近年来,我国复合(混)肥产业发展迅速,化肥消费的复合化比例不断提高,但尚未形成适合中国国情的区域配肥道路。
从19世纪30年代至40年代至现在,工业发达国家复合(混)肥工业的发展经历了起步、快速发展和成熟发展三个阶段。从20世纪80年代以后,北美和西欧等发达国家肥料消费量经过快速发展后趋于稳定,化肥总量和复合(混)肥的比例都出现不同程度的下降趋势,尤以西欧最为明显。尽管北美和西欧的复合(混)肥工业的发展历程基本相似,但其发展的主要实践上做法截然不同。其中美国走的是小配方-掺混肥的道路,以包括磷酸铵在内得各种颗粒基础肥料配制成以散装装卸、运输为主得颗粒掺混肥,即BB肥;而欧洲走的是大配方-复合肥道路。
我国复混肥的发展可以分为两个阶段,80年代前进行技术准备,奠基发展高浓度复合(混)肥基础,80年代后,我国复合(混)肥工业迅速发展,从1980年我国的复混肥仅有27万吨,占肥料消费总量的2%,发展到2004年,复混肥的消费总量达到1200万吨,占化肥消费总量的26%,但尚未形成适合中国国情的区域配肥道路。对比西方发达国家的化肥发展历史,结合我国目前的基本国情,我国的区域配肥应走大配方复合肥和小配方掺混肥并存,现阶段以大配方复合肥为主,小配方掺混肥为辅的道路,大配方复合肥主要针对大的生态区或作物种植带,由大中型企业组织完成;小配方掺混肥主要针对县(市)域范围,由县(市)级推广机构联合中小型BB肥厂完成。
区域配肥技术及我国区域配肥现状
区域配肥是运用现代农业科技成果,并根据一定区域范围内作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应,结合有机肥施用,产前提出氮、磷、钾和中微肥的适宜用量、比例以及相应的施肥技术。其特征是“产前定肥”,其具体内容包含者“配方”和“施肥”两个步骤。
区域配肥以复混肥为主要载体,其原则在充分考虑区域土壤养分供应特点的基础上,满足作物各个生长期的营养需求,而不是一次性满足作物一生的养分需求。一般来说,一项完整的区域配肥技术体系必须考虑以下几个方面的因素:作物基础产量、目标产量及养分吸收规律;土壤养分含量;农事操作习惯;肥料的边际效应和经济效应;区域气候与作物生长需求;施用有机肥种类与数量;土壤类型与质地;原料的种类;配方的选择;生产工艺参数的优化控制。
当前,我国区域配养分配方设计的方法多种多样,但真正用于农业生产中的技术并不多。对我国现有区域作物专用肥配肥设计、适宜地区和推荐施用时期分析,我们认为现有的区域作物专用肥主要存在如下几个方面的问题:一是绝大多数作物专用肥没有根据作物不同生育阶段养分需求设计配肥,而是根据作物一生的养分需求设计养分配方,这样易造成磷钾肥过量施用,而氮肥施用不足;二是大多数作物专用肥没有充分考虑区域土壤养分供应,设计”万能专用肥“,全国各地均可施用;三是不分基追肥,全部进行推荐施用专用肥,对于一些作物,特别是大田作物来说,如此推荐必然一方面造成磷钾肥的过量施用,另一方面农民为了补充氮素而追加氮肥。
区域作物专用肥有很强的针对性和技术操作性,针对特定作物,特定区域,若施用不当,不仅不能有效的发挥专用肥的肥效,而且还会适得其反。因此,与常规肥料不同的是,区域作物专用肥要求有较为健全的售后服务体系。对我国区域配肥的发展现状进行综合分析,我们认为我国复合(混)肥产业发展迅速,化肥消费的复合化比例不断提高,但尚未形成适合中国国情的区域配肥道路,以及相关的服务配套体系(企业、推广机构、科研单位)。
我国区域配肥的发展道路
我国幅员辽阔、不同区域的优势农作物的种植情况并不一样。因此,我国的区域配肥发展道路不应单一的针对某种作物、某种养分和某一地区,应在充分了解作物生长发育规律、养分吸收规律、土壤(环境)养分供应特点的基础上,通过养分资源综合管理相关技术的综合运用研发区域作物专用肥,同时配套相关的施肥技术和肥料售后服务体系,最终以复混(合)肥为载体,协调一定区域养分投入和产出的平衡,既保证作物高产,又减少养分向环境的迁移,减少养分浪费。
不同作物采用不同的区域配肥思路
从作物的生长发育、养分吸收特点来看,可将农作物分为大田作物、蔬菜和果树三大类。
对于大田作物来说,应以充分考虑作物养分需求和土壤、环境养分供应,通过区域作物专用肥的施用,实现作物吸收、土壤(环境)养分供应和外源养分投入的同步。
与大田作物不同,蔬菜具有种类繁多,养分需求强度大,作物根系浅、养分吸收能力差等特点,因此蔬菜的区域配肥首先要考虑的是培肥地力,另外,受人为随机活动,特别是施肥的影响,蔬菜田土壤养分空间变异较大,很难准确获取一定区域范围内土壤养分空间变异状况。因此,蔬菜区域配肥应在土壤培肥的基础上,依据养分吸收规律进行区域配肥。
与一年生大田作物不同,绝大多数果树为多年生作物,周年养分的循环、吸收和利用是一个储存营养、再吸收利用的过程。因此,果树的区域配肥应根据不同树势不同营养阶段对养分的需求和养分在不同生育时期的作用进行区域配肥。对于幼树来说,肥料的作用是扩大树冠、打好骨架和扩展根系,为开花结果打好基础,因此需要充足的氮磷肥,并配施适当的钾肥。对于成龄树来说,周年的养分吸收特点可分为三个阶段,结果初期施肥以促进花芽分化为目的,需重视磷肥、配施氮、钾肥;结果盛期施肥以优质丰产为目标,并确保来年稳产,施肥以氮磷钾配合施用为主,并适当提高钾肥比例;衰老期以促进更新复壮,延长结果期为目标,施肥应以氮为主,适当配施磷钾肥。
不同养分元素采用不同的区域配肥技术体系
土壤氮素具有总体稳定性和局部变异的双重特点,据前者,可将一定区域范围内作物全生育期氮肥施用总量控制在一个合理的范围内;据后者,可以在这个范围的基础上,根据作物氮素吸收规律,对不同生育期的氮肥用量进行分配。综合已有的研究结果,可以从两个方面实现区域氮素的总量控制、分期调控:
其一,以田间试验的结果为基础,直接通过肥料效应模型求得最佳产量的施氮量,将多年多点的最佳产量施氮量平均既可获得一定区域内作物平均施氮量。
其二,通过一定区域农田生态系统氮素平衡确定作物氮肥供应总量。根据区域氮素输入-输出平衡的原则,可以计算一定区域氮肥施用总量。在研究初期,若氮素平衡中很多项目不确定,也可将该方法简化为通过氮素吸收总量确定一定区域内氮素施用总量。
与土壤氮素变异特征不同,土壤磷、钾具有连续变异的特点,这一变异的大小和方向由磷肥施用量和作物需求量之间的动态平衡决定。据此,可以根据一定区域范围内土壤有效磷、钾的监测和作物多年施肥的反应,确定较长时段(一般为3~5年)磷、钾肥的相对恒定用量,将作物根层土壤有效磷、钾水平构建或保持在一个适宜的水平上,该水平应既可以满足高产优质作物生产对磷、钾供应的需求,又避免过量投入造成的资源浪费。具体操作为,当土壤速效磷钾处于较低水平时,区域磷钾管理的目标除施用磷钾肥增加作物产量外,还应稳步提高土壤有效磷钾水平,故磷钾肥用量投入大于产出;当土壤速效磷钾处于适宜水平时,区域磷钾管理的目标为增加作物产量、维持土壤有效磷钾水平,故磷钾肥用量投入等于产出;当土壤速效磷钾处于较高水平时,区域磷钾管理的目标控制磷钾肥用量,逐年降低土壤有效磷钾含量,直至适宜水平,故磷钾肥用量投入小于产出。
我国很多地区土壤存在中微量元素缺乏问题,中微量元素施肥原则与大量元素不同,在确定了土壤丰缺临界值的基础上,一般中微肥用量相对固定。可以通过土壤测试、植株化学测试等确定一定区域范围内中微量元素的施用范围。
不同的区域采用不同的区域配肥道路
对我们当前农业生产需求、农民施肥习惯、科研和政府推广机构和肥料企业行为进行综合分析,我们认为,当前我国区域配肥应以大配方复合肥(西欧为代表)为主,以小配方掺混肥(美国为代表)为辅。大配方复合肥形成的区域养分配方稳定,集中、使用面积大,但对小区域范围无针对性,且需要大量资料的汇总、肥效试验和专家推荐,因此适合大中型企业针对我国大的农业生态区中大宗作物种类进行复合肥配方设计,如我国华北平原的冬小麦-夏玉米、华南地区的水稻、新疆的棉花等生产体系;小配方掺混肥形成的配方灵活、多变、针对性强,操作简单,养分配方既可以“施肥卡”的形式发送到农民手中,又可对养分配方分类、合并后进行区域配肥,但需要大量土壤样品采集和测试,技术掌握和运用难度大,接受困难,需要较长时间的培训和推广。因此该技术适合我国县域尺度内,农业技术人员与中小型企业合作,进行复混肥或BB肥的配方设计和生产。
对于我国以“农户分散经营”为主的农田布局来看,土壤养分含量和作物产量受人为因素影响加大,任何区域养分配方都不可能保证其养分配方适合一定区域范围内的任一田块,因此我国的区域配肥应灵活施用区域作物专用肥配方,对于缺乏某种养分元素的“特殊田块”应配施一定的单质肥料,即所谓的“大配方、小配肥”。
根据上述分析,笔者认为,我国区域配肥应分为三个层次:一是以我国主要农业生态区划分为基本单元组织专家讨论和调研生态区内土壤养分分布和作物生产状况,根据土壤养分供应每种作物2~3类养分配方,由大中型肥料企业负责生产和销售;二是在县域尺度内,通过对年多点分区土壤样品测定和植物产量检测,确定县域范围内主要地区主要作物配肥,以BB肥为主,在县域技术人员的指导下由中小型肥料企业负责生产和销售,作为大区域复合肥施用的补充;三是针对具体的农民田块,应根据土壤养分测试数据提出施肥策略,对于区域配肥(包括复合肥和复混肥)不能满足的田块,应根据实际情况,将部分单质肥料与区域配肥配合施用,以实现田块的精确控制。




