北京市设施农业施肥现状调研.pdf

-46-Vegetables 2023.11调研报告北京市设施农业施肥现状调研聂青，李婷，徐娜，石颜通，贾玮玮，曲明山*（北京市农业技术推广站，北京 100029）收稿日期：2023-06-08基金项目：北京市设施蔬菜创新团队项目（BAIC01-2023）。*通信作者：曲明山摘要：为掌握北京市设施农业的施肥状况、变化趋势及存在问题，估算设施生产肥料减施潜力，为制定设施农业施肥技术指导意见和减施方案提供科学的理论依据，通过查阅统计资料、与区县农业部门访谈交流、发放调查问卷、施肥调查系统填报等方式，调查了北京市设施生产的肥料投入总体情况。调研结果表明：年平均投入总养分为2 139 kg/hm2，有降低趋势；12.3%的调查主体有机肥投入存在过量，每667 m2投入量达到了3 t以上；有机肥养分投入量达到1 641.0 kg/hm2，占投入总养分的比例为76.7%，是设施农业生产主要的养分来源；总养分中N、P2O5、K2O养分投入比例为11.11.1，磷肥投入过量，可能会造成养分浪费和土壤磷养分累积。关键词：设施农业；施肥；调研Investigation on Fertilization Status of Facility Agriculture in BeijingNIE Qing,LI Ting,XU Na,SHI Yantong,JIA Weiwei,QU Mingshan*(Beijing Agricultural Technology Extension Station,Beijing 100029,China)Abstract:In order to grasp the status,change trend and existing problems of fertilizer application in facility agriculture in Beijing,estimate the potential of fertilizer reduction in facility production,and provide scientifi c theoretical basis for formulating technological guidance and reduction scheme of fertilizer application in facility agriculture,by consulting statistical data,interviewing with agricultural departments,issuing questionnaires and fi lling in the fertilization survey system,the overall situation of fertilizer input for facility production in Beijing was investigated.The research results showed that the average total nutrient input was 2 139 kg/hm2,which was lower than that in 2013.12.3%of the survey subjects had excessive organic fertilizer input,and the input amount reached more than 3 t per 667 m2,the nutrient input of organic fertilizer reached 1 641.0 kg/hm2,accounting for 76.7%of the total nutrient input,which was the main nutrient source for facility agriculture.The ratio of N,P2O5 and K2O in total nutrient was 11.11.1,excessive input of phosphate fertilizer might cause nutrient waste and soil phosphorus accumulation.Keywords:facility agriculture;fertilization;investigation设施农业是一种现代化的农业生产方式，有着高投入、高产出、高效益的特点，并且能够进-47-Vegetables 2023.11调研报告行反季节、全年不间断生产。根据中国设施农业网的数据，截至2022年底，我国设施农业总面积达到了1 200万hm2，其中日光温室面积约为200万hm2，占设施农业总面积的16.7%；塑料大棚面积约为1 000万hm2，占设施农业总面积的83.3%。我国已成为世界设施农业生产大国，面积和产量都居世界第11-2。近年来，北京市设施农业已成为北京市郊区农民增收的重要途径，在保障首都“菜篮子”有效供给、拉动农业产业增值、促进农民增收、助力乡村振兴等方面发挥了极其重要的作用3-4。据北京市统计年鉴数据，北京市2020年设施农业播种面积2.901万hm2，产值达到50.1亿元。但在设施农业实际生产中，常因水肥管理不合理等原因，造成土壤污染、病虫害加重、产品品质降低等现象，严重威胁设施农业的可持续发展。据陈清等5的研究结果，每年仅化肥过量投入造成的经济损失高达1.35万元/hm2。为了解北京市设施农业生产中养分管理上存在的问题及技术需求，本研究对北京市设施生产施肥状况开展了调查，目的在于掌握北京市设施农业施肥状况、变化趋势及存在问题，估算设施生产肥料减施潜力，为制定设施农业施肥技术指导意见和减施方案提供理论依据。1 调研内容与方法1.1 调研方法通过查阅统计资料、与区县农业部门访谈交流、发放调查问卷、施肥调查系统填报等方式，调查了设施生产肥料投入总体情况。1.2 调研项目调查作物主要为蔬菜、草莓和西瓜，收集数据内容主要包括种植作物种类、生产基本情况、作物产量和施肥情况，施肥情况主要包括有机肥和化肥施用种类、数量及氮磷钾养分比例等。1.3 调研对象调研区域包括北京市平谷、顺义、密云、怀柔、通州、昌平、延庆、大兴、房山共9个区，调研的农业生产主体主要包括农民专业合作社、生产园区、个体种植户等，共收到有效样本调查表264份。2 调研结果与分析2.1 北京市设施农业肥料应用总体情况2.1.1 北京市设施农业养分投入量变化情况从表1可以看出，设施农业生产中平均投入总养分数量减少，2021年平均投入总养分为2 139.0 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O分别投入672.0、744.0、723.0 kg/hm2，2013年平均投入总养分为2 404.5 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O养分投入分别为933.0、693.0、778.5 kg/hm2；与2013年养分投入状况相比，2021年N和K2O养分的投入均呈现降低趋势，分别降低了28.0%和7.1%，但P2O5养分的投入呈现增加趋势，上升了7.4%。设施农业生产NP2O5K2O投入比例为11.11.1，P2O5养分投入偏高。2013年有机肥养分平均投入为1 860.0 kg/hm2，占投入肥料总养分的比例为77.4%；2021年有机肥养分投入量为1 641.0 kg/hm2，占投入肥料总养分的比例为76.7%。在总养分投入中，有机肥养分投入占比较大，且比例基本保持稳定，为设施农业生产主要的养分来源。与2013年相比，2021年设施生产投入总养分数量、有机肥养分数量和化肥养分数量分别降低了8.5%、11.8%和11.0%（表1）。2.1.2 有机肥施用种类及成本分析根据图1可得，20162021年设施农业生产中投入的主要有机肥种类包括鸡粪、猪粪、牛粪、羊粪、商品有机肥、生物有机肥、饼肥及其他，其中施用商品有机肥的调查主体占比最高，占比36.0%；其次为鸡粪，占比30.3%；其他有机肥投入占比分别为：牛粪7.2%、羊粪7.2%、猪粪0.8%、生物有机肥9.5%、饼肥3.0%、其他6.0%，此次调查与陈清等5的研究结果相比，牛粪的施用频率降低较多，而商品有机肥的施用占比提高。近年来，北京市各郊区实施有机肥补贴政策，农民购买有机肥价格为120元/t。按照加权平均计算，2021年设施农业生产中投入有机肥用量为31.8 t/hm2，有机肥投入成本为3 816元/hm2，相比2016年减少有机肥投入成本450元/hm2。2.1.3 化肥施用种类及成本分析2.1.3.1 化肥施用种类占比 根据图2调查结果分析，20162021年北京市设施农业生产中施-48-Vegetables 2023.11调研报告图1 设施生产有机肥施用种类及占比0.8%6.0%3.0%9.5%36.0%30.3%7.2%7.2%鸡粪猪粪牛粪羊粪商品有机肥生物有机肥饼肥其他用化肥品种主要包括复合肥、大量元素水溶肥、中微量元素水溶肥、含氨基酸水溶肥、含海藻酸水溶肥及含腐植酸水溶肥等。其中施用复合肥的比例最大，占比78.1%；其次为大量元素水溶肥料，占57.7%，其他化肥中含氨基酸水溶肥料占20.0%、含腐植酸水溶肥料占8.9%、含海藻酸水溶肥占5.8%、中微量元素水溶肥占10.4%。2.1.3.2 化肥投入成本分析 据北京市门市肥料系统监测数据显示（表2），20162020年化肥零售价格波动不大，但在2021年价格上涨迅速，2021年14个门市的化肥平均价格均较上年有所上涨，与2016年相比，各类化肥零售价格涨幅在15.0%45.6%，平均涨幅为23.3%。如按45%含量的复混肥投入用量计算，2021年设施生产平均投入化肥成本相比2016年增加了885.0元/hm2。2.2 设施蔬菜施肥技术应用现状此次调查蔬菜主要包括番茄、黄瓜、茄子、彩椒、生菜、芹菜及豇豆等。2.2.1 设施蔬菜生产有机肥投入现状 设施蔬菜生产主体都比较重视有机肥料投入，且有机肥都作为底肥施入。如图3所示，底肥施肥中92.1%的生产主体都施入了有机肥，其中79.42%的主体施用了商品有机肥，用量大多在3045 t/hm2之间，平均用量为40.5 t/hm2，投入量偏大，有机肥投入中N、P2O5、K2O平均含量为604.5、699.0、663.0 kg/hm2，分别占总养分投入量的77.3%、79.5%、74.8%。施用自制粪肥和生物有机肥的农户较少，占比分别为8.82%和2.94%，有8.82%的农户在底肥施用时未施有机肥。2.2.2 设施蔬菜生产化肥投入现状设施蔬菜生产中底施化肥的用量在逐步减少，其中47.4%的主体施用了底肥化肥。如表3所示，果类蔬菜底肥化肥养分投入总量为324.0 kg/hm2，NP2O5K2O投入比例为11.11.2；叶类蔬菜底肥化肥养分投入总量为249.0 kg/hm2，NP2O5K2O投入比例为11.20.9。所有设施蔬菜生产主体都施用了化肥追肥，其中果类蔬菜追肥投入总养分为256.5 kg/hm2，NP2O5K2O投入比例为10.91.4；叶类蔬菜追肥投入总养分为88.5 kg/hm2，NP2O5K2O投入比例为111。果类蔬菜基肥与追肥比例为10.79，叶类蔬菜基肥与追肥比例为10.35。表1 设施农业平均投入养分量年度类别N/（kg/hm2）P2O5/（kg/hm2）K2O/（kg/hm2）合计/（kg/hm2）较2013年增减/%2013化肥253.5112.5 178.5544.5 有机肥679.5580.5600.01 860.0小计933.0 693.0778.5 2 404.5 2021化肥165.0 160.5174.0498.011.0有机肥507.0 583.5549.01 641.011.8小计672.0 744.0723.0 2 139.08.5图2 设施生产化肥施用种类及占比复合肥占比/%种类80.070.060.050.040.030.020.010.00.0大量元素水溶肥含氨基酸水溶肥含腐植酸水溶肥含海藻酸水溶肥中微量元素水溶肥-49-Vegetables 2023.11调研报告2.2.3 新型肥料和中微量元素肥料投入现状仅有2.6%的设施蔬菜生产主体在底肥中施用了菌肥和黄腐酸肥，5.2%的生产主体追施了腐植酸肥料或酵素等新型肥料，5.2%的生产主体在设施果类蔬菜坐果期追施了钙肥，总体上看，新型肥料、中微量元素和有益元素肥料在设施蔬菜生产中应用较少。2.2.4 设施蔬菜生产偏生产力分析设施果类蔬菜平均产量为54 945 kg/hm2，投入有机无机养分N、P2O5、K2O含量分别达到781.5、879.0、886.5 kg/hm2，N、P2O5、K2O肥料偏生产力分别为70.3、62.5、62.0 kg/kg。秋大棚番茄生产目标产量为4 000 kg时，带走养分量N、P2O5、K2O分别为150.0、25.5、195.0 kg/hm2，按照此目标产量计算，此次调查设施果类蔬菜偏生产力较低，肥料用量偏高，会造成肥料大量浪费，肥料减量潜力较大。设施叶类蔬菜平均产量59 400 kg/hm2，投入有机无机养分N、P2O5、K2O含量分别达到576.0、633.0、585.0 kg/hm2，N、P2O5、K2O肥料偏生产力分别为103.1、93.8、101.5 kg/kg，整体偏低，生产用肥减量空间较大。2.3 设施西瓜施肥技术应用现状2.3.1 设施西瓜生产有机肥投入现状设施西瓜生产中有机肥全部用作底肥施入，以667 m2施用1.03.0 t为主，追肥中未施用有机肥。表4结果显示，有机肥中鸡粪占比最高达47.1%，猪粪占1.7%，牛粪占10.1%，商品有机肥占19.3%，生物有机肥占17.6%，其他类型有机肥占4.2%。2.3.2 设施西瓜生产化肥投入现状全生育期化肥N、P2O5、K2O投入量分别为246.0、228.0、324.0 kg/hm2，分别占有机无机养分总和的31.9%、27.8%、38.3%；N、P2O5、K2O比例和基肥、追肥比例分别为14.23和310。2.3.3 设施西瓜新型肥料结构占比现状除了常规的复合肥，农户对新型肥料有一定的认知并有尝试使用，如图4所示，26%的主体只施用普通水溶肥，74%的主体选择配合使用新型肥料，其中菌肥占26%，含海藻酸水溶肥占11%，含腐植酸水溶肥占16%，其他如鱼蛋白或者多种成分复合的新型肥料占比21%。2.3.4 施肥量与产量相关性分析通过对施肥量与西瓜产量的数学方程拟合，发现二者间并无显著相关性，这可能是与调查地块都常年种植西瓜，农户习惯施肥量较大，基础地力水平较高有关，也可能与此次调研农户的总体用肥量较高有关；采用滴灌、微喷等节水灌溉的农户较采用传统沟灌方式可节肥约90.0 kg/hm2。2.4 设施草莓施肥技术应用现状2.4.1 设施草莓生产有机肥投入现状各有机肥种类施用占比情况如表5。生产主体设施草莓平均产量为36 339.0 kg/hm2，有图3 设施蔬菜底施有机肥情况表2 门市系统的主要化肥价格变化 年份尿素硫酸钾磷酸二铵（国产）国产复混肥（高浓度）硫酸铵20161 8513 9513 1082 9791 09120171 9033 7603 0802 9771 06820182 0973 9173 1702 9921 08920192 0533 9473 0182 5891 02020201 9923 8812 9643 03187820212 6954 5773 6033 4251 3572021年较2016年涨幅/%45.615.815.915.024.4元/t79.42%不施生物有机肥商品有机肥自制粪肥8.82%8.82%2.94%-50-Vegetables 2023.11调研报告机肥平均用量为30 942 kg/hm2，平均养分含量为1 744.5 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O分别为550.5、628.5 kg/hm2和565.5 kg/hm2。2.4.2 设施草莓生产化肥投入现状设施草莓平均投入化肥养分量为522 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O分别为136.5、190.5、193.5 kg/hm2，比例为11.41.4。基施化肥平均投入量为270.0 kg/hm2，占化肥（基肥追肥）养分投入总量的51.8%。N、P2O5、K2O投入量分别为67.5、126.0、76.5 kg/hm2；追肥平均化肥养分投入量为252 kg/hm2，其中N、P2O5、K2O投入量分别为69.0、64.5、117.0 kg/hm2。2.4.3 肥料投入与产量相关性分析调研的养分投入量总体超出了草莓的需求量，特别是磷肥，较需求量高出645.8%；化肥的基肥追肥比例为5.24.8，基肥比例偏高。调研数据显示，草莓产量分布在25 005.052 500.0 kg/hm2范围内，平均产量为36 339.0 kg/hm2。调研结果中相同养分投入下的产量可能很高，也可能很低，故在此次调研的农户中，肥料施用量并不是设施草莓产量的主要限制因子，可能与调研样本的土壤肥力较高有关。3 存在问题3.1 总养分投入过量2021年北京市设施农业生产平均投入总养分为2 139 kg/hm2，虽然相较于2013年有降低趋势，但总体上仍然存在投入过量的问题，这与刘衎等6的调查结果一致。调研样本中，有机肥投入也存在部分过量的问题，12.3%调研样本中有机肥每667 m2投入量达到了3 t以上，有机肥投入平均养分量占投入肥料总养分的比例为76.7%，超过了设施蔬菜和西瓜的有机肥推荐用量。3.2 大量元素养分比例不适于设施生产此次调研中发现在设施生产中N、P2O5、K2O养分投入比例为11.11.1，而果类蔬菜和西瓜实际生产中需要的营养养分比例为1（0.30.5）（1.31.5），磷的用量远远超过了作物所需要的养分量。过量的磷肥投入会造成养分浪费和土壤养分累积，从而导致土壤富营养表4 设施西瓜生产不同类型有机肥使用占比667 m2用量/t鸡粪猪粪牛粪商品有机肥生物有机肥其他合计1.05.90.01.71.71.70.010.91.516.80.01.75.94.21.730.32.012.60.00.84.25.00.823.52.55.00.81.72.52.50.012.63.05.00.83.42.52.51.716.0其他1.70.00.82.51.70.06.7合计47.11.710.119.317.64.2100.0图4 设施西瓜新型肥料结构表3 北京市设施蔬菜化肥施用情况种植类别基肥追肥N/（kg/hm2）P2O5/（kg/hm2）K2O/（kg/hm2）NP2O5K2ON/（kg/hm2）P2O5/（kg/hm2）K2O/（kg/hm2）NP2O5K2O果类蔬菜99.0108.0117.011.11.278.072.0106.510.91.4叶类蔬菜81.094.573.511.20.930.028.530.0111普通水溶肥占比/%种类302520151050菌肥含海藻酸水溶肥含腐植酸水溶肥其他新型肥料%-51-Vegetables 2023.11调研报告化和盐渍化等问题7-8。张银花9研究认为，磷过量可引起早衰，还会间接抑制对锌、铁、钙等元素的吸收，造成生理病害。3.3 蔬菜种植户对中微量元素和新型功能性肥料重视程度不够与经济效益相对比较高的西瓜和草莓相比，在设施蔬菜生产中，腐植酸肥料、氨基酸肥料等新型功能性肥料以及中微量元素肥料投入偏少，农民重视程度较低。施用菌肥、腐植酸肥料等生产主体不足8%，在设施果类蔬菜坐果期追施了钙肥的生产主体仅有5.2%，总体上来看，新型肥料、中微量元素和有益元素肥料在设施蔬菜生产中应用较少。4 对策建议4.1 加大对测土配方施肥技术推广的支持肥料过量投入和养分比例失调既造成肥料浪费，又会污染环境，各级政府部门和技术推广部门应加大科学施肥的推广力度，加强测土配方施肥技术的推广应用，避免肥料的浪费和环境污染10。4.2 坚持有机肥补贴政策有机肥对土壤结构和理化性质有一定的改善作用，同时能够提高设施栽培作物的产品品质。各级政府部门应持续加强有机肥补贴，但在选择补贴有机肥时，应注意选择磷养分含量较低的有机肥，避免造成养分的浪费和对土壤的污染。4.3 加大对新型肥料研发筛选的政策支持功能性新型肥料对改良土壤、提升产品品质等具有不同的功效，并可部分替代化肥产品，减少化肥用量。因此，建议各级政府部门加强对新型肥料研发和筛选的支持，选择性替代化肥的使用，减少化肥用量。参考文献1 李浩.我国设施农业发展现状、障碍及对策研究J.南方农机,2021,52(23):34-37.2 骆飞,徐海斌,左志宇,赵桂东,郭小山,王丽平.我国设施农业发展现状、存在不足及对策J.江苏农业科学,2020,48(10):57-62.3 陈玛琳,陈俊红,龚晶.北京设施农业产业体系构建:现状、问题和对策J.中国瓜菜,2021,34(8):102-108.4 芦天罡,何继源,张辉鑫,郭嘉,张晓玲.北京市设施农业台账信息综合管理系统建设J.农业工程,2022,12(1):35-41.5 陈清,卢树昌.果类蔬菜养分管理M.北京:中国农业大学出版社,2015.6 刘衎,郭利娜,贾羽旋,夏新月,李彤,段碧华,石生伟.北京市设施蔬菜施肥状况及减施潜力分析J.中国蔬菜,2020(9):71-81.7 黄绍文,唐继伟,李春花,张怀志,袁硕.我国蔬菜化肥减施潜力与科学施用对策J.植物营养与肥料报,2017,23(6):1480-1493.8 方兵,陈林,王阳,祝亚飞,王瑞,宋桂芳,刘俊,杨斌,张世文.设施农业土壤磷素累积迁移转化及影响因素J.环境科学,2022,44(1):452-462.9 张银花.大棚甜瓜施肥存在问题与建议J.西北园艺,2017(7):59-60.10 谷艳蓉,闫晓志,李书艳,毛朋举,张健.测土配方施肥技术在平谷大桃生产上的试验示范J.南方农业,2023,17(11):119-121.蔬表5 设施草莓生产不同类型有机肥施用量及占比有机肥种类生产主体占比/%平均用量/（kg/hm2）平均养分含量/（kg/hm2）NP2O5K2O鸡粪牛羊粪肥4.2625 000.126 250.0955.51 146.2959.0商品有机肥豆饼8.5132 187.53 562.5767.0686.4664.2商品有机肥牛羊粪肥10.6423 750.025 000.1766.1890.4821.7鸡粪17.0226 562.5613.7746.4595.1牛羊粪21.2726 000.0374.4439.4395.3商品有机肥38.3027 361.1467.9539.0509.0施入养分加权平均含量30 942.0550.5628.5565.5