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中國油菜生產(chǎn)格局與施肥研究現(xiàn)狀

2022-02-11 09:22甘國渝鄒家龍金慧芳李繼福
湖北農(nóng)業(yè)科學 2022年1期
關鍵詞:冬油菜施用量油菜

甘國渝 ,鄒家龍 ,陳 曦 ,3,朱 海 ,金慧芳,李繼福 ,3

(1.長江大學農(nóng)學院,湖北 荊州 434025;2.荊州區(qū)農(nóng)業(yè)技術推廣中心,湖北 荊州 434025;3.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部廢棄物肥料化利用重點實驗室,武漢 430064)

菜子油是全球第三大植物油,除作為食用油外,油菜也是飼用蛋白和生物柴油的重要來源。20 世紀80 年代以來,世界油菜生產(chǎn)快速發(fā)展,1979—1998 年20 年間油菜播種面積增加了2 倍多,總產(chǎn)量增加了3 倍,成為世界上僅次于大豆的第二大油料作物。2000 年世界油菜種植面積26 859 萬hm2,單產(chǎn) 1 498 kg/hm2,總產(chǎn)量 4 024.3 萬 t,產(chǎn)量最多的國家是中國、印度、加拿大。中國、印度、加拿大3 國的油菜種植面積總和與產(chǎn)量總和分別占世界總面積和總產(chǎn)量的70.5%和61.1%。20 世紀80 年代以來,中國的油菜種植面積迅速擴大,面積和總產(chǎn)均居世界第一位[1]。中國油菜種植主要分布在北方春油菜區(qū)和長江上、中、下游冬油菜區(qū),隨著中國居民生活水平的逐步提高,人們對食用油的需求更加趨于多元化,主要表現(xiàn)為需求層次的提檔升級。國產(chǎn)雙低菜子油作為品質好、營養(yǎng)價值高的大宗優(yōu)質食用油,可以滿足廣大消費者的高品質食用油需求,這也是農(nóng)業(yè)走高質量發(fā)展之路的基本方向[2]。

2005 年中國全面啟動測土配方施肥工作,全方位、多層次明確了中國不同區(qū)域土壤肥力狀況和推薦施肥水平,這對于中國油菜種植科學施肥具有重要指導意義。2017 年國家啟動“油菜減肥減藥”重大研究項目,開展油菜減肥減藥研究。這些項目的實施對推進中國油菜種植業(yè)健康發(fā)展具有重大意義[3]。盡管中國油菜科學施肥技術研究取得了一定的進展,但油菜種植主產(chǎn)區(qū)土壤肥力水平低、施肥過量和不足同時并存、施肥方式粗放、施肥過程復雜與投入高、肥料利用率低、肥料施用與產(chǎn)量目標及生態(tài)目標不匹配等問題仍然存在[4]。因此,在中國主要農(nóng)作物“減肥減藥”的新形勢要求下,本研究依托CNKI 提供的文獻可視化計量分析功能,對國內油菜生產(chǎn)和科學施肥研究進行統(tǒng)計分析,將各地區(qū)實際施肥量與國家推薦施肥量做對比,以期為中國油菜科學施肥提供一定參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究數(shù)據(jù)來源于中國知網(wǎng)(CNKI)數(shù)據(jù)庫和中國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計年鑒(2006—2020 年)。為保證檢索文獻的查全率與查準率,選擇以“主題”進行檢索,檢索標準為:主題=“油菜”和“施肥”,時間跨度=“2006-01-01”至“2020-12-31”;學科領域=“基礎科學”和“農(nóng)業(yè)科技”。

1.2 研究方法

文獻計量分析[5]采用數(shù)理統(tǒng)計方法,對文獻的研究機構、發(fā)表期刊、出版年份和關鍵詞等信息進行描述和評價,以獲取某學術領域的研究現(xiàn)狀并預測其發(fā)展趨勢。本研究主要運用中國知網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)的計量可視化分析功能,對國內油菜施肥研究的文獻增長規(guī)律、文獻的學科領域分布等進行統(tǒng)計,并運用Microsoft Excel 2019、VOSviewer 1.6.10 和 Origin 9.0進行數(shù)據(jù)處理和圖形繪制。

2 結果與分析

2.1 中國油菜種植現(xiàn)狀

2.1.1 油菜播種面積和產(chǎn)量變化 依據(jù)中國農(nóng)業(yè)統(tǒng)計年鑒(2006—2020 年)數(shù)據(jù)繪制圖1。圖1 顯示,2005 年中國油菜種植面積約728 萬hm2,油菜總產(chǎn)量1 305 萬 t,油菜單產(chǎn)為 1 793 kg/hm2。2010 年油菜種植面積達到最大,為731 萬hm2,油菜總產(chǎn)量和單產(chǎn)分別為 1 308 萬 t 和 1 775 kg/hm2。與 2010 年的種植規(guī)模相比,2011—2019 年,中國油菜種植面積略呈減少趨勢,油菜總產(chǎn)量有不同程度的波動,而油菜單產(chǎn)卻呈直線增加趨勢。2019 年中國油菜播種面積穩(wěn)定在658 hm2,總產(chǎn)量達1 348 萬t,油菜單產(chǎn)提高到2 048 kg/hm2。

圖1 2005—2019 年中國油菜種植面積和產(chǎn)量變化

2.1.2 油菜主產(chǎn)區(qū)格局變化情況 2016—2019 年中國油菜主產(chǎn)區(qū)種植情況見表1。由表1 可知,春油菜區(qū)主要分布在內蒙古、甘肅、青海和西藏4 ?。ㄗ灾螀^(qū));而冬油菜主要分布在長江上游[四川、重慶、云南、貴州和陜西5 ?。ㄊ校?、長江中游(湖北、湖南、江西、安徽和河南5 ?。┖烷L江下游[江蘇、浙江、上海3 省(市)]。春油菜區(qū)的種植面積為63.06 萬hm2,油菜年產(chǎn)量為113.12 萬t。長江上游、中游和下游冬油菜區(qū)的種植面積分別為236.93萬hm2、318.11萬hm2和 28.11 萬 hm2;冬油菜年產(chǎn)量分別為 509.36 萬 t、606.48 萬t 和73.38 萬t。長江中游冬油菜區(qū)的油菜種植面積和油菜總產(chǎn)量約占全國的49%和47%。就油菜單產(chǎn)而言,長江下游冬油菜區(qū)單產(chǎn)最高,達到2 458 kg/hm2;其次是春油菜區(qū)、長江上游和長江中游冬油菜區(qū),其中長江上游和長江中游冬油菜區(qū)兩者差別不明顯。

表1 2016—2019 年中國油菜主產(chǎn)區(qū)種植情況

2016—2019 年各區(qū)油菜產(chǎn)量和種植面積的變異系數(shù)顯示,春油菜區(qū)中內蒙古和甘肅的種植規(guī)模和產(chǎn)量變幅較大;長江上游冬油菜區(qū)中云南和貴州的種植規(guī)模和產(chǎn)量變幅較大;長江中游冬油菜區(qū)中各省份的種植規(guī)模和產(chǎn)量變幅較??;而長江下游冬油菜區(qū)中浙江、上海的種植規(guī)模和產(chǎn)量變幅較大。造成這些地區(qū)油菜種植變幅較大的原因有兩方面:一方面受農(nóng)村勞動力轉移和進口油料沖擊的雙重影響,油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨巨大壓力;另一方面,油菜種植收獲菜子這一模式受到新的消費需求如油菜菜用、蜜用和休閑觀光等的沖擊,這為油菜種植多功能提供了廣闊的市場前景和發(fā)展空間[6]。

2.2 油菜施肥研究進展

2.2.1 油菜施肥研究發(fā)表文獻情況 油菜施肥作為油菜生產(chǎn)過程中的一個重要環(huán)節(jié),受到科研和生產(chǎn)者的重視。因此,在中國知網(wǎng)的文獻檢索條件中設置主題詞“油菜”與“施肥”,文獻發(fā)表時間選取2006-01-01 到2020-12-31,獲得相關文獻發(fā)表情況。由圖2 可知,2009—2017 年,全國油菜施肥研究發(fā)表文獻每年均保持在200 篇以上,其中2014 年發(fā)表文獻最多,達240 篇。長江中游地區(qū)冬油菜種植面積最廣,有關油菜施肥研究文獻相比于其他3 個油菜種植區(qū)域總發(fā)文量占有優(yōu)勢,2006—2020 年,年均發(fā)文量 38 篇,其中,2010、2019 年年發(fā)文量均超過60 篇。

圖2 2006—2020 年中國油菜施肥研究發(fā)表文獻數(shù)量

2.2.2 油菜施肥研究主要發(fā)文機構 通過文獻計量可視化分析,有關油菜施肥研究主要發(fā)文機構見表2。由表2 可知,春油菜區(qū)的主要研究機構分別是青海省農(nóng)林科學院、甘肅農(nóng)業(yè)大學、青海大學、內蒙古農(nóng)業(yè)大學和甘肅省農(nóng)業(yè)科學院,累積發(fā)表相關文獻88 篇,占全國發(fā)文總量的9.7%。長江上游冬油菜區(qū)的主要研究機構分別是西北農(nóng)林科技大學、四川農(nóng)業(yè)大學、西南大學、貴州大學、貴州省農(nóng)業(yè)科學院和貴州省油料作物研究所,累積發(fā)表相關文獻167 篇,占全國發(fā)文總量的18.4%。長江中游冬油菜區(qū)的主要研究機構分別是華中農(nóng)業(yè)大學、湖南農(nóng)業(yè)大學、安徽省農(nóng)業(yè)科學院、安徽農(nóng)業(yè)大學、中國農(nóng)業(yè)科學院油料作物研究所、湖北省農(nóng)業(yè)科學院和江西省紅壤研究所,累積發(fā)表相關文獻394 篇,占全國發(fā)文總量的43.4%。長江下游冬油菜區(qū)的主要研究機構分別是南京農(nóng)業(yè)大學、浙江大學和揚州大學,累積發(fā)表相關文獻96 篇,占全國發(fā)文總量的10.6%。

表2 有關油菜施肥研究發(fā)文機構

2.2.3 文獻發(fā)表期刊和研究層次 對油菜施肥所收錄的文獻進行整合,結果顯示發(fā)表文獻數(shù)量居前10位的期刊依次為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技、農(nóng)技服務、安徽農(nóng)學通報、華中農(nóng)業(yè)大學學報、安徽農(nóng)業(yè)科學、中國農(nóng)技推廣、農(nóng)民致富之友、農(nóng)業(yè)科技通訊、耕作與栽培和中國農(nóng)業(yè)信息,文獻占比分別為13.25%、6.40%、6.27%、4.11%、3.79%、3.59%、3.46%、3.26%、2.94%和2.74%(圖3),其中安徽省的期刊發(fā)表文獻累積達到總量的10.06%,說明安徽省油菜施肥研究在全國具有重要地位和影響力。

圖3 期刊發(fā)表油菜施肥研究狀況

發(fā)表文獻的期刊類型和項目分布見圖4。從載文的期刊類型(圖4A)來看,以應用型文獻為主,集中在基礎與應用基礎研究、工程技術、專業(yè)實用技術、行業(yè)技術與指導等領域,這表明油菜施肥更多的是指導生產(chǎn)實踐,應用性較強。從項目支持經(jīng)費(圖4B)來看,國家科技支撐計劃、國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃和“863”計劃等國家項目,四者文獻合計占到總量的65.39%。此外還有現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項、國家農(nóng)業(yè)科技成果轉化資金、“973”計劃、教育部新世紀優(yōu)秀人才支持計劃等項目支持。由此可見,油菜施肥技術、油菜養(yǎng)分管理受到國家、高校和地方政府的普遍重視。

圖4 發(fā)表文獻的期刊類型和項目分布

2.2.4 關鍵詞共現(xiàn)網(wǎng)絡情況 在文獻計量學中,關鍵詞共現(xiàn)常用來分析所選文獻集所代表學科中各主題之間的關系。以“油菜”和“施肥”為主題文獻集的關鍵詞共現(xiàn)情況如圖5 所示。由圖5A 可知,2006—2015 年期刊論文的共現(xiàn)網(wǎng)絡關鍵詞為油菜、產(chǎn)量、栽培技術、施肥等,表明2006—2015 年油菜施肥的研究核心是提高油菜產(chǎn)量,改良栽培技術和優(yōu)化施肥方式,除此之外測土配方施肥也顯得尤為重要,并擴展到最佳施肥量、肥料利用率和經(jīng)濟效益等多方面的研究。中國在2005 年啟動測土配方施肥補貼項目,在一定程度上提升了作物施肥的經(jīng)濟和生態(tài)效益。由圖5B 可知,2016—2020 年期刊論文的共現(xiàn)網(wǎng)絡關鍵詞為油菜、栽培技術、施肥等,表明2016—2020 年油菜施肥的研究核心仍然是改良栽培技術和優(yōu)化施肥方式;同時,經(jīng)濟效益、減量施肥和品質等關鍵詞出現(xiàn)也較高。

圖5 2006—2020 年期刊論文關鍵詞共現(xiàn)情況

2.3 油菜推薦施肥與現(xiàn)狀

2020 年 2 月和 2020 年 9 月,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部種植業(yè)管理司、全國農(nóng)業(yè)技術推廣服務中心和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科學施肥專家指導組聯(lián)合發(fā)布了2020 年春季主要農(nóng)作物科學施肥指導意見[7]以及2020 年秋冬季主要農(nóng)作物科學施肥指導意見[8]。油菜施肥用量分北方春油菜區(qū)、長江上、中、下游冬油菜區(qū)進行推薦(表3)。主要農(nóng)作物科學施肥指導意見中油菜推薦肥料用量根據(jù)地區(qū)和產(chǎn)量水平而定,且具有以下特點:①在油菜低產(chǎn)量情況下,即油菜產(chǎn)量<1 500 kg/hm2時,各地區(qū)推薦的氮肥用量基本維持在90~120 kg/hm2;推薦的磷肥用量在長江中、下游冬油菜區(qū)中最低,為33.75~40.50 kg/hm2;推薦的鉀肥和硼砂用量在長江上游冬油菜區(qū)中最高,分別為45.00~60.00 kg/hm2和10.50~15.00 kg/hm2。②在油菜高產(chǎn)量情況下,即油菜產(chǎn)量>3 000 kg/hm2時,長江中、下游冬油菜區(qū)推薦的氮肥用量最高,達到了180 kg/hm2,北方春油菜區(qū)推薦的氮肥用量相對較低;而在鉀肥的推薦用量中長江上游冬油菜區(qū)一直保持最高,為75.00 kg/hm2,其他地區(qū)次之;北方春油菜區(qū)推薦的磷肥和硼砂最高,分別達到 90.00 kg/hm2和 15.00 kg/hm2。

表3 2020 年油菜種植區(qū)國家推薦施肥用量 (單位:kg/hm2)

依據(jù)油菜施肥指導意見中的油菜種植區(qū)劃分標準,對2016—2020 年在知網(wǎng)發(fā)表的油菜施肥論文進行整合分析,獲取四大油菜主產(chǎn)區(qū)的實際平均產(chǎn)量及施肥現(xiàn)狀(圖6),分析具體如下:①北方春油菜地區(qū)油菜平均產(chǎn)量為2 239 kg/hm2,N、P2O5、K2O 的平均施用量分別為 153.1、102.2、54.3 kg/hm2。②長江上游冬油菜區(qū)油菜平均產(chǎn)量為2 540 kg/hm2,N、P2O5、K2O 的平均施用量分別為 169.5、76.7、65.8 kg/hm2。③長江中游冬油菜區(qū)油菜平均產(chǎn)量為2 147 kg/hm2,N、P2O5、K2O 的平均施用量分別為 163.5、71.1、84.9 kg/hm2。④長江下游冬油菜區(qū)油菜平均產(chǎn)量為3 393 kg/hm2,N、P2O5、K2O 的平均施用量分別為 239.5、116.0、84.5 kg/hm2。

圖6 2016—2020 年文獻研究中油菜產(chǎn)量與實際肥料用量

上述數(shù)據(jù)表明各地區(qū)油菜的肥料施用量有較大差異,產(chǎn)量水平各不相同,并且還受到地力、環(huán)境和管理等因素綜合影響。袁久東等[32]對青海省春油菜種植農(nóng)戶的調查發(fā)現(xiàn),與推薦氮肥施用量相比,35.9%的農(nóng)戶氮肥施用量偏高或很高;與推薦磷肥施用量相比,69.0%的農(nóng)戶磷肥施用量偏高或很高。因而,青海省30%春油菜田有氮肥減量空間,60%春油菜田有磷肥減量空間和20%春油菜田氮磷化肥可同時減量。宋佳等[33]研究表明,青海春油菜氮、磷肥投入過量與投入不足現(xiàn)象并存。因此,中國北方春油菜種植區(qū)要根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況,因地制宜地依據(jù)測土配方實行平衡施肥,首先控制氮磷肥用量,再適當增施微肥和有機肥,以提高春油菜種植效益,擴大春油菜種植規(guī)模。

長江流域是中國冬油菜的主要種植區(qū)域,其種植面積和產(chǎn)量分別占全國油菜的90%和91%。任濤等[34]對長江流域冬油菜種植區(qū)土壤養(yǎng)分調查結果表明,應重視化肥的合理施用,做到穩(wěn)施氮肥,增施鉀肥和硼肥,局部區(qū)域如云南西部、廣西北部和湖南南部應適當減少磷肥的投入,而在廣西北部、湖南南部和江西北部同時應關注硫肥和鎂肥的施用[35]。同時,根據(jù)冬油菜種植區(qū)域土壤和油菜養(yǎng)分需求特點,可調節(jié)氮肥施用時期、比例和配比,滿足油菜前期快速生長的氮素需求;后期發(fā)揮土壤氮素供應,促進油菜氮素轉移再利用,保證油菜對營養(yǎng)的需求。郭麗璇等[36]研究發(fā)現(xiàn)油菜種子的氮、可溶性蛋白含量與種子未成苗率顯著負相關,而油菜子發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)則與種子內磷、硼及可溶性糖含量密切相關,尤其磷含量降低會增加油菜種子畸形苗率。黃天寶等[37]于2016—2018 年在長江中游三熟制區(qū)(江西進賢)開展田間試驗,發(fā)現(xiàn)緩釋型配方肥在減少肥料養(yǎng)分投入且一次性基施的情況下,仍能達到甚至優(yōu)于常規(guī)肥分次施用的效果。這對于晚稻套播油菜地區(qū),緩釋型配方肥是一種較為理想的肥料,建議因地制宜地推廣應用。將2016—2020 年各油菜種植區(qū)文獻中習慣性施肥量與國家推薦用肥量進行對比,不難發(fā)現(xiàn)在相同產(chǎn)量梯度下實際氮、磷施肥量均偏高。因此,各地區(qū)油菜種植應加強產(chǎn)學研結合,將養(yǎng)分科學施用與管理新理論、新技術應用到田間,以提高肥料利用效率和經(jīng)濟效益。

3 結論

2006—2019 年,中國油菜種植面積持續(xù)穩(wěn)定,油菜總產(chǎn)量有所波動,長江中游仍是中國油菜種植主產(chǎn)區(qū)。2009—2017 年,國內有關油菜施肥的學術研究年發(fā)文量均在200 篇以上,2018—2020 年,發(fā)文量有所下降,年均100 篇以上。整合分析2016—2020 年油菜肥料施用量數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)各油菜種植地區(qū)實際用肥量或習慣性施肥量與國家油菜種植推薦用肥量相比,仍存在較大差異,氮、磷、鉀肥過度施用現(xiàn)象依舊存在,尤其是北方春油菜種植區(qū)磷肥施用量偏高現(xiàn)象較為嚴重。與國家推薦用量相比,當前中國北方春油菜區(qū)和長江上、中、下游冬油菜區(qū)的施肥用量偏高,減肥空間較大。因此,在油菜種植上應充分做好測土配方施肥,配施有機肥,不斷探索新的施肥方式,提高肥料資源利用效率,達到穩(wěn)產(chǎn)、合理施肥,同時提高油菜的品質和經(jīng)濟效益,進而降低化肥資源的流失,減少環(huán)境污染的潛在風險。

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