我国蔬菜化肥减施潜力与科学施用对策

本文基于国家大宗蔬菜产业技术体系养分管理岗位团队“十一五”和“十二五”计划对全国蔬菜的试验和调查结果(共1227个农户地块，其中578个设施蔬菜地块，649个露地蔬菜地块)，细致分析了我国蔬菜化肥和有机肥使用本底及施肥中存在的主要问题。分析结果表明，1) 我国蔬菜化肥养分 (N + P₂O₅ + K₂O) 用量平均为1092.0 kg/hm2，是全国农作物化肥养分用量 (328.5 kg/hm2) 的3.3倍，其中设施和露地蔬菜化肥养分用量平均分别为1354.5和 859.5 kg/hm2，分别是全国农作物化肥养分用量的4.1和2.6倍。2) 我国蔬菜肥料 (化肥 + 有机肥) 中氮、磷和钾各自总用量普遍超量，主要设施蔬菜N、P₂O₅和K₂O施用总量平均分别是各自推荐量的1.9、5.4和1.6倍，主要露地蔬菜N、P₂O₅和K₂O施用总量平均分别是各自推荐量的2.7、5.9和1.5倍，区域间蔬菜肥料养分用量不均衡现象突出，蔬菜种类间肥料养分用量差异大。3) 有机肥和基施化肥中的N、P₂O₅、K₂O比例不合理，P₂O₅占比明显过高。设施栽培蔬菜总养分投入、有机肥养分和基施化肥养分N∶P₂O₅∶K₂O分别为1.00∶0.85∶0.94、1.00∶1.10∶0.88和1.00∶0.95∶1.09；露地蔬菜三者比例平均分别为1.00∶0.63∶0.56、1.00∶1.01∶0.84和1.00∶0.90∶0.67。4) 基肥化肥养分用量比例普遍过高，设施和露地蔬菜平均分别达到45.7%和51.0%，其中华北、华东、华中和西南地区设施蔬菜基肥化肥养分比例平均在45.5%～68.7%之间，华中地区露地蔬菜基肥化肥养分比例平均高达63.0%。5) 按合理施肥条件下设施蔬菜有机肥替代化肥45%、露地蔬菜有机肥替代化肥35%的比例估算，主要设施蔬菜化肥养分减施潜力平均在34.8%～67.1%之间，主要露地蔬菜化肥养分减施潜力在41.9%～76.8%之间。我国主要菜区今后在减少N、P₂O₅、K₂O投入总量的同时，应高度重视协调N、P₂O₅、K₂O比例以及化肥的基追肥比例，改进磷肥使用策略，并制订化肥精准减量、有机肥替代化肥、施用专用新型化肥、推广水肥一体化技术等技术对策。     

18-1目录

【目的】 弄清中国秸秆资源数量及其养分资源量,旨在为充分利用秸秆资源、提高肥料利用率、实现化肥施用零增长和保障国家粮食安全提供科学依据。 【方法】 本研究以中国主要农作物水稻、小麦、玉米、大豆、马铃薯、花生和油菜为研究对象,通过查阅中国统计数据和公开发表的文献资料对2015年中国主要农作物秸秆数量及其养分资源量进行估算,同时对各地区不同作物最佳施肥量进行统计,分析秸秆不同比例还田下氮、磷、钾输入量分别占化肥用量百分比。 【结果】 2015年中国主要农作物秸秆资源量为71878.53万t,所含的氮 (N)、磷 (P₂O₅)、钾 (K₂O) 养分资源总量分别达到625.6、197.9、1159.5万t。秸秆养分资源量以水稻、小麦和玉米三大粮食作物最大,分别占养分资源总量的33.1%、14.5%和34.2%,其他作物以油菜秸秆养分数量最高,占7.6%。作物秸秆养分数量中以玉米氮和磷养分数量最高,分别占单质养分总量的37.4%(N) 和41.5% (P₂O₅);钾养分数量以水稻最高,占36.9% (K₂O)。秸秆总量华北和长江中下游地区较多,分别占全国总量的26.4%和26.2%。秸秆养分资源总量最高的为黑龙江省,其次为河南和山东,分别占全国秸秆养分资源总量的10.3%、9.5%和6.8%。中国2015年主要农作物播种面积为1.2亿hm2,产量为6.3亿t,作物理论N、P₂O₅和K₂O需求量分别为1445.9、546.4、1652.3万t。如果将秸秆全量还田,带入农田的平均养分量可高达N 54.4 kg/hm2、P₂O₅15.5 kg/hm2和K₂O 88.1 kg /hm2,相当于化肥用量的38.4% (N)、18.9% (P₂O₅) 和85.5% (K₂O)。 【结论】 中国农作物秸秆数量及其养分资源量巨大,依据地域秸秆特点,充分合理利用秸秆养分资源,是实现化肥减施增效的重要途径。      

天津市设施菜地施肥现状及减施潜力和对策

  【目的】  设施菜地存在施肥量过大、肥料利用率低、环境污染等问题。通过对天津市设施菜地施肥现状调查，明确设施菜地施肥现状和存在问题，为制定科学合理的施肥方案提供依据。  【方法】  本研究对天津市193个设施蔬菜地块施肥现状展开调查，明确设施菜地施肥特征，估算肥料总养分和化肥养分减施潜力。  【结果】  天津市日光温室平均养分施用总量为N 775.6 kg/hm2、P₂O₅ 715.5 kg/hm2和K₂O 524.9 kg/hm2，显著大于塑料大棚对应养分平均施用总量N 670.9 kg/hm2、P₂O₅ 584.5 kg/hm2和K₂O 425.3 kg/hm2 (P < 0.05)。有机肥是设施菜地养分的主要来源，对日光温室和塑料大棚N、P₂O₅和K₂O各自施用总量的贡献均超过50%。日光温室和塑料大棚中，化肥对磷 (P₂O₅) 施用量的贡献分别为44.2%和48.8%。从养分施用方法看，N、P₂O₅和K₂O基施比例日光温室分别为79.4%、80.2%和73.5%，塑料大棚分别为70.2%、78.2%和67.4%，P₂O₅基施比例大于N和K₂O。日光温室和塑料大棚平均养分施用比例 (N∶P₂O₅∶K₂O) 分别为1.00∶0.92∶0.69和1.00∶0.87∶0.63。相比推荐施肥量，天津市设施蔬菜N和P₂O₅普遍施用过量，甘蓝和白菜K₂O投入不足。设施菜地总养分 (N + P₂O₅ + K₂O) 减施潜力在31.5%～65.0%，化肥养分减施潜力在22.4%～66.6%。  【结论】  天津市设施菜地养分以基施为主，其中化肥基施比例偏高，追肥养分比例过低，养分总量过量施用现象普遍。设施菜地基施化肥和追肥中P₂O₅比例偏高，养分结构不合理。主要设施蔬菜中，茄子、番茄和芹菜的N和P₂O₅施用总量远超过各自推荐施肥量，化肥养分减施潜力较大，是设施蔬菜肥料减施关注的重点。     

设施早熟西瓜和甜瓜的化肥施用现状及减施潜力

  【目的】  调查陕西省设施栽培西瓜 (Citrullus lanatus)和甜瓜 (Cucumis melo) 施肥现状、养分输入特征和养分管理中存在的问题，为实现西瓜和甜瓜化肥合理减施，改善品质，增加农户经济效益提供科学依据和技术支撑。  【方法】  选取西瓜、甜瓜栽培面积大的农户，且使调查农户均匀覆盖主产区，采用实地走访记录方式，在调研陕西设施早熟西瓜、甜瓜产量水平，农户施用有机肥、化肥种类及施用量、施肥方式等基础上，依据当地目标产量、肥料试验文献数据，推荐区域合理施肥量，并对推荐施肥量进行田间验证，根据推荐施肥量对农户施肥现状进行评价并分析化肥的减施潜力。  【结果】  设施栽培西瓜、甜瓜主产区肥料 (化肥 + 有机肥) N、P₂O₅、K₂O养分投入量平均分别为582、412、541 kg/hm2和1059、763、842 kg/hm2，其中化肥N、P₂O₅、K₂O平均施用量分别为266、213、304 kg/hm2和315、317、281 kg/hm2；西瓜、甜瓜化肥N、P₂O₅、K₂O养分平均用量分别为各自推荐量的1.8、3.6、2.3倍和2.9、6.3、3.1倍，养分表观盈余量分别为455、369、388 kg/hm2和980、728、692 kg/hm2，养分利用率仅为4.6%～28.3%。西瓜化肥氮、磷和钾施用过量的农户分别占79.6%、88.9%和79.6%，化肥氮、磷和钾减施潜力分别为46%、72%、57%；甜瓜化肥氮、磷和钾施用过量的农户分别占74.9%、91.0%和74.9%，化肥氮、磷和钾减施潜力分别为65%、84%和68%，西瓜和甜瓜化肥总减施潜力 (N + P₂O₅ + K₂O) 分别为57%和73%。西瓜、甜瓜有机肥中氮素养分占养分总用量的比例分别为39.5%和65.8%，比例总体上适宜；西瓜和甜瓜化肥N∶P₂O₅∶K₂O投入比例分别为1.0∶0.8∶1.1和1.0∶1.0∶0.9，P₂O₅占比过高；水肥一体化条件下西瓜、甜瓜基施化肥 (N + P₂O₅ + K₂O) 占化肥施用总量 (基肥 + 追肥) 的比例分别达91.2%和59.4%，基施养分比例过高。  【结论】  本研究区域西瓜、甜瓜养分总投入中，有机养分比例适宜，但存在化肥投入过量，尤其是磷施用比例过高的问题；在水肥一体化栽培技术下，存在基施养分比例过高、养分盈余量大、养分利用率低的问题。生产实践中，亟待根据西瓜、甜瓜养分需求规律，制定精准施肥量和适宜的养分比例，建立区域合理施肥技术体系，最终实现西瓜化肥氮、磷和钾平均施用总量减少46%、72%和57%，甜瓜化肥氮、磷和钾平均施用总量减少65%、84%和68%。     

我国有机废弃物资源总量及养分利用潜力

  【目的】  我国有机废弃物产量巨大,理清我国有机废弃物总量及其养分资源量,有助于实现有机废弃物中养分资源的充分利用,对保障化肥使用量零增长和国家粮食安全具有重大意义。  【方法】  以我国2009—2019年间典型有机废弃物(秸秆、畜禽粪便、农村人粪尿、污泥和生活有机垃圾)的年产量为研究对象,通过查阅我国统计数据和公开发表的文献资料,对近10年我国有机废弃物总量及其养分资源量进行估算,分析有机废弃物利用潜力。  【结果】  2009—2019年有机废弃物资源量和养分总量相对稳定,平均有机废弃物总量(干重)为12.9亿t,平均养分含量(N、P₂O₅、K₂O)为4537.9万t。2019年废弃物资源量达13.11亿t (干重),相比2009年增加7.1%;养分总量达到4503.5万t,相比2009年增加3.0%。2019年有机废弃物全量还田可以输入氮(N)约1653.3万t、磷(P₂O₅)约799.6万t、钾(K₂O)约2050.6万t,分别占作物养分需求量的71.8%、75.9%和153.2%。秸秆的氮和钾养分量最大,分别占有机废弃物中单质总养分的46.3% (N)和65.8% (K₂O),磷养分量以畜禽粪便最高,占单质总养分的54.5% (P₂O₅)。  【结论】  我国近10年有机废弃物年产生量及其养分资源量保持较高水平,具有广阔的利用空间。在我国有机废弃物养分资源结构保持不变且全量还田的情况下,有机废弃物中的氮、磷、钾养分可以满足作物各类养分需求的71.8% (N)、75.9% (P₂O₅)、100% (K₂O)。     

中国畜禽粪尿中养分资源数量及利用潜力

【目的】 有机与无机肥配合施用是提高农田生产力和改善土壤生态系统的有效措施,也是农业可持续发展的要求。理清中国畜禽粪尿资源数量及其养分资源量,对畜禽粪尿资源充分利用、提高肥料利用率、实现化肥使用量零增长和保障国家粮食安全具有重大意义。 【方法】 以中国主要畜禽种类役用牛、肉牛、奶牛、羊 (山羊和绵羊)、马、驴、骡、猪 (育肥猪和母猪)、兔和家禽为研究对象,研究的主要农作物包括水稻、小麦、玉米、大豆、马铃薯、花生、油菜和棉花。通过查阅中国统计数据和公开发表的文献资料对2015年中国畜禽粪尿资源数量及其养分资源量进行估算,同时对各地区不同作物最佳施肥量进行统计,分析畜禽粪尿不同比例还田下氮、磷、钾输入量分别占化肥用量百分比。 【结果】 2015年中国畜禽粪尿数量31.584亿t,氮 (N)、磷 (P₂O₅)、钾 (K₂O) 养分资源总量分别达到1478.0万t、901.0万t和1453.9万t,其畜禽粪尿数量以猪最大,其次为肉牛和奶牛,分别占总量的36.8% (猪)、24.8% (肉牛) 和9.9% (奶牛),粪尿总养分量以猪最大,其次为肉牛和羊,分别占总量28.2% (猪)、22.8% (肉牛) 和15.0% (羊)。粪尿数量和养分资源量以西南和华北地区最多,粪尿数量分别占全国总量的22.3%和21.5%,养分资源量分别占全国总量的21.3%和21.9%,省市之间以四川、河南和山东最多。畜禽粪尿全量还田其养分输入量分别为811.8万t (N)、856.6万t (P₂O₅) 和849.5万t (K₂O),分别占化肥用量的37.3% (N)、87.6% (P₂O₅) 和65.9% (K₂O)。 【结论】 中国畜禽粪尿数量及其养分资源量依然巨大,具有广阔的利用空间,充分利用畜禽粪尿养分资源是实现化肥减施增效的重要途径,畜禽粪尿全量还田下理论上氮、磷、钾施用量可以减少37.3%、87.6%和65.9%。      

基于西瓜产量的推荐施肥量及化肥减施潜力分析

  【目的】  针对不同区域西瓜主产区养分管理存在的问题,查清不同区域西瓜不同产量水平下养分需求量,提出化肥减施增效的关键技术措施,为西瓜产业绿色持续发展提供理论依据和技术支撑。  【方法】  基于多点肥料试验数据及收集文献中西瓜产量和养分吸收数据,分析单位经济产量养分需求量。实地调研22个西瓜主产省、市及自治区主产地种植大户西瓜产量、有机肥、化肥施用种类和量及施肥和灌水方式,结合《中国统计年鉴(2020)》中各地西瓜产量水平,依据不同区域西瓜目标产量养分需求量、土壤肥力水平调整系数,文献推荐施肥量及田间试验验证,综合确定不同产量水平下推荐施肥量,评估不同区域化肥减施潜力。  【结果】  不同省、市、自治区西瓜平均产量为11.9～58.8 t/hm2,化肥N、P₂O₅及K₂O投入量平均分别为190.7～380.7、162.9～349.5及62.7～492.5 kg/hm2;南方省市区平均产量为32.1 t/hm2,化肥N、P₂O₅及K₂O投入量平均分别为250.2、217.0及236.9 kg/hm2;北方省市区产量平均45.6 t/hm2,化肥N、P₂O₅及K₂O投入量平均分别为264.1、245.8及291.9 kg/hm2。生产1 t西瓜N、P₂O₅及K₂O需求量分别为2.0、0.83、3.3 kg。产量水平30～40、40～50、50～60、60～70及70～95 t/hm2时推荐合理的化肥施N量分别为90～120、110～150、130～170、150～205、170～230 kg/hm2,P₂O₅施用量分别为45～65、55～75、65～85、70～95、80～110 kg/hm2,K₂O施用量分别为110～150、125～170、150～205、170～230、185～250 kg/hm2。不同地区农户平均施用氮、磷、钾化肥量分别是推荐量的1.3～3.0、1.9～5.5、0.3～2.5倍,氮、磷、钾化肥的减施潜力分别为22.7%～66.5%、47.8%～81.7%、–187.1%～59.4%,平均分别为43.0%、68.7%、12.2%;全国西瓜主产区化肥氮磷养分投入均普遍过量,钾养分过量和不足并存,氮磷钾养分投入中磷肥比例偏高,南方地区化肥减施潜力大于北方。  【结论】  不同区域西瓜产量水平、施肥现状和存在的主要问题不同,生产中亟待集成优化并建立与气候、栽培季节、栽培模式相匹配的综合技术模式,应在西瓜目标产量推荐施肥总量控制下根据不同生育期养分需求合理施肥运筹;同时需考虑有机肥投入可提供的有效养分量,针对性集成水肥一体化精准管理、有机肥合理替代、测土配方施肥等关键技术,建立模式并配套技术规程,规模化示范推广,实现西瓜化肥减施增效及产业绿色可持续健康发展的目标。     

长江流域油?稻与麦?稻轮作体系周年养分收支差异

【目的】 评估1990—2017年长江流域不同轮作体系周年养分收支平衡,比较油?稻与麦?稻轮作体系养分收支差异,为提高周年养分利用效率、优化水旱轮作区域养分资源的合理分配提供依据。 【方法】 收集了长江流域[四川、重庆、贵州、湖北、湖南、江西、安徽、江苏、浙江和上海等省 (市)] 513个试验的油?稻与麦?稻轮作体系各季作物施肥量、生物量 (含秸秆和根茬及落叶归还)、养分含量、积累量,分析了油?稻与麦?稻轮作体系周年氮、磷、钾养分收支平衡,比较和评估了两种轮作体系氮的损失量 (包含NH₃挥发、N₂O排放以及氮的径流和淋溶)。 【结果】 油?稻轮作周年平均化肥投入量为N 378.5 kg/hm2、P₂O₅ 169.9 kg/hm2和K₂O 225.7 kg/hm2,麦?稻轮作为N 394.4 kg/hm2、P₂O₅ 172.5 kg/hm2和K₂O 210.8 kg/hm2,两种轮作方式施肥量未表现出明显差异。油?稻轮作还田生物量 (18984 kg/hm2) 高于麦?稻轮作 (18123 kg/hm2)。油?稻轮作周年养分归还量为N 142.5 kg/hm2、P₂O₅ 46.4 kg/hm2和K₂O 441.3 kg/hm2,较麦?稻轮作分别高出9.7%、6.7%和27.4%。落叶是油菜季养分归还量的重要部分,其带入的氮、磷、钾养分分别占到油菜还田养分总量的29.3%、18.5%和16.3%,使得油菜季养分输入量明显高于小麦季;而小麦由于群体生物量大,两种轮作模式水稻季的养分输入以麦?稻轮作优势明显 (钾素除外)。麦?稻轮作周年地上部养分带走量为N 333.9 kg/hm2、P₂O₅ 125.8 kg/hm2和K₂O 379.3 kg/hm2,分别较油?稻轮作高出14.6%、2.1%和?13.4%。油?稻与麦?稻轮作周年氮损失量分别为N 96.7和88.8 kg/hm2,占周年施氮量的22.5%～25.5%。油菜季氮损失量平均N 34.5 kg/hm2,略高于小麦季的N 29.8 kg/hm2。水稻季氮损失量明显高于旱季作物,两种轮作体系相差较小 (N 59.0～62.2 kg/hm2)。不同氮损失途径中,NH₃挥发损失的氮所占比例最大,占各季施氮量的7.2%～18.4%;其次是氮的淋溶和径流损失,约为6.7%～12.7%;N₂O排放所占比例最小 (1.1%～2.1%)。秸秆不还田时,油?稻轮作体系氮素盈余N 37.3 kg/hm2,麦?稻体系持平或略有亏缺 (N ?6.0 kg/hm2),两种轮作体系P₂O₅盈余53.3～58.4 kg/hm2、K₂O亏缺138.3～145.0 kg/hm2。秸秆还田后,油?稻轮作体系周年养分收支平衡量为N 133.0 kg/hm2、P₂O₅ 93.1 kg/hm2和K₂O 229.0 kg/hm2,分别较麦?稻轮作高出30.9%、3.2%和28.7%。 【结论】 水旱轮作体系在秸秆不还田时,油?稻体系氮盈余,麦?稻体系氮持平或略有亏缺,两个体系磷均有盈余而钾素处于亏缺状态。秸秆还田时,两种轮作体系氮、磷、钾均表现为盈余,说明秸秆还田能够增加养分输入,维持土壤养分的平衡。由于油菜落叶归还大量氮素,油?稻轮作较麦?稻轮作体系氮素盈余量高,因此,油?稻轮作可考虑降低氮肥的施用。      

我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量及还田替代钾肥潜力

  【目的】  粮食作物秸秆中钾养分含量及其还田后的当季释放率均较高，调查我国主要粮食作物秸秆钾养分资源量，为秸秆还田条件下农田钾素养分管理提供科学依据。  【方法】  基于最新统计数据和文献资料，采用草谷比法估算了我国不同省份和农区主要粮食作物秸秆的钾养分资源量，及其在还田条件下的钾肥替代潜力。  【结果】  2015—2017年在我国主要粮食作物种植区域，水稻、小麦和玉米秸秆的年均产量分别为23212万t、17083万t和39918万t，三大粮食作物秸秆主要分布于华北、长江中下游和东北农区，分别占全国总量的33.6%、25.4%和22.8%。水稻、小麦和玉米秸秆可以提供的年均钾养分资源量分别为529万t、216万t和568万t，长江中下游、华北和东北农区三大粮食作物秸秆钾养分资源量居于全国前列，分别占全国总量的30.4%、28.2%和22.0%。各省单位耕地面积水稻秸秆还田当季可提供的钾养分量均较高，为K₂O 115.0～209.5 kg/hm2。小麦秸秆还田替代钾肥潜力较大的省份有河南、河北、山东、安徽和江苏，占全国小麦总播种面积的71.1%，钾肥替代潜力为K₂O 82.3～97.1 kg/hm2。对玉米秸秆还田来说，其钾肥替代潜力为K₂O 67.2～170.7 kg/hm2。从全国范围来看，单位耕地面积水稻、小麦和玉米秸秆还田当季可提供钾养分量分别为 K₂O 152.6、82.4和124.4 kg/hm2。  【结论】  我国水稻、小麦和玉米秸秆还田当季可提供的钾养分量分别为K₂O 449万t、193万t和479万t。我国单位耕地面积水稻、小麦和玉米秸秆还田当季的钾肥替代潜力分别为K₂O 152.6、82.4和124.4 kg/hm2，充分利用秸秆资源，可基本满足我国粮食作物生产的钾素需求，维持土壤钾素平衡。     

吉林春玉米氮磷钾养分需求与利用效率研究

【目的】 明确吉林春玉米的氮、磷、钾养分需求和利用效率,为区域春玉米的高效合理施肥提供技术参数。 【方法】 整理2005—2013年国家测土配方施肥项目在吉林省开展的680个 “3414”田间试验,选取N₀P₀K₀、N₀P₂K₂、N₂P₀K₂、N₂P₂K₂和N₂P₂K₀ 5个处理,研究氮、磷、钾肥对春玉米籽粒产量、植株养分吸收量的影响,明确产量、养分吸收量与土壤基础养分供应能力的关系,评估春玉米的氮、磷、钾养分需求量和利用效率。 【结果】 吉林春玉米在氮磷钾配施处理 (N₂P₂K₂) 获得最高的籽粒产量和植株养分吸收量,平均产量达9.6 t/hm2,玉米氮、磷、钾养分平均吸收量分别为N 190.8 kg/hm2、P₂O₅ 87.0 kg/hm2和K₂O 215.1 kg/hm2。与不施肥处理相比,氮磷钾配施处理平均增产42.5%,植株氮、磷、钾养分吸收量平均分别提高57.5%、64.2%和49.5%。在其他养分充分供应基础上,增施氮、磷、钾肥平均分别增加吸收N 57.2 kg/hm2 (42.9%)、P₂O₅ 19.2 kg/hm2 (28.4%) 和K₂O 32.1 kg/hm2 (17.5%)。以缺素处理植株养分吸收量表征土壤养分基础供应能力,发现氮磷钾配施处理玉米产量和养分吸收量均随土壤基础养分供应能力的提高而逐渐上升,变化趋势均符合显著的对数关系。经测算,吉林春玉米氮磷钾配施处理生产百公斤籽粒平均需吸收N 1.98 kg、P₂O₅ 0.90 kg和K₂O 2.24 kg,比例为1∶0.45∶1.13。减氮、减磷和减钾处理的百公斤籽粒氮、磷、钾素需求量平均分别为N 1.69 kg、P₂O₅ 0.79 kg和K₂O 2.11 kg,与氮磷钾配施处理相比均显著下降,而且试验点间变异也明显增大。目前,吉林春玉米生产中氮、磷、钾肥的平均养分回收利用效率分别为33.7%、27.5%和45.3%,而平均生理利用效率分别为28.8、52.8和28.3 kg/kg。 【结论】 吉林春玉米对肥料养分的依存度较高,合理施肥是保持高产高效的重要前提。      

我国马铃薯产量和化肥利用率区域特征研究

【目的】本研究汇总马铃薯(Solanum tuberosum L.)田间试验数据,分析中国马铃薯产区施用氮、磷和钾肥的马铃薯产量(可获得产量、产量反应和相对产量)及肥料利用率特征,以期为优化马铃薯养分管理奠定理论基础。【方法】本试验数据来源于:1)国际植物营养研究所(International Plant Nutrition Institute, IPNI)1992—2012年间在我国马铃薯主产区开展的117个田间试验;2)采用字段或字段组合(马铃薯,马铃薯+产量,马铃薯+利用率,等)在中国知网数据库(China National Knowledge Infrastructure, CNKI)检索的2000—2016年间407篇马铃薯田间试验中文文献。将我国马铃薯种植区分为东北(NE)、西北(NW)、华北(NC)、长江中下游(MLYR)、东南(SE)和西南(SW)产区。试验处理包括氮磷钾肥优化处理(OPT)、不施氮(OPT-N)处理、不施磷(OPT-P)处理和不施钾(OPT-K)处理,研究我国马铃薯不同种植区优化施肥下马铃薯可获得产量,氮、磷和钾肥产量反应,相对产量,农学效率,偏生产力和养分回收率特征。【结果】我国马铃薯施用氮、磷和钾产量反应平均分别为8.6、5.9和6.6 t/hm^2,氮素是马铃薯产量的首要限制因子,东北地区产量及施氮产量反应平均值显著高于其他地区(P <0.05)。马铃薯施氮、磷、钾相对产量平均值分别为71.0%、79.4%、77.2%,其中,华北地区施氮相对产量平均值最高,东南地区施磷相对产量平均值最高,西北地区施钾相对产量平均值最高。马铃薯氮、磷和钾肥用量平均分别为N 164.2 kg/hm^2、P_2O_5 100.3 kg/hm^2和K_2O 188.0 kg/hm2,东南地区氮和钾肥用量平均值显著高于其他地区(P <0.05),东北地区施氮量和施钾量较低,东北、西南和西北施磷量高于其他地区,长江中下游施磷量最低。马铃薯氮、磷和钾素农学效率平均值分别为52.2 kg/kg N、58.5 kg/kg P_2O_5和42.3 kg/kgK_2O,东北地区氮和钾素农学效率平均值显著高于其他地区(P <0.05)。马铃薯氮、磷和钾素偏生产力平均值分别为205.7 kg/kg N、339.0 kg/kg P_2O_5和209.2 kg/kg K_2O,东北地区氮和钾素偏生产力平均值分别显著(P <0.05)高于其他地区。马铃薯氮、磷和钾素养分回收率平均值分别为36.4%、18.5%和27.6%,东南地区磷素回收率平均值显著高于其它地区(P <0.05)。【结论】我国马铃薯不同产区产量、施肥量和肥料利用率差异较大,氮素是马铃薯产量的第一限制因子,华北地区氮素、东南地区磷素和西北地区钾素土壤基础养分供应能力相对较高,不同地区马铃薯需要因地制宜,制定有针对性的马铃薯优化施肥方案。     

我国柑橘氮磷钾肥用量及减施潜力

【目的】明确我国柑橘主产区氮、磷、钾肥施用现状,为评估化肥减施潜力提供科学依据。【方法】2015年采用问卷调查结合实地走访,调查湖南、江西、湖北、广西、福建、浙江、重庆、四川、广东共9个省份2458户柑橘园单产水平及肥料施用现状。【结果】调查区柑橘权重平均单产为26480 kg/hm2,总体属于偏低水平。柑橘园氮、磷、钾肥年平均用量分别为494、364和397 kg/hm2,比例为1∶0.74∶0.80;99.2%的柑橘园施用化肥,仅47.8%的柑橘园施用有机肥,年均有机氮、磷、钾养分仅占总施用量的9.58%、19.6%和6.24%,有机肥投入严重不足。根据文献统计得出的柑橘建议施肥量推算,我国柑橘氮、磷、钾肥过量施用面积占比分别为57.3%、76.6%、69.1%,氮、磷、钾肥纯养分量分别过量36.2万吨、42.5万吨、35.5万吨,减施潜力分别为28.3%、48.2%和29.0%,其中以磷肥过量比例最高、减施潜力最大,以福建产区和柚类氮、磷、钾过量施用面积比例、过量投入量和减施潜力最大。【结论】我国柑橘平均单产水平偏低,氮、磷、钾肥过量施用严重,减施潜力大。     

基于养分专家系统的西北旱地冬小麦推荐施肥效应研究

  【目的】   本研究调查了养分专家系统 (Nutrient Expert, NE) 推荐施肥在西北旱地冬小麦生产上的应用效果,以明确该方法在西北旱地小麦推荐施肥中的可行性。   【方法】   在陕西渭北旱塬两年共布置15个田间试验,所有试验均设置两个处理:养分专家系统推荐施肥 (NE) 和农户习惯施肥 (FP)。在小麦成熟期采集小麦样品和0—100 cm土层土壤样品,测定植株氮磷钾养分含量和土壤硝态氮含量,调查分析小麦产量及其构成要素、经济效益和肥料偏生产力。   【结果】   NE推荐的N施用量平均为158 kg/hm2,较FP处理 (N 192 kg/hm2) 减少了18%;P₂O₅施用量平均为62 kg/hm2,较FP处理 (134 kg/hm2) 减少了54%;而K₂O用量为40 kg/hm2,较FP处理 (28 kg/hm2) 增加了43%。NE处理的冬小麦平均籽粒产量为5171 kg/hm2,与FP处理 (5111 kg/hm2) 籽粒产量接近,经济效益提高了7.8%,氮肥偏生产力提高25.1%,磷肥偏生产力提高了139.8%。与FP相比,NE处理的土壤0—100 cm土层硝态氮残留量无显著差异。   【结论】   相比农户习惯施肥,基于养分专家系统推荐的施肥方案减少了18%的氮肥和54%的磷肥用量,增加了43%的钾肥用量,冬小麦产量保持稳定,氮肥和磷肥的偏生产力和经济效益均显著提升,具有较好的化肥减施和增收效果,可在旱地冬小麦生产中推广应用。     

适宜氮磷钾用量和配比提高油用牡丹产量和出油量

【目的】油用牡丹是我国新兴的木本油料作物,但施肥不平衡严重制约油用牡丹的产量和品质。研究氮、磷、钾不同施肥量和配施比例对油用牡丹产量和出油量的影响,探明油用牡丹高产、优质的适宜氮、磷、钾施用量和配比,对提高油用牡丹的生产效率具有重要的现实意义。【方法】以五年生油用牡丹品种‘凤丹’为试验材料,采用“3414”不完全正交回归设计进行了大田试验。试验地常用施肥量为尿素750kg/hm^2、重过磷酸钙270kg/hm^2、硫酸钾600kg/hm^2。设氮、磷、钾4个施肥水平为0(不施肥)、1(常用量的一半)、2(常用施肥量)、3(常用量的1.5倍)。调查了‘凤丹’产量,分析了籽粒出油量。对‘凤丹’产量进行肥效模型拟合,得出最优经济效益的氮、磷、钾肥推荐施肥量。【结果】1)施用氮、磷、钾肥可改善‘凤丹’单株果荚数、单个果荚重量、果荚直径、百粒重等农艺性状,进而提高‘凤丹’产量;氮、磷、钾肥的施用使‘凤丹’分别增产283.7、276.8和150.6kg/hm^2,增产率分别为55.5%、50.3%和23.5%,增加纯收入分别为7310.4、7494.3和2118.9元/hm^2,农学效率分别为0.96、2.76和0.59kg/kg。2)施肥增产及对产量的贡献率均表现为N>P2O5>K2O,肥料农学效率和增收效果则表现为P2O5>N>K2O,但过量施用氮、磷、钾肥会使产量有所下降,且经济效益和肥料利用效率显著降低,氮、磷、钾肥增产和增收效果以及肥料贡献率均以推荐施肥水平处理的最高,农学效率均以1水平最高。3)施用氮、磷、钾肥通过影响出仁率和种仁含油率来影响产油量,最高出仁率可达65.0%,最高种仁含油率可达32.9%,较对照组分别增加13.0%、12.6%,氮、磷、钾均衡施肥产油量可高达193.3kg/hm^2,三因素对产油量影响大小顺序为N>P2O5>K2O。4)氮、磷、钾肥之间存在明显的交互作用,配合施用能提高肥效和促进‘凤丹’的产量和种仁含油率,任一肥料的过量施用均会导致产量降低。5)使用不同拟合方法建立肥料与‘凤丹’产量效应函数方程,通过对比分析二元二次模型为最适模型,基于该最适肥效模型得出‘凤丹’氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)的最优推荐施肥量为343.2、109.7、248.4kg/hm^2,适宜的氮、磷、钾施肥比例为1∶0.32∶0.72。【结论】合理的肥料配比和用量是‘凤丹’增产的保障。施用适量的氮、磷、钾肥可提高‘凤丹’农艺性状、产量、出仁率、种仁含油率等指标,进而提高产油量,氮(N)、磷(P2O5)、钾(K2O)的最优推荐施肥量为343.2、109.7、248.4kg/hm^2,适宜的氮、磷、钾施肥比例为1∶0.32∶0.72。     

党参氮磷钾施肥效应与最优施肥量研究

目的利用数学模型研究氮、磷、钾不同配比对党参产量以及有效成分含量的影响,以确定试验区党参的施肥模式和最优的氮磷钾配比,为党参规范化栽培提供依据。方法采用氮、磷、钾三因素二次D-饱和最优设计,进行了田间试验,建立了氮、磷、钾的施肥量编码值与党参根产量、党参炔苷含量以及党参多糖含量的效应函数。结果氮、磷、钾肥对党参产量的影响大小依次为氮 > 钾 > 磷;氮、磷、钾肥对党参炔苷含量的影响为磷 > 氮 > 钾;氮、磷、钾肥对党参多糖含量的影响为磷 > 钾 > 氮。寻优结果表明,目标产量在2100～2500 kg/hm2范围内,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 128.4～174.1 kg/hm2、P₂O₅ 49.26～80.41 kg/hm2、K₂O 45.31～70.42 kg/hm2;炔苷含量高于0.75 mg/g,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 128.5～196.6 kg/hm2、P₂O₅ 77.09～118.0 kg/hm2、K₂O 41.34～53.72 kg/hm2;多糖含量高于22.50%,95%的置信区间所对应的优化施肥量为N 96.04～141.6 kg/hm2、P₂O₅ 61.53～88.33 kg/hm2、K₂O 40.22～75.83 kg/hm2。结论党参高产优质高效栽培最优施肥量为N 128.5～141.6 kg/hm2、P₂O₅ 77.09～80.41 kg/hm2、K₂O 45.31～53.72 kg/hm2,N、P₂O₅、K₂O的最优施肥量配比为1∶0.54～0.63∶0.32～0.42。