天津市水稻田土壤养分与施肥情况调研分析

郑育锁 张鑫 常华 张滈 肖波

摘    要：2018年4月，在天津市主要水稻种植区域选择18个代表点，通过采集土样和理化指标检测、施肥情况调查，并与2008年土壤检测、农户施肥调查历史数据进行比较分析。结果表明：当前水稻田土壤肥力处于中高水平，10年来，pH值降低0.2，有机质提高1.4 g·kg-1，水溶性盐提高0.97 g·kg-1，全氮降低0.1 g·kg-1，有效磷增加14.1 mg·kg-1，速效钾增加14 mg·kg-1;天津市水稻施肥水平提高明显，平均施氮磷钾纯养分总量减少18.9 kg·hm-2，纯氮增加2.7 kg·hm-2，五氧化二磷减少51 kg·hm-2，氧化钾增加29.4 kg·hm-2。施肥成本平均减少600元·hm-2，有效降低了施肥量，施肥结构不断调整;最后，针对水稻田土壤养分状况和施肥现状，提出了水稻田施肥原则和建议措施。

关键词：水稻; 土壤养分; 施肥; 调研

中图分类号：S143                文献标识码：A                DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2019.09.014

Abstract： In April 2018， 18 representative points were selected for fertilization in major rice planting areas in Tianjin， and soil samples and physical and chemical indicators were analyzed and tested in two layers. Through the comparison and analysis with the historical data of soil testing and farmer fertilization survey in 2008， the soil nutrients and fertilization in rice fields in Tianjin were formed. Results showed that current soil fertility levels in paddy fields were at medium to high fertility levels， with a decrease of 0.2 pH， an increase of 1.4 g·kg-1 in organic matter， 0.97 g·kg-1 in water-soluble salt， 0.1 g·kg-1 in total nitrogen and 14.1 mg·kg-1 in effective phosphorus over the past 10 years， Quick-impact potassium increased by 14 mg·kg-1; The fertilization level of rice in Tianjin increased significantly， the total amount of pure nutrients of nitrogen and phosphorus and potassium was reduced by 18.9 kg·hm-2， the total nitrogen was increased by 2.7 kg·hm-2， the phosphorus pentoxide was reduced by 51 kg·hm-2， the potassium oxide was increased by 29.4 kg·hm-2， and the cost of fertilizer was reduced by an average of 600 yuan·hm-2， effectively reducing the fertilizer amount， fertilization structure is constantly adjusted; According to the soil nutrient status and fertilization status of paddy fields， the principles and measures of fertilization in paddy fields were put forward.

Key words： rice; soil nutrients; fertilize; survey

水稻是我國主要的粮食作物，施肥在我国水稻生产中具有不可替代的作用，其对水稻增产的贡献率为35.4%[1]。水稻施肥直接关系到水稻产量和品质，不合理的肥料施用，不仅造成资源浪费、土壤结构恶化，还会导致水体富营养化等农业面源污染[2-3]。为此，通过调研种植大户水稻施肥现状和投入产出情况，为水稻生产的可持续发展和进一步提高产量、改善品质提供依据。按照天津市水稻现代农业技术产业体系工作安排，土壤肥料工作站试验站对天津市主要水稻种植区域进行取土检测和施肥情况调查。结合农户施肥调查、土壤检测结果和2008年水稻田土壤检测与农户数据分析，形成调研报告，掌握土壤养分变化和农户种植用肥情况，有针对性地为科学施肥指导提供依据，为振兴天津市小站稻提供数据支撑。

1 调查方法

2018年4月18—28日，水稻产业体系土壤肥料试验站团队在天津市范围内以水稻种植区为研究对象，对宝坻区、宁河区、津南区、武清区、蓟州区等18个点，分2层0～20 cm、20～40 cm进行实地取土、理化指标检测和施肥情况调查。2008年数据主要通过整理汇总测土配方施肥项目中所调查的730个水稻种植户的检测和施肥调查数据获得。

2 调查指标和数据

2.1 2018年调查指标

2018年调查指标主要包括水稻品种、产量、肥料用量、肥料品种、施肥时期及施肥方式等。土壤养分检测指标主要包括土壤pH值、有机质、全盐、全氮、有效磷、速效钾、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效硅和重金属镉、铅、砷、汞、铬等。

2.2 2008年测土配方施肥历史数据

2008年测土配方施肥项目共730个水稻田样点，其中宝坻区595个样点、宁河区130个样点、津南区4个样点、蓟州区1个样点，对其数据进行整理。调查指标主要包括水稻品种、常规产量、肥料施用量、肥料品种、施肥时期及施肥方式等。土壤养分检测指标主要包括了730个样点的土壤pH值、有机质、全盐、全氮、有效磷、速效钾、缓效钾、有效铁、有效锰、有效铜、有效锌、有效硫和有效硼以及部分样点的阳离子交换量、全盐、碱解氮、全磷、全钾等。

3 调查结果与分析

3.1 土壤养分结果

3.1.1 2008年 根据2008年测土配方施肥项目共730个水稻田样点数据，统计分析结果见表1。

依据土壤主要养分指标分级（表2）可以看出，根据平均值和中位数，水稻田0～20 cm土壤有机质含量处于四级中低水平，全氮、有效磷含量处于三级中等水平，缓效钾、速效钾含量处于一级以上极高水平。根据二次土壤普查和其他文献[4]，制定了天津市土壤微量元素指标分级标准（表3），根据微量元素临界值判断，土壤有效铁、有效铜含量处于极高水平，所有样点有效铁、有效铜都不缺;有效锰、有效硼锌含量处于中等水平，有效錳有10%缺，有效硼4.5%缺;有效性锌含量处于较高水平，有效锌7%缺。

3.1.2 2018年 在2018年4月18—28日，对天津宝坻区、宁河区、津南区、武清区、蓟州区等18个点进行实地取土检测，统计分析结果见表4。

依据土壤养分分级标准（表2），从平均值和中位数角度可以看出，当前水稻田0～20 cm土壤有机质、全氮含量处于三级水平;有效磷处于二级水平，速效钾处于一级水平;土壤有效铁、有效铜含量处于极高水平，有效锰、有效锌含量处于较高水平;土壤有效硅含量丰富。

20～40 cm土壤有机质、全氮、有效磷、速效钾含量略低于0～20 cm土壤相应指标的含量，20～40 cm土壤pH值、有效硅含量比0～20 cm土壤高。根据表3看，所有样点的微量元素都大于临界值，都不缺。

根据土壤环境质量标准GB15618-1995，土壤重金属指标所有含量都远低于标准值。0～20 cm 与20～40 cm土壤重金属含量基本没有变化。

3.1.3 2018年土壤养分与2008年数据比较 根据相应指标的中位值比较，pH值降低0.2，有机质提高1.4 g·kg-1，水溶性盐提高0.97 g·kg-1，全氮降低0.1 g·kg-1，有效磷增加14.1 mg·kg-1，速效钾增加14 mg·kg-1，有效铁增加87.5 mg·kg-1，有效锰增加2.5 mg·kg-1，有效铜降低0.29 mg·kg-1，有效锌增加0.65 mg·kg-1。

总之，目前天津市水稻田土壤肥力处于中高水平，土壤有机质、全氮含量处于中等水平;有效磷、速效钾处于较高水平;土壤有效铁、有效铜、有效锰、有效锌、有效硅含量较为丰富。所有样点的微量元素都不缺。土壤重金属含量都远低于国家土壤环境质量标准规定的安全值。良好的土壤环境为小站稻获得高产优质提供了基础的自然条件。

3.2 稻田施肥调查数据

3.2.1 2008年 2007—2008年测土配方施肥项目中，主要品种有津稻3号、45号，津原38、45，中作38、93;水稻单产范围为4 500～9 934.5 kg·hm-2，平均产量为8 757 kg·hm-2;施纯氮范围为144.0～364.5 kg·hm-2，平均施纯氮肥265.8 kg·hm-2;施五氧化二磷范围为67.5～172.5 kg·hm-2，平均施五氧化二磷121.5 kg·hm-2;施氧化钾范围为13.5～67.5 kg·hm-2，平均施氧化钾26.1 kg·hm-2;施纯氮磷钾养分范围为249～504 kg·hm-2，平均施纯氮磷钾养分413.4 kg·hm-2;施氧化锌范围为0～9.0 kg·hm-2，平均施氧化锌7.5 kg·hm-2;其中730个调查点，仅118个样点施锌肥。肥料成本范围为1 050～2 295元·hm-2，平均1 800元·hm-2。

3.2.2 2018年 对宝坻、宁河、津南、武清、蓟州等18个点进行水稻产量、施肥品种、施肥量、施肥方法等情况调研。主要品种：津原87、津原89、津原18、津原28、津原11、津原45、津粳18、天隆619、金稻179、津粳238等。产量水平：范围为8 250～12 750 kg·hm-2，平均产量9 900 kg·hm-2。相比2008年水稻平均增加了1 143 kg·hm-2，提高了13%。

施肥品种：17个点基肥以施用复合肥或掺混肥为主，其中1个点在施用化肥同时配施有机肥1 t，1个点施用尿素和磷酸二铵;追肥都施用尿素。

施肥配比与用量：基肥配比较多，15个点施用基肥以高氮、中磷、低钾为主，有2个点使用平衡的16-16-16、18-18-18。从施用量来分析，施纯氮量范围为151.5～349.5 kg·hm-2，平均为268.5 kg·hm-2;施五氧化二磷范围为24～108 kg·hm-2，平均为70.5 kg·hm-2;施氧化钾范围为0～108 kg·hm-2，平均为55.5 kg·hm-2;施纯氮磷钾养分范围为222.0～514.5 kg·hm-2，平均为394.5 kg·hm-2。氮肥基追比平均为1∶1，范围在0.8～1.5。17个调查户中，有7个调查户追3次，8个调查户追2次肥，甚至有2个调查户只追1次肥。

肥料成本：范围为712.5～1 837.5元·hm-2，平均1 200元·hm-2。其中基施复合肥或掺混肥按2 500元·t-1，尿素按2 000元·t-1，磷酸二铵按3 000元·t-1计算。3.2.3 2018年与2008年施肥数据比较 平均施肥氮磷钾纯养分总量减少18.9 kg·hm-2，纯氮增加2.7 kg·hm-2，五氧化二磷减少51 kg·hm-2，氧化钾增加29.4 kg·hm-2。施肥成本平均减少600元·hm-2。总体分析，通过连续10年的测土配方施肥技术推广和肥料新产品的开发推广，天津市水稻施肥水平明显提高，有效降低了施肥量，施肥结构不断调整。但也存在部分水稻种植户施肥仍然凭借经验施肥，施肥量偏大、结构不合理，比较粗放的现象。

4 水稻田施肥存在的问题与科学施肥建议

4.1 施肥存在的问题

施肥普遍存在钾肥过量，但一部分农户存在氮肥过量、后期出现倒伏现象;肥料投入结构不合理，重视氮肥、磷、钾肥投入，忽视中微量元素、特别是硅肥和锌肥的施用;施肥时期不合理，氮肥大部分在前期施用，中后期比例偏低，影響了产量提高;有机肥几乎不施。参考张福锁等[5]对全国范围4 218块水稻的调查，施氮量以150～250 kg·hm-2较为合理，大于 250  kg·hm-2为过量。本次调查平均施肥氮肥268.5  kg·hm-2，初步判断天津市施氮肥量属于氮肥过量。4.2 施肥管理原则

根据测土配方施肥结果，确定地块的合理肥料用量;控制氮肥总量、合理分配氮肥施用时期，适当增加穗肥比例;适当减少磷肥和钾肥，适当补充中微量元素肥料;增施有机肥，提倡有机无机配合[6]。

4.3 推荐配方及施肥建议

整体推荐配方：22-6-8（N-P2O5-K2O）或相近配方。具体根据土壤养分丰缺情况进行调整，可参考天津市水稻土壤养分丰缺指标和推荐施肥量。如表5所示。

具体结合产量水平推荐如下施肥建议。

（1）产量水平7 500～9 000 kg·hm-2，配方肥推荐用量360～420 kg·hm-2，分蘖肥和穗粒肥分别追施尿素120～135、60～75 kg·hm-2。

（2）产量水平9 000～10 500 kg·hm-2，配方肥推荐用量420～495 kg·hm-2，分蘖肥和穗粒肥分别追施尿素135～165、75 kg·hm-2。

（3）产量水平10 500 kg·hm-2以上，配方肥推荐用量495～570 kg·hm-2，分蘖肥和穗粒肥分别追施尿素165～180、75～90 kg·hm-2。

（4）产量水平7 500 kg·hm-2以下，配方肥推荐用量285～360 kg·hm-2，分蘖肥和穗粒肥分别追施尿素90～120、45～60 kg·hm-2。

（5）缺锌可以基施硫酸锌15～30 kg·hm-2，硅肥225～300 kg·hm-2。

参考文献：

[1]张福锁，王激清，张卫峰，等.中国主要粮食作物肥料利用率现状与提高途径[J].土壤学报，2008，45（5）：915-924.

[2]欧阳威，蔡冠清，黄浩波，等.小流域农业面源氮污染时空特征及与土壤呼吸硝化关系分析[J].环境科学，2014，35（6）： 2411-2418.

[3]刘震，徐明岗，段英华，等.长期不同施肥下黑土和红壤团聚体氮库分布特征[J].植物营养与肥料学报，2013，19（6）： 1386-1392.

[4]李淑芬，陈悦，王建忠，等.辽宁省土壤有效态微量元素丰缺及其分级标准的研究[J].辽宁农业科学，2009（1）：31-38.

[5]张福锁，崔振岭，王激清，等.中国土壤和植物养分管理现状与改进策略[J].植物学通报，2007，24（6）：687-694.

[6]张福锁，陈新平，陈清，等. 中国主要作物施肥指南[M].北京：中国农业大学出版社，2009.