靈璧縣小麥玉米產(chǎn)量、肥料貢獻(xiàn)率及土壤肥力研究

王玉娟

摘要 本文以近年安徽靈壁縣測(cè)土配方施肥、耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)試區(qū)數(shù)據(jù)和農(nóng)戶田間調(diào)查為依據(jù)，分析全縣小麥玉米產(chǎn)量與土壤肥力的關(guān)系，明確肥料對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率，在生產(chǎn)中進(jìn)一步優(yōu)化各個(gè)養(yǎng)分元素配比，改進(jìn)施肥方法，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力，達(dá)到化肥減量、不減產(chǎn)量目的。

關(guān)鍵詞 小麥；玉米；產(chǎn)量；肥料貢獻(xiàn)率；偏生產(chǎn)力 ；土壤肥力；改良措施

中圖分類號(hào) S512.1；S513 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 1007-7731（2023）11-0028-05

安徽靈璧縣是我國(guó)重要的商品糧基地之一，常年小麥、玉米播種面積占全縣耕地面積80%以上。2022年全縣冬小麥播種面積11.5 萬(wàn)hm?，平均單產(chǎn)9 000 kg/hm?，總產(chǎn)103.8 萬(wàn)t；玉米播種面積8.0 萬(wàn)hm?，平均單產(chǎn)6 900 kg/hm?，總產(chǎn)55.2 萬(wàn)t。

靈璧縣土壤類型以砂姜黑土類和潮土類為主，約占耕地面積的98.12%。近幾年，全縣建立長(zhǎng)期耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)31個(gè)，臨時(shí)田間調(diào)查樣本點(diǎn)146個(gè)，其中白姜土區(qū)57個(gè)、淤土76個(gè)、砂土44個(gè)，同時(shí)分別在韋集、下樓鎮(zhèn)兩家專業(yè)合作社設(shè)立肥料施用監(jiān)測(cè)點(diǎn)各1個(gè)。已形成覆蓋當(dāng)?shù)刂饕髦贫取⑼寥李愋?、生產(chǎn)能力、管理水平、耕地環(huán)境等的監(jiān)測(cè)網(wǎng)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)立長(zhǎng)期無(wú)肥區(qū)、常規(guī)施肥區(qū)、配方施肥測(cè)試區(qū)（NPK、N、P、K）。根據(jù)監(jiān)測(cè)目的不同，監(jiān)測(cè)點(diǎn)地塊按大田生產(chǎn)方法劃分不同測(cè)試區(qū)域，測(cè)試區(qū)周?chē)O(shè)置保護(hù)行。本文以近年靈壁縣測(cè)土配方施肥、耕地質(zhì)量監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)試區(qū)數(shù)據(jù)和夏秋兩季對(duì)農(nóng)戶的田間調(diào)查為基礎(chǔ)，分析全縣土壤肥力、作物產(chǎn)量、肥料效應(yīng)之間的關(guān)系，針對(duì)存在的問(wèn)題，提出相應(yīng)的對(duì)策建議，以期為保障糧食安全、實(shí)現(xiàn)“藏糧于地”戰(zhàn)略提供數(shù)據(jù)支撐。

1 產(chǎn)量、施肥量與土壤肥力

1.1 產(chǎn)量與土壤基礎(chǔ)肥力產(chǎn)量

1.1.1 小麥、玉米產(chǎn)量 ?2022年，砂姜黑土小麥和玉米平均產(chǎn)量分別為9 300.0、6 750.0 kg/hm?，潮土小麥和玉米平均產(chǎn)量為8 700.0、7 050.0 kg/hm?。白姜土和淤土小麥產(chǎn)量相差不大，分別為9 279.0、9 321.0 kg/hm?，砂土小麥產(chǎn)量最低，為7 537.5 kg/hm?。全縣玉米產(chǎn)量相差較大，淤土的產(chǎn)量最高，為6 265.5 kg/hm?，其次為白姜土，為6 058.5 kg/hm?，砂土產(chǎn)量最低，為5 260.5 kg/ hm?。

1.1.2 基礎(chǔ)肥力產(chǎn)量 ?通過(guò)無(wú)肥區(qū)產(chǎn)量判斷土壤肥力高低，肥力越高，無(wú)肥區(qū)產(chǎn)量越高；肥力越低，無(wú)肥區(qū)產(chǎn)量越低。不施肥時(shí)，白姜土平均產(chǎn)量為小麥6 059.4 kg/hm?、玉米4 053.1 kg/hm?，分別占施肥產(chǎn)量的65.3%和66.9%，淤土平均產(chǎn)量為小麥6 263.7 kg/hm?、玉米4 335.3 kg/hm?，分別占施肥產(chǎn)量的67.2%和69.2%，砂土平均產(chǎn)量小麥玉米分別為5 261.5、3 698.6 kg/hm?，分別占施肥產(chǎn)量的69.8%和70.3%。綜合來(lái)看，砂土綜合基礎(chǔ)肥力較低，淤土綜合肥力較高（表1）。

1.2 施肥量與肥料利用效率

1.2.1 肥料施用量 ?全縣小麥肥料施用大都采用配方肥+尿素，在小麥生長(zhǎng)中后期噴施葉面肥方式，平均用量為氮肥（N）250.5 kg/hm?，磷肥（P2O5）127.5 kg/hm?，鉀肥（K2O）93.0 kg/hm?。淤土區(qū)肥料用量最高，氮肥（N）用量達(dá)到268.5 kg/hm?，均處于高用量水平，磷肥（P2O5）用量為138.0 kg/hm?，鉀肥（K2O）93.0 kg/hm?；砂土肥料用量最低，氮肥（N）用量為216.0 kg/hm?，磷肥（P2O5）用量為108.0 kg/hm?，3個(gè)區(qū)小麥季鉀肥用量相差不大。

全縣玉米肥料施用大都采用專用肥+尿素，平均用量為氮肥（N）297.0 kg/hm?，磷肥（P2O5）45.0 kg/hm?，鉀肥（K2O）60.0 kg/hm?。3個(gè)地區(qū)中，氮肥施用量差異較大，淤土區(qū)用量稍高，為348.0 kg/hm?。總體來(lái)說(shuō)，淤土區(qū)化肥投入量過(guò)高，以氮投入量高為主（表2）。

1.2.2 肥料貢獻(xiàn)率 ?肥料貢獻(xiàn)率是指因肥料施用所增加的產(chǎn)量占總產(chǎn)量的百分比[（施肥區(qū)產(chǎn)量-無(wú)肥區(qū)產(chǎn)量）/施肥區(qū)產(chǎn)量×100]。肥料貢獻(xiàn)率（FCR）即肥料對(duì)作物產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率，是把不施肥處理的產(chǎn)量視為土壤（地力）對(duì)產(chǎn)量的貢獻(xiàn)，以其為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算，是反映年投入肥料的生產(chǎn)能力的指標(biāo)[1]。淤土區(qū)肥料貢獻(xiàn)率平均為小麥32.8%、玉米30.8%、白姜土區(qū)小麥玉米肥料貢獻(xiàn)率較高，分別為34.7%和33.1%；砂土區(qū)小麥玉米肥料貢獻(xiàn)率均較低，分別為30.2%和29.7%，比較高區(qū)域總體肥料貢獻(xiàn)率低4.5和3.4個(gè)百分點(diǎn)。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，化肥的增產(chǎn)作用占到農(nóng)作物產(chǎn)量的50%，我國(guó)全國(guó)化肥試驗(yàn)網(wǎng)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，施用化肥對(duì)我國(guó)糧食產(chǎn)量的貢獻(xiàn)率為40.8%[2]。這3個(gè)區(qū)域的肥料貢獻(xiàn)率均低于全國(guó)統(tǒng)計(jì)水平。

肥料偏生產(chǎn)力（PFP）是指施用某一特定肥料下的作物產(chǎn)量與施肥量的比值。計(jì)算公式：PFP=Y/F，PFP是指肥料偏生產(chǎn)力，單位為kg/kg，Y是指施用某一特定肥料作物的產(chǎn)量，單位為kg/hm?，F(xiàn)是指特定肥料純養(yǎng)分（是指N、P2O5和K2O）的投入量，單位為kg/hm?[3]。它是反映當(dāng)?shù)赝寥阑A(chǔ)養(yǎng)分水平和化肥施用量綜合效應(yīng)的重要指標(biāo)。Dobermann[4]就糧食作物的利用率做過(guò)詳細(xì)的綜述，認(rèn)為糧食作物氮肥效率目標(biāo)值在下述范圍內(nèi)比較適宜，即氮肥偏生產(chǎn)力為40～70 kg/kg。靈璧縣小麥玉米的氮生產(chǎn)力總體水平偏低，養(yǎng)分偏生產(chǎn)力中，小麥氮肥偏生產(chǎn)力白姜土最高，為38.9 kg/kg，淤土次之，為34.5 kg/kg，砂土最低，為33.7 kg/kg；玉米氮肥偏生產(chǎn)力中，3個(gè)區(qū)域分別為21.2、22.0、19.2 kg/kg。小麥與玉米磷肥偏生產(chǎn)力中差異較大，白姜土最高，分別為77.5和123.5 kg/kg，其次為淤土和砂土，分別為64.3和114.4 kg/kg，64.4和100.2 kg/kg。鉀肥偏生產(chǎn)力小麥玉米差異不大，淤土最高，為97.0和116.1 kg/kg，其次為白姜土和砂土，分別為94.3和104.6 kg/kg，79.2和77.9 kg/kg。綜上，全縣氮肥偏生產(chǎn)力較低，鉀肥偏生產(chǎn)力較為適宜（表3～4）。

1.3 耕層土壤肥力現(xiàn)狀

1.3.1 土壤物理指標(biāo) ?土壤耕層物理指標(biāo)包括耕層厚度、土壤緊實(shí)度、田間持水量、土壤容重、總孔隙度、0.25 mm團(tuán)聚體等多個(gè)指標(biāo)。其中耕層厚度、土壤容重、土壤質(zhì)地是影響土壤肥力的重要因子。

1.3.1.1 耕層厚度 ?耕作層是指由長(zhǎng)期耕作形成的土壤表層，養(yǎng)分含量比較豐富，作物根系最為密集。耕層厚度受農(nóng)事活動(dòng)和外界自然因素影響很大，與當(dāng)?shù)氐母鞣绞接兄苯拥年P(guān)系。依據(jù)適宜作物生長(zhǎng)的耕層厚度為20 cm以上作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，靈壁縣耕地耕層厚度平均為17.8 cm，76.3%樣本點(diǎn)土壤耕層較淺。砂土耕層厚度最大，為20.3 cm，其次為白姜土，平均耕層厚度18.9 cm。淤土最低，耕層厚度為16.7 cm。耕層厚度15.0～20.0 cm、20.0～25.0 cm和>25.0 cm樣點(diǎn)分布比例分別為59.9%，20.9%和2.8%。砂土耕層厚度較為適宜（表5～6）。

1.3.1.2 耕層土壤容重 ?全縣土壤容重各區(qū)差異較大，容重由大到小分別為淤土1.41 g/cm3、白姜土1.38 g/cm3，砂土1.17 g/cm3。依據(jù)適宜作物生長(zhǎng)的土壤容重為1.10～1.35 g/cm3[5]，有75.1%樣本點(diǎn)土壤容重大于1.35 g/cm3，反映出土壤板結(jié)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。

1.3.1.3 耕層土壤質(zhì)地 ?耕層土壤質(zhì)地以中壤最適宜農(nóng)作物生產(chǎn)。177個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中有44個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)土壤質(zhì)地為砂壤，占比為24.8%；重壤57個(gè)點(diǎn)，占比32.2%；黏土76個(gè)點(diǎn)，占比42.9%。砂土土壤疏松，粒徑較粗，土壤疏松。淤土和白姜土粒粒徑相對(duì)較細(xì)，土壤黏重。

1.3.2 土壤化學(xué)指標(biāo) ?2022年靈壁縣土壤中有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀等指標(biāo)養(yǎng)分含量整體有所提升。土壤中部分微量元素含量較低，砂姜黑土土壤酸化現(xiàn)象突出。

1.3.2.1 土壤中常規(guī)養(yǎng)分含量 ?白姜土pH平均6.2，有機(jī)質(zhì)23.1 g/kg，全氮1.35 g/kg，堿解氮110.0 mg/kg，有效磷34.3 mg/kg，速效鉀146 mg/kg，緩效鉀510.0 mg/kg。淤土pH平均8.1，有機(jī)質(zhì)32.2 g/kg，全氮2.00 g/kg，堿解氮105.0 mg/kg，有效磷16.8 mg/kg，速效鉀382.0 mg/kg，緩效鉀1 034.0 mg/kg。砂土pH平均8.2，有機(jī)質(zhì)20.3 g/kg，全氮1.41 g/kg，堿解氮110.0 mg/kg，有效磷15.2 mg/kg，速效鉀154 mg/kg，緩效鉀866.0 mg/kg。

依據(jù)第二次土壤普查養(yǎng)分分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)，白姜土、淤土、砂土土壤中有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀養(yǎng)分因子，達(dá)到中等以上水平[5]（表7）。

1.3.2.2 土壤中部分微量元素含量 ?靈壁縣土壤有效鋅含量在0.24～7.23 mg/kg，平均含量為0.89 mg/kg，缺乏面積占55.62%；有效硼含量在0.23～0.82 mg/kg，平均含量0.48 mg/kg，缺乏面積占64.40%；土壤有效鉬、鐵、錳、銅缺乏面積只占5.00%，因此，在生產(chǎn)中要對(duì)敏感農(nóng)作物制定針對(duì)性措施，避免缺素癥狀出現(xiàn)（表8）。

2 存在的問(wèn)題

2.1 靈壁縣土壤肥力質(zhì)量狀況變化

依據(jù)中華人民共和國(guó)《耕地質(zhì)量等級(jí)》GB/T33469—2016國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和《耕地質(zhì)量調(diào)查監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)辦法》（農(nóng)業(yè)部令2016年第2號(hào)），2022年靈壁縣耕地質(zhì)量等級(jí)由2021年5.06等提升到5.01等，提高0.05個(gè)質(zhì)量等級(jí)。統(tǒng)計(jì)2011—2021年靈壁縣土壤有機(jī)質(zhì)、有效磷、速效鉀含量變化，與第二次土壤普查相比增加明顯，這與測(cè)土配方施肥，秸稈還田、增施有機(jī)肥、耕作方式等技術(shù)提高有關(guān)（表9）。

2.2 氮肥用量偏高，氮偏生產(chǎn)力與目標(biāo)范圍差異較大

據(jù)安徽省主要作物化肥施用定額制參考指標(biāo)（N用量225 kg/hm?），全縣氮肥施用量偏高，小麥、玉米氮肥用量均超過(guò)這一標(biāo)準(zhǔn)（除部分砂土外）。較高的肥料用量造成低肥料利用效率，砂土區(qū)小麥玉米氮肥偏生產(chǎn)力分別為33.7、19.2 kg/kg，與國(guó)際公認(rèn)谷物生產(chǎn)偏生產(chǎn)力的目標(biāo)范圍（40.0～70.0 kg/kg）有很大差距。

2.3 靈壁縣不同區(qū)域土壤肥力水平差異明顯

全縣土壤pH平均為7.8，以弱堿性為主，而白姜土土壤pH平均為6.2，砂姜黑土區(qū)域酸化現(xiàn)象已顯現(xiàn)；淤土、白姜土有機(jī)質(zhì)含量較高，砂土有機(jī)質(zhì)含量較低。砂土有效磷平均為12.2 mg/kg，淤土有效磷平均為16.8 mg/kg，淤土和砂土區(qū)有效磷處于中等水平，應(yīng)改進(jìn)施肥方法，提高磷肥利用效率；淤土速效鉀平均為382 mg/kg，生產(chǎn)上可以控制鉀肥施用量。

2.4 土壤耕層厚度偏淺，作物根系下扎困難

全縣土壤耕層厚度平均為17.8 cm，76.3%樣本點(diǎn)土壤耕層較淺，有75.1%樣本點(diǎn)土壤容重大于1.35 g/cm3，反映出土壤板結(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，影響作物根系延伸，阻礙作物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

3 改良措施

3.1 加大投入品的研發(fā)、推廣力度，優(yōu)化氮、磷、鉀配比

宣傳引導(dǎo)生產(chǎn)廠家進(jìn)行肥料產(chǎn)品優(yōu)化升級(jí)，按需配肥，實(shí)現(xiàn)肥料的“私人訂制”，在農(nóng)戶中大力推廣緩控釋肥、無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)混肥及功能性肥料的應(yīng)用，提高配方肥、專用肥施用比例，減少不合理養(yǎng)分投入，促進(jìn)養(yǎng)分的吸收利用。針對(duì)不同作物對(duì)部分中量和微量元素敏感性，補(bǔ)充硼、鋅、鉬等微量元素，減輕缺素癥狀發(fā)生的程度。

3.2 智慧精準(zhǔn)施肥，助力化肥減量增效

農(nóng)戶關(guān)注靈璧縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局公眾號(hào)，通過(guò)智慧施肥平臺(tái)，查找自已所在村地塊的土壤類型、養(yǎng)分含量、土壤肥力等級(jí)等，分區(qū)域、分作物、分農(nóng)時(shí)制定科學(xué)施肥指導(dǎo)意見(jiàn)，引導(dǎo)農(nóng)戶把施肥量控制在合理區(qū)間。持續(xù)推進(jìn)肥料“三新”技術(shù)運(yùn)用，不斷提高農(nóng)作物化肥利用率，達(dá)到化肥減量，不減產(chǎn)量目的。

3.3 分區(qū)域推廣深松深耕作業(yè)，培肥地力

以砂姜黑土為主的南部地區(qū)，易發(fā)生干旱或澇漬，統(tǒng)籌推進(jìn)水肥一體化和高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)，繼續(xù)深入開(kāi)展測(cè)土配方施肥，增施有機(jī)肥或適量秸稈還田，加大花生、大豆的種植面積，用地養(yǎng)地相結(jié)合，逐漸提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，培肥改良土壤。由于多年旋耕造成土壤耕層較淺，大力推廣土壤深松深耕作業(yè)，要求深耕深度在30 cm左右，隔5年進(jìn)行1次，這樣可以有效打破犁底層，增加土壤耕層厚度，改善土壤通透性，增強(qiáng)耕地保肥保水能力。

以淤土、兩合土、砂土等土種為主的北部地區(qū)，其中淤土、兩合土土壤肥力較高，實(shí)施按需施肥，按時(shí)施肥，既要避免過(guò)量施肥更要避免盲目減肥。利用高標(biāo)農(nóng)田，發(fā)展高效節(jié)水灌溉，小麥玉米可以采取配方肥（N-P-K）24-14-6或25-12-6，補(bǔ)施硼、鋅或噴施葉面肥等；砂土土壤保肥能力較弱，采用改進(jìn)傳統(tǒng)的表施、撒施、大水沖施等施肥方式，推廣應(yīng)用種肥同播、葉面噴肥、水肥一體化等高效施肥方法。

以山紅土、棕壤為主的低山、殘丘區(qū)，坡上部土層薄，質(zhì)地粗，養(yǎng)分缺乏，坡下土層較厚，可以采取橫坡聚壟耕作方式，截留降水，減緩地表徑流[6]。推廣作物行間或林間秸稈覆蓋，增施有機(jī)肥，實(shí)行輪作免耕耕作制度，坡度大的耕地可以發(fā)展果木業(yè)。

3.4 加強(qiáng)耕地質(zhì)量和土壤墑情監(jiān)測(cè)工作

土壤肥力和土壤墑情密不可分、相互配合，讓土地更健康。對(duì)作物產(chǎn)量、施肥水平、施肥方法、灌溉能力、空白對(duì)照與施肥效果及土壤養(yǎng)分含量變化等內(nèi)容進(jìn)行長(zhǎng)期定位監(jiān)測(cè)，查清土壤肥力現(xiàn)狀與演變趨勢(shì)及施肥方式對(duì)產(chǎn)量的影響，為指導(dǎo)農(nóng)戶科學(xué)施肥，糾正存在不合理用肥、氮肥用量較高等問(wèn)題提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。目前，靈壁縣已安裝12臺(tái)全自動(dòng)墑情監(jiān)測(cè)點(diǎn)，通過(guò)農(nóng)業(yè)數(shù)字化平臺(tái)，可以時(shí)時(shí)查詢墑情監(jiān)測(cè)點(diǎn)不同土層溫度、濕度和降雨量等數(shù)據(jù)，有利于掌握農(nóng)作物關(guān)鍵需水期和最佳灌水量，以最少的灌水量滿足農(nóng)作物的高產(chǎn)需求，達(dá)到以水調(diào)肥，節(jié)水、增產(chǎn)和增收目的。

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（責(zé)編：何 艷）