配方施肥對水稻生產(chǎn)和經(jīng)濟、環(huán)境效益的影響

　　摘要：蘇州市吳中區(qū)是農(nóng)業(yè)面源污染防控的重點區(qū)域，推行配方施肥模式是該區(qū)實現(xiàn)種植業(yè)肥料減量的主要手段。但是，測土配方施肥模式的制定以作物產(chǎn)量的提升和保障為側(cè)重，缺少對經(jīng)濟、環(huán)保等多方綜合性需求的回應。針對該區(qū)已沿用4年的水稻配方施肥模式，本研究設置包含配方施肥模式和常規(guī)施肥模式的缺素試驗，測定水稻養(yǎng)分利用、農(nóng)田氮磷排放、農(nóng)戶經(jīng)費收支等指標，分析配方施肥模式的經(jīng)濟、環(huán)境效益。研究結(jié)果顯示，現(xiàn)有配方施肥模式在減少養(yǎng)分投入的條件下仍能夠保障水稻產(chǎn)量，且提高磷鉀肥利用效率6%~29%，降低氮流失量36%，減少用于肥料購置的經(jīng)濟投入35%，增加農(nóng)戶凈利潤2 558元?hm-2，實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)濟和環(huán)境多方效益的兼顧。基于養(yǎng)分利用效率，現(xiàn)配方施肥模式的仍有進一步減少肥料投入的余地。為保障土壤生產(chǎn)力的可持續(xù)性，建議增加一定比例的有機肥投入，且以4~5年為周期，對配方肥養(yǎng)分配比和配方施肥模式進行調(diào)整，構筑生產(chǎn)中的動態(tài)物質(zhì)平衡，為農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供技術支撐。

　　本文源自韓雪梅;楊林章;俞映倞;徐紅艷;朱秀紅;楊梖;程浩;， 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學學報 發(fā)表時間：2021-07-22

　　關鍵詞：配方施肥;稻;利用效率;氮磷流失;生產(chǎn)收支

　　測土配方施肥是聯(lián)合國開發(fā)計劃署推行的一種作物科學施肥管理技術。國際領域的推廣應用可追溯至上世紀中葉，而我國對測土配方施肥的初探始于 1992 年。2005 年我國明確了 “提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力”的目標，構建“測、配、產(chǎn)、供、施”多環(huán)節(jié)鏈性聯(lián)動體系，由政府提供技術和經(jīng)費上的雙向支持[1-2]，推動測土配方施肥工作在廣大種植區(qū)的應用。受社會發(fā)展的影響，如今單純性增產(chǎn)、保產(chǎn)已不再是種植業(yè)唯一的需求，兼顧生產(chǎn)、經(jīng)濟、環(huán)保等多方向的綜合性需求，應運而生。但是，測土配方施肥方案的制定依然沿用初期的老方式、老辦法，對綜合性需求中除生產(chǎn)以外其他需求的響應，存在不足。

　　具體來說，現(xiàn)階段綜合性需求以作物產(chǎn)量的保產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)為前提，經(jīng)濟上需優(yōu)化提升投產(chǎn)比，環(huán)保上需降低種植區(qū)農(nóng)業(yè)面源污染排放，生產(chǎn)可持續(xù)性上需維持、提升土壤地力。首先，現(xiàn)有配方施肥對作物生產(chǎn)的需求回應較好，其對水稻生物量、籽粒產(chǎn)量的正向影響已得到廣泛證實[3-5]。其次，配方施肥對經(jīng)濟需求的回應主要以養(yǎng)分增效為體現(xiàn)。肥料利用率的提升是諸多研究展現(xiàn)施肥方案有效性的重要指標[4, 6-7]，然而對投產(chǎn)比(單位質(zhì)量大米產(chǎn)出的肥料投入)的變化，缺少關注。此外，配方施肥對環(huán)保和生產(chǎn)可持續(xù)需求未作出明確回應。作為肥料優(yōu)化運籌的技術手段之一，配方施肥理論上可大幅度避免土壤中速效態(tài)氮磷的大量盈余，在種植區(qū)域內(nèi)部減少可流失的物質(zhì)源，以此降低氮磷流失風險[8-11]，然而專門針對測土配方施肥方案實施對氮磷流失影響的研究并未見報道。少數(shù)研究關注到測土配方施肥有提升土壤有機質(zhì)及速效態(tài)氮磷鉀含量的作用[12]，但是多數(shù)測土配方施肥的實施對土壤前后地力的關注度不夠，而這恰恰是支撐種植業(yè)生產(chǎn)的關鍵，也是對已有配方進行調(diào)整的依據(jù)。綜上所述，因地制宜的將生產(chǎn)以外的經(jīng)濟、環(huán)保等因子納入考慮，及時對當前配方施肥模式進行調(diào)整，成為了新時代種植業(yè)生產(chǎn)對測土配方施肥提出的新要求。

　　江蘇省蘇州市吳中區(qū)緊鄰太湖，境內(nèi)河道湖泊眾多，水網(wǎng)密布。該區(qū)域農(nóng)耕歷史悠久，自古就是“魚米之鄉(xiāng)”。種植系統(tǒng)的肥料施用是該區(qū)域農(nóng)業(yè)面源污染氮磷的主要來源之一。水稻作為該區(qū)典型糧食作物，種植面積達 2 000 hm2 以上，稻田系統(tǒng)的肥料施用、養(yǎng)分利用效率等直接關系到周邊流域水體的水質(zhì)情況 [13]。在維持稻米產(chǎn)出的同時，控制稻田氮磷流失，是尋找農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境保護兩者平衡的關鍵。該區(qū)積極推進“兩減六治三提升”專項行動方案，而測土配方施肥就是落地“治理太湖水環(huán)境”工作的主要途徑之一。2015—2016 年吳中區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門開展稻田田間試驗和土壤地力情況摸底，明確土壤現(xiàn)有養(yǎng)分含量、水稻產(chǎn)量目標、水稻生長肥料需求等參數(shù)，以“大配方、小調(diào)整” [14]為原則，借助應用縣域測土配方施肥專家系統(tǒng)，制定肥料配方方案，并經(jīng)專家組論證微調(diào)，最終確定主推氮:磷:鉀比例為 16%:12%:17% 的配方肥(由華昌化工股份有限公司生產(chǎn))作為基肥，搭配尿素為蘗穗肥，作為該區(qū)域水稻種植的配方施肥模式。該模式自 2017 年稻季起開展全區(qū)推廣，覆蓋吳中區(qū)主要農(nóng)村合作社和種植類工商資本企業(yè)，已連續(xù)執(zhí)行 4 個種植季。與常規(guī)施肥模式相比，當前配方施肥模式的養(yǎng)分利用效率如何?是否降低稻田系統(tǒng)的面源污染負荷?在經(jīng)濟投產(chǎn)上是否具有優(yōu)勢?連續(xù)使用后土壤地力現(xiàn)況如何?這些問題都有待驗證。

　　對此，本研究選取連續(xù)實施配方施肥模式 4 個種植季的稻田區(qū)域，設置配方施肥模式和常規(guī)施肥模式條件下的缺素處理，探討配方施肥模式對水稻養(yǎng)分利用、農(nóng)田氮磷排放、農(nóng)戶經(jīng)濟收益的影響，分析配方施肥模式的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和生產(chǎn)可持續(xù)，基于當前地力現(xiàn)況提出配方施肥模式調(diào)整建議，為農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展工作的推進提供支持。

　　1 材料與方法

　　1.1 供試土壤及作物

　　1.1.1 供試土壤

　　本研究開展于吳中區(qū)臨湖鎮(zhèn)湖橋村(N 31°8′12″, E120°30′28″)，位于長江三角洲太湖流域，屬亞熱帶濕潤季風氣候，年均溫 15.7℃, 平均降水 1100 mm。該區(qū)域水稻土多由湖底沉積物發(fā)育而成，耕作層深度 18cm，經(jīng)歷過百年水稻耕作，近 5 年以水稻-綠肥為主要輪作模式。試驗開展前耕作層土壤基本理化性質(zhì)如下：有機質(zhì) 14.9g·kg-1，全氮 1.79 g·kg-1，全磷 0.44 g·kg-1，堿解氮 839 mg·kg-1，有效磷 14.2 mg·kg-1，速效鉀 54.7 mg·kg-1，陽離子交換量 15.7cmol·kg-1，容重 1.23 g·cm -3，pH 7.88。

　　1.1.2 供試作物

　　本研究供試水稻品種為南粳 46 號。該品種為江蘇省農(nóng)業(yè)科學院糧食作物研究所雜交選育而成的晚粳，具有株型緊湊,分蘗力強等特點，是供試區(qū)域乃至太湖流域的主要水稻栽種品種之一。

　　1.2 試驗設計及田間管理

　　試驗設置常規(guī)施肥(CF)和配方施肥(SF)2 種模式，每種模式分別包含缺氮(PK)、缺磷(NK)、缺鉀(NP)和不缺素(NPK)處理，另設 1 個不施用任何肥料的空白處理，共計 9 個處理。每種處理設 3 個重復，小區(qū)面積 64 m2(8 m ×8 m)。其中，缺素處理氮磷鉀養(yǎng)分投入分別由尿素、過磷酸鈣和氯化鉀進行施用;常規(guī)施肥的不缺素處理使用氮：磷：鉀 =15%：15%：15%常規(guī)復合肥作為基肥，配方施肥的不缺素處理使用氮：磷：鉀=16%：12%： 17%配方復合肥為基肥;蘗肥和穗肥期施用尿素完成氮補充。2 種施肥模式的養(yǎng)分投入量以當?shù)貙嶋H種植的氮磷鉀投入情況為指導，即常規(guī)施肥模式，施用常規(guī)復合肥 525 kg? hm-2 和尿素 450 kg? hm-2;配方施肥模式，施用配方復合肥 35 kg? hm-2 和尿素 375 kg? hm-2。具體肥料養(yǎng)分投入量如表 1 所示。

　　稻季試驗開展于 2020 年，基肥、蘗肥和穗肥施用時間分別為 6 月 8 日、7 月 1 日和 7 月 29 日;6 月 9 日以 18 cm×30 cm 間距移栽水稻幼苗至試驗區(qū)內(nèi)，11 月 10 日收獲。

　　1.3 樣品采集及指標測定

　　1.3.1 植株樣品采集及指標測定

　　收獲時，統(tǒng)計各小區(qū)平均分蘗數(shù)，以此為標準，采集每個小區(qū)典型植株樣品(僅地上部分)4 穴。植株樣品穗和莖葉部分分開，于 105℃烘箱內(nèi)殺青 30 min，在 80℃溫度下分別烘至恒質(zhì)量，稱量、記數(shù)，用于生物量核算。此后，植株樣品穗和莖葉分別磨碎，過 20 目，測定其中氮(凱式法，F(xiàn)oss Scino KT260，中國)、磷(鉬銻抗比色法，SHIMADZU UV-1800，日本)、鉀(火焰光度計法，上海光譜，中國)含量。各處理理論產(chǎn)量通過籽粒考種計算而來。

　　1.3.2 土壤樣品采集及指標測定

　　2020 年稻季種植前采集 5 個試驗區(qū)域耕作層(0~18 cm)土壤樣品，作為初始土壤，用于土壤基本理化性質(zhì)分析(詳見 1.1.1)，水稻收獲后采集常規(guī)施肥和配方施肥 2 種模式下的不缺素處理土壤，檢測土壤全氮(同植株 1.3.1)、全磷(同植株 1.3.1)和有機質(zhì)(重鉻酸鉀氧化-比色法)含量。

　　1.3.3 徑流液的采集及氮磷損失的測定

　　水稻生長期發(fā)生較大規(guī)模降雨且引起排水，則視為 1 次徑流。產(chǎn)流 2h 后，于各小區(qū)排水口采集對應處理的徑流液，由降雨量、田面水高度變化的差值確定徑流深，用于單次徑流量的估算。試驗期間共采集到 5 次降水徑流(6 月 13 日、6 月 29 日，8 月 4 日、9 月 16 日和 9 月 17 日)，并未發(fā)生烤田排水。

　　1.4 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析

　　1.4.1 作物氮/磷/鉀養(yǎng)分吸收量的計算

　　各小區(qū)每穴植株莖葉和穗分別稱質(zhì)量，記錄干物質(zhì)量和對應氮磷鉀含量，用于作物氮磷鉀吸收量的計算：

　　作物氮/磷/鉀吸收量(kg·hm-2 )= [植株莖葉干物質(zhì)量(g·穴-1 )? 植株莖葉氮/磷/鉀含量 (mg·g -1 )+ 植株穗干物質(zhì)量(g·穴-1 )? 植株穗氮/磷/鉀含量(mg·g -1 ) ] ? 1.8?105 穴·hm-2 ? 10-6 (1)

　　1.4.2 作物氮/磷/鉀肥利用效率的計算

　　(1)氮磷鉀表觀利用效率

　　作物氮表觀利用效率(%)=[NPK 處理作物氮吸收量(kg·hm-2 ) - PK 處理作物氮吸收量 (kg·hm-2 ) ] ?氮肥施用量(kg·hm-2 ) ?100%

　　作物磷表觀利用效率(%)=[NPK 處理作物磷吸收量(kg·hm-2 ) - NK 處理作物磷吸收量 (kg·hm-2 ) ] ?磷肥施用量(kg·hm-2 ) ?100%

　　作物鉀表觀利用效率(%)=[NPK 處理作物鉀吸收量(kg·hm-2 ) - NP 處理作物鉀吸收量(kg·hm-2 ) ] ?鉀肥施用量(kg·hm-2 ) ?100% (4)

　　(2)氮磷鉀農(nóng)學利用利用效率

　　作物氮農(nóng)學利用效率(kg?kg-1 )= [NPK 處理作物產(chǎn)量(kg·hm-2 )-PK 處理作物產(chǎn)量(kg·hm-2 ) ] ?氮肥施用量(kg·hm-2 ) (5)

　　作物磷農(nóng)學利用效率(kg?kg-1 )=[NPK 處理作物產(chǎn)量(kg·hm-2 )-NK 處理作物產(chǎn)量(kg·hm-2 ) ] ?磷肥施用量(kg·hm-2 ) (6)

　　作物鉀農(nóng)學利用效率(kg?kg-1 )=[NPK 處理作物產(chǎn)量(kg·hm-2 )- NP 處理作物產(chǎn)量(kg·hm-2 ) ] ?鉀肥施用量(kg·hm-2 ) (7)

　　(3)偏生產(chǎn)力

　　NPK 處理作物偏生產(chǎn)力(kg?kg-1 )= NPK 處理作物產(chǎn)量(kg·hm-2 )?氮磷鉀肥施用總量 kg·hm-2

　　1.4.3 稻季氮磷徑流流失量的計算

　　記錄單次降水前、降水后田面水深和降水量數(shù)據(jù)，計算徑流深。使用流動分析儀(Skalar，荷蘭)檢測徑流液中氮、磷含量。通過單次徑流氮磷損失量的累積獲得整個稻季徑流氮/磷損失量。

　　徑流深(mm)= 降水前田面水深(mm) + 降水量(mm) - 降水后田面水深(mm) (9) 稻季徑流氮/磷損失量(kg·hm-2 )= ∑ 第 k 次徑流深(mm)? 5 k=1 第 k 次徑流液中氮/磷含量 ( mg?L -1 )

　　1.4.4 生產(chǎn)經(jīng)濟收支的情況

　　本研究的經(jīng)濟測算以吳中區(qū)臨湖鎮(zhèn)蘇州市湖嘉生態(tài)農(nóng)業(yè)有限公司規(guī)模化生產(chǎn)實際投入為依據(jù)。生產(chǎn)支出包括物料投入和人工水電投入，物料包括肥料和種苗，人工水電包含農(nóng)機使用、灌溉用水電和田間管理相關人工。由于該公司以大米為產(chǎn)出進行售賣，因此，支出上還包含稻米烘干和出米烘干兩個后期加工環(huán)節(jié)，收入上則以成品米售賣獲益為計。此處計算不包括土地租賃費用。

　　1.4.5 數(shù)據(jù)處理

　　研究采用 SPSS (SPSS 19.0 for Windows, SPSS Inc., USA) 中 Duncan 法對作物產(chǎn)量、產(chǎn)量結(jié)構、徑流氮磷流失量等數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析(P<0.05)，T-test 對作物氮吸收量、氮肥利用效率等數(shù)據(jù)進行差異顯著性分析(P<0.05);采用 Microsoft Excel 軟件對數(shù)據(jù)進行制圖。

　　2 結(jié)果與分析

　　2.1 水稻生產(chǎn)及養(yǎng)分利用情況

　　2.1.1 產(chǎn)量及產(chǎn)量結(jié)構

　　兩種肥料模式下，NPK 處理的產(chǎn)量差異并不顯著，說明配方施肥模式未對水稻產(chǎn)量產(chǎn)生不利影響，而養(yǎng)分缺素投入處理的水稻產(chǎn)量均出現(xiàn)一定程度(5%~44%)下降(圖 1)。這其中，氮和磷的缺失對產(chǎn)量的影響 NPK 處理)到顯著水平。此外，PK 處理的產(chǎn)量已接近 CK 處理，可見當前地力狀況氮肥投入對水稻種植產(chǎn)出起決定性作用。

　　水稻單位面積的穗數(shù)及穗粒數(shù)是受投入缺素影響最為明顯的指標，也是直接影響水稻產(chǎn)量的關鍵。配方施肥模式較常規(guī)施肥模式，在養(yǎng)分投入缺素時，相對穗粒數(shù)更多、結(jié)實率也更高(表 2)。因此，配方施肥模式 NK 和 NP 處理的理論產(chǎn)量較高于常規(guī)施肥模式下的該處理。在缺氮條件下，配方施肥模式無顯著優(yōu)勢，暗示著，氮素是保障產(chǎn)出的關鍵。

　　2.1.2 養(yǎng)分吸收情況及利用效率

　　常規(guī)施肥模式條件下，磷、鉀元素的缺失降低了 8%~13%的水稻氮吸收，而配方施肥模式條件下水稻氮吸收對鉀的缺失無明顯響應(圖 2 a)。而氮的缺失降低了水稻磷吸收 16%~52%(圖 2 b)，降低了鉀吸收 4%~63%(圖 2 c)。此外，兩種施肥模式下水稻對養(yǎng)分的利用僅在鉀元素上存在顯著差異，即配方施肥顯著提高了水稻對鉀的吸收量(圖 2 c)。

　　表觀利用效率數(shù)據(jù)顯示，配方施肥模式較常規(guī)施肥模式分別提高了水稻對磷、鉀肥利用效率 6%和 29%。這說明，配方施肥模式下的磷鉀肥轉(zhuǎn)化利用效率更高。此外，農(nóng)學利用效率數(shù)據(jù)顯示，配方施肥模式較常規(guī)施肥模式顯著提高了氮肥對水稻產(chǎn)量貢獻，即每公斤氮肥投入可多生產(chǎn) 2.81 kg 稻。從總體養(yǎng)分投入(偏生產(chǎn)力)角度上看，單位質(zhì)量的肥料投入在配方施肥模式下能夠輸出更多的水稻產(chǎn)量。對肥料利用率的綜合提升，體現(xiàn)了配方施肥模式中氮磷鉀養(yǎng)分的投入量和配比更符合水稻生長的需求，能夠支撐水稻生長的養(yǎng)分吸收，這也一定程度解釋了配方施肥模式在減少養(yǎng)分投入條件下保障水稻產(chǎn)出的原因。

　　2.2 氮磷徑流流失情況

　　在徑流深一致的情況下，配方施肥模式顯著降低了稻季 36%徑流途徑的氮流失量，對徑流途徑的磷流失影響不顯著(圖 3)。從氮肥投入占比上看，配方施肥模式徑流途徑氮損失約為 4%，而常規(guī)施肥模式為 6%。若將空白處理的氮流失量作為土壤本底進行扣除(減去 CK 處理對應數(shù)值)，配方施肥模式的因肥料引發(fā)的氮流失量僅為常規(guī)施肥模式的一半。

　　2.3 水稻生產(chǎn)經(jīng)濟收支情況

　　配方施肥模式較常規(guī)施肥模式顯著降低了 35%的肥料經(jīng)濟投入，且增加了 4%左右的產(chǎn)出(表 4)。因此，在其他支出都相同的情況下，可為農(nóng)戶增加 2558 元?hm-2 (折合 170 元?畝-1 ) 的凈利潤。

　　3 討論

　　3.1 配方施肥模式的經(jīng)濟、環(huán)境效益分析

　　測土配方施肥以養(yǎng)分補償學說為原則，通過調(diào)整投入的肥料物質(zhì)及量，協(xié)調(diào)土壤、肥料、作物三者的物質(zhì)關系。社會的高速發(fā)展?jié)撘颇挠绊懼a(chǎn)者和管理者心中生產(chǎn)、經(jīng)濟和環(huán)境的權重，測土配方施肥的工作側(cè)重也隨之發(fā)生轉(zhuǎn)移。推廣之初，提高作物單產(chǎn)，保障糧食供給是測土配方施肥的主要目標。隨著種植規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化的推進，促進節(jié)本增效，獲取最優(yōu)經(jīng)濟收益逐漸取代了對高產(chǎn)的一味追求。“十三五”期間，農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提出了環(huán)境友好和發(fā)展可持續(xù)的新要求，削減肥料流失量、培肥土壤也納入了種植生產(chǎn)的目標之中。因此，對配方施肥模式的評判離不開對其經(jīng)濟和環(huán)境效益的綜合考量。

　　本研究中配方施肥模式可較常規(guī)施肥模式降低每噸大米生產(chǎn)所需的肥料投入 38%(圖 4a)、減少每噸大米生產(chǎn)產(chǎn)生的氮磷流失量 35%(圖 4b)。由此可見，在現(xiàn)地力條件下，配方施肥模式較常規(guī)施肥模式能夠更好兼顧生產(chǎn)(表 2)、經(jīng)濟和環(huán)境(圖 4)的多方效益。

　　本研究所在的吳中區(qū)通過自主招標配方肥生產(chǎn)、實行配方肥購買和售賣補貼，將農(nóng)戶獲取配方肥的單價降低至常規(guī)復合肥的 65%。同時，配方施肥模式在追肥期的肥料施入量較常規(guī)施肥模式減少了 17%，進一步降低了用于肥料購買的投入成本，大大提高了農(nóng)戶對配方施肥模式的選擇意愿。對經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)而言，政府能夠用于補貼配方肥購買銷售的資金并不寬裕，便捷的配方肥購置途徑和基層技術培訓對于讓農(nóng)戶選擇推薦的施肥模式，顯得尤為重要[15-16]。而配方施肥模式本身能否通過提升作物產(chǎn)出，提高農(nóng)戶凈收益，才是推廣、落實測土配方工作的關鍵[3, 5]。值得注意的是，本研究中整個水稻生產(chǎn)的資金投入在 13 000 元 ?hm-2 左右，而肥料投入為 1 000~1 500 元?hm-2 (表 4)，僅占物料投入的 35%~45%，總投入的 7%~11%，和之前有關肥料化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的成本占比數(shù)據(jù)相差較遠[17]。如此低的占比，一定程度削弱了農(nóng)戶對肥料投入量的關注，比起精準控量減少投入，更愿意選擇過量投施確保作物生長養(yǎng)分需求。事實上，過量或不恰當?shù)姆柿鲜┯貌粌H不能提高作物產(chǎn)量，反而會帶來一定程度的減產(chǎn)[18]，增加土壤中未被作物吸收利用的肥料源氮磷存量，提升氮磷流失風險[19]。本研究顯示，氮肥是影響水稻產(chǎn)量最為主要元素，同樣的結(jié)果在油菜系統(tǒng)的測土配方施肥中也得到了驗證[20]。因此，氮相較于磷，對于產(chǎn)量和污染風險的調(diào)控，更為重要。本研究中兩種施肥模式的徑流氮損失比例在 4%~6%范圍(圖 3)，與種植業(yè)氮肥平均徑流損失系數(shù) 5%左右的前期研究結(jié)論相符。說明配方模式能夠更好呼應水稻對氮素的需求，徑流發(fā)生時土壤環(huán)境中的礦質(zhì)態(tài)氮留存量較低，實現(xiàn)稻田氮排放的有效削減[10-11]。隨著各地政府對農(nóng)業(yè)面源污染治理的重視，減少肥料施用量成為實現(xiàn)種植業(yè)源頭削減的主要抓手，測土配方 “按需、按量、按時”施肥的原則[21]，為“減什么”“減多少”“怎么減”給出了答案[8, 10]，而測土配方工作的落實也是推動農(nóng)業(yè)面源污染治理的重要工作組成[9]。

　　3.2 配方施肥模式的生產(chǎn)可持續(xù)性分析及改進建議

　　現(xiàn)有配方施肥模式已沿用 4 年，有關施肥配方調(diào)整周期的研究，此前并未見報道。就本研究而言，對比 2017 年使用配方模式前的土壤養(yǎng)分指標數(shù)據(jù)，土壤全氮全磷未出現(xiàn)顯著變化，但土壤有機質(zhì)含量下降顯著(表 5)。這說明，現(xiàn)配方施肥模式可滿足水稻生長需求，但是，即使實行秸稈還田，也未能彌補土壤中有機物質(zhì)耗損缺口。此外，本研究配方施肥模式水稻地上部分氮、磷吸收量分別為 169 kg·hm-2 和 45kg·hm-2 (圖 2)，僅占氮磷投入量的 66% 和 72%，可見在養(yǎng)分投入配比不變的情況下，配方施肥模式的養(yǎng)分投入量依然存在削減的余地。因此，在肥料品種上，建議適當增加一定比例的有機肥，以 30%~70%占比為宜[22];在肥料養(yǎng)分投入上，建議削減蘗肥、穗肥的尿素投入量，將一定比例的配方肥由基肥期移至穗肥期，適當以尿素為基肥期進行氮補充，保證磷鉀投入量的同時，減少氮投入總量。考慮到多環(huán)節(jié)的推行需要一定操作周期[1, 15]，太過頻繁的調(diào)整缺乏可行性，因此，建議以 4~5 年為周期，進行配方施肥模式的調(diào)整。

　　4 結(jié)論

　　(1)與常規(guī)施肥模式相比，配方施肥模式更好支撐了水稻生長的養(yǎng)分需求，顯著提高了肥料的綜合利用效率，單位質(zhì)量的肥料投入在配方施肥模式下具有更高的水稻產(chǎn)量輸出，達到了保產(chǎn)目標，并顯著降低了肥料的經(jīng)濟投入，提升了農(nóng)戶的凈利潤。

　　(2)氮元素較磷鉀而言是當前地力狀況下對水稻生長起決定性作用的營養(yǎng)元素。配方施肥模式可顯著降低徑流途徑的氮流失量，實現(xiàn)生產(chǎn)、經(jīng)濟和環(huán)境多方效益的兼顧。

　　(3)現(xiàn)階段的配方施肥模式中養(yǎng)分投入量依然存在削減的余地。建議增加一定比例有機肥投入，適當削減氮投入總量;以每 4~5 年為周期，對配方施肥模式中的養(yǎng)分配比和投入量進行論證和調(diào)整。

　　(4)我國測土配方施肥的實施推廣已長達 15 年，現(xiàn)有研究機構對其關注度并不高，發(fā)文量也呈現(xiàn)減少狀況。如何通過調(diào)節(jié)肥料投入，達到作物、土壤、甚至是生態(tài)圈的平衡，這一問題對于推進農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展的至關重要。因此，測土配方施肥在任何一個時候都絕非老生常談，而是一項不斷需要調(diào)整、修正、完善的的工作。