金昌市农户玉米施肥现状调查评估

刘 畅 ，赵 财 ，殷 文 ，胡发龙 ，柴 强

（1．甘肃省干旱生境作物学重点实验室，甘肃 兰州 730070；2．甘肃农业大学农学院，甘肃 兰州 730070）

玉米作为西北地区主要的粮饲作物，在金昌市农业生产中占有非常重要的地位。近些年来，随着高产品种的选育和耕作栽培技术的优化，玉米等农作物的产量不断提高。然而，随着作物单产的提高，化肥施用量也在持续增加。2002年，河西灌区化肥施用量已达到1 558 kg/hm2，高出全国高施肥量区化肥投入平均值的3.22倍[1]。与此同时，肥料养分投入配置不合理、肥料利用率低下等问题也日益突出[2]。因此，在保障金昌市玉米高产稳产的前提下，提高养分资源的利用效率，是该地区玉米生产发展所面临的关键问题之一。

为了全面了解金昌市玉米生产中肥料施用过程中存在的问题，2015年7月我们对金昌市金川区及永昌县的78户农户进行了详细的农业生产调查，并结合河西灌区作物生产标准和汇总专家建议，对调查结果进行综合评价分析，旨在全面了解近年来金昌市的玉米生产水平、养分资源利用现状和存在的问题，为推广科学高效的农田施肥制度和保障作物产量提供支撑。

1 材料与方法

1.1 调查区域及调查方法

甘肃省金昌市地处河西走廊中东部、祁连山北麓，东与民勤县、凉州区相连，西与山丹县、民乐县接壤，南与肃南裕固族自治县毗邻，北依蒙古自治区阿拉善右旗，总土地面积约为8 895.83 km2，辖金川区与永昌县[3]。金昌市属内陆石羊河流域，温带大陆性沙漠气候，年平均气温4.8℃。该地区常年气候干燥，日照时间长，昼夜温差大，年降水量140～185 mm，且多集中在6—8月间，年蒸发量约为2 000～2 500 mm。境内耕地海拔1 452～2 400 m，土壤多为绿洲淤土类的壤土与砂质壤土[4-5]。

调查在2015年7月下旬进行。分别选取具有代表性的金昌市金川区双湾镇及永昌县朱王堡镇等地9个自然行政村78户农户作为研究对象，采用开放式问卷调查法、访问调查法及田间观察法相结合的方式，对该地区耕地资源使用情况、种植模式以及农田施肥制度等指标进行全方位的调查。共发放问卷78份，回收有效问卷68份，有效问卷率为87.2%。以农户为调查单元，调查对象均为该户的主要劳动力。调查覆盖总耕地面积为164.5 hm2，人均耕地面积0.49 hm2。

1.2 养分含量及分级方法

化学肥料的有效成分含量按产品标注的含量进行计算，有机肥养分含量按照《中国有机肥料养分志》提供的标准值计算[6]。根据已有实验项目并结合当地农业生产实际情况，对调查记录值的产量及养分含量分级方法和原则进行确定并制定标准值。在标准值上下10%范围浮动为“适中”，低于标准30%为“很低”，高于标准30%为“很高”，“适中”与“很低”之间为“偏低”，“适中”与“很高”之间为“偏高”[7-8]。

1.3 数据处理

对调查所得数据利用EXCEL2010办公软件和SPSS 19.0统计分析软件进行录入、分类整理与统计分析。

2 结果与分析

2.1 作物布局与种植制度

调查表明，2014年金昌市农户主要以种植玉米为主，占总调查耕地面积的64.17%，小麦种植面积占总调查耕地面积的16.34%，其余作物合占总调查耕地面积的18.44%，包括葫芦8.43%、辣椒4.30%、洋葱3.12%、食用葵1.86%（图1）。当地由于年积温较低，主要农作物玉米及小麦的种植制度多以一年一熟制为主，且复种面积小，仅占总调查耕地面积的1.32%。调查区域内玉米播种期一般为每年4月中下旬，10月上旬收获。

图1 2014年金昌地区农作物种植比例

2.2 玉米产量及分布频率

根据调查结果并结合当地生产实际情况，将玉米作物产量分为5级。对68户农户玉米种植情况进行调查的结果表明，2014年该地区玉米平均产量为（14 762.87±1 649.17）kg/hm2。其中，产量适中的农户占总调查农户的73.53%；产量偏低的农户占13.24%；产量偏高的农户占10.29%；产量很高的农户仅占2.94%（表1）。

表1 2014年金昌市玉米产量分布

2.3 农田养分投入

2.3.1 肥料施用量及比例 据调查，金昌市农户使用的化肥种类主要包括尿素、磷酸二铵、硝酸磷肥、复合肥、双联肥、混配肥、磷肥、钾肥、锌肥和农家肥等，部分农户在种植玉米时施玉米专用肥。95%以上的农户在施用基肥的基础上，在作物生长的不同时期追肥2～4次，追肥的种类主要包括尿素和磷酸二铵，追肥期主要集中在玉米苗期、分蘖期、孕穗期和籽粒灌浆期。

对化肥施用状况的调查（表2）表明，玉米生产中N用量范围在265.5～1 101.0 kg/hm2，平均施用量为（510.3±178.2）kg/hm2；P2O5用量变化范围在60.0～668.3 kg/hm2，平均施用量为（235.1±114.5）kg/hm2；K2O 用量变化范围在 0～247.5 kg/hm2，平均为（82.8±66.6）kg/hm2。

表2 2014年金昌市玉米平均化肥施用状况 kg/hm2

根据调查结果并结合当地养分投入的实际情况将N施用量分为5级（见表3）。据此分析表明，N施用量适中和偏低的农户均占总调查农户的12.70%，N施用量偏高的农户占15.87%。N施用量很高的农户所占的比例最大，占总调查农户的58.73%。将P2O5施用量也分为5级（见表3），P2O5施用量适中农户占总调查农户的9.38%，P2O5施用量偏低和很低的农户均占总调查农户的6.25%，P2O5施用量偏高的农户占17.19%。P2O5施用量很高的农户所占比例最大，占总比例的60.94%。

表3 2014年金昌市玉米生产中N与P2O5的施用状况

2.3.2 基肥与追肥投入比例 调查结果（表4）表明，N以追肥为主，所占比例为59.81%，基追比例为1∶1.49；P2O5基本以基肥形式投入，所占比例为95.28%；K2O也以基肥为主，所占比例为96.98%。N基追比例适中，P2O5与K2O均作为基肥于播种期一次施入。

表4 2014年金昌市玉米基肥施肥量及比例

2.3.3 施肥种类 在实际生产过程中，部分农户追肥次数为2次甚至更多，且追肥使用肥料种类也各不相同，因此在分析养分投入时，针对基肥和追肥频率，只要该肥料种类在上述2个阶段出现1次，就记为1户。据调查（表5），基肥以磷酸二铵比例最高，占基肥施用频数的31.35%，基肥养分投入中施用磷酸二铵的比例达到89.23%；其次为复合肥，占基肥施用频数的21.08%；尿素占基肥施用频数的16.76%。追肥投入以尿素比例最高，占总追肥施用频数的85.71%，占总调查样本数的92.31%；其次为磷酸二铵，占追肥施用频数的8.57%。

表5 2014年金昌市玉米施用肥料种类概况

2.3.4 肥料偏生产力 肥料偏生产力（Partial factor productivity，PFP）是指单位投入的肥料所能产生的作物籽粒产量，即PFP=Y/F（Y为施肥后所获得的作物产量，F为养分投入量）。由于不需要对照区产量和养分吸收量的测定，简单明了，因此常被用于农业田间调查与普查。张福锁等[9]认为该方法较适合当前我国土地养分投入量大但化肥增产效益下降的现实，是评价养分投入产出比的适宜标准。

对金昌市玉米生产中肥料偏生产力的分析结果（表6）表明，N偏生产力平均值为（33.50±19.18）kg/kg，且以20.00～30.00 kg/kg比例最大，占总调查户数的39.06%；其次是30.00～40.00 kg/kg，占调查户数的28.13%。P2O5偏生产力平均值为（77.55±43.77）kg/kg，且以 40.00～60.00 kg/kg比例最大，占总调查户数的29.69%；其次是60.00～80.00 kg/kg，占调查样本的21.88%。总养分偏生产力平均值为（19.93±7.95）kg/kg，且以15.00～20.00 kg/kg比例最大，占总调查户数的31.25%；其次是10.00～15.00 kg/kg，占调查户数的25.56%。

表6 2014年金昌市玉米养分投入偏生产力

3 结论与讨论

调查结果表明，金昌市玉米生产施肥中存在以下问题。第一，养分资源投入差别较大，肥料利用率低下。以户为单位对化肥用量进行分析发现，不同农户间养分投入差别很大，化肥用量最高与最低之间甚至相差几十倍，在玉米生产中不施钾肥的农户占调查户数的93.51%。另外，玉米N施用量过高的比例占调查样本的74.60%，P2O5施用量过高的比例占调查样本的78.13%。第二，肥料种类单一，施用方式不合理。从肥料种类来看，金昌市玉米生产中应用较为集中的肥料种类包括尿素、磷酸二铵和复合肥，3种化肥占基肥总用量的69.10%。第三，玉米生产中肥料偏生产力偏低。我国玉米生产中N与P2O5偏生产力平均值分别为51.6和72.4 kg/kg[9]，而本研究中，玉米N偏生产力平均值为（33.50±19.18）kg/kg，且以20.00～30.00 kg/kg比例最大，占总调查户数的39.06%。说明该地区玉米生产中N的利用率偏低，其偏生产力水平仅为全国平均值的64.92%。

金昌市是甘肃河西地区玉米播种面积与产量较高的地区之一，实现该地区玉米高产稳产及养分资源的高效利用对甘肃省粮食安全具有非常重要的意义。为了更进一步提高金昌市玉米生产水平，根据调查中存在的上述问题，我们提出的解决方案一是优化养分资源投入配置，提高肥料利用效率，推广科学施肥技术，建立养分资源科学、合理、高效利用的管理体系，通过有机肥与无机肥合理配施，充分提高肥料资源的利用率，降低生产成本和减少环境污染。二是加强先进农业技术的宣传力度与推广应用，培养农民科学种田的观念意识，在注重加强农民对农田综合管理知识宣传引导的同时，技术部门着重引进、示范推广优质高产作物品种、精准灌水、精准施肥和机械化作业农机具等一系列先进适用的关键技术及设备，组装和集成高层次综合农业配套技术，提升玉米生产水平。