劉 暢 ，趙 財 ，殷 文 ，胡發(fā)龍 ，柴 強

（1．甘肅省干旱生境作物學(xué)重點實驗室，甘肅 蘭州 730070；2．甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

玉米作為西北地區(qū)主要的糧飼作物，在金昌市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有非常重要的地位。近些年來，隨著高產(chǎn)品種的選育和耕作栽培技術(shù)的優(yōu)化，玉米等農(nóng)作物的產(chǎn)量不斷提高。然而，隨著作物單產(chǎn)的提高，化肥施用量也在持續(xù)增加。2002年，河西灌區(qū)化肥施用量已達到1 558 kg/hm2，高出全國高施肥量區(qū)化肥投入平均值的3.22倍[1]。與此同時，肥料養(yǎng)分投入配置不合理、肥料利用率低下等問題也日益突出[2]。因此，在保障金昌市玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的前提下，提高養(yǎng)分資源的利用效率，是該地區(qū)玉米生產(chǎn)發(fā)展所面臨的關(guān)鍵問題之一。

為了全面了解金昌市玉米生產(chǎn)中肥料施用過程中存在的問題，2015年7月我們對金昌市金川區(qū)及永昌縣的78戶農(nóng)戶進行了詳細(xì)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)調(diào)查，并結(jié)合河西灌區(qū)作物生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)和匯總專家建議，對調(diào)查結(jié)果進行綜合評價分析，旨在全面了解近年來金昌市的玉米生產(chǎn)水平、養(yǎng)分資源利用現(xiàn)狀和存在的問題，為推廣科學(xué)高效的農(nóng)田施肥制度和保障作物產(chǎn)量提供支撐。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查區(qū)域及調(diào)查方法

甘肅省金昌市地處河西走廊中東部、祁連山北麓，東與民勤縣、涼州區(qū)相連，西與山丹縣、民樂縣接壤，南與肅南裕固族自治縣毗鄰，北依蒙古自治區(qū)阿拉善右旗，總土地面積約為8 895.83 km2，轄金川區(qū)與永昌縣[3]。金昌市屬內(nèi)陸石羊河流域，溫帶大陸性沙漠氣候，年平均氣溫4.8℃。該地區(qū)常年氣候干燥，日照時間長，晝夜溫差大，年降水量140～185 mm，且多集中在6—8月間，年蒸發(fā)量約為2 000～2 500 mm。境內(nèi)耕地海拔1 452～2 400 m，土壤多為綠洲淤土類的壤土與砂質(zhì)壤土[4-5]。

調(diào)查在2015年7月下旬進行。分別選取具有代表性的金昌市金川區(qū)雙灣鎮(zhèn)及永昌縣朱王堡鎮(zhèn)等地9個自然行政村78戶農(nóng)戶作為研究對象，采用開放式問卷調(diào)查法、訪問調(diào)查法及田間觀察法相結(jié)合的方式，對該地區(qū)耕地資源使用情況、種植模式以及農(nóng)田施肥制度等指標(biāo)進行全方位的調(diào)查。共發(fā)放問卷78份，回收有效問卷68份，有效問卷率為87.2%。以農(nóng)戶為調(diào)查單元，調(diào)查對象均為該戶的主要勞動力。調(diào)查覆蓋總耕地面積為164.5 hm2，人均耕地面積0.49 hm2。

1.2 養(yǎng)分含量及分級方法

化學(xué)肥料的有效成分含量按產(chǎn)品標(biāo)注的含量進行計算，有機肥養(yǎng)分含量按照《中國有機肥料養(yǎng)分志》提供的標(biāo)準(zhǔn)值計算[6]。根據(jù)已有實驗項目并結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際情況，對調(diào)查記錄值的產(chǎn)量及養(yǎng)分含量分級方法和原則進行確定并制定標(biāo)準(zhǔn)值。在標(biāo)準(zhǔn)值上下10%范圍浮動為“適中”，低于標(biāo)準(zhǔn)30%為“很低”，高于標(biāo)準(zhǔn)30%為“很高”，“適中”與“很低”之間為“偏低”，“適中”與“很高”之間為“偏高”[7-8]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

對調(diào)查所得數(shù)據(jù)利用EXCEL2010辦公軟件和SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件進行錄入、分類整理與統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 作物布局與種植制度

調(diào)查表明，2014年金昌市農(nóng)戶主要以種植玉米為主，占總調(diào)查耕地面積的64.17%，小麥種植面積占總調(diào)查耕地面積的16.34%，其余作物合占總調(diào)查耕地面積的18.44%，包括葫蘆8.43%、辣椒4.30%、洋蔥3.12%、食用葵1.86%（圖1）。當(dāng)?shù)赜捎谀攴e溫較低，主要農(nóng)作物玉米及小麥的種植制度多以一年一熟制為主，且復(fù)種面積小，僅占總調(diào)查耕地面積的1.32%。調(diào)查區(qū)域內(nèi)玉米播種期一般為每年4月中下旬，10月上旬收獲。

圖1 2014年金昌地區(qū)農(nóng)作物種植比例

2.2 玉米產(chǎn)量及分布頻率

根據(jù)調(diào)查結(jié)果并結(jié)合當(dāng)?shù)厣a(chǎn)實際情況，將玉米作物產(chǎn)量分為5級。對68戶農(nóng)戶玉米種植情況進行調(diào)查的結(jié)果表明，2014年該地區(qū)玉米平均產(chǎn)量為（14 762.87±1 649.17）kg/hm2。其中，產(chǎn)量適中的農(nóng)戶占總調(diào)查農(nóng)戶的73.53%；產(chǎn)量偏低的農(nóng)戶占13.24%；產(chǎn)量偏高的農(nóng)戶占10.29%；產(chǎn)量很高的農(nóng)戶僅占2.94%（表1）。

表1 2014年金昌市玉米產(chǎn)量分布

2.3 農(nóng)田養(yǎng)分投入

2.3.1 肥料施用量及比例 據(jù)調(diào)查，金昌市農(nóng)戶使用的化肥種類主要包括尿素、磷酸二銨、硝酸磷肥、復(fù)合肥、雙聯(lián)肥、混配肥、磷肥、鉀肥、鋅肥和農(nóng)家肥等，部分農(nóng)戶在種植玉米時施玉米專用肥。95%以上的農(nóng)戶在施用基肥的基礎(chǔ)上，在作物生長的不同時期追肥2～4次，追肥的種類主要包括尿素和磷酸二銨，追肥期主要集中在玉米苗期、分蘗期、孕穗期和籽粒灌漿期。

對化肥施用狀況的調(diào)查（表2）表明，玉米生產(chǎn)中N用量范圍在265.5～1 101.0 kg/hm2，平均施用量為（510.3±178.2）kg/hm2；P2O5用量變化范圍在60.0～668.3 kg/hm2，平均施用量為（235.1±114.5）kg/hm2；K2O 用量變化范圍在 0～247.5 kg/hm2，平均為（82.8±66.6）kg/hm2。

表2 2014年金昌市玉米平均化肥施用狀況 kg/hm2

根據(jù)調(diào)查結(jié)果并結(jié)合當(dāng)?shù)仞B(yǎng)分投入的實際情況將N施用量分為5級（見表3）。據(jù)此分析表明，N施用量適中和偏低的農(nóng)戶均占總調(diào)查農(nóng)戶的12.70%，N施用量偏高的農(nóng)戶占15.87%。N施用量很高的農(nóng)戶所占的比例最大，占總調(diào)查農(nóng)戶的58.73%。將P2O5施用量也分為5級（見表3），P2O5施用量適中農(nóng)戶占總調(diào)查農(nóng)戶的9.38%，P2O5施用量偏低和很低的農(nóng)戶均占總調(diào)查農(nóng)戶的6.25%，P2O5施用量偏高的農(nóng)戶占17.19%。P2O5施用量很高的農(nóng)戶所占比例最大，占總比例的60.94%。

表3 2014年金昌市玉米生產(chǎn)中N與P2O5的施用狀況

2.3.2 基肥與追肥投入比例 調(diào)查結(jié)果（表4）表明，N以追肥為主，所占比例為59.81%，基追比例為1∶1.49；P2O5基本以基肥形式投入，所占比例為95.28%；K2O也以基肥為主，所占比例為96.98%。N基追比例適中，P2O5與K2O均作為基肥于播種期一次施入。

表4 2014年金昌市玉米基肥施肥量及比例

2.3.3 施肥種類 在實際生產(chǎn)過程中，部分農(nóng)戶追肥次數(shù)為2次甚至更多，且追肥使用肥料種類也各不相同，因此在分析養(yǎng)分投入時，針對基肥和追肥頻率，只要該肥料種類在上述2個階段出現(xiàn)1次，就記為1戶。據(jù)調(diào)查（表5），基肥以磷酸二銨比例最高，占基肥施用頻數(shù)的31.35%，基肥養(yǎng)分投入中施用磷酸二銨的比例達到89.23%；其次為復(fù)合肥，占基肥施用頻數(shù)的21.08%；尿素占基肥施用頻數(shù)的16.76%。追肥投入以尿素比例最高，占總追肥施用頻數(shù)的85.71%，占總調(diào)查樣本數(shù)的92.31%；其次為磷酸二銨，占追肥施用頻數(shù)的8.57%。

表5 2014年金昌市玉米施用肥料種類概況

2.3.4 肥料偏生產(chǎn)力 肥料偏生產(chǎn)力（Partial factor productivity，PFP）是指單位投入的肥料所能產(chǎn)生的作物籽粒產(chǎn)量，即PFP=Y/F（Y為施肥后所獲得的作物產(chǎn)量，F(xiàn)為養(yǎng)分投入量）。由于不需要對照區(qū)產(chǎn)量和養(yǎng)分吸收量的測定，簡單明了，因此常被用于農(nóng)業(yè)田間調(diào)查與普查。張福鎖等[9]認(rèn)為該方法較適合當(dāng)前我國土地養(yǎng)分投入量大但化肥增產(chǎn)效益下降的現(xiàn)實，是評價養(yǎng)分投入產(chǎn)出比的適宜標(biāo)準(zhǔn)。

對金昌市玉米生產(chǎn)中肥料偏生產(chǎn)力的分析結(jié)果（表6）表明，N偏生產(chǎn)力平均值為（33.50±19.18）kg/kg，且以20.00～30.00 kg/kg比例最大，占總調(diào)查戶數(shù)的39.06%；其次是30.00～40.00 kg/kg，占調(diào)查戶數(shù)的28.13%。P2O5偏生產(chǎn)力平均值為（77.55±43.77）kg/kg，且以 40.00～60.00 kg/kg比例最大，占總調(diào)查戶數(shù)的29.69%；其次是60.00～80.00 kg/kg，占調(diào)查樣本的21.88%?？傪B(yǎng)分偏生產(chǎn)力平均值為（19.93±7.95）kg/kg，且以15.00～20.00 kg/kg比例最大，占總調(diào)查戶數(shù)的31.25%；其次是10.00～15.00 kg/kg，占調(diào)查戶數(shù)的25.56%。

表6 2014年金昌市玉米養(yǎng)分投入偏生產(chǎn)力

3 結(jié)論與討論

調(diào)查結(jié)果表明，金昌市玉米生產(chǎn)施肥中存在以下問題。第一，養(yǎng)分資源投入差別較大，肥料利用率低下。以戶為單位對化肥用量進行分析發(fā)現(xiàn)，不同農(nóng)戶間養(yǎng)分投入差別很大，化肥用量最高與最低之間甚至相差幾十倍，在玉米生產(chǎn)中不施鉀肥的農(nóng)戶占調(diào)查戶數(shù)的93.51%。另外，玉米N施用量過高的比例占調(diào)查樣本的74.60%，P2O5施用量過高的比例占調(diào)查樣本的78.13%。第二，肥料種類單一，施用方式不合理。從肥料種類來看，金昌市玉米生產(chǎn)中應(yīng)用較為集中的肥料種類包括尿素、磷酸二銨和復(fù)合肥，3種化肥占基肥總用量的69.10%。第三，玉米生產(chǎn)中肥料偏生產(chǎn)力偏低。我國玉米生產(chǎn)中N與P2O5偏生產(chǎn)力平均值分別為51.6和72.4 kg/kg[9]，而本研究中，玉米N偏生產(chǎn)力平均值為（33.50±19.18）kg/kg，且以20.00～30.00 kg/kg比例最大，占總調(diào)查戶數(shù)的39.06%。說明該地區(qū)玉米生產(chǎn)中N的利用率偏低，其偏生產(chǎn)力水平僅為全國平均值的64.92%。

金昌市是甘肅河西地區(qū)玉米播種面積與產(chǎn)量較高的地區(qū)之一，實現(xiàn)該地區(qū)玉米高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)及養(yǎng)分資源的高效利用對甘肅省糧食安全具有非常重要的意義。為了更進一步提高金昌市玉米生產(chǎn)水平，根據(jù)調(diào)查中存在的上述問題，我們提出的解決方案一是優(yōu)化養(yǎng)分資源投入配置，提高肥料利用效率，推廣科學(xué)施肥技術(shù)，建立養(yǎng)分資源科學(xué)、合理、高效利用的管理體系，通過有機肥與無機肥合理配施，充分提高肥料資源的利用率，降低生產(chǎn)成本和減少環(huán)境污染。二是加強先進農(nóng)業(yè)技術(shù)的宣傳力度與推廣應(yīng)用，培養(yǎng)農(nóng)民科學(xué)種田的觀念意識，在注重加強農(nóng)民對農(nóng)田綜合管理知識宣傳引導(dǎo)的同時，技術(shù)部門著重引進、示范推廣優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)作物品種、精準(zhǔn)灌水、精準(zhǔn)施肥和機械化作業(yè)農(nóng)機具等一系列先進適用的關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備，組裝和集成高層次綜合農(nóng)業(yè)配套技術(shù)，提升玉米生產(chǎn)水平。