河北谷子主产区施肥现状调查与分析

摘要为了解谷子施肥情况，科学指导谷子施肥，对河北地区不同谷子主产区198个种植户施肥情况进行调查分析。结果发现，所有种植户均施用基肥，追肥户数占比60.10%，有机肥施用户数占比36.36%，有2户施用微肥硼；平均养分投入量分别为氮（N）143.46kg/hm²、磷（P₂O₅）75.08kg/hm²、钾（K₂O）51.87kg/hm²，谷子平均产量4 680kg/hm²；不同谷子主产区的养分投入量存在较大差异，基肥施用量占比高；有机肥氮、磷投入量较低；氮肥偏生产力（）表现为冀中>冀北>冀东>冀南，磷肥表现为冀中>冀东>冀北>冀南，钾肥表现为冀北>冀东>冀南>冀中；通过边界线分析法拟合谷子最优施肥量分别为N 153.13kg/hm²、P₂O₅82.63kg/hm²和K₂O 50.95kg/hm²。综合来看，研究区谷子施肥在基肥与追肥施用比例、有机肥和无机肥施用比例方面有待进一步调整，微肥施用有待进一步推广；建议氮肥、基追肥比例控制在1∶2左右，磷、钾肥后期少量追肥，提高有机肥施用占比；各区域根据模拟最优施肥量适当增加氮、磷投入量，重视硼等微肥施用。

关键词谷子施肥；谷子产量；肥料偏生产力；边界线分析法

中图分类号S515 文献标识码A 文章编号1007-7731（2024）20-0010-06

DOI号10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.20.003

Investigation and analysis of fertilizer application in main producing areas of millet in Hebei Province

FENG Qian¹ZHAO Xu¹TANG Rui¹JIANG Longgang²JIA Liangliang²ZHANG Aijun³LIU Ketong¹

（¹Hebei Province Cultivated Land Quality Monitoring and Protection Center， Shijiazhuang 050051， China;

²Institute of Agricultural Resources and Environment， Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences， Shijiazhuang 050051， China；

³College of Land and Resources， Hebei Agricultural University， Baoding 071000， China）

Abstract To understand the situation of grain fertilization and guide grain fertilization scientifically， the fertilization situation of 198growers in different main millet producing areas in the Hebei Province region was investigated and analyzed. It was found that all millet growers applied base fertilizer， 60.10% of them applied topdressing fertilizer， 36.36% of them applied organic fertilizer， only two of them applied micro-fertilizer boron. The average nutrient inputs were nitrogen （N） 143.46kg/hm²， phosphorus （P₂O₅） 75.08kg/hm²and potassium （K₂O） 51.87kg/hm²， respectively. The average yield of millet was 4 680kg/hm². There were significant differences in nutrient input among different main production areas of foxtail millet， with a high proportion of basal fertilizer application， the input of organic fertilizer nitrogen and phosphorus was relatively low. The partial productivity （） of nitrogen fertilizer showed as Central Hebei>Northern Hebei>Eastern Hebei>Southern Hebei， the of phosphorus fertilizer showed as Central Hebei>Eastern Hebei>Northern Hebei>Southern Hebei， the of potassium fertilizer showed as Northern Hebei>Eastern Hebei>Southern Hebei>Central Hebei. The optimal fertilizer application rates of grain in the province were N 153.13kg/hm²， P₂O₅82.63kg/hm²and K₂O 50.95kg/hm². Overall， the fertilization of foxtail millet in the research area requires further adjustment of the ratio of base fertilizer to topdressing， the ratio of organic fertilizer to inorganic fertilizer， and the promotion of micro fertilizer application. It was recommended to control the proportion of nitrogen based topdressing at around 1：2， and a small amount of topdressing in the later stage of phosphorus and potassium fertilizer， the proportion of organic fertilizer application should be increasedand. Each region should increase the input of nitrogen and phosphorus appropriately according to the simulated optimal fertilization amount， and pay attention to the application of micro fertilizers such as boron.

Keywords millet fertilization; millet yield; fertilizer partial productivity; boundary line analysis

谷子又称粟，是北方地区较为常见的粮食之一。谷子抗旱、耐瘠薄且水分利用效率高，适应性广、稳产性强，化肥、农药用量少，是一种典型的环境友好型作物^[1-3]。河北是谷子生产和消费的重点地区之一，调研该地区谷子主产区施肥现状，分析其有待进一步完善的环节，并提出针对性建议，对提高谷子产量、改善土壤环境，促进谷子产业发展具有重要意义。刘建平等^[4]对冀西北春谷子进行了“3414”肥效试验，结果表明，高土壤肥力条件下，不同肥料对产量的影响顺序为氮肥>钾肥>磷肥，中土壤肥力条件下表现为磷肥>氮肥>钾肥，低土壤肥力条件下表现为氮肥>钾肥>磷肥；陈二影等^[5]采用“3414”肥料试验对夏谷氮、磷和钾肥的肥料效应进行了研究，结果表明，施用氮、磷和钾肥对谷子的增产效果明显，平衡施肥能提高其产量和肥效，不同肥料对产量的影响表现为氮>钾>磷；殷振琴^[6]采用“3414”试验方案，研究氮、磷和钾肥不同施用量对谷子产量的影响，结果表明，其产量与氮、磷和钾肥施肥量之间具有线性回归关系，其养分的利用效率随施肥水平的提高而逐渐降低；崔纪菡等^[7]比较了不同底肥、追肥量和不同追肥形式对夏谷产量的影响，结果表明，以225kg/hm²氮磷钾复合肥（20-15-15）作为底肥，配合氨基酸叶面追肥的谷子产量最高；追肥形式上，叶面喷施较基施尿素增产420～780kg/hm²，以氨基酸叶面肥表现最佳。近年来，有关研究区谷子育种、加工等方面的研究较为全面，而有关种植过程中施肥调查等方面研究相对较少。基于此，本研究通过随机走访河北不同谷子主产区共198个种植农户，全面了解该地区谷子主产区的施肥现状，分析其施肥有待进一步完善的环节，模拟谷子生产的最优施肥量，为其科学施肥提供参考。

1 材料与方法

1.1 调查范围

在河北谷子主产区开展施肥调查，调查农户共198个，其中冀北57个，冀东19个，冀中48个，冀南74个。

1.2 调查方式与内容

本次调查于2024年2—3月进行，采用随机走访方式，以问卷和问答的方式逐户实地调查。调查内容包括农户类型、谷子产量、基肥种类及用量以及追肥种类及用量等。

1.3 数据处理及方法

1.3.1 无机肥和有机肥施用量折纯 根据调查数据进行测算，各类无机肥中氮（N）、磷（P₂O₅）和钾（K₂O）含量数据从调查户提供的肥料袋上的标识所得，折纯计算公式如式（1）～（3）。

无机肥氮量（kg/hm²）=施用无机肥中氮的质量分数（%）×施用无机肥的质量（kg/hm²） （1）

无机肥磷量（kg/hm²）=施用无机肥中磷的质量分数（%）×施用无机肥的质量（kg/hm²） （2）

无机肥钾量（kg/hm²）=施用无机肥中钾的质量分数（%）×施用无机肥的质量（kg/hm²） （3）

有机肥中氮（N）、磷（P₂O₅）和钾（K₂O）含量参考《中国有机肥料养分志》^[8]。

1.3.2 肥料偏生产力（） 肥料偏生产力的计算公式如式（4）。

（kg/kg）= （4）

式（4）中，为施肥后所获得的谷子产量；代表肥料折纯后（N、P₂O₅和K₂O）的投入量。

1.3.3 最优产量及施肥量模拟 边界线分析法^[9-12]是目前定量评估作物产量潜力有效的方法之一，通过该方法建立散点图，根据农户的实际施肥量获得的谷子单产，并拟合出理论上可实现的最优施肥量和谷子单产。

1.4 统计与分析

采用Excel 2019和SPSS 25.0软件对调查数据进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同谷子主产区农户肥料施用情况

不同谷子主产区农户施肥情况调查见表1。所有农户均施用基肥，基肥施用种类多为复合肥、尿素、磷酸二铵和有机肥等；追肥农户数共计119户，占比60.10%，追肥种类多为尿素、磷酸二氢钾等；有机肥施用农户数72户，占比36.36%，其中冀北20户、冀东5户、冀中20户及冀南27户，分别占各区域的35.09%、26.32%、41.67%和36.49 %；调查农户中，仅冀南有2个农户施用微肥，占调查户的1.01%。调查结果表明，谷子种植均施用基肥，追肥农户占比较高，有机肥和微肥施用量略少。

2.2 不同谷子主产区养分投入情况

2.2.1 养分投入量与产量 谷子养分投入及产量调查结果见表2。研究区谷子平均养分投入量分别为氮（N）143.46kg/hm²、磷（P₂O₅）75.08kg/hm²和钾（K₂O）51.87kg/hm²。其中总氮（N）投入量在5.75～369.37kg/hm²，总磷（P₂O₅）投入量在0～345.00kg/hm²，总钾（K₂O）投入量在0～150.00kg/hm²。谷子产量在1 500～9 750kg/hm²，平均产量4 680kg/hm²。有机肥施用量中，3种养分投入量变异系数接近，无机肥和总养分投入量中，磷、钾变异系数较高，谷子产量变异系数为28.79%。

2.2.2 肥料总施用量 不同谷子主产区谷子肥料总投入量见表3，不同谷子主产区的肥料总投入量存在较大差异。N投入量表现为冀东>冀北>冀南>冀中，冀北（150.98kg/hm²）、冀东（153.18kg/hm²）和冀南（150.29kg/hm²）明显高于冀中（119.40kg/hm²）（<0.05）；P₂O₅投入量表现为冀南>冀北>冀东>冀中，冀北（80.29kg/hm²）、冀南（93.22kg/hm²）明显高于冀东（67.31kg/hm²）、冀中（59.50kg/hm²）（<0.05）；K₂O投入量方面，冀中（64.90kg/hm²）、冀南（59.81kg/hm²）明显高于冀北（42.38kg/hm²）和冀东（40.40kg/hm²）（<0.05）。

2.2.3 基、追肥投入量 不同谷子主产区基肥和追肥养分投入量调查结果见表4。冀北、冀东、冀中和冀南的基肥氮投入量分别为107.95、85.40、103.37和104.18kg/hm²，占氮总投入量的71.50%、55.75%、86.57%和69.32%，其中，冀东基肥氮投入量较高，调查农户中，有89.47%进行追肥。总体来看，基肥氮投入量占总投入量的2/3，磷、钾肥以基施为主，追施为辅，追肥比例不高。研究区谷子主产区主要分布在冀北、冀南等区域，这些地区土壤肥力偏低，建议将部分基施氮肥作为追肥结合夏季降水和灌E2Tu2F0yz2qv10TQeCTn44PHSjZkKICGuh2BQ+HZyys=溉等措施进行追施，并根据区域土壤肥力合理调整氮肥追施比例，以利于谷子高产。研究区土壤有效磷、速效钾含量较高，种植农户磷、钾肥施用方法基本合理。

2.2.4 不同类型养分投入量 不同谷子主产区养分投入量见表5。研究区谷子生产过程中，有机肥氮、磷投入量较低，冀北、冀东和冀南有机肥氮（N）投入量分别为19.40、29.03和20.04kg/hm²；冀北、冀南有机肥磷投入量分别为4.81、5.00kg/hm²。总体来看，有机肥氮、磷平均投入量分别为26.24、6.52kg/hm²，占比分别为18.29%、8.68%。即研究区谷子氮、磷投入以无机肥为主，有机肥为辅，有机肥和无机肥施用比例有待进一步调整。有机肥钾的平均投入量15.85kg/hm²，占比30.55%，相对于氮、磷占比较高。

2.3 不同谷子主产区肥料偏生产力

不同区域谷子生产的氮、磷和钾肥偏生产力（）如图1所示。氮肥表现为冀中>冀北>冀东>冀南，其中冀中最高，可能原因是该区域氮（N）投入量低于其他区域，而冀北氮肥高于冀南和冀东，可能是由于3个区域氮（N）投入量相当，而冀北地区多生产春谷，冀东和冀南多生产夏谷，春谷生长期比夏谷长，平均产量较夏谷更高；磷肥表现为冀中>冀东>冀北>冀南，这与其磷（P₂O₅）投入量一致，即磷（P₂O₅）投入量越低，磷肥越高；钾肥表现为冀北>冀东>冀南>冀中，其中冀北、冀东高于冀南和冀中，可能原因是冀北、冀东土壤速效钾含量较高，农户钾肥施用量较少。

图1 不同谷子主产区肥料偏生产力

2.4 养分投入量与谷子产量拟合

采用边界线分析法，对养分投入量与谷子产量进行拟合分析，3种养分投入量与谷子产量的边界线拟合结果如图2所示，其中氮（N）、磷（P₂O₅）和钾（K₂O）均拟合为二次曲线，相关系数（²）分别为0.788 3、0.819 1和0.701 7。根据边界线拟合得到3种养分投入量最优值，分别为153.13、82.63和50.95kg/hm²，对应的模型拟合产量分别为7 316、7 621和7 851kg/hm²。养分投入量在最优值附近，养分效率最高。谷子施肥时，应将氮、磷和钾养分投入量控制在最优值附近，低于最优值时养分投入不足，高于最优值则造成养分浪费。

3 结论与讨论

谷子生产中氮肥分次施用具有较好的增产效果，其中尤以1/3左右的氮肥作为基肥施用、2/3作为追肥施用的效果最佳^[13-14]。代小冬等^[15-16]研究表明，由于谷子生育期较长，且磷、钾肥的移动性较差，生产中建议将全部有机肥和磷、钾肥作为基肥一次性施入，以维持全生育期稳定的养分供应。李永虎等^[17]研究指出，在具备追肥条件的情况下，可以考虑将少量的磷、钾肥作为追肥，在拔节期、灌浆期等生长关键时期合理追施，以提高谷子产量和养分效率。本研究结果指出，研究区谷子的养分投入量最优值，即氮（N）、磷（P₂O₅）和钾（K₂O）投入量分别为153.13、82.63和50.95kg/hm²，建议基施氮（N）量51.03kg/hm²，视情况分1～2次追施氮（N）量102.10kg/hm²。

适当增施有机肥有利于提高作物产量^[18]。祁宏英^[19]、夏凡等^[20]研究指出，施用农家有机肥（畜禽粪便、秸秆等有机物料腐熟物）45 000kg/hm²以上，或施用商品有机肥3 000～4 500kg/hm²，可减施化肥10%～20%。本研究结果表明，研究区有机肥和无机肥施用比例有待进一步调整，部分农户有机肥氮、磷投入量较低，其中冀北、冀东和冀南有机肥氮投入量，以及冀北、冀南有机肥磷投入量占比均较低。研究区土壤有机质含量有待进一步提高，而有机肥投入不足在一定程度上影响了土壤理化性质，可能造成土壤板结、酸化和肥力衰退等问题，进而导致土壤抵御灾害的能力减弱，影响谷子等作物产量。优化秸秆还田技术，秸秆粉碎5cm左右，均匀深翻20cm以上，可保证秸秆翻压后不影响谷子苗期的生长发育，同时提高土壤有机质含量。

杨扬^[21]研究指出，不同肥料对谷子产量影响表现为氮肥>钾肥>磷肥，增施氮肥有利于提高谷子产量。本研究结果表明，研究区谷子主产区氮、磷平均投入量143.46、75.08kg/hm²，均低于最优值153.13、82.63kg/hm²。冀中地区氮、磷投入量较低，因此可根据实际情况适当增加氮、磷投入量，有利于提高氮、磷肥；而钾平均投入量51.87kg/hm²，略高于最优值50.95kg/hm²，因此适当减少钾肥投入量有利于提高其。

调查的种植户中，冀南地区有2户施用了微肥硼，微肥施用率略低。微量元素肥料对谷子的生长发育和耐病性有一定的积极作用，其能促进植物细胞分裂，提高谷子的免疫力，增强其抗逆性和抗病性^[22-24]。建议谷子种植过程中施用一定量的硼肥，高产田或硼元素缺乏地块底施硼砂7.5kg/hm²，与一定量土壤混匀撒施、耕翻，或在齐穗前分2次喷施稀释3 000倍的硼酸溶液，间隔10d喷1次，可以有效提高谷子产量和品质^[25]。曹梦琳^[26]研究指出，适量施用外源锌肥，可提升谷子千粒重和穗粒重，进而提升谷子产量；同时可以提高其蒸煮品质，碱消值和胶稠度有一定程度的提升。实际谷子生产中，还可增施锌、硒等微量元素肥料。

综上，本研究调查了河北不同谷子主产区共198个种植农户，了解该地区谷子主产区的施肥情况，分析其施肥有待进一步提高的环节，并模拟谷子的最优施肥量，得出如下结论。

（1）该地区不同谷子主产区施肥情况方面，总体呈现基施为主，追施为辅，氮（N）、磷（P₂O₅）投入以无机肥为主，有机肥为辅。基肥与追肥施用比例、有机肥和无机肥施用比例均有待进一步调整；微肥施用率较低，仅冀南地区有2户施用了微肥硼，施用率1.01%。

（2）模拟谷子最优施肥量发现，氮、磷肥施用量有待进一步提高，钾肥施用量可根据土壤条件适当调整降低。

该地区谷子施肥管理建议氮基肥的追肥比例控制在1∶2左右，适当提高冀北、冀中和冀南地区追肥量占比，磷、钾肥后期少量追肥；各区域需提高有机肥施用，同时重视硼等微肥施用；根据模拟的最优施肥量，可适当增加氮、磷投入量，减少钾投入量。

参考文献

[1] 李顺国，刘斐，刘猛，等. 中国谷子种植历史演变及未来发展方向[J]. 粮油食品科技，2022，30（4）：60-67.

[2] 张大众，刘佳佳，冯佰利. 中国谷子种植利用史及其演进启示[J]. 草业学报，2018，27（3）：173-186.

[3] 李顺国，刘猛，赵宇，等. 河北省谷子产业现状和技术需求及发展对策[J]. 农业现代化研究，2012，33（3）：286-289.

[4] 刘建平，李龙江. 冀西北春谷子“3414”肥效试验研究[J]. 河北农业科学，2013，17（6）：1-5.

[5] 陈二影，秦岭，程炳文，等. 夏谷氮、磷、钾肥的效应研究[J]. 山东农业科学，2015，47（1）：61-65.

[6] 殷振琴. 测土配方施肥对谷子产量及经济效益的影响[J]. 农业开发与装备，2018（11）：136-137.

[7] 崔纪菡，郭帅，赵宇，等. 不同施肥方式和用量对夏谷产量的影响[J]. 安徽农业科学，2022，50（22）：142-145，171.

[8] 全国农业技术推广服务中心. 中国有机肥料养分志[M]. 北京：中国农业出版社，1999.

[9] 梁海波，黄洁，韩全辉，等. 海南岛木薯主产区产量差及限制因素分析[J]. 热带作物学报，2016，37（10）：1863-1871.

[10] WANG N，JASSOGNE L，VAN ASTEN P J A，et al. Evaluating coffee yield gaps and important biotic，abiotic，and management factors limiting coffee production in Uganda[J]. European journal of agronomy，2015，63：1-11.

[11] 黄少辉，贾良良，杨云马，等. 边界线法解析冀中南麦区基础地力产量的土壤养分影响因子[J]. 农业工程学报，2019，35（6）：141-148.

[12] 韩彦茹，李亚楠，王栋，等. 基于边界线方法的华北冬小麦管理措施优化及验证[J]. 河北农业大学学报，2021，44（3）：15-21.

[13] 程小丹. 夏播谷子施肥技术[J]. 新农业，2007（7）：19.

[14] 奚广生，王艳玲. 谷子施肥技术研究[J]. 安徽农业科学，2008，36（24）：10549-10550.

[15] 代小冬，徐心志，朱灿灿，等. 谷子氮、磷、钾肥的效应研究[J]. 作物杂志，2016（5）：147-151.

[16] 代小冬，杨育峰，陈煜，等. 施肥对谷子农艺性状、产量及抗倒伏能力的影响[J]. 河南农业科学，2014，43（10）：47-52.

[17] 李永虎，曹梦琳，杜慧玲，等. 施肥位置及施肥量对杂交谷子干物质累积、转运和产量的影响[J]. 中国农业科学，2019，52（22）：4177-4190.

[18] 江玲. 山西省玉米高产创建示范区肥力调查及施肥建议[J]. 中国农技推广，2013，29（4）：37-38.

[19] 祁宏英. 有机肥对谷子生育性状及产量影响的研究[D]. 长春：吉林农业大学，2004.

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[20] 夏凡，李翠芳，王志刚，等. 施用有机肥对谷子产量、品质及经济效益的影响[J]. 山西农业科学，2023，51（3）：278-284.

[21] 杨扬. 冀中地区夏谷优质高产栽培技术研究[D]. 保定：河北农业大学，2014.

[22] 郭俊. 灌浆期喷施硼和锌对谷子生理特性及产量影响[D]. 太谷：山西农业大学，2014.

[23] 赵海燕. 氮锌配施对谷子锌生物强化的影响[D]. 太谷：山西农业大学，2023.

[24] 穆婷婷. 外源硒对谷子生理特性、硒含量及产量和品质的影响[D]. 太谷：山西农业大学，2017.

[25] 古世禄，独俊娥. 硼对谷子的作用及其增产效果[J]. 土壤肥料，1981（4）：35-36.

[26] 曹梦琳. 喷施外源锌对谷子光合生理特性与品质及锌富集的研究[D]. 太谷：山西农业大学，2019.

（责任编辑：李媛）

基金项目河北省现代农业产业技术体系建设专项（HBCT2024080401）。

作者简介封乾（1993—），男，河北石家庄人，硕士，农艺师，从事土壤改良、培肥和植物营养研究。

通信作者刘克桐（1973—），男，河北沧州人，硕士，推广研究员，从事土壤改良、培肥和植物营养研究。