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內(nèi)蒙古陰山北麓地區(qū)馬鈴薯施肥模式研究

2024-11-05 00:00:00杜二小趙沛義韓云飛高日平張君李煥春
安徽農(nóng)業(yè)科學 2024年20期

摘要 為了解內(nèi)蒙古馬鈴薯主產(chǎn)區(qū)馬鈴薯施肥現(xiàn)狀及其主要影響因素,2019年在內(nèi)蒙古陰山北麓典型旗縣對215戶的1 090.20 hm2馬鈴薯施肥情況進行了調(diào)查。結(jié)果表明,該區(qū)域內(nèi)單施化肥的農(nóng)戶占調(diào)查戶數(shù)的63.8%,占調(diào)查面積的20.60%;有機無機肥料配合施用戶數(shù)占20.9%,面積占53.9%。施肥模式主要受灌水條件和種植規(guī)模的影響,旱作區(qū)域有機肥施用量(實物干基量)以15.0~22.5 t/hm2為主,化肥用量(純養(yǎng)分合計量)集中在0~75 kg/hm2;灌溉農(nóng)田的農(nóng)戶有機肥施用量以45~60 t/hm2為主,化肥用量均大于750 kg/hm2。氮磷鉀的配比相差較大,旱地上N∶P2O5∶K2O=100.0∶82.20∶64.40(kg/hm2);灌溉條件下為N∶P2O5∶K2O=300.40∶265.20∶236.30(kg/hm2)??傮w上,陰山北麓地區(qū)馬鈴薯施肥以單施化肥為主,有機肥和化肥配合施用的模式多樣化,規(guī)范性較差,普遍存在有機肥施入不足、氮磷鉀配比與馬鈴薯養(yǎng)分需求匹配度較差的問題,灌溉農(nóng)田和種植大戶還存在化肥施用量明顯偏高的問題。

關(guān)鍵詞 馬鈴薯;施肥模式;內(nèi)蒙古陰山北麓

中圖分類號 S 505 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611(2024)20-0118-05

doi:10.3969/j.issn.0517-6611.2024.20.030

開放科學(資源服務)標識碼(OSID):

Fertilization Model Study of Potato in the North Foot of Yinshan Mountain,Inner Mongolia

DU Er-xiao ZHAO Pei-yi HAN Yun-fei1 et al

( 1.Academy of Agriculture and Animal Husbandry of Inner Mongolia,Hohhot,Inner Mongolia 010031;2.Inner Mongolia Key Laboratory of Dryland Agriculture,Hohhot,Inner Mongolia 010031)

Abstract In order to understand the current situation of potato fertilization and its main influencing factors in the main potato producing areas of Inner Mongolia,in 2019,a survey was conducted on the fertilization of 1 090.2 hm2 potato in 215 households in a typical county at the northern foot of Yinshan Mountain,Inner Mongolia.The results showed that the farmers who applied chemical fertilizer alone accounted for 63.8% of the surveyed households and 20.6% of the surveyed area.Organic inorganic fertilizer with the number of users accounted for 20.9%,the area accounted for 53.9%.Fertilization mode was mainly affected by irrigation conditions and planting scale.The application amount of organic fertilizer (physical dry base) was mainly 15.0-22.5 t/hm2 in dry farming area and small per capita planting area,and the amount of chemical fertilizer ( total amount of pure nutrients ) was concentrated in the range of 0-75 kg/hm2.The amount of organic fertilizer applied by farmers in irrigated farmland and large-scale operation was mainly 45-60 t/hm2,and the amount of chemical fertilizer was greater than 750 kg/hm2.The N∶P2O5∶K2O ratio in dry land was 100.0∶82.2∶64.4 (t/hm2).Under irrigation condition,N∶P2O5∶K2O was 300.4∶265.2∶236.3 (kg/hm2).On the whole,the fertilization of potato in the northern foothills of Yinshan is dominated by single application of chemical fertilizer,and the mode of combined application of organic fertilizer and chemical fertilizer is diversified and less normative.

Key words Potato;Fertilization model;North foot of Yinshan Mountain,Inner Mongolia

馬鈴薯是我國第四大糧食作物,對保障我國的糧食安全有重要戰(zhàn)略意義,2019年中國馬鈴薯種植面積達475.80萬hm2[1],內(nèi)蒙古自治區(qū)馬鈴薯種植面積為29.74萬hm2(統(tǒng)計局數(shù)字)。內(nèi)蒙古是我國馬鈴薯的優(yōu)勢特色產(chǎn)區(qū),種植區(qū)域主要集中在陰山南麓區(qū)、陰山北麓區(qū)、燕山丘陵區(qū)和大興安嶺北麓區(qū),其中又以陰山北麓地區(qū)種植面積最大[2]。馬鈴薯耐寒、耐旱、耐瘠薄,適應性廣,經(jīng)濟效益優(yōu)勢明顯,近年來,由于對產(chǎn)量的盲目追求使馬鈴薯的化肥施用量逐年增加[3-4],化肥的過量施用不僅不能持續(xù)增產(chǎn),還會造成馬鈴薯品質(zhì)降低,養(yǎng)分利用率降低[5-8],同時大量不能被作物吸收的氮素淋溶至地下水導致居民飲用井水硝酸鹽含量超標,或者殘留在土壤中造成環(huán)境污染風險[9]。筆者通過對內(nèi)蒙古陰山北麓地區(qū)馬鈴薯施肥模式的調(diào)查并分析其影響因素,以期為馬鈴薯化肥減量施用及高效利用提供依據(jù),對提高肥料利用效率,減少化肥淋溶污染風險,推進農(nóng)業(yè)綠色高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

陰山北麓位于內(nèi)蒙古中部大青山北部山地丘陵區(qū),主要包括太仆寺旗、多倫縣、正藍旗、正鑲白旗、商都縣、化德縣、察哈爾右翼中旗、察哈爾右翼后旗、四子王旗、達茂旗、固陽縣、武川縣、錫林浩特市、烏拉特后旗14個旗縣,屬中溫帶大陸性季風氣候,≥10 ℃有效積溫1 800~2 500 ℃,年平均降水量為150~450 mm,主要土壤類型為栗鈣土,適宜馬鈴薯種植。

1.2 調(diào)查內(nèi)容與方法

2019年在位于陰山北麓典型馬鈴薯種植地區(qū)調(diào)查馬鈴薯施肥情況,獲得215份有效數(shù)據(jù),調(diào)查面積1 090.20 hm2,其中有灌溉條件的種植戶98戶,農(nóng)田面積661.70 hm2;無灌溉條件的種植戶116戶,農(nóng)田面積365.10 hm2。調(diào)查對象包括種植大戶、小農(nóng)戶及合作社等經(jīng)營主體,具有代表性。調(diào)查內(nèi)容包括馬鈴薯品種、種植面積、灌溉方式、灌水次數(shù)、灌水量、播種日期、收獲日期、產(chǎn)量。施肥信息:肥料品種、施肥用量、施肥時間、施肥方式等。肥料信息:肥料價格、有機肥資源使用種類、肥料養(yǎng)分比例、肥料商品名及生產(chǎn)廠家等。

化肥用量(kg/hm2)為通過肥料養(yǎng)分含量計算得到的N、P2O5和K2O養(yǎng)分之和。有機肥量(t/hm2)為干基實物量,其中N、P2O5和K2O養(yǎng)分含量參照《中國有機肥養(yǎng)分志》[10]及多年田間試驗測定結(jié)果進行計算。?;

2 結(jié)果與分析

2.1 肥料施用模式

施肥模式的統(tǒng)計結(jié)果(表1)表明,單施化肥占調(diào)查戶數(shù)的63.8%,有機肥和化肥配合施用占20.9%,單施有機肥占15.3%。從面積分布看,有機肥和化肥配合施用占調(diào)查面積的53.9%,單施有機肥占25.5%,單施化肥占20.6%??梢娫搮^(qū)域單施化肥的農(nóng)戶數(shù)量最多,有機肥和化肥配合施用的面積最大。

2.2 有機肥施用量及分布

有機肥對馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)形成均有重要作用,調(diào)查發(fā)現(xiàn),農(nóng)戶施用的有機肥形式多樣,以羊糞為主,其次是廄肥,還有少量的商品有機肥和養(yǎng)分含量較低的稻殼等廢渣,從干基實物量看,該區(qū)域馬鈴薯有機肥施用量為15~75 t/hm2(圖1),其中施用量為22.5 t/hm2的農(nóng)戶數(shù)最多,占施用有機肥農(nóng)戶數(shù)的37.2%,其次是施用量為15.0 t/hm2的農(nóng)戶,占25.6%,施肥量為30.0~60.0 t/hm2的農(nóng)戶數(shù)占10.3%~14.1%,大于60.0 t/hm2的農(nóng)戶僅占2.5%。可見該區(qū)域較多農(nóng)戶有機肥施用量為15.0~22.5 t/hm2,這些農(nóng)戶的戶均種植面積為0.5 hm2。

不同有機肥用量的農(nóng)田面積占比結(jié)果表明(圖2),施用量為60.0 t/hm2的農(nóng)田面積最大,占47.3%,這部分每戶平均種植面積為21 hm2,這些農(nóng)戶一部分與經(jīng)營有機馬鈴薯產(chǎn)品的公司簽訂了訂單,施肥以有機肥為主,還有部分農(nóng)戶購買的有機肥為養(yǎng)分含量很低的低質(zhì)廄肥或稻殼等。其次是施用量為45.0 t/hm2的農(nóng)田占調(diào)查面積的17.7%,施肥量為15.0~30.0 t/hm2農(nóng)田面積占4.7%~14.9%,大于60.0 t/hm2的僅占0.8%。

可見人均種植面積對有機肥施肥量影響較大,種植面積較小的農(nóng)戶施用量以15.0~22.5 t/hm2為主,規(guī)?;?jīng)營的農(nóng)戶施用量以45.0~60.0 t/hm2為主。

2.3 化肥施用量及分布

對于單施化肥的農(nóng)戶,施用量變化范圍較大,最低僅20.2 kg/hm2,最高達1 768.5 kg/hm2?;视昧繛?~75 kg/hm2的農(nóng)戶數(shù)最多(圖3),占單施化肥農(nóng)戶數(shù)的37.6%,面積占比為17.6%;施肥量為750~900 kg/hm2的農(nóng)戶面積最大,占施用化肥面積的23.0%,占調(diào)查農(nóng)戶數(shù)12.7%,施肥量為300~450 kg/hm2的模式面積占14.7%,占調(diào)查農(nóng)戶數(shù)12.7%。其他施肥量占比較低且分布相當。

可見,化肥施用量兩極分化比較嚴重,用量為0~75 kg/hm2的農(nóng)戶最多、面積也較大,這部分一般為種植面積較小的農(nóng)戶。施肥量為750~900 kg/hm2的農(nóng)田面積最大,農(nóng)戶數(shù)也較多,這部分一般為規(guī)?;N植農(nóng)戶,也是區(qū)域種植模式的主體。

2.4 有機肥和化肥配合施用情況

有機肥和化肥配合施用不僅可以提高馬鈴薯產(chǎn)量,也是提高馬鈴薯品質(zhì)和培肥地力的重要措施。該區(qū)域有機肥和化肥的配合模式較多(圖4),總體上,有機肥施用量為15.0 t/hm2的農(nóng)戶數(shù)最多,占31.8%,面積占14.5%;有機肥施用量為60.0 t/hm2的模式面積最大,占50.1%,戶數(shù)占20.5%。

不同模式相比,有的模式農(nóng)戶數(shù)很多但面積很小,如有機肥用量15.0 t/hm2、化肥用量0~75和450~600 kg/hm2,有機肥用量22.5 kg/hm2、化肥用量0~75 kg/hm2 3個模式;有的模式農(nóng)戶數(shù)很少但面積較大,如有機肥用量30 t/hm2、化肥用量>600 kg/hm2的模式;有的模式農(nóng)戶數(shù)和面積占比均較大,如有機肥用量45 t/hm2、化肥用量>600.0 kg/hm2的模式,農(nóng)戶數(shù)占11.4%,面積占16.25%;其次是有機肥用量15.0 t/hm2、化肥用量300~450 kg/hm2的模式,農(nóng)戶數(shù)占11.4%,面積占12.38%。

2.5 灌水對施肥的影響

灌溉是影響施肥的主要因素,沒有灌溉條件的旱作農(nóng)戶116戶,占調(diào)查總戶數(shù)的54.0%,占調(diào)查面積的35.6%;有灌溉條件的占農(nóng)戶數(shù)46.0%,占調(diào)查面積的64.4%。

旱作條件下,施肥模式相對集中(圖5),戶數(shù)最多的模式為不施用有機肥、單施化肥22.5~75.0 kg/hm2,戶數(shù)占48.3%、面積占12.0%;面積最大的模式為單施有機肥22.5 t/hm2,面積占41.6%,戶數(shù)占17.2%;另外,施用有機肥15.0 t/hm2、化肥0~75.0 kg/hm2的面積也較大。可見,旱作區(qū)域施肥量較低,有機肥用量主要為15.0~22.5 t/hm2,化肥用量主要為0~75.0 kg/hm2,且單施化肥的農(nóng)戶數(shù)較多,單施有機肥的面積較大。

在以滴灌為主的灌溉條件下,肥料施用模式較多(圖6),其中,面積最大的是有機肥施用45.0 t/hm2、化肥施用750~900 kg/hm2,面積占22.3%,農(nóng)戶數(shù)占5.1%;農(nóng)戶數(shù)最多的是不施有機肥的農(nóng)戶,其中又以單施化肥量大于750 kg/hm2的面積較大??梢?,灌溉條件下施肥量較高,單施化肥的農(nóng)戶數(shù)量較多,有機肥和化肥配合施用的面積較大。

2.6 氮磷鉀配合施用情況

陰山北麓地區(qū)的氮磷鉀養(yǎng)分用量(化肥和有機肥的純養(yǎng)分加和)變化較大,旱作區(qū)域N用量為7.20~225.00 kg/hm2,加權(quán)平均值為100.00 kg/hm2;P2O5用量為7.88~180.00 kg/hm2,加權(quán)平均值為82.20 kg/hm2;K2O用量為7.88~135.00 kg/hm2,加權(quán)平均值為64.40 kg/hm2,N∶P2O5∶K2O=1∶(0.3~1.6)∶(0.3~1.7)。水澆地的氮磷鉀養(yǎng)分用量均較高,N用量為67.50~720.00 kg/hm2,加權(quán)平均值為300.40 kg/hm2;P2O5用量為22.50~603.00 kg/hm2,加權(quán)平均值為265.20 kg/hm2;K2O用量為45.00~813.00 kg/hm2,加權(quán)平均值為236.30 kg/hm2。水澆地N∶P2O5∶K2O=1∶(0.17~1.50)∶(0.25~3.90)(表2)。

2.7 肥料施用次數(shù)

陰山北麓的馬鈴薯種植全部施用基肥,追肥類型主要是氮肥,還有少量的鉀肥,所以根據(jù)氮肥的施用進行肥料施用次數(shù)的統(tǒng)計,結(jié)果表明(表3、4),該地區(qū)肥料施用次數(shù)為1~5次,總體上,施氮量較低時以1次施肥(基肥)為主,隨著施氮量的增加施肥次數(shù)呈增加趨勢。僅施基肥的農(nóng)戶數(shù)最多,占調(diào)查戶數(shù)57.7%,面積也最大,占調(diào)查面積41.0%;施肥5次(基肥+追施4次)的農(nóng)戶數(shù)也較多,占15.8%,施肥4次的面積占21.4%。

施肥次數(shù)的農(nóng)戶數(shù)調(diào)查結(jié)果(表3)表明,該區(qū)域氮肥僅進行基施的農(nóng)戶有124戶,占調(diào)查總數(shù)的57.7%,且主要集中

在用量為0~150 kg/hm2;施肥量大于150 kg/hm2后,施肥次數(shù)在2~5次,且施肥5和2次的農(nóng)戶數(shù)較多。

施肥次數(shù)的面積調(diào)查結(jié)果(表4)表明,僅進行1次基施的面積為447.3 hm2,占調(diào)查面積的41.0%,施肥4~5次的面積也較大。施氮量低于150 kg/hm2時,基本以基施為主。施氮量為150~450 kg/hm2時部分以基施有機肥為主,施氮量大于450 kg/hm2時基施有機肥和追施化肥并重,且施肥4~5次的面積較大。

3 討論

陰山北麓地區(qū)的馬鈴薯種植的施肥模式以單施化肥為主,該模式占調(diào)查農(nóng)戶數(shù)的63.7%,占調(diào)查面積的71.2%;有機無機肥料配合施用的戶數(shù)數(shù)占20.5%,面積占27.6%。研究表明,長期單一或過量施用化學肥料會造成土壤有機質(zhì)含量下降、理化性質(zhì)和生物學性狀惡化,導致肥料利用率降低,不利于當?shù)伛R鈴薯產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展[11-15]。而施用有機肥料能顯著改善土壤肥力狀況,提高馬鈴薯根際土壤的微生物活性和多樣性,提高馬鈴薯生理指標和產(chǎn)量,并有利于減輕馬鈴薯土傳病害的發(fā)生[16-17]。而陰山北麓地區(qū)馬鈴薯施肥仍以單施化肥為主,不利于耕地地力提升和馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、綠色發(fā)展。

馬鈴薯的施肥量變化范圍較大,其中有機肥用量(干基實物量)為15~75 t/hm2,化肥(純養(yǎng)分含量)用量最低僅20.2 kg/hm2,最高達1 768.5 kg/hm2。2008—2009年陳楊等[18]調(diào)查的內(nèi)蒙古陰山丘陵區(qū)化肥投入量為13.5~663.3 kg/hm2,2016年今芝等[19]調(diào)查烏蘭察布市旱地馬鈴薯總養(yǎng)分施用量為66.4~984.1 kg/hm2,平均330.9 kg/hm2;水澆地施用量為118.5~2 211.9 kg/hm2,平均為796.3 kg/hm2。鄭海春等[20]研究表明,該地區(qū)旱作條件下馬鈴薯養(yǎng)分施用量為138~291 kg/hm2,段玉等[21]通過116次試驗結(jié)果推薦該區(qū)域不同灌溉條件下馬鈴薯養(yǎng)分施用量為469~937 kg/hm2??梢姡搮^(qū)域的馬鈴薯施肥量尤其是水澆地的化肥用量隨著時間的推移有增加趨勢,且肥料用量與推薦用量偏差較大。

調(diào)查發(fā)現(xiàn),影響施肥量的主要因素為灌水,其次是種植規(guī)?;蚍N植目的。旱作農(nóng)田和種植面積較小的農(nóng)戶有機肥和化肥的用量均較低,有機肥用量一般為15.0~22.5 t/hm2,化肥用量為0~75 kg/hm2,一方面是由于旱作農(nóng)田馬鈴薯產(chǎn)量較低,養(yǎng)分需求量較低,另一方面是種植面積較小的馬鈴薯一般是農(nóng)戶為滿足自家食用而種,對品質(zhì)要求較高,對產(chǎn)量要求較低,而該地區(qū)農(nóng)戶偏好口感較“面”的馬鈴薯,這類馬鈴薯多適宜沙質(zhì)旱地生長。有灌溉條件和規(guī)?;?jīng)營的農(nóng)戶肥料用量較高,有機肥為45.0~60.0 t/hm2,化肥用量一般大于750 kg/hm2,分別是旱作條件下用量的3和10倍以上,一是由于灌溉農(nóng)田馬鈴薯產(chǎn)量較高,養(yǎng)分需求量較大;二是因為該條件下的馬鈴薯種植以獲得最大經(jīng)濟效益為目的,所以施肥量較大,且以化肥為主。

將有機肥和化肥中的養(yǎng)分折純后計算,該區(qū)域氮磷鉀的配比模式多樣且相差較大,N、P2O5、K2O養(yǎng)分用量在旱地上加權(quán)平均值分別為100.0、82.2和64.4 kg/hm2,鄭海春等[22]的推薦用量分別為61.5~139.5、31.5~76.5、45~75 kg/hm2。灌溉農(nóng)田平均值分別為300.4、265.2和236.3 kg/hm2。段玉等[23]的推薦用量分別為150~300、104~207、215~430 kg/hm2??傮w來看,旱地上磷肥用量偏高,水澆地上氮肥和磷肥偏高,鉀肥偏低。

施肥方式上,隨著施肥量的增加施肥次數(shù)呈增加趨勢,整體較合理。進行1次性基肥的農(nóng)戶數(shù)最多,占調(diào)查戶數(shù)的57.7%,面積也最大,占調(diào)查面積的41.0%,這部分多為旱地,氮肥的用量低于150 kg/hm2;施肥4~5次(包括基施1次)的農(nóng)戶數(shù)和面積占比也較大,這部分農(nóng)戶一般是根據(jù)灌水條件進行滴灌追肥。

總之,內(nèi)蒙古陰山北麓地區(qū)馬鈴薯生產(chǎn)普遍存在偏施化肥、有機肥施入不足,氮磷鉀養(yǎng)分施用總量差異大、盲目性較強。種植大戶和灌溉農(nóng)田還存在化肥施用量偏高、養(yǎng)分配比不合理、氮磷養(yǎng)分用量偏高、鉀用量偏低等問題。在綠色高質(zhì)量發(fā)展的形勢下,內(nèi)蒙古馬鈴薯生產(chǎn)不能片面地追求高產(chǎn)而忽略了品質(zhì)提升和地力培育,所以建議增加有機肥投入,進一步優(yōu)化養(yǎng)分配比,加強水肥一體化和按需供養(yǎng),規(guī)范馬鈴薯養(yǎng)分管理的整體水平,提高資源利用效率,促進區(qū)域馬鈴薯綠色可持續(xù)發(fā)展。

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