境污染和耕地质量退化。

1.2 有机肥施用不断减少, 土壤质量退化

有机肥是我国传统农业的主要肥源, 80年代以前一直占据肥料的主导地位, 而后随着化肥工业发展及化肥的推广, 化肥以其在肥效、施用方面与有机肥的比较优势为众多农民所偏爱, 在化肥施用量逐年增加的同时, 有机肥施用量则急剧下降, 完全忽视了有机肥在改善土壤结构、培肥地力方面的重要作用。遂平县土肥站2007、2008年针对有机肥施用情况进行调查, 在105个被调查农户中只有11个农户施用有机肥, 占调查户数的10.5%, 施用面积仅占调查面积的9.9%, 而且平均施用量也只有1 099kg/667m。化肥连年大量施用加剧了土壤酸化、盐渍化, 土壤团粒结构被破坏, 造成土壤板结、通透性差, 微生物群落改变, 对农作物生长产生极为不利的影响。同时, 大量的粪便、秸秆等有机肥资源由于得不到利用, 成为环境污染的重要来源。

1.3 施肥结构不合理, 养分投入比例失调

一是有机肥与化肥投入比例失调。化肥养分的单一性无法弥补土壤中微量元素养分的亏缺, 化肥高含量中量元素无法得到有效补充。二是化肥投入养分比例失调。重氮轻钾、重大量元素轻中微量元素、过量偏施氮肥现象尤为突出。由于施肥结构不合理, 养分供应不平衡, 影响了肥效的发挥和作物的健壮生长。

1.4 施用学习方法不科学, 施用时机不适宜

调查中发现, 在生产中仍然存在不合理施肥现象, 主要表现在以下几个方面:一是不能根据肥料的特性选择适宜的施肥学习方法, 如氮肥撒施、磷钾肥表施、有机肥生施等;二是不能根据土壤性状特点选择适应的施肥方式, 如砂质土壤基肥比例过重等;三是不能根据作物的营养特点和生长状况确定适宜的施肥时机和数量, 一次性施肥现象仍然较为普遍。不合理施肥使得肥料利用率不高, 肥效低下, 甚至给作物生长造成不利影响。

2 节肥增效途径与分析

针对当前施肥存在的上述突出问题, 农业部在全国范围内开展了到2020年化肥使用量零增长行动, 以遏制盲目、过量施肥对耕地质量和生态环境造成的不良影响。要实现上述目标, 就要从施肥的各个环节入手, 调整施肥结构, 优化肥料资源配置, 改进施肥学习方法, 融合农机农艺措施, 提高肥料施用效率。

2.1 推广测土配方施肥, 协调养分供应

施肥过量是我国肥料利用效率低的最主要原因。张锁福等研究认为, 在氮肥用量小于4kg/667m时, 水稻、小麦和玉米的氮肥利用率分别为49.0%、55.4%和40.2%, 当氮肥用量大于16kg/667m时, 水稻、小麦和玉米的氮肥利用率分别降至15.0%、11.3%和14.4%, 所以随着氮肥用量的增加, 三大作物氮肥利用率均在逐渐下降[1]。测土配方施肥能针对土壤养分供应状况、作物需肥规律、肥料肥效特点确定适宜的施肥用量、养分比例、施用学习方法, 实现节肥增产增效。据遂平县土肥站2006~2015年调查统计, 测土配方施肥较农民习惯施肥平均增产32.81kg/667m, 节肥 (折纯) 1.15kg/667m。

2.1.1 化肥与有机肥配合施用

有机肥富含有机质, 具有养分齐全, 肥效持久, 改善土壤性状的优点, 化肥与农家肥配合施用缓急相济、优势互补, 起到补充中微量营养元素, 培肥地力、减少化肥损失, 提高作物抗逆性, 改善品质, 减轻环境污染的作用。有机肥的替代作用还可以减少一部分化肥用量。有机肥施用量以维持土壤有机质含量不降低为原则, 并根据农家肥品种、腐殖化系数、土壤有机质矿化率以及秸秆还田情况等来确定。

2.1.2 减过控多增缺, 优化施肥结构

针对当前全县氮肥用量偏大、土壤有效钾普遍缺乏、速效磷稳步上升、部分中微量元素含量较低的状况, 应遵循减过控多增缺的施肥原则, 优化施肥结构。根据全县各施肥分区耕地土壤及其养分含量状况、生产水平、作物布局及肥料效应制定相应的施肥配方。针对汝河流域潮土、泥砂质黄褐土区保肥能力差、严重缺钾的状况, 应采取稳氮增钾补微施肥策略;对于土壤肥力较高、生产条件好、化肥用量大的中东部平原区, 应采取减氮稳磷增钾补微措施, 对于西部岗、丘低产区应注重地力的培肥, 充分利用养殖业有机肥资源丰富的优势, 增加有机肥施用量。

2.1.3 改进施肥学习方法, 提高肥料利用率

选择适宜的肥料、适宜用量、适宜施肥时期、适宜施肥位置是IFA提出的4项平衡施肥原则。改进施肥学习方法就是要根据作物阶段营养特点、肥料的特性、土壤的保肥性能、作物生长状况确定适宜的施肥方式、基追比例、追肥时期以及肥料的施用位置和学习方法, 使作物在不同生长阶段都能得到所需养分的有效供应, 减少养分固定与损失, 提高利用率。在生产上要坚持氮肥深施、磷肥集中分层施、钾肥分层早施、缓效有机肥腐熟基施, 融合农机农艺措施, 推广机械深施和水肥一体化等新技术。

2.2 推进新型肥料的生产应用, 实现节肥增效

新型肥料是针对常规肥料在肥效、功能方面存在的不足, 采用新材料、新学习方法、新工艺生产, 具有新功能的一类肥料, 具有广阔的发展前景。农业研究和推广部门要做好新型肥料在肥效、安全和施用技术方面的研究与示范, 加快新型肥料在生产上的推广应用, 缓解盲目施肥给生态环境、肥料资源所造成的压力。

2.2.1 缓控释肥料

通过包裹包膜、微溶变性、添加缓释剂等手段延缓或控制肥料的释放速率, 减少肥料固定与损失。许多研究结果表明, 施用缓控释肥料具有明显的增产、节肥、省工、提高肥料利用率等作用, 养分利用率比常规速效肥提高10%~30%, 氮肥利用率可达50%~70%。达到相同或相近谷物产量水平, 用肥量可减少10%~40%[2]。

2.2.2 微生物肥料

通过有益微生物的活动固定气态氮素、解析土壤无效态磷钾、加速有机物质腐解等作用, 改善土壤环境与养分状况。微生物肥料与化肥配施比传统施肥增产的报道占98%, 其中增产幅度超过5%的报道占87.4%, 超过10%的报道占56.6%[3]。施用根瘤菌、固氮菌可使大豆、花生增产率达10%以上, 施用复合菌肥一般可使农作物增产10%以上, 施用硅酸盐细菌菌剂可使作物增产5%~10%[4]。

2.2.3 水溶性肥料

它是一类可以迅速完全溶解于水的多元复合肥料, 其养分更容易被作物吸收利用, 为叶面喷施、灌溉施肥等高效施肥技术应用提供了保证。通过水肥一体化施用, 达到省水、省肥、省工、高产、高效的作用。

2.2.4 土壤调理剂

通过调节土壤酸碱度、改善土壤理化性质和生物学状况, 优化作物赖以生活的土壤环境。

2.3 融合农机农艺措施, 创新施肥技术

2.3.1 机械化深施肥技术

是指使用农业机械在耕翻、播种和作物生长中期将化肥按农艺要求的种类、数量和化肥位置效应施于土壤表层以下一定的深度。机械化深施可以起到减少化肥损失, 提高化肥利用率, 节省成本, 增加效益的作用。据试验, 玉米种肥同播可提高氮肥利用率15%左右, 玉米增产10%左右[5]。

2.3.2水肥一体化技术

是将肥料溶液通过专用施肥器输入输水压力管道, 混合稀释后以较小流量均匀、准确地直接输送到作物根部附近的土壤表面或土层中, 一次完成灌溉、施肥两项作业。可根据作物生长需求, 精确地控制灌水量和施肥量, 灵活掌握灌施时长, 提高水肥利用率。与传统灌溉、施肥学习方法相比, 蔬菜节水30%~35%, 节肥40%~45%, 增产15%~22%;果园节水40%, 节肥30%, 增产9%~15%。

2.3.3 添加腐熟剂秸秆机械粉碎还田技术

添加秸秆腐熟剂, 通过机械粉碎翻压能加快秸秆腐解, 提高还田效果, 秸秆分解产生磷、钾等养分还田, 节省了化肥投入, 腐殖化合成的腐殖质对改善土壤理化性状、地力培肥、增强植物抗逆性具有重要作用。一般还田秸秆200kg/667m, 可以少施20%的磷肥和钾肥, 节省化肥投入15元/667m。

2.3.4 沼渣沼液施用技术

沼液和沼渣是有机物料在沼气池经厌氧发酵后产生的废渣废液, 含有丰富的矿质营养、腐殖酸、未完全分解的有机物料和微生物菌体, 是一种优质、安全、高效的有机肥料。沼渣可作基肥底施或沟施, 沼液作为追肥兑水浇施或冲施, 实现资源高效利用。

2.4 改进耕作方式, 调整种植结构

一是通过土壤深耕深松、秸秆机械翻压、覆盖还田等耕作措施, 改善土壤理化性状, 增强土壤微生物活性, 提高土壤肥力和肥料利用效率;二是通过不同作物或品种间的合理轮作、间作、套种, 利用作物间对营养元素的需求差异对土壤养分进行调节, 协调土壤养分平衡, 减少化肥使用量, 如粮菜轮作、粮豆轮作等;三是优化种植结构, 适当扩大耐瘠薄耐旱小杂粮、固氮豆科作物的种植面积;四是选用水、肥利用系数高的高产优良品种, 从而达到节省肥料的作用。

作者:靳书喜. 基层农技推广

肥料使用现状与节肥增效途径分析

肥料使用现状与节肥增效途径分析

肥料使用现状与节肥增效途径分析

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

此站点使用Akismet来减少垃圾评论。了解我们如何处理您的评论数据