鶴峰縣測(cè)土配方施肥指標(biāo)體系研究

田科虎，周光來(lái)，李 銳

(1.鶴峰縣土壤肥料工作站，湖北 鶴峰 445800；2.湖北民族學(xué)院 生物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，湖北 恩施 445000)

測(cè)土配方施肥是以土壤測(cè)試和肥料田間試驗(yàn)為基礎(chǔ)，根據(jù)作物需肥規(guī)律、土壤供肥性能和肥料效應(yīng)，在合理施用有機(jī)肥料的基礎(chǔ)上，提出N、P、K及中、微量元素等肥料的施用數(shù)量、施肥時(shí)期和施用方法.測(cè)土配方施肥技術(shù)的核心是調(diào)節(jié)和解決作物需肥與土壤供肥之間的矛盾，有針對(duì)性地補(bǔ)充作物所需的營(yíng)養(yǎng)元素，實(shí)現(xiàn)各種養(yǎng)分平衡供應(yīng)，滿足作物的需要，達(dá)到提高肥料利用率和減少用量，提高作物產(chǎn)量，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，節(jié)省勞力，節(jié)支增收的目的.2005年，國(guó)家農(nóng)業(yè)部、財(cái)政部開(kāi)始在全國(guó)進(jìn)行測(cè)土配方施肥補(bǔ)貼項(xiàng)目試點(diǎn)，2007年，鶴峰縣被正式納入全國(guó)測(cè)土配方施肥項(xiàng)目補(bǔ)貼試點(diǎn)縣，在全縣開(kāi)展測(cè)土配方施肥技術(shù)試驗(yàn)、示范和推廣應(yīng)用工作，項(xiàng)目建設(shè)期三年，至2010年3月，項(xiàng)目建設(shè)全面完成，初步構(gòu)建了適宜鶴峰縣耕地土壤和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化建設(shè)的測(cè)土配方施肥技術(shù)體系.

1 主要技術(shù)措施

根據(jù)測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范，結(jié)合鶴峰縣特點(diǎn)，初步建立的測(cè)土配方施肥技術(shù)流程為野外調(diào)查采樣—分析測(cè)試—試驗(yàn)示范—數(shù)據(jù)處理—配方設(shè)計(jì)—施肥指導(dǎo)—效果監(jiān)測(cè)(長(zhǎng)期觀測(cè)點(diǎn)).

1.1 野外調(diào)查和采樣

1.1.1 調(diào)查方法 調(diào)查與土樣采集同步進(jìn)行，調(diào)查農(nóng)戶為采樣地塊農(nóng)戶，本次調(diào)查結(jié)果與第二次土壤普查結(jié)果進(jìn)行比較分析.

1.1.2 調(diào)查內(nèi)容 施肥比例是影響作物產(chǎn)量的主要因素之一[1]，以此為參考，為分析鶴峰縣施肥情況對(duì)作物產(chǎn)量的影響程度，將作物施肥情況作為調(diào)查要素，在此基礎(chǔ)上，把農(nóng)田基礎(chǔ)設(shè)施、灌溉條件、耕地質(zhì)量及生產(chǎn)水平以及該地塊上種植的各季作物等均為調(diào)查對(duì)象.通過(guò)對(duì)8 115個(gè)取樣地塊農(nóng)戶的調(diào)查結(jié)果與第二次土壤普查及以后歷次調(diào)查資料進(jìn)行比較分析，鶴峰縣農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施條件、肥料施肥情況、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平發(fā)生了巨大變化.1981～1993年，農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施條件差，肥料施用以農(nóng)家肥為主，化肥為輔，第二次土壤普查的成果應(yīng)用使P肥得到普及，開(kāi)始施肥Zn肥，化肥施用結(jié)構(gòu)由N肥變?yōu)镹P配合，平均施純N 60～90 kg/hm2、P2O545～75 kg/hm2；1993～2000年，交通沿線及城郊肥料施用以化肥為主，農(nóng)家肥為輔，由于禁止燒火土，土壤中速效K由豐變?nèi)?，開(kāi)始應(yīng)用K肥，化肥施用結(jié)構(gòu)由NP配合發(fā)展到NPK配合，復(fù)混肥成為配方施肥的主要形式，年施用復(fù)混肥15 000 000 kg左右，按農(nóng)作物播面計(jì)算，施用復(fù)混肥409.5 kg/hm2；2000～2006年，鶴峰縣農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施條件得到改善，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)較大調(diào)整，加上農(nóng)村勞動(dòng)力的轉(zhuǎn)移，化肥用量急劇上升，有機(jī)肥用量銳減，高濃度復(fù)合(混)肥用量大，總體上表現(xiàn)為NPK肥用量上升，但不平衡，微量元素應(yīng)用缺乏，作物表現(xiàn)為缺Be面積大，出現(xiàn)缺Ca、缺Mg[2]癥狀，平均施純N 127.5、P2O5、K2O 15 kg/hm2.綜上所述，鶴峰縣從第二次土壤普查以來(lái)，農(nóng)民習(xí)慣施肥發(fā)生巨大變化，化肥用量上升，有機(jī)肥用量減少，由單一肥料變?yōu)镹PK配合施用，有施用微量元素的習(xí)慣但不被重視，施肥盲目性大，各種養(yǎng)分不平衡，浪費(fèi)嚴(yán)重.

1.2 樣品測(cè)試

1.2.1 樣品測(cè)試項(xiàng)目 土壤質(zhì)地、土壤pH、有機(jī)質(zhì)、堿解N、有效P、速效K，部分樣品的交換性Mg、全N、緩效K、有效S、有效Si、有效Cu、有效Zn、有效Fe、有效Mn、有效Be、石灰需要量等均按部頒標(biāo)準(zhǔn)方法進(jìn)行測(cè)試[3，4].

1.2.2 質(zhì)量控制 采用三種方法進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果質(zhì)量控制，一是每批樣品插入一個(gè)標(biāo)樣，看標(biāo)樣結(jié)果是否吻合；二是每批樣品等距離插入重復(fù)，檢查重復(fù)結(jié)果是否在誤差允許范圍內(nèi)；三是同一項(xiàng)目由不同的檢驗(yàn)員抽查檢測(cè)，使結(jié)果在誤差允許范圍內(nèi).

1.3 試驗(yàn)示范

1.3.1 試驗(yàn)?zāi)康?篩選、驗(yàn)證土壤養(yǎng)分測(cè)試方法，建立合理施肥指標(biāo)體系[5]，校正或確定土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)和肥料養(yǎng)分施用指標(biāo)，校正或摸清土壤養(yǎng)分校正系數(shù)、不同作物養(yǎng)分吸收量和肥料養(yǎng)分利用率等基本參數(shù)，構(gòu)建作物施肥模型，確定肥料養(yǎng)分合理施用量推薦方法等，以及觀察、評(píng)價(jià)測(cè)土配方施肥的效果.

1.3.2 試驗(yàn)地選擇 試驗(yàn)地選擇交通便利、集中連片、視野開(kāi)闊、有代表性的區(qū)域，田塊面積0.1～0.2 hm2，且只屬于一個(gè)農(nóng)戶種植，沒(méi)有嚴(yán)重障礙因素，近3年內(nèi)沒(méi)有做過(guò)肥效試驗(yàn)的田塊，并設(shè)置在主要的土類、種植制度的區(qū)域內(nèi).

1.3.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 2007～2009年在玉米、水稻、馬鈴薯、魔芋四種作物上共設(shè)置肥效試驗(yàn)30組，其中3 414類10組、驗(yàn)證試驗(yàn)20組.

1.4 配方設(shè)計(jì)

運(yùn)用“養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)、最小養(yǎng)分律、報(bào)酬遞減律、因子綜合作用律”等理論[6]，針對(duì)鶴峰縣土壤類型多、作物種類多、海拔落差大、氣候變化大、地形復(fù)雜、耕地肥力差異大等特點(diǎn)，以鄉(xiāng)鎮(zhèn)和作物為配方設(shè)計(jì)單元，綜合考慮土壤類型、耕地養(yǎng)分狀況、氣候特點(diǎn)、作物需肥規(guī)律等因素，在田間肥效試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行配方設(shè)計(jì).共設(shè)計(jì)配方4個(gè)，對(duì)鶴峰縣幾種主要作物推薦施肥方案如表1，2，3，4所示(其中＊為硫酸鉀).

表1 一號(hào)配方肥(16∶8∶16，較好的土壤用) (單位：kg/hm2)

表2 二號(hào)配方肥(14∶8∶18，缺鉀土壤用) (單位：kg/hm2)

表3 三號(hào)配方肥(14∶12∶114，缺磷土壤用) (單位：kg/hm2)

表4 四號(hào)配方肥(15∶15∶15，氮磷鉀都缺的土壤用) (單位：kg/hm2)

配方肥與習(xí)慣施肥相比，取得了明顯的增產(chǎn)效果，水稻平均增產(chǎn)750 kg/hm2，增幅11.1%；玉米增產(chǎn)675 kg/hm2，增幅12.5%；馬鈴薯增產(chǎn)3 000 kg/hm2(鮮重)，增幅18.5%；水果增產(chǎn)2 250 kg/hm2(鮮重)，增幅16.2%；茶葉增產(chǎn)150 kg/hm2，增幅11.6%；蔬菜增產(chǎn)7 500 kg/hm2(鮮重)，增幅12.5%.

1.5 施肥情況長(zhǎng)期觀測(cè)點(diǎn)布局

2007年，鶴峰縣布置了27個(gè)農(nóng)戶施肥情況長(zhǎng)期觀測(cè)點(diǎn)，對(duì)3年來(lái)農(nóng)戶施肥情況觀測(cè)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì).結(jié)果表明：27個(gè)農(nóng)戶年化肥施用總量1 371.5 kg,每hm2平均施用化肥762 kg，其中配方肥施肥總量817.5 kg，占化肥施用量的59.6%，每hm2平均施用配方肥454.5 kg.從觀測(cè)結(jié)果來(lái)看，觀測(cè)戶有配方施肥意識(shí)，基本能接受測(cè)土配方施肥技術(shù)，在執(zhí)行過(guò)程中因農(nóng)民素質(zhì)及家庭經(jīng)濟(jì)條件、施肥習(xí)慣有差異.

2 結(jié)果分析

2.1 鶴峰縣耕地土壤地力現(xiàn)狀

2007～2009年在鶴峰縣9個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)采集土樣8 115個(gè)，檢測(cè)了有機(jī)質(zhì)、pH、全NPK、速效NPK、部分中量元素和微量元素等21項(xiàng)指標(biāo)，并對(duì)52 052個(gè)化驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，基本摸清了所在地區(qū)的耕地土壤地力現(xiàn)狀.鶴峰縣耕地土壤地力較第二次土壤普查時(shí)發(fā)生了較大變化，土壤酸化嚴(yán)重、中微量元素缺乏，呈“三長(zhǎng)三降”的趨勢(shì)，即有機(jī)質(zhì)、速效K、pH值下降，全N、堿解N、有效P上升，土壤物理性質(zhì)變壞.有機(jī)質(zhì)由32.2 g/kg下降至31.2 g/kg，下降2.8%；速效鉀由148.3 mg/kg下降至119.5 mg/kg，下降19.2%；全N由1.8 g/kg上升至2.1 g/kg，上升16.7%；堿解N由139.9 mg/kg上升至140.5 mg/kg；有效P由1.7 mg/kg上升至73.0 mg/kg，為1981年的43倍.

近年來(lái)，土壤酸化現(xiàn)象引起我國(guó)農(nóng)業(yè)科研和農(nóng)技推廣部門的重視，土壤酸化主要由酸雨造成，我國(guó)酸雨面積已占國(guó)土面積的40%以上，南方酸性土地區(qū)已經(jīng)形成危害[7].土壤酸化成了鶴峰縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)重要問(wèn)題，據(jù)土壤測(cè)試結(jié)果，鶴峰縣耕地土壤酸化(pH<5.50)面積由第二次土壤普查時(shí)的6.0%上升到66.3%以上，pH值小于4.5的地塊樣占27.6%，pH值在4.5～5.2的地塊樣的占28.8%，pH值在5.2～5.5的地塊樣占9.6%，每年因土壤酸化減產(chǎn)折算成糧食達(dá)4 000 t左右，在生產(chǎn)中表現(xiàn)的一些問(wèn)題，農(nóng)民反映是種子問(wèn)題，實(shí)際上60%與土壤酸化有關(guān).

表5 鶴峰縣耕地養(yǎng)分豐缺試用工作標(biāo)準(zhǔn) (單位：mg/kg)

2.2 建立指標(biāo)體系

通過(guò)匯總分析耕地養(yǎng)分檢測(cè)數(shù)據(jù)、田間肥效試驗(yàn)結(jié)果、示范展示效果等，主要以土樣檢測(cè)結(jié)果的分布規(guī)律為劃分依據(jù)，參考部分文獻(xiàn)資料,初步建立了鶴峰縣耕地養(yǎng)分豐缺、主要作物施肥兩大指標(biāo)體系.

表6 鶴峰縣主要作物施肥指標(biāo)體系 (單位：mg/kg)

2.3 主要作物肥料配方及施肥技術(shù)

根據(jù)土樣測(cè)試結(jié)果,對(duì)鶴峰縣耕地土壤地力的初步評(píng)價(jià),確定鶴峰縣測(cè)土配方施肥的基本方針為以村劃片，地力分級(jí)；以產(chǎn)定氮，確定基礎(chǔ)；田間試驗(yàn)，校正用量；地力水平，調(diào)節(jié)檔次；調(diào)控氮素，上下浮動(dòng).依據(jù)鶴峰縣測(cè)土配方施肥方針，制定主要農(nóng)作物測(cè)土配方施肥技術(shù).

研究結(jié)果表明，在同等施肥情況下，有機(jī)肥在增加土壤有機(jī)營(yíng)養(yǎng)、改善土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量等方面具有極其顯著的作用，在增加土壤速效養(yǎng)分方面，有機(jī)肥的效果也逐漸超過(guò)無(wú)機(jī)肥[8]，測(cè)土配方施肥同樣重視有機(jī)肥的施用.總體施肥原則是各種作物均底肥開(kāi)溝施入，起壟播種，施腐熟有機(jī)肥15 000～22 500 kg/hm2，配施西藏硼肥15 kg/hm2、Zn肥15 kg/hm2(酸化土壤施MgSO4·H2O 67.5 kg/hm2或MgSO4·7H2O 112.5 kg/hm2),配方肥隨有機(jī)肥基施，追肥施用技術(shù)分作物概述.

玉米:施足底肥，早施苗肥，重施穗肥.底∶苗∶穗=30∶15∶55.

水稻:施足底肥，早施追肥，慎施穗肥，N肥前肥后移[9].底∶追=75∶25.

洋芋:施足底肥，早施芽肥，底∶追=5∶5.

紅薯:多次追肥，早施提苗肥，重施結(jié)薯肥，追施促薯肥.提苗肥用尿素2.5 kg，扦插成活后施；結(jié)薯肥在扦插后30～40 d，結(jié)合首次翻藤追施，用尿素112.5 kg/hm2；促薯肥在開(kāi)始結(jié)薯，壟面開(kāi)細(xì)裂時(shí)施，用尿素112.5 kg/hm2.

油菜:移栽后7～10 d，施尿素37.5 kg/hm2，之后15 d施尿素202.5～247.5 kg/hm2或150 kg/hm2.對(duì)生長(zhǎng)過(guò)旺的油菜可于立冬前噴施多效唑促進(jìn)座盤，防凍保苗.

茶葉:基肥在封園后于10月施.芽肥在驚蟄后施，追肥在春、夏茶結(jié)束后施，分別用尿素300、200、200 kg/hm2.

蘿卜:出苗后7 d施尿素37.5 kg/hm2，25～30 d后施187.5～247.5 kg/hm2.

魔芋:以底肥為主，施足底肥、早施芽肥，在芽鞘出土?xí)r結(jié)合除草施尿素150 kg/hm2作芽肥.

3 討論

3.1 經(jīng)濟(jì)效益

實(shí)施測(cè)土配方施肥10.7萬(wàn)hm2，平均每公頃增收750元以上，共計(jì)為農(nóng)民節(jié)本增收4 800萬(wàn)元.一是通過(guò)土壤酸化治理，減少災(zāi)害損失，折合成年糧食增產(chǎn)7 600 t，每公頃增收300元以上;二是通過(guò)施用配方肥增收每公頃450元以上.

3.2 社會(huì)效益

提高了農(nóng)民的科學(xué)耕作水平,科技意識(shí)增強(qiáng),農(nóng)民素質(zhì)得到提高, 農(nóng)民施肥觀念更新。配方肥大量推廣應(yīng)用，使“穩(wěn)氮、補(bǔ)磷、普鉀、增微”一步到位，農(nóng)民施肥觀念正在由以單質(zhì)肥料為主向施用復(fù)混肥、配方肥轉(zhuǎn)變，由施用低濃度肥料向高濃度轉(zhuǎn)變.推廣部門技術(shù)水平提高，加強(qiáng)了技術(shù)部門內(nèi)部的交流和知識(shí)更新，尤其是上級(jí)技術(shù)部門、科研機(jī)構(gòu)、大專院校對(duì)基層推廣部門的指導(dǎo)、培訓(xùn)，加快了基層推廣部門自身技術(shù)素質(zhì)的提高.肥料生產(chǎn)營(yíng)銷機(jī)制得到創(chuàng)新，探索“測(cè)土到田、配方到廠、供肥到點(diǎn)、指導(dǎo)到戶”和“免費(fèi)測(cè)土、提供配方、按方購(gòu)肥、指導(dǎo)施肥”等多種模式，促進(jìn)了“測(cè)、配、產(chǎn)、供、施”的有效銜接，配肥企業(yè)直接參與其中，不再是簡(jiǎn)單的產(chǎn)肥、賣肥，而是把測(cè)土配方技術(shù)融于肥中，提高了肥料的技術(shù)含量.

3.3 生態(tài)效益

肥料市場(chǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，氮磷鉀配比更加科學(xué)合理.單質(zhì)肥料在肥料銷售總量中所占比率下降，配方肥的比率年提高2%左右，年凈增純量500 t.N肥、P肥比率下降，K肥比率提高；N肥年減少純量120 t，P肥年減少純量74 t，K肥年增加純量260 t.肥料利用率提高3%～5%，耕地肥力提高，缺素問(wèn)題逐步得到解決.耕地缺什么補(bǔ)什么，耕地大面積缺素的問(wèn)題逐步得到解決，耕地主要養(yǎng)分指標(biāo)皆出現(xiàn)上升趨勢(shì),土壤堿解N、有效P、速效K都不同程度增加.農(nóng)業(yè)環(huán)境改善，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)提高.減少了肥料浪費(fèi)、流失和污染，因偏施NP肥導(dǎo)致的土壤不斷酸化、板結(jié)現(xiàn)象將逐步得到緩解；尤其是K肥用量的大幅度增加，明顯改善了農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，增強(qiáng)了作物的抗逆性和耐貯藏性能.

推廣應(yīng)用測(cè)土配方施肥技術(shù)，農(nóng)民按方施肥、大面積應(yīng)用配方肥，肥料配比優(yōu)化調(diào)整，耕地實(shí)現(xiàn)用養(yǎng)結(jié)合，缺素問(wèn)題逐步緩解，肥料利用率提高，污染減輕，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)改善，促進(jìn)了農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展.

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