有機(jī)肥替代化肥技術(shù)研究與應(yīng)用

陳道云 滕召君 石媛 陳生蘭

摘 要：隨著我國(guó)糧食產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng)，化肥在保障糧食安全方面發(fā)揮了重要作用。但化肥的不合理施用，易造成環(huán)境污染、土壤退化等負(fù)面影響。由于化肥施用簡(jiǎn)便且增產(chǎn)效果顯著、有機(jī)肥來(lái)源不足以及勞動(dòng)力成本不斷增加等原因，導(dǎo)致有機(jī)肥的推廣應(yīng)用被忽視。有機(jī)肥兼有養(yǎng)分全、肥效長(zhǎng)等功能，能有效增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤結(jié)構(gòu)和理化性狀，提高土壤酸堿緩沖性能，促進(jìn)微生物繁殖，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：有機(jī)肥；替代化肥；技術(shù)研究

隨著國(guó)家測(cè)土配方施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用，化肥使用量逐年有所降低，2016年吉首市化肥使用總量逐步回落到2.2 X 104t左右，單位面積化肥用量約為42.1kg/0.067hm2?；实拇罅渴┯脦?lái)了土壤板結(jié)、肥效降低、農(nóng)業(yè)面源污染、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降等問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)化肥減量增效有多種途徑，其中有機(jī)肥替代化肥是最重要的一種模式。

一、化肥和有機(jī)肥歷年（1978年—2014年）施用情況

1978年以來(lái)，隨著化肥工業(yè)快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)種植結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整及耕地集約利用程度逐步增加，綠肥種植面積的不斷減少，導(dǎo)致化肥施用總量總體上呈上升趨勢(shì)。1978年—2014年，吉首市化肥施用情況大致可分為五個(gè)階段，即1978～1985年為低位快速增長(zhǎng)階段，年化肥施用量增長(zhǎng)率達(dá)11.8%；1986～1999年為中位慢速增長(zhǎng)期，年化肥施用量增長(zhǎng)率為2.1%；1999～2006年為高位中速增長(zhǎng)期，年化肥施用量增長(zhǎng)率為5.5%；2007～2009年為高位調(diào)整期，年化肥施用量增長(zhǎng)率為-4.2%；2010～2014年為高位徘徊期，年化肥施用量增長(zhǎng)率為0.7%。

單位面積肥料施用量方面，化肥與有機(jī)肥總體上變化呈相反趨勢(shì)。1978～1987年，單位面積化肥施用量快速增長(zhǎng)，從17.1kg/0.067hm2上升到42.8kg/0.067hm2，在本階段農(nóng)民對(duì)農(nóng)作物增產(chǎn)期望值高，特別是大面積常規(guī)水稻增產(chǎn)措施主要以增施化肥為主要手段，且該時(shí)期剛實(shí)行家庭聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制 ，加上化肥工業(yè)相對(duì)落后，肥料養(yǎng)分含量偏低，同時(shí)有機(jī)肥用量在1981年后逐年減少，造成化肥施用量急劇升高。1988 ～1999年，單位面積化肥施用量有所回調(diào)，從41.3 kg/0.067hm2調(diào)整到36.0 kg/0.067hm2，在本階段常規(guī)水稻增產(chǎn)潛力已充分發(fā)揮，挖掘空間不大，加上化肥施用成本升高，農(nóng)民以肥促產(chǎn)的積極性降低，同時(shí)化肥工業(yè)較快發(fā)展，化肥總養(yǎng)分含量有較大提高。2000～2006年，單位面積化肥施用量高位快速上升，從41.0 kg/0.067hm2上升到54.4 kg/0.067hm2，在本階段高產(chǎn)雜交水稻品種已大面積推廣應(yīng)用，從而提升了肥料增產(chǎn)的比較效益，激發(fā)農(nóng)民施用化肥的熱情，加上該階段新墾果園面積的快速增加，且新墾果園化肥施用水平較高，導(dǎo)致該時(shí)期化肥施用需求量大增。

1978年—2014年，全市化肥施用量不斷上升，而有機(jī)肥施用量卻不斷降低，全市每年有機(jī)肥施用量從1978年39.9萬(wàn)t，降至2014年20.6萬(wàn)t，單位面積有機(jī)肥施用量從1533.7 kg/0.067hm2下降至382.1 kg/0.067hm2 。復(fù)混肥及單質(zhì)肥料單位面積施用量與施肥總量變化趨勢(shì)相近。

二、有機(jī)肥資源利用情況與推廣應(yīng)用模式

1.有機(jī)肥資源利用情況

吉首市有機(jī)肥資源主要包括農(nóng)作物秸稈、綠肥、規(guī)模養(yǎng)殖畜禽糞便、農(nóng)家肥商品有機(jī)肥等五大類。2016年全市有機(jī)肥資源總量達(dá)329425噸，其中農(nóng)作物秸稈資源總量76391t，綠肥資源總量80653t，規(guī)模養(yǎng)殖畜禽糞便資源總量2622t，農(nóng)家肥資源總量167239t，商品有機(jī)肥總量2520t，分別占有機(jī)肥資源總量的23.2%、24.5%、0.8%、50.7%和0.8%。有機(jī)肥（用作肥料）利用總量212953噸，有機(jī)肥利用率為64.6%，單位面積有機(jī)肥施用量達(dá)396.8Kg/0.067hm2。其中農(nóng)作物秸稈利用量40140t，綠肥利用量71328t，規(guī)模畜禽糞便利用量2537t，農(nóng)家肥利用量96428t，商品有機(jī)肥利用量2520t，分別占有機(jī)肥資源利用總量的18.8%、33.5%、1.2%、45.3%和1.2%（見(jiàn)表1）。

2.當(dāng)前肥料施用存在的問(wèn)題

（1）單位面積肥料施用量偏高。農(nóng)作物單位面積化肥用量（純量）為22.3kg/0.067hm2左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于世界平均水平（8kg/0.067hm2），是美國(guó)的2.6倍，歐盟的2.5倍。

（2）肥料施用量不均衡現(xiàn)象突出。城市郊區(qū)肥料施用量偏高，蔬菜、果樹(shù)等附加值較高的經(jīng)濟(jì)園藝作物過(guò)量施肥現(xiàn)象比較普遍。

（3）肥料施用結(jié)構(gòu)不合理。重化肥、輕有機(jī)肥，重大量元素肥料、輕中微量元素肥料，重氮肥、輕磷鉀肥，“三重三輕”問(wèn)題較為突出。傳統(tǒng)施肥方式仍然占主導(dǎo)地位，化肥撒施、表施現(xiàn)象比較普遍，機(jī)械施肥僅占主要農(nóng)作物種植面積10%左右。

（4）有機(jī)肥資源利用率低。目前，全市有機(jī)肥資源總量約為32.9萬(wàn)噸，實(shí)際利用率約為60%左右，其中人畜糞便還田率為55%左右，農(nóng)作物秸稈還田率為50%左右，農(nóng)作物單位面積有機(jī)肥用量?jī)H為390kg/0.067hm2左右。

3.主要農(nóng)作物肥料使用存在的問(wèn)題

（1）水稻。主要問(wèn)題：一是有機(jī)肥施用不足，化肥施用量過(guò)大，特別是氮肥過(guò)量施用比較普遍、后期經(jīng)常出現(xiàn)倒伏現(xiàn)象；二是肥料施用結(jié)構(gòu)不合理，只重視氮肥肥、磷肥、鉀肥施用，而忽視中微量元素特別是硅肥和鋅肥的施用；三是施肥時(shí)期不當(dāng)，氮肥大部分在前期施用，中后期施用比例偏低。

（2）油菜。主要問(wèn)題：一是土壤有機(jī)質(zhì)含量較低，保水保肥性能弱；二是氮肥、磷肥、鉀肥施用結(jié)構(gòu)不合理，養(yǎng)分比例不協(xié)調(diào)；三是有機(jī)肥施用不足，微量元素（硼）缺乏。

（3）玉米。主要問(wèn)題：一是重化肥，輕有機(jī)肥；二是重氮肥、磷肥，輕鉀肥；三是重大量元素肥料，輕中微量元素肥料；四是施肥方法不當(dāng)，肥料表施現(xiàn)象嚴(yán)重，肥料利用率低。

（4）蔬菜。主要問(wèn)題：一是化肥施用量過(guò)大，施入的肥料不能完全被作物吸收，大量殘存的養(yǎng)分聚集在土壤表層；二是化肥和有機(jī)肥施用比例不平衡，中微量元素肥料施用不足；三是基追肥比例不合理，后期追肥不足。

三、有機(jī)肥調(diào)減化肥潛力分析

到2020年，各種作物推薦無(wú)機(jī)氮肥施用量較調(diào)查氮肥平均用量都有不同程度的降低，其中以根莖類蔬菜降幅最大，達(dá)64.9%，水稻次之，為51.3%，其他作物降幅在38.1%-49.4%之間；推薦無(wú)機(jī)磷肥施用量較調(diào)查磷肥平均用量除水稻、油菜有較大幅度增長(zhǎng)外，其他作物均有不同程度降低，其中葉菜類蔬菜、茶葉降幅都在30.0%以上，玉米等作物相差不大；推薦無(wú)機(jī)鉀肥施用量較調(diào)查鉀肥平均用量有升有降，其中玉米、水稻、紅薯、油菜、花生等五種作物施用量升幅大于15%，以玉米、水稻兩種作物較高，升幅在65.0%以上，其它作物有不同程度的降低，以茶葉和根莖類蔬菜降幅較大，降幅在20%以上（見(jiàn)表2）。

到2020年全市化肥總減量可達(dá)6780噸，其中以柑桔、茶葉和葉菜類蔬菜減量較大，都在1000噸以上，大豆、紅薯、花生和烤煙等四種作物減量在100噸以下。水稻、油菜、茶葉、蔬菜及柑桔等作物施肥量可分別降低630.2噸、269.2噸、1306.5噸、1997.3噸、2065.1噸。

四、有機(jī)肥替代化肥存在的問(wèn)題

1.有機(jī)肥資源自身存在的問(wèn)題

（1）有機(jī)肥發(fā)酵處理過(guò)程中存在的問(wèn)題。一方面是人畜糞便、農(nóng)家肥一般堆漚發(fā)酵不徹底，腐熟不完全，易致有機(jī)肥施用后農(nóng)田雜草、病蟲(chóng)害有加重發(fā)生跡象。另一個(gè)方面是未形成良好的農(nóng)牧種養(yǎng)循環(huán)結(jié)構(gòu)，一邊是規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)只注重養(yǎng)殖效益，未重視畜禽糞便的發(fā)酵處理；一邊是農(nóng)民發(fā)展產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)缺乏有機(jī)肥肥源。此外，養(yǎng)殖場(chǎng)在養(yǎng)殖過(guò)程中大量使用抗生素，畜禽糞便中重金屬超標(biāo)現(xiàn)象也不容忽視。

（2）秸稈還田過(guò)程中存在的問(wèn)題。一是農(nóng)民不愿意投資機(jī)械化秸稈還田。機(jī)械化秸稈直接還田投資成本約45元/0.067hm2，秸稈粉碎后耕翻還田投資成本約60元0.067hm2。秸稈還田后是個(gè)寶，這個(gè)道理農(nóng)民都知道，就是不想花這部分錢(qián)。二是機(jī)械化秸稈直接還田耕翻深度不夠，部分秸稈裸露在地面，影響到第二年的春播。三是秸稈粉碎覆蓋還田效果不如粉碎后再耕翻入田的培肥效果。

（3）商品有機(jī)肥使用過(guò)程中存在的問(wèn)題。主要是商品有機(jī)肥價(jià)格偏高，用量大，農(nóng)民購(gòu)買(mǎi)意愿不強(qiáng)。商品有機(jī)肥價(jià)格居高不下，再加上運(yùn)輸量大，增加了生產(chǎn)成本。商品有機(jī)肥價(jià)格約在1000～1500元/t，有機(jī)肥施用量若按200公斤/0.067hm2標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，單位面積有機(jī)肥施用成本約為200元～300元/0.067hm2之間，與化肥施用成本相當(dāng)甚至超過(guò)，農(nóng)民使用積極性不高。

2.農(nóng)民使用有機(jī)肥中存在的問(wèn)題

（1）有機(jī)肥肥效較慢，增產(chǎn)效果短期效應(yīng)不明顯。目前，土地流轉(zhuǎn)時(shí)一般土地流轉(zhuǎn)期短，屬農(nóng)民的短期投資行為，導(dǎo)致農(nóng)民不愿意在耕地培肥上下功夫。

（2）有機(jī)肥施用量大，費(fèi)工費(fèi)時(shí)。主要是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施用有機(jī)肥時(shí)，機(jī)械施肥不配套，農(nóng)民施用農(nóng)家肥基本為人工拋撒后耕翻入土，既費(fèi)工又費(fèi)時(shí)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，還拋撒不均勻。

五、有機(jī)肥替代化肥的對(duì)策與措施

有機(jī)肥替代化肥要牢牢把握農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革這條主線，以綠色發(fā)展為導(dǎo)向，以科技創(chuàng)新為動(dòng)力，大力發(fā)展種養(yǎng)循環(huán)農(nóng)業(yè)，優(yōu)先推進(jìn)果菜茶有機(jī)肥替代化肥行動(dòng)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)綠色有機(jī)發(fā)展。有機(jī)肥替代化肥主要做好以下幾個(gè)方面：

1.出臺(tái)政策領(lǐng)引有機(jī)肥替代

將耕地質(zhì)量保護(hù)與地力提升同農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、農(nóng)村能源建設(shè)、畜禽糞污無(wú)害化處理利用等納入統(tǒng)一規(guī)劃，整體推進(jìn)。結(jié)合耕地質(zhì)量保護(hù)與地力提升示范區(qū)建設(shè)、高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)和綠色高產(chǎn)高效示范基地建設(shè)，全面開(kāi)展有機(jī)肥替代化肥行動(dòng)。同時(shí)各級(jí)政府要出臺(tái)相關(guān)惠農(nóng)補(bǔ)貼政策，給予農(nóng)民適當(dāng)?shù)耐茝V補(bǔ)助，努力提高農(nóng)民全面使用有機(jī)肥的積極性，嚴(yán)格控制化肥零增長(zhǎng)。

2.財(cái)政扶持助推有機(jī)肥替代

實(shí)踐證明，機(jī)械化秸稈直接還田投資成本約45元/0.067hm2，秸稈粉碎耕翻還田投資成本約60元/0.067hm2。為了保護(hù)生態(tài)環(huán)境，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，確保秸稈還田面積和使用效果，建議由當(dāng)?shù)卣~配套相關(guān)推廣示范經(jīng)費(fèi)，以糧食生產(chǎn)功能區(qū)為重點(diǎn)，大力推廣應(yīng)用秸稈還田技術(shù)，由農(nóng)業(yè)部門(mén)統(tǒng)一推廣實(shí)施，實(shí)行整縣整鄉(xiāng)鎮(zhèn)推進(jìn)，全面提高秸稈還田率，不斷提升耕地地力。

3.創(chuàng)新技術(shù)支撐有機(jī)肥替代

引進(jìn)先進(jìn)有機(jī)肥生產(chǎn)加工線，配置先進(jìn)的有機(jī)肥加工設(shè)備，如：自動(dòng)化翻拋機(jī)、攪拌機(jī)、篩分機(jī)等系列設(shè)備，研究引進(jìn)條垛式、發(fā)酵主體工藝的加工技術(shù)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)肥加工機(jī)械化、規(guī)模化、全天候轉(zhuǎn)型升級(jí)，逐步實(shí)現(xiàn)畜禽糞便無(wú)害化處理與綜合利用。

4.推廣示范帶動(dòng)有機(jī)肥替代

大力開(kāi)展水稻、玉米、蔬菜、柑桔、茶葉、獼猴桃等主要農(nóng)作物有機(jī)肥替代化肥化肥減量增效示范。目前，全市創(chuàng)辦各類農(nóng)作物化肥減量增效示范樣板6個(gè)，示范面積達(dá)2.5萬(wàn)畝，示范區(qū)實(shí)現(xiàn)了畝均減化肥用量3.5公斤，畝均節(jié)本增效115元，輻射帶動(dòng)周邊縣市10.5萬(wàn)戶推廣應(yīng)用機(jī)肥替代化肥技術(shù)。

5.宣傳培訓(xùn)引導(dǎo)有機(jī)肥替代

圍繞“科學(xué)施肥進(jìn)萬(wàn)家”主題宣傳活動(dòng)，利用廣播、電視、報(bào)刊、互聯(lián)網(wǎng)等媒體，大力宣傳培訓(xùn)有機(jī)肥替代化肥技術(shù)，增強(qiáng)農(nóng)民科學(xué)用肥意識(shí)，營(yíng)造良好社會(huì)氛圍。同時(shí)結(jié)合新型職業(yè)農(nóng)民培訓(xùn)、農(nóng)村實(shí)用人才帶頭人素質(zhì)提升計(jì)劃，加大新型經(jīng)營(yíng)主體培訓(xùn)力度，著力提高種植大戶、家庭農(nóng)場(chǎng)、專業(yè)合作社、農(nóng)業(yè)企業(yè)科學(xué)施肥水平。

六、結(jié)語(yǔ)

有機(jī)肥替代化肥對(duì)作物增產(chǎn)及耕地培肥影響很大，化肥具有肥效快、易被作物吸收等特點(diǎn)，而有機(jī)肥肥效緩慢，不能及時(shí)滿足作物關(guān)鍵生育時(shí)期對(duì)養(yǎng)分的需求，而采取有機(jī)肥部分替代化肥施用，可滿足作物生長(zhǎng)需求并能獲得高產(chǎn)。有機(jī)肥替代化肥施用后，與單施化肥相比，增產(chǎn)效果、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)差異顯著。

參考文獻(xiàn)：

[1] 呂鳳蓮 侯苗苗 張弘弢.塿土冬小麥–夏玉米輪作體系有機(jī)肥替代化肥比例研究[J].植物營(yíng)養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào)，2018（01）.

[2] 張雪麗 董文怡 劉勤等.有機(jī)肥替代化肥氮對(duì)水稻田面水和土壤中氮素含量的影響[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)氣象，2018（04）.

作者簡(jiǎn)介：陳道云 （1969-8） ，男 ，本科 ，高級(jí)農(nóng)藝師 ，主要從事：土肥水資源利用及測(cè)土配方施肥技術(shù)工作。