我国化肥利用近况与养分资源高效利用探讨

21世纪以来,我国人口、资源和环境的矛盾日见突出,为此,党中心、国务院提出了我国可持续发展的战略。化肥是农业持续发展的物质保证,是粮食增产的基础。我国每年化肥消费数量巨大且逐年增加,如何充分发挥化肥肥效,提高肥料利用率,减少化肥带来的不良影响是摆在我们眼前的一项重要课题。本文针对我国目前农业生产中化肥施用状况不清、施肥效果已经发生很大变化的现状,通过农户施肥状况调查、田间试验和统计资料分析相结合的方法,系统分析研究了我国主要省(区)不同作物的化肥施用现状、化肥利用率状况及施肥中存在的主要问题,主要结论如下:1.我国化肥资源投入不均衡,不同省(区)之间化肥消费总量和单位面积化肥消费量差异很大。总的趋势是东部地区较高,中西部地区、特别是西部地区不足。2005年,化肥消费量前7位的省之和占全国总量一半以上(56.1),而后10位省(区)总量仅占全国的9.0。我国单位播种面积施肥量306.5kg/hm~2,其中,施肥量在400kg/hm~2以上的省(福建、海南、天津、北京、江苏、山东、广东)全部分布在东部地区,200kg/hm~2以下的(内蒙古、西藏、贵州、黑龙江、青海)全部分布在西部。从1980年到2005年,我国氮、磷比例和氮钾比例逐步提高,氮、磷比例从1:0.31增加到1:0.46,逐步趋向公道,氮、钾比例从1:0.04增加到1:0.31,今后仍需继续提高。2.19个省(区)2000-2005年农户调查资料显示,不同作物上化肥养分占农田养分的比重都占绝对上风,粮食作物最高(90.9),其次是经济作物(85.6)和果树(78.9),最低是蔬菜(73.8)。化肥在农田氮、磷、钾养分投入中的比重很大,氮素占85.8,磷素占81.4,钾素占51.8。调查省(区)氮肥品种均以尿素和碳铵为主,两者约占70。磷肥大多数省(区)以过磷酸钙为主,过磷酸钙占磷肥总用量的32.0。钾肥品种以复合肥为主,占钾肥总施用量的55.6。化肥复合化均匀程度为29.8,其中,氮肥16.6,磷肥25.7,钾肥55.6。3.肥料投入的比较上风指每1的作物面积所施用的肥料的百分数。农户调查结果表明,化肥在果树上投入的比较上风最大(2.55),蔬菜其次(1.57),经济作物(1.35)和纤维作物(1.06)分列3、4位,粮食作物上最低,其中谷类作物0.97、豆类作物0.53、薯类作物0.32。粮食作物上,氮肥的比较上风大于磷肥和钾肥,果树和蔬菜上钾肥的比较上风最大,磷肥其次,氮肥最小。粮食作物上氮肥的施肥面积比都在95以上,蔬菜和果树施磷面积比普遍高于80,三大粮食作物的钾肥施肥面积比普遍小于50。种植结构影响化肥的投向,从1984年起的20年间,调查省(区)化肥在粮食作物上投入的比例由75.4下降到56.0;蔬菜和果树上化肥投入的比例大幅度增加,分别从6.1和1.5增加到16.1和11.5。4.主要作物化肥施用量差异较大,果树和蔬菜施肥量过高,薯类和豆类施肥量偏低。单位面积施肥量(N P2O5 K2O)果树和蔬菜最高,分别为724.5kg/hm~2、573kg/hm~2,油料作物和纤维作物其次,为390kg/hm~2、358.5kg/hm~2,谷类作物、薯类作物和豆类作物相对较低,分别为273.1kg/hm~2、238.5kg/hm~2和223.6kg/hm~2。氮肥在各种作物上的施用量普遍高于磷钾肥,其中水稻205.6kg/hm~2,小麦185.7kg/hm~2,玉米196.3kg/hm~2。磷肥用量一般在33.9kg/hm~2-155.8kg/hm~2之间。钾肥较低,一般在10kg/hm~2-70kg/hm~2之间。农作物施肥量频率分布显示,氮肥施用较普及,而磷、钾肥施用量都集中在较低的水平上。5.通过双对数模型对影响农户化肥施用行为的9个因素进行了分析,结果表明,农户是否施用有机肥、施肥决策者受教育年限、化肥质量、化肥和农产品在1水平上极明显影响化肥施用量,土壤质量在10明显水平上影响化肥施用量,农户是否接受过农业技术服务、地区因素、家庭年非农收入对农户化肥施用量影响不明显。6.2002-2005年田间试验结果表明,水稻、小麦和玉米的氮、磷、钾肥肥效和当季回收率在不同省(区)之间及同一地点不同年际之间都具有较大变异。均匀肥效都呈现氮肥磷肥钾肥的规律,其中,水稻上N、P、K的肥效分别为9.8kg/kg、9.4kg/kg、7.2kg/kg,小麦上分别为13.0kg/kg、7.5kg/kg、6.0kg/kg,玉米上分别为11.2kg/kg、9.5kg/kg、9.2kg/kg。氮肥当季回收率在小麦上为43.8,在水稻和玉米上接近,均在30左右;磷肥当季回收率在水稻、小麦和玉米上分别为12.4、11.5和14.9;钾肥当季回收率均在30左右。三大粮食作物上,我国氮肥肥效和当季回收率均低于世界均匀水平。7.发展高产、优质、高效农业,要处理好投入、产出与效率之间的关系。从江苏省农户水稻施肥调查来看,部分高产农户没有实现高投入、高产出和高效率的平衡,在高投入和高产的情况下,养分利用效率低于低投入的农户;而部分较低产农户在较低投入下,实现了较高的效率。这是由于除了肥料投入水平外,效率的高低还和其他各项因素有密切关系。过高和过低的施肥量都不是三者最佳平衡点,投入过高,不但养分利用效率低,而且影响品质作物并导致肥料的浪费和环境的污染;投入过低,满足不了作物生长的需求,更不能达到高产的目标。8.本文提出提高我国化肥利用效率的建议如下:①优化化肥在区域及作物间资源配置,调整施肥结构;②加强土壤肥力和肥料效益监测等基础性工作;③建立科学的有机-无机结合的施肥体系;④调整氮、磷、钾肥养分比例和品种结构,实现养分均衡供给;⑤开展和普及测土平衡施肥;⑥根据氮、磷、钾养分土壤行为特点,制定不同的施肥措施;⑦加强肥料宏观调控;⑧加快新型缓/控释肥料研制与示范推广。【关键词】：化肥施肥量施肥结构化肥肥效利用效率粮食作物经济作物蔬菜果树中国
【论文提纲】：摘要6-8Abstract8-14第一章绪论14-311.1研究的目的和意义14-161.2文献综述16-311.2.1化肥与现代农业16-191.2.2我国作物施肥状况及评价研究19-201.2.3我国化肥肥效的演变及肥效现状研究20-221.2.4我国肥料利用率研究进展22-31第二章研究思路与研究方法31-412.1研究思路312.2研究方法31-412.2.1农户施肥状况调查31-342.2.2田间试验34-41第三章我国化肥资源时空变化特征41-523.1我国化肥消费量的时间变化特征41-453.1.11980年以来我国化肥消费量的时间变化特征41-433.1.21980年以来我国粮食增长与化肥消费量的关系43-443.1.3我国氮、磷、钾养分的比例的时间变化特征44-453.2我国化肥施用的空间变化特征45-483.2.1我国化肥消费量的区域差异45-473.2.2我国单位播种面积化肥施用量的区域差异47-483.3我国化肥施用量与世界各国比较48-513.4小结51-52第四章我国化肥资源利用基本状况52-604.1化肥养分投入状况52-554.1.1主要作物单位面积化肥养分投入水平52-534.1.2不同省（区）、不同作物单位面积化肥养分投入水平53-544.1.3水稻、小麦和玉米氮、磷、钾化肥投入水平54-554.2化肥投入占肥料养分投入的比重55-574.3我国各省（区）化肥施用结构57-584.3.1化肥施用结构57-584.3.2化肥复合化程度584.5小结58-60第五章我国化肥养分的投向60-775.1化肥投入的比较上风60-635.1.1不同作物上氮、磷、钾肥投入的比较上风615.1.2不同省（区）、不同作物上氮、磷、钾肥投入比较上风61-635.2施肥面积比63-665.2.1氮肥施肥面积比64-655.2.2磷肥施肥面积比655.2.3钾肥施肥面积比65-665.3种植结构对化肥养分在作物间分配的影响66-715.3.1化肥养分在各种作物上分配的比例在不同年际间的变化66-685.3.2从1984年起每10年间化肥养分的增加量在不同作物上的分配68-705.3.32002-2005年各省（区）种植结构及化肥去向70-715.4影响化肥投入的主要因素71-755.4.1数据来源与样本基本情况71-725.4.2农户施肥影响因素与模型选择72-755.5小结75-77第六章我国主要作物化肥施用现状77-926.1作物施氮量77-806.1.1水稻、小麦和玉米77-786.1.2薯类作物78-796.1.3豆类作物796.1.4油料作物79-806.1.5蔬菜和瓜类806.2作物施磷、钾量80-856.2.1水稻、小麦和玉米80-826.2.2薯类作物82-836.2.3豆类作物83-846.2.4油料作物84-856.2.5蔬菜和瓜果856.4作物施肥量频率分布85-886.4.1施氮量频率分布85-866.4.2施磷量频率分布86-876.4.3施钾量频率分布87-886.5肥料投入水平与养分投入产出状况的关系—以江苏省水稻为例88-906.5小结90-92第七章主要粮食作物施肥的增产效应及养分平衡状况92-1047.1各省（区）不同处理主要粮食作物的产量水平92-937.2各省（区）不同监测点主要粮食作物化肥增产效应93-977.2.1氮、磷、钾肥在水稻、小麦和玉米上的增产效应93-967.2.2氮、磷、钾肥在水稻、小麦和玉米上的经济效益96-977.3水稻、小麦和玉米氮、磷、钾养分平衡状况97-1037.3.1土壤养分收支平衡状况97-1017.3.2水稻、小麦和玉米氮、磷、钾养分平衡状况评价101-1037.4小结103-104第八章主要粮食作物的肥料利用效率104-1158.1水稻、小麦和玉米氮、磷、钾肥肥效的区域分异104-1068.2水稻、小麦和玉米氮、磷、钾肥生理效率的区域分异106-1088.3水稻、小麦和玉米氮、磷、钾肥当季回收率的区域分异108-1108.4化肥利用效率与国内、国外不同研究的比较110-1148.4.1氮、磷、钾肥肥效与国内八十年代的比较110-1118.4.2氮肥肥效与国外有关研究结果的比较111-1128.4.3氮、磷、钾肥当季回收率与国内有关研究结果的比较112-1138.4.4氮肥当季回收率与国外有关研究结果的比较113-1148.5小结114-115第九章提高我国化肥养分资源利用效率的技术途径115-1199.1优化化肥在区域及作物间资源配置，调整施肥结构1159.2加强土壤肥力和肥料效益监测等基础性工作115-1169.3建立科学的有机－无机结合的施肥体系1169.4调整氮、磷、钾肥养分比例和品种结构，实现养分均衡供给1169.5开展和普及测土平衡施肥116-1179.6根据氮、磷、钾养分土壤行为特点，制定不同的施肥措施1179.7加强肥料宏观调控1179.8加快缓/控释肥料等新型肥料的研制与示范推广117-119第十章主要结论与展望119-12310.1全文主要结论119-12110.2创新点121-12210.3问题与展望122-123参考文献123-134致谢134-135作者简历135