袁久東，付 蓉，胥婷婷，宋 佳，徐 倩，張 洋，張 榮，田 匯，高亞軍,3

(1.西北農(nóng)林科技大學資源環(huán)境學院，陜西 楊凌 712100；2.青海大學農(nóng)林科學院土壤肥料研究所，青海 西寧 810016；3.農(nóng)業(yè)部西北植物營養(yǎng)與農(nóng)業(yè)環(huán)境重點實驗室，陜西 楊凌 712100)

油菜是世界四大油料作物(大豆、油菜、花生、向日葵)之一，是我國主要種植的油料作物，種植面積僅次于水稻、小麥和玉米，位居全國第四，同時油菜是一種非常重要的飼用蛋白質(zhì)來源[1-2]。資料表明，我國油菜種植面積約為733萬hm2，其中春油菜種植面積常年在71萬hm2左右，占油菜總種植面積的10%，主要分布在緯度較高和海拔較高、氣候冷涼的中國西北部高原地區(qū)、長城以北和東北部分地區(qū)，比較集中分布在青海、西藏、新疆、甘肅、內(nèi)蒙古等省(區(qū))[3]。青海地區(qū)海拔高、氣候冷涼，屬高原大陸性氣候，夏季日照時間長、雨熱集中、晝夜溫差大，適合春油菜生長，對春油菜籽粒發(fā)育和油分積累非常有利，是我國生產(chǎn)高含油量商品菜籽的優(yōu)勢區(qū)域[4]。2017年青海省春油菜種植面積為14.0萬hm2，占全國春油菜總種植面積的20%，是青海省第一大作物[5]。春油菜生育期短、發(fā)育進程快，是一種需肥量較多的作物，滿足油菜對養(yǎng)分的需求是實現(xiàn)油菜高產(chǎn)和優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)[6-8]，合理施肥是提高油菜產(chǎn)量和品質(zhì)的有效保證[9-10]。合理施用氮磷鉀肥會提高油菜的產(chǎn)量和品質(zhì)[10-12]，過量施肥不僅會影響油菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，導致種植成本增加，還會降低肥料利用率和造成嚴重的環(huán)境污染[13-14]。了解農(nóng)民的施肥現(xiàn)狀是指導合理施肥的前提。在青海省東部互助、大通、湟中三縣(海拔高于2 600 m)進行入戶調(diào)查發(fā)現(xiàn)[15-17]，東部地區(qū)春油菜產(chǎn)量較高且比較穩(wěn)定，氮、磷肥投入過量與投入不足現(xiàn)象并存，氮肥施用過量現(xiàn)象比較嚴重,磷肥投入偏低現(xiàn)象在過去幾年明顯得到改善，鉀肥以及微量元素投入基本為空白。但是，低海拔春油菜種植區(qū)目前沒有類似研究，本研究通過大范圍的入戶調(diào)查，掌握青海低海拔區(qū)域春油菜的生產(chǎn)與施肥狀況，分析其養(yǎng)分管理存在的疏漏與問題，為青海省春油菜制定科學施肥方案和減肥增產(chǎn)提質(zhì)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 調(diào)研區(qū)概況

本次春油菜養(yǎng)分管理狀況調(diào)研主要集中在青海省春油菜主產(chǎn)區(qū)的海南藏族自治州、海東市以及黃南藏族自治州的部分地區(qū)，主要包括貴德、尖扎、化隆、循化、樂都和平安6縣(區(qū))，屬于低海拔地區(qū)，同時這些縣(區(qū))位于干旱與半干旱地區(qū)，降雨量少。其中化隆、平安、樂都、循化4縣(區(qū))隸屬海東市，貴德縣隸屬海南藏族自治州，尖扎縣隸屬黃南藏族自治州。這些縣(區(qū))有長期種植春油菜的傳統(tǒng)且種植面積大。貴德縣位于海南州東北部，地處東經(jīng)100°58′～101°47′，北緯35°29′～36°23′，海拔2 170～5 100 m，屬高原大陸性氣候，年均氣溫9.5℃，年均降水量375 mm，2016年油菜播種面積為2 073 hm2。尖扎縣位于青海省南部，地處東經(jīng)101°37′～102°08′，北緯35°49′～36°10′，海拔1 960～4 614 m，年均氣溫 7.8℃，年均降水量375 mm。尖扎屬于農(nóng)牧交錯地帶，草場多，耕地相對較少，2016年油菜種植面積為400 hm2?；】h位于青海省東部黃土高原與青藏高原過渡地帶，地處東徑101°39′～102°42′，北緯35°48′～36°17′，海拔1 884～4 484 m，屬高原大陸性氣候，年均氣溫2.2℃，年均降水量470 mm，2016年優(yōu)質(zhì)油菜種植面積1 000 hm2。循化撒拉族自治縣位于青海省東部，地處東經(jīng)102°～102°49′，北緯35°25′～35°56′，海拔1 780～4 636 m，屬高原大陸性氣候，年均氣溫8.7℃，年均降雨量265 mm，2016年油菜播種面積為3 867 hm2。樂都區(qū)位于青海省東部湟水河中下游，地處東經(jīng)102°09′～102°47′,北緯36°16′～36°40′，海拔1 850～4 480 m，年均溫度為7.3℃，年均降雨量335 mm，2016年油菜種植面積2 067 hm2。平安區(qū)位于青海省東部，地處東經(jīng)101°49′～102°10′，北緯36°15′～36°34′，海拔2 066～3 100 m，年均溫度7.6 ℃，年均降雨量310 mm，2016年油菜種面積為4 867 hm2。調(diào)研6縣(區(qū))的基本情況見表1。

1.2 調(diào)查方法

2017年10月分別在6縣(區(qū))選擇春油菜種植面積大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)選擇4～7個油菜種植面積較大的村，在每個村隨機選擇3～5個春油菜種植戶作為調(diào)查對象。逐戶調(diào)查春油菜的品種、產(chǎn)量、肥料種類、施肥量、施肥方式、是否種植豆科作物、豆科作物的利用方式等。調(diào)查總戶數(shù)為451戶，在調(diào)研區(qū)域共采集油菜地土壤樣品120個，并記錄樣點的經(jīng)緯度(圖1)。

表1 調(diào)研各縣(區(qū))基本情況

圖1 青海春油菜生產(chǎn)狀況調(diào)研采樣點分布Fig.1 Investigation on distribution situation of spring rape production in Qinghai Province

1.3 數(shù)據(jù)處理

調(diào)研數(shù)據(jù)通過Excel 2007進行統(tǒng)計篩選處理。氮磷肥用量采用ArcGIS 10.1中的空間IDV反距離權(quán)重法差值轉(zhuǎn)換成柵格圖，通過地統(tǒng)計模塊將柵格屬性賦值到評價單元，按照分級標準劃分并繪制成氮磷肥投入空間分布圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 調(diào)研區(qū)域春油菜種植品種及產(chǎn)量

圖2 調(diào)研區(qū)域春油菜種植品種及比例Fig.2 Varieties and proportion of spring rapeseed in survey area

由圖2可知，青海省低海拔地區(qū)春油菜的主要種植品種是青雜系列，種植戶數(shù)約占總戶數(shù)的61.0%，其他春油菜品種包括門油、甘油、黑油等總共約占14.6%。10.9%的農(nóng)戶種植的是自留種，這部分農(nóng)戶無法統(tǒng)計具體品種，8.6%的農(nóng)戶種植的是青油系列，小油菜生長期短，適應(yīng)冷涼氣候，由于氣候、降水、地形等限制，種植小油菜的農(nóng)戶約占4.9%。在種植比例最大的青雜系列油菜中，青雜2號、青雜5號、青雜7號種植的最多，占77%。

依據(jù)青海統(tǒng)計年鑒[5]，2005—2017年油菜產(chǎn)量和種植面積計算得出青海省春油菜平均產(chǎn)量在1 671～2 158 kg·hm-2。以1 700～2 200 kg·hm-2為油菜產(chǎn)量中等水平、500 kg·hm-2為間距劃分5個產(chǎn)量等級。由表2可知，調(diào)查區(qū)域產(chǎn)量低于1 200 kg·hm-2的極低區(qū)組的農(nóng)戶占18.6%，產(chǎn)量處于1 200～1 700 kg·hm-2的偏低區(qū)組的占26.0%，產(chǎn)量屬中等水平的僅占7.8%，產(chǎn)量較高(2 200～2 700 kg·hm-2)和很高(>2 700 kg·hm-2)的農(nóng)戶分別占26.0% 和21.7%。綜合來看，產(chǎn)量分布低于中等水平的占44.6%，高于中等水平的占47.7%，平均產(chǎn)量約為1 970 kg·hm-2，產(chǎn)量分布呈中間少兩端多的“啞鈴型”。

不同春油菜品種產(chǎn)量有明顯差異(表3)，其中青雜系列春油菜的平均產(chǎn)量最高，達到2 225 kg·hm-2；其次是青油系列，產(chǎn)量達到1 869 kg·hm-2；其他品種的平均產(chǎn)量為1 655 kg·hm-2；自留種和小油菜的產(chǎn)量極低，僅為1 461 kg·hm-2和1 452 kg·hm-2。青雜系列在低海拔區(qū)域產(chǎn)量表現(xiàn)最好，適應(yīng)該地區(qū)的環(huán)境。青雜系列是青海省農(nóng)林科學院油菜所采用三系雜交法培育的適應(yīng)青海省不同地域環(huán)境的甘藍型雜交春油菜，與傳統(tǒng)油菜相比，青雜品種在產(chǎn)量、品質(zhì)、生育期、抗病性等方面有不同程度提高[18-19]。品種是影響春油菜產(chǎn)量的重要因素之一。當?shù)剞r(nóng)技推廣部門應(yīng)集中推廣適應(yīng)性好、高產(chǎn)的青雜系列，尤其是種植面積相對較大的青雜2號、青雜5號和青雜7號。減少小油菜、自留種的種植面積，統(tǒng)一油菜主栽品種，提高該地區(qū)春油菜平均產(chǎn)量，同時為該地區(qū)統(tǒng)一推薦施肥做好準備。

2.2 調(diào)研區(qū)域春油菜氮肥投入狀況分析

結(jié)合海東地區(qū)當?shù)剞r(nóng)技部門的推薦施氮量以及其他研究者的調(diào)研數(shù)據(jù)[15-17]，以120～160 kg·hm-2施氮量為中等水平、40 kg·hm-2為間距，將當?shù)氐释度雱澐?個等級。由表4以及圖3(A)可知，在青海東部地區(qū)只有20.4%的種植戶氮肥投入處于中等水平(120～160 kg·hm-2)，主要分布在樂都、平安、貴德、化隆南部以及尖扎、循化、化隆的北部；氮肥投入量很低(<80 kg·hm-2)的占16.6%，還有27.1%的農(nóng)戶氮肥投入偏低，氮肥投入低的區(qū)域主要是化隆的中部、循化和尖扎的南部；氮肥投入量在160～200 kg·hm-2較高水平的占12.0%，氮肥投入量高于200 kg·hm-2的占23.9%，主要分布在貴德縣北部和樂都東部，還有平安和尖扎部分區(qū)域。有79.6%的農(nóng)戶施氮量不適宜，43.7 % 的農(nóng)戶施氮量過少，35.9%的農(nóng)戶施氮量過多。在這一地區(qū)的氮肥投入從高到低均有分布，施氮量過多和過少的比例都比較大。

表2 調(diào)研區(qū)域春油菜產(chǎn)量分布

表3 調(diào)研區(qū)域不同系列品種油菜產(chǎn)量分布

2.3 調(diào)研區(qū)域春油菜磷肥投入狀況分析

根據(jù)青海海東地區(qū)當?shù)剞r(nóng)技部門的推薦施磷量以及其他研究者的調(diào)研數(shù)據(jù)[15-16]，以施磷量(P2O5)90～120 kg·hm-2為適中水平、30 kg·hm-2為間距將施磷量劃分成5個等級。由圖4和圖3(B)得出在調(diào)研區(qū)域磷肥投入適中(90～120 kg·hm-2)的農(nóng)戶占17.5%，主要分布在尖扎的南部，尖扎、化隆、循化三縣的交界地區(qū)以及循化的東北部；施磷量小于60 kg·hm-2的農(nóng)戶占4.4%，施磷量偏低(60～90 kg·hm-2)的農(nóng)戶占9.1%，施磷量低于適中水平的主要是尖扎縣中部、南部，循化的部分地區(qū)；施磷量偏高(120～150 kg·hm-2)的農(nóng)戶占19.5%，施磷量高于150 kg·hm-2的農(nóng)戶占49.5%，貴德、平安以及樂都全部、化隆和循化大部分、尖扎北部的農(nóng)戶施磷量高。6縣(區(qū))中，施磷量過高的農(nóng)戶合計占69.0%，需要引導這部分農(nóng)戶降低磷肥施用量。

表4 調(diào)研區(qū)域春油菜氮肥投入分布

圖3 春油菜氮肥(A)、磷肥(B)投入空間分布Fig.3 Spatial input distribution of nitrogen fertilizer(A)and phosphate fertilizer (B) for spring rapeseed

由于調(diào)研數(shù)據(jù)中磷肥施用量與油菜產(chǎn)量關(guān)系(圖5)可知，磷肥施用量與油菜產(chǎn)量沒有顯著相關(guān)性，說明降低磷肥的施用量可能不會導致油菜的產(chǎn)量下降，進一步說明該地區(qū)春油菜生產(chǎn)中磷肥減施有很大潛力。磷肥對產(chǎn)量沒有顯著影響，可能與調(diào)研區(qū)域的土壤速效磷含量較高有關(guān)。由于長期施用磷酸二銨，該地區(qū)土壤速效磷平均含量可以達到59 mg·kg-1(本課題組未發(fā)表數(shù)據(jù))。

2.4 調(diào)研區(qū)域春油菜基、追肥養(yǎng)分投入

調(diào)查發(fā)現(xiàn)(表5)，該地區(qū)有67.8%的農(nóng)戶在春油菜生長期間追施氮肥?；┑势骄昧繛?9.1 kg·hm-2，追施量為53.3 kg·hm-2，氮肥基追比約為6∶4，追施以尿素為主。追施時期基本都在苗期，薹期追肥較少，花期沒有追肥。其中尖扎縣和循化縣的追肥比例較高，分別為55.6%和46.8%，樂都區(qū)和貴德縣的追肥比例較低，只有不到40%氮肥追施，平安縣和化隆縣的追施比例最低，不到30%的氮肥追施。5%的農(nóng)戶追施磷肥，追施的磷肥以磷酸二銨為主，磷肥的平均基施量145.3 kg·hm-2，基施比例為97.5%，平均追磷量4.0 kg·hm-2，追施比例為2.5%。

2.5 調(diào)研區(qū)域其它肥料投入狀況

4.8%的農(nóng)戶種植油菜時施用鉀肥，平均鉀肥(K2O)施用量為39.4 kg·hm-2。調(diào)查中沒有發(fā)現(xiàn)農(nóng)戶施用硼肥、硫肥等微量元素肥料，后期也不會配施微量元素肥料，微量元素肥料投入為零。

圖4 調(diào)研區(qū)域春油菜磷肥投入分布Fig.4 Input distribution of phosphate fertilizer for spring rapeseed in survey area

調(diào)研地區(qū)有20.8%的農(nóng)戶施用有機肥，有機肥以自家牛羊糞為主，少部分農(nóng)戶施用草木灰和油渣(表6)。尖扎和循化縣施用有機肥的比例最高，達到61.5%和55.4%，遠高于其他縣。這是因為當?shù)厥前朕r(nóng)半牧區(qū)，牲畜養(yǎng)殖量較多，其他4縣施用有機肥的農(nóng)戶比例相對較小，施用比例不足25%，其中化隆縣的比例最低，只有7.3%施用有機肥。有機肥平均施用量只有1 420 kg·hm-2，施用量也相對較小。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)只有尖扎縣、貴德縣的部分農(nóng)戶(7.3%)在春油菜收獲(一般7—8月收獲)之后的空閑時期種植箭筈豌豆、毛葉苕子等豆科作物。箭闊豌豆和毛葉苕子用來飼養(yǎng)牲畜，牲畜糞便還田，直接作綠肥翻壓還田極少。主要是這部分地區(qū)的牲畜飼養(yǎng)量相對較高，農(nóng)戶種植箭筈豌豆、毛葉苕子可以當作自家牲畜的飼料或者賣給養(yǎng)殖場，與直接翻壓還田相比，飼養(yǎng)牲畜農(nóng)戶獲得的效益更高。

圖5 施磷量與油菜產(chǎn)量的關(guān)系Fig.5 Relationship between the rates of phosphate fertilizer and the yield of rapeseed

表5 調(diào)研區(qū)域春油菜不同時期養(yǎng)分投入數(shù)量及比例

表6 調(diào)研區(qū)域春油菜有機肥投入情況

3 討 論

本次春油菜養(yǎng)分管理調(diào)查涉及海南藏族自治州、黃南藏族自治州以及海東地區(qū)，主要包括尖扎、化隆、循化、樂都、貴德和平安六縣(區(qū))，該地區(qū)油菜種植面積大，是春油菜的主產(chǎn)區(qū)之一，具有代表性。春油菜產(chǎn)量水平分布呈兩端大、中間小的“啞鈴型”，高產(chǎn)的農(nóng)戶與低產(chǎn)的農(nóng)戶比例均較高，平均產(chǎn)量約為1 970 kg·hm-2，略低于青海省2016年春油菜的平均產(chǎn)量，遠低于互助、大通等地[15-16]的產(chǎn)量。其差異原因可能包括以下幾個方面：第一，可能是品種的問題，在青海產(chǎn)量表現(xiàn)好的品種主要是青雜系列，尤其是青雜2號、5號和7號。但是由于各種原因，該地區(qū)仍有39.0%的農(nóng)戶種植的是產(chǎn)量較低的品種，這些品種產(chǎn)量遠低于青雜系列品種(表2)。第二，可能與降雨有關(guān)，干旱會抑制油菜生長發(fā)育和產(chǎn)量形成[20-21]。本次調(diào)查的地區(qū)降雨量(250～400 mm)低于互助、大通等地(550 mm)[17]、氣候干旱，春油菜的生長發(fā)育受水分限制導致產(chǎn)量偏低。在調(diào)研區(qū)中灌溉地占總調(diào)研戶數(shù)的36.5%，其平均產(chǎn)量為2 431 kg·hm-2，顯著高于旱地的平均產(chǎn)量1 724 kg·hm-2(P<0.01)。第三，可能與油菜覆膜率低有關(guān)。與互助、大通縣推廣油菜覆膜種植技術(shù)不同，本區(qū)域油菜種植基本沒有覆膜(覆膜率2%)，旱地地膜覆蓋具有增溫、保墑、抑草、促進生長、增強抗逆性等效果，能顯著提高油菜產(chǎn)量[22-23]，不覆地膜導致土壤保水性能差，干旱進一步加劇，產(chǎn)量隨之受到影響。第四，可能與氮肥施用量偏低有關(guān)，氮肥可以顯著增加產(chǎn)量[12]，該地區(qū)43.7%的農(nóng)戶施氮量低于120 kg·hm-2(表3)，這可能是44.6%農(nóng)戶產(chǎn)量偏低的原因之一(表1)。此外，還有部分田地位于陡峭的坡地上，農(nóng)戶隨意種植，粗放管理，產(chǎn)量較低。

養(yǎng)分投入調(diào)查結(jié)果表明，青海省低海拔地區(qū)春油菜肥料施用不合理。以氮肥為例，施氮量從0到500 kg·hm-2均有分布，表現(xiàn)出極大的變異性，43.8%的農(nóng)戶施氮量過低，還有35.9%的農(nóng)戶施氮量過高。這說明當?shù)剞r(nóng)戶對氮肥增產(chǎn)作用比較清楚，但是氮肥施用沒有統(tǒng)一標準，全憑經(jīng)驗確定施氮量。氮肥是影響油菜產(chǎn)量的主要肥料[24]，氮素是油菜體內(nèi)很多功能化合物的重要構(gòu)成成分，參與諸多代謝過程，氮肥供應(yīng)不足會抑制油菜生物量形成，導致早衰、光合作用減弱，最終降低產(chǎn)量[25-27]；而氮肥施用過量不能增加產(chǎn)量，但卻增加生產(chǎn)成本，降低氮肥利用率，最終帶來一系列環(huán)境風險[28-29]。因此，需要引導施氮量過低的農(nóng)戶以當?shù)刈畹屯扑]施氮量(120 kg·hm-2)為目標，增加氮肥用量，充分發(fā)揮油菜的產(chǎn)量潛力；而引導施氮量過高的這部分農(nóng)戶以當?shù)刈罡咄扑]施氮量(160 kg·hm-2)為目標，降低施氮量。與互助、大通等地相比[17]，磷肥投入過高現(xiàn)象非常普遍，有69.0%的農(nóng)戶施磷量高于120 kg·hm-2。這可能與當?shù)氐牧追史N類以及施肥特點有關(guān)：當?shù)剞r(nóng)戶偏愛施用磷酸二銨，其既可作氮肥又可作磷肥，過磷酸鈣基本不施用。磷酸二銨是一種氮磷復合肥，含磷量高，含氮量比較低。農(nóng)戶以磷酸二銨中的含氮量為標準施用氮肥，往往導致磷肥投入偏高。然而，同時有13.5%的農(nóng)戶磷肥施用量較低，需要引導他們增加磷肥用量。氮磷養(yǎng)分投入結(jié)果表明該地區(qū)有很大的減肥空間，1/3春油菜田有氮肥減量空間，2/3春油菜田有磷肥減量空間，至少有20%的春油菜田的氮磷化肥可同時減量。針對尖扎南部、化隆中部等施肥量少、土壤貧瘠的農(nóng)戶，當?shù)剞r(nóng)技部門應(yīng)制定施肥標準引導農(nóng)戶提高肥料用量，有條件的農(nóng)戶可以通過施用有機肥或者種植翻壓綠肥培肥土壤，增加地力滿足春油菜養(yǎng)分需求。

該地區(qū)春油菜追施氮肥的農(nóng)戶較多，達到67.8%；氮肥的基追比例約為6∶4，但一般只在苗期追施一次。研究發(fā)現(xiàn)[30-31]追施氮肥可以顯著提高油菜產(chǎn)量和氮肥利用率，從而減少氮肥損失。張家路等[32-33]研究發(fā)現(xiàn)，油菜產(chǎn)量隨著追肥的比例增加呈先增加后減少的趨勢，在基追比為6∶4時，產(chǎn)量、氮效率等綜合效益最好。在保證施用足量基肥的基礎(chǔ)上，適當增加追肥次數(shù)，提高生育中后期的氮肥施用比例，既可促進幼苗的健壯發(fā)育，又可有效避免高產(chǎn)、高肥條件下養(yǎng)分釋放速率與油菜生長發(fā)育和養(yǎng)分吸收不匹配，造成養(yǎng)分流失、肥料利用率下降等問題[34]。在保證氮肥基追比的情況下增加追肥次數(shù)更有利于產(chǎn)量的形成。

4 結(jié) 論

青海省低海拔地區(qū)春油菜種植品種雜亂，產(chǎn)量偏低；氮肥施用不合理，氮肥基追比合適、追肥時期選擇合適、追肥次數(shù)偏少；磷肥投入偏高；鉀肥及微量元素肥料基本沒有投入；有機肥施用量低。為此提出以下幾條建議：(1)根據(jù)土壤養(yǎng)分、灌溉條件、品種、目標產(chǎn)量等合理施用化肥：施氮量較低的用戶提高氮肥用量，過量施氮用戶降低施氮量；降低磷肥施用量；增加鉀肥以及硼肥等微量元素肥料的施用，滿足油菜生長發(fā)育需求。(2)灌區(qū)春油菜種植要合理追施氮肥，有條件時分苗肥、苔肥和花肥分別進行追施；旱區(qū)推廣覆膜種植，保證油菜生育期水分需求。(3)統(tǒng)一主栽品種，推廣高產(chǎn)春油菜品種青雜2號、5號、7號等，降低小油菜、自留種等油菜種植面積。(4)合理利用油菜收獲后雨熱資源種植綠肥，直接還田或者過腹還田，保證土壤持續(xù)的良好結(jié)構(gòu)，從而用有機綠肥替代部分化肥。