北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)施肥現(xiàn)狀調(diào)研

聶 青，李 婷，徐 娜，石顏通，賈瑋瑋，曲明山

（北京市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京 100029）

設(shè)施農(nóng)業(yè)是一種現(xiàn)代化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，有著高投入、高產(chǎn)出、高效益的特點，并且能夠進(jìn)行反季節(jié)、全年不間斷生產(chǎn)。根據(jù)中國設(shè)施農(nóng)業(yè)網(wǎng)的數(shù)據(jù)，截至2022年底，我國設(shè)施農(nóng)業(yè)總面積達(dá)到了1 200萬hm2，其中日光溫室面積約為200萬hm2，占設(shè)施農(nóng)業(yè)總面積的16.7%；塑料大棚面積約為1 000萬hm2，占設(shè)施農(nóng)業(yè)總面積的83.3%。我國已成為世界設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，面積和產(chǎn)量都居世界第1[1-2]。

近年來，北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)已成為北京市郊區(qū)農(nóng)民增收的重要途徑，在保障首都“菜籃子”有效供給、拉動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)增值、促進(jìn)農(nóng)民增收、助力鄉(xiāng)村振興等方面發(fā)揮了極其重要的作用[3-4]。據(jù)北京市統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，北京市2020年設(shè)施農(nóng)業(yè)播種面積2.901萬hm2，產(chǎn)值達(dá)到50.1億元。但在設(shè)施農(nóng)業(yè)實際生產(chǎn)中，常因水肥管理不合理等原因，造成土壤污染、病蟲害加重、產(chǎn)品品質(zhì)降低等現(xiàn)象，嚴(yán)重威脅設(shè)施農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。據(jù)陳清等[5]的研究結(jié)果，每年僅化肥過量投入造成的經(jīng)濟損失高達(dá)1.35萬元/hm2。為了解北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中養(yǎng)分管理上存在的問題及技術(shù)需求，本研究對北京市設(shè)施生產(chǎn)施肥狀況開展了調(diào)查，目的在于掌握北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)施肥狀況、變化趨勢及存在問題，估算設(shè)施生產(chǎn)肥料減施潛力，為制定設(shè)施農(nóng)業(yè)施肥技術(shù)指導(dǎo)意見和減施方案提供理論依據(jù)。

1 調(diào)研內(nèi)容與方法

1.1 調(diào)研方法

通過查閱統(tǒng)計資料、與區(qū)縣農(nóng)業(yè)部門訪談交流、發(fā)放調(diào)查問卷、施肥調(diào)查系統(tǒng)填報等方式，調(diào)查了設(shè)施生產(chǎn)肥料投入總體情況。

1.2 調(diào)研項目

調(diào)查作物主要為蔬菜、草莓和西瓜，收集數(shù)據(jù)內(nèi)容主要包括種植作物種類、生產(chǎn)基本情況、作物產(chǎn)量和施肥情況，施肥情況主要包括有機肥和化肥施用種類、數(shù)量及氮磷鉀養(yǎng)分比例等。

1.3 調(diào)研對象

調(diào)研區(qū)域包括北京市平谷、順義、密云、懷柔、通州、昌平、延慶、大興、房山共9個區(qū)，調(diào)研的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主體主要包括農(nóng)民專業(yè)合作社、生產(chǎn)園區(qū)、個體種植戶等，共收到有效樣本調(diào)查表264份。

2 調(diào)研結(jié)果與分析

2.1 北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)肥料應(yīng)用總體情況

2.1.1 北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)養(yǎng)分投入量變化情況

從表1可以看出，設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中平均投入總養(yǎng)分?jǐn)?shù)量減少，2021年平均投入總養(yǎng)分為2 139.0 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O分別投入672.0、744.0、723.0 kg/hm2，2013年平均投入總養(yǎng)分為2 404.5 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O養(yǎng)分投入分別為933.0、693.0、778.5 kg/hm2；與2013年養(yǎng)分投入狀況相比，2021年N和K2O養(yǎng)分的投入均呈現(xiàn)降低趨勢，分別降低了28.0%和7.1%，但P2O5養(yǎng)分的投入呈現(xiàn)增加趨勢，上升了7.4%。設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)N∶P2O5∶K2O投入比例為1∶1.1∶1.1，P2O5養(yǎng)分投入偏高。

表1 設(shè)施農(nóng)業(yè)平均投入養(yǎng)分量

2013年有機肥養(yǎng)分平均投入為1 860.0 kg/hm2，占投入肥料總養(yǎng)分的比例為77.4%；2021年有機肥養(yǎng)分投入量為1 641.0 kg/hm2，占投入肥料總養(yǎng)分的比例為76.7%。在總養(yǎng)分投入中，有機肥養(yǎng)分投入占比較大，且比例基本保持穩(wěn)定，為設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)主要的養(yǎng)分來源。與2013年相比，2021年設(shè)施生產(chǎn)投入總養(yǎng)分?jǐn)?shù)量、有機肥養(yǎng)分?jǐn)?shù)量和化肥養(yǎng)分?jǐn)?shù)量分別降低了8.5%、11.8%和11.0%（表1）。

2.1.2 有機肥施用種類及成本分析

根據(jù)圖1可得，2016—2021年設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中投入的主要有機肥種類包括雞糞、豬糞、牛糞、羊糞、商品有機肥、生物有機肥、餅肥及其他，其中施用商品有機肥的調(diào)查主體占比最高，占比36.0%；其次為雞糞，占比30.3%；其他有機肥投入占比分別為：牛糞7.2%、羊糞7.2%、豬糞0.8%、生物有機肥9.5%、餅肥3.0%、其他6.0%，此次調(diào)查與陳清等[5]的研究結(jié)果相比，牛糞的施用頻率降低較多，而商品有機肥的施用占比提高。

圖1 設(shè)施生產(chǎn)有機肥施用種類及占比

近年來，北京市各郊區(qū)實施有機肥補貼政策，農(nóng)民購買有機肥價格為120元/t。按照加權(quán)平均計算，2021年設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中投入有機肥用量為31.8 t/hm2，有機肥投入成本為3 816元/hm2，相比2016年減少有機肥投入成本450元/hm2。

2.1.3 化肥施用種類及成本分析

2.1.3.1 化肥施用種類占比 根據(jù)圖2調(diào)查結(jié)果分析，2016—2021年北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中施用化肥品種主要包括復(fù)合肥、大量元素水溶肥、中微量元素水溶肥、含氨基酸水溶肥、含海藻酸水溶肥及含腐植酸水溶肥等。其中施用復(fù)合肥的比例最大，占比78.1%；其次為大量元素水溶肥料，占57.7%，其他化肥中含氨基酸水溶肥料占20.0%、含腐植酸水溶肥料占8.9%、含海藻酸水溶肥占5.8%、中微量元素水溶肥占10.4%。

圖2 設(shè)施生產(chǎn)化肥施用種類及占比

2.1.3.2 化肥投入成本分析 據(jù)北京市門市肥料系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示（表2），2016—2020年化肥零售價格波動不大，但在2021年價格上漲迅速，2021年14個門市的化肥平均價格均較上年有所上漲，與2016年相比，各類化肥零售價格漲幅在15.0%～45.6%，平均漲幅為23.3%。如按45%含量的復(fù)混肥投入用量計算，2021年設(shè)施生產(chǎn)平均投入化肥成本相比2016年增加了885.0元/hm2。

表2 門市系統(tǒng)的主要化肥價格變化 元/t

2.2 設(shè)施蔬菜施肥技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

此次調(diào)查蔬菜主要包括番茄、黃瓜、茄子、彩椒、生菜、芹菜及豇豆等。

2.2.1 設(shè)施蔬菜生產(chǎn)有機肥投入現(xiàn)狀

設(shè)施蔬菜生產(chǎn)主體都比較重視有機肥料投入，且有機肥都作為底肥施入。如圖3所示，底肥施肥中92.1%的生產(chǎn)主體都施入了有機肥，其中79.42%的主體施用了商品有機肥，用量大多在30～45 t/hm2之間，平均用量為40.5 t/hm2，投入量偏大，有機肥投入中N、P2O5、K2O平均含量為604.5、699.0、663.0 kg/hm2，分別占總養(yǎng)分投入量的77.3%、79.5%、74.8%。施用自制糞肥和生物有機肥的農(nóng)戶較少，占比分別為8.82%和2.94%，有8.82%的農(nóng)戶在底肥施用時未施有機肥。

圖3 設(shè)施蔬菜底施有機肥情況

2.2.2 設(shè)施蔬菜生產(chǎn)化肥投入現(xiàn)狀

設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中底施化肥的用量在逐步減少，其中47.4%的主體施用了底肥化肥。如表3所示，果類蔬菜底肥化肥養(yǎng)分投入總量為324.0 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O投入比例為1∶1.1∶1.2；葉類蔬菜底肥化肥養(yǎng)分投入總量為249.0 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O投入比例為1∶1.2∶0.9。所有設(shè)施蔬菜生產(chǎn)主體都施用了化肥追肥，其中果類蔬菜追肥投入總養(yǎng)分為256.5 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O投入比例為1∶0.9∶1.4；葉類蔬菜追肥投入總養(yǎng)分為88.5 kg/hm2，N∶P2O5∶K2O投入比例為1∶1∶1。果類蔬菜基肥與追肥比例為1∶0.79，葉類蔬菜基肥與追肥比例為1∶0.35。

表3 北京市設(shè)施蔬菜化肥施用情況

2.2.3 新型肥料和中微量元素肥料投入現(xiàn)狀

僅有2.6%的設(shè)施蔬菜生產(chǎn)主體在底肥中施用了菌肥和黃腐酸肥，5.2%的生產(chǎn)主體追施了腐植酸肥料或酵素等新型肥料，5.2%的生產(chǎn)主體在設(shè)施果類蔬菜坐果期追施了鈣肥，總體上看，新型肥料、中微量元素和有益元素肥料在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中應(yīng)用較少。

2.2.4 設(shè)施蔬菜生產(chǎn)偏生產(chǎn)力分析

設(shè)施果類蔬菜平均產(chǎn)量為54 945 kg/hm2，投入有機無機養(yǎng)分N、P2O5、K2O含量分別達(dá)到781.5、879.0、886.5 kg/hm2，N、P2O5、K2O肥料偏生產(chǎn)力分別為70.3、62.5、62.0 kg/kg。秋大棚番茄生產(chǎn)目標(biāo)產(chǎn)量為4 000 kg時，帶走養(yǎng)分量N、P2O5、K2O分別為150.0、25.5、195.0 kg/hm2，按照此目標(biāo)產(chǎn)量計算，此次調(diào)查設(shè)施果類蔬菜偏生產(chǎn)力較低，肥料用量偏高，會造成肥料大量浪費，肥料減量潛力較大。設(shè)施葉類蔬菜平均產(chǎn)量59 400 kg/hm2，投入有機無機養(yǎng)分N、P2O5、K2O含量分別達(dá)到576.0、633.0、585.0 kg/hm2，N、P2O5、K2O肥料偏生產(chǎn)力分別為103.1、93.8、101.5 kg/kg，整體偏低，生產(chǎn)用肥減量空間較大。

2.3 設(shè)施西瓜施肥技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.3.1 設(shè)施西瓜生產(chǎn)有機肥投入現(xiàn)狀

設(shè)施西瓜生產(chǎn)中有機肥全部用作底肥施入，以667 m2施用1.0～3.0 t為主，追肥中未施用有機肥。表4結(jié)果顯示，有機肥中雞糞占比最高達(dá)47.1%，豬糞占1.7%，牛糞占10.1%，商品有機肥占19.3%，生物有機肥占17.6%，其他類型有機肥占4.2%。

表4 設(shè)施西瓜生產(chǎn)不同類型有機肥使用占比 %

2.3.2 設(shè)施西瓜生產(chǎn)化肥投入現(xiàn)狀

全生育期化肥N、P2O5、K2O投入量分別為246.0、228.0、324.0 kg/hm2，分別占有機無機養(yǎng)分總和的31.9%、27.8%、38.3%；N、P2O5、K2O比例和基肥、追肥比例分別為1∶4.2∶3和3∶10。

2.3.3 設(shè)施西瓜新型肥料結(jié)構(gòu)占比現(xiàn)狀

除了常規(guī)的復(fù)合肥，農(nóng)戶對新型肥料有一定的認(rèn)知并有嘗試使用，如圖4所示，26%的主體只施用普通水溶肥，74%的主體選擇配合使用新型肥料，其中菌肥占26%，含海藻酸水溶肥占11%，含腐植酸水溶肥占16%，其他如魚蛋白或者多種成分復(fù)合的新型肥料占比21%。

圖4 設(shè)施西瓜新型肥料結(jié)構(gòu)

2.3.4 施肥量與產(chǎn)量相關(guān)性分析

通過對施肥量與西瓜產(chǎn)量的數(shù)學(xué)方程擬合，發(fā)現(xiàn)二者間并無顯著相關(guān)性，這可能是與調(diào)查地塊都常年種植西瓜，農(nóng)戶習(xí)慣施肥量較大，基礎(chǔ)地力水平較高有關(guān)，也可能與此次調(diào)研農(nóng)戶的總體用肥量較高有關(guān)；采用滴灌、微噴等節(jié)水灌溉的農(nóng)戶較采用傳統(tǒng)溝灌方式可節(jié)肥約90.0 kg/hm2。

2.4 設(shè)施草莓施肥技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

2.4.1 設(shè)施草莓生產(chǎn)有機肥投入現(xiàn)狀

各有機肥種類施用占比情況如表5。生產(chǎn)主體設(shè)施草莓平均產(chǎn)量為36 339.0 kg/hm2，有機肥平均用量為30 942 kg/hm2，平均養(yǎng)分含量為1 744.5 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O分別為550.5、628.5 kg/hm2和565.5 kg/hm2。

表5 設(shè)施草莓生產(chǎn)不同類型有機肥施用量及占比

2.4.2 設(shè)施草莓生產(chǎn)化肥投入現(xiàn)狀

設(shè)施草莓平均投入化肥養(yǎng)分量為522 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O分別為136.5、190.5、193.5 kg/hm2，比例為1∶1.4∶1.4?；┗势骄度肓繛?70.0 kg/hm2，占化肥（基肥＋追肥）養(yǎng)分投入總量的51.8%。N、P2O5、K2O投入量分別為67.5、126.0、76.5 kg/hm2；追肥平均化肥養(yǎng)分投入量為252 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O投入量分別為69.0、64.5、117.0 kg/hm2。

2.4.3 肥料投入與產(chǎn)量相關(guān)性分析

調(diào)研的養(yǎng)分投入量總體超出了草莓的需求量，特別是磷肥，較需求量高出645.8%；化肥的基肥追肥比例為5.2∶4.8，基肥比例偏高。調(diào)研數(shù)據(jù)顯示，草莓產(chǎn)量分布在25 005.0～52 500.0 kg/hm2范圍內(nèi)，平均產(chǎn)量為36 339.0 kg/hm2。調(diào)研結(jié)果中相同養(yǎng)分投入下的產(chǎn)量可能很高，也可能很低，故在此次調(diào)研的農(nóng)戶中，肥料施用量并不是設(shè)施草莓產(chǎn)量的主要限制因子，可能與調(diào)研樣本的土壤肥力較高有關(guān)。

3 存在問題

3.1 總養(yǎng)分投入過量

2021年北京市設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)平均投入總養(yǎng)分為2 139 kg/hm2，雖然相較于2013年有降低趨勢，但總體上仍然存在投入過量的問題，這與劉衎等[6]的調(diào)查結(jié)果一致。調(diào)研樣本中，有機肥投入也存在部分過量的問題，12.3%調(diào)研樣本中有機肥每667 m2投入量達(dá)到了3 t以上，有機肥投入平均養(yǎng)分量占投入肥料總養(yǎng)分的比例為76.7%，超過了設(shè)施蔬菜和西瓜的有機肥推薦用量。

3.2 大量元素養(yǎng)分比例不適于設(shè)施生產(chǎn)

此次調(diào)研中發(fā)現(xiàn)在設(shè)施生產(chǎn)中N、P2O5、K2O養(yǎng)分投入比例為1∶1.1∶1.1，而果類蔬菜和西瓜實際生產(chǎn)中需要的營養(yǎng)養(yǎng)分比例為1∶（0.3～0.5）∶（1.3～1.5），磷的用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了作物所需要的養(yǎng)分量。過量的磷肥投入會造成養(yǎng)分浪費和土壤養(yǎng)分累積，從而導(dǎo)致土壤富營養(yǎng)化和鹽漬化等問題[7-8]。張銀花[9]研究認(rèn)為，磷過量可引起早衰，還會間接抑制對鋅、鐵、鈣等元素的吸收，造成生理病害。

3.3 蔬菜種植戶對中微量元素和新型功能性肥料重視程度不夠

與經(jīng)濟效益相對比較高的西瓜和草莓相比，在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中，腐植酸肥料、氨基酸肥料等新型功能性肥料以及中微量元素肥料投入偏少，農(nóng)民重視程度較低。施用菌肥、腐植酸肥料等生產(chǎn)主體不足8%，在設(shè)施果類蔬菜坐果期追施了鈣肥的生產(chǎn)主體僅有5.2%，總體上來看，新型肥料、中微量元素和有益元素肥料在設(shè)施蔬菜生產(chǎn)中應(yīng)用較少。

4 對策建議

4.1 加大對測土配方施肥技術(shù)推廣的支持

肥料過量投入和養(yǎng)分比例失調(diào)既造成肥料浪費，又會污染環(huán)境，各級政府部門和技術(shù)推廣部門應(yīng)加大科學(xué)施肥的推廣力度，加強測土配方施肥技術(shù)的推廣應(yīng)用，避免肥料的浪費和環(huán)境污染[10]。

4.2 堅持有機肥補貼政策

有機肥對土壤結(jié)構(gòu)和理化性質(zhì)有一定的改善作用，同時能夠提高設(shè)施栽培作物的產(chǎn)品品質(zhì)。各級政府部門應(yīng)持續(xù)加強有機肥補貼，但在選擇補貼有機肥時，應(yīng)注意選擇磷養(yǎng)分含量較低的有機肥，避免造成養(yǎng)分的浪費和對土壤的污染。

4.3 加大對新型肥料研發(fā)篩選的政策支持

功能性新型肥料對改良土壤、提升產(chǎn)品品質(zhì)等具有不同的功效，并可部分替代化肥產(chǎn)品，減少化肥用量。因此，建議各級政府部門加強對新型肥料研發(fā)和篩選的支持，選擇性替代化肥的使用，減少化肥用量。