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科學問答施肥三問:為什么施肥?如何施肥?何時施肥?

梁飛談水肥
副研究員,博士,主要從事于水肥一體化、土壤改良研究和科學普及
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"有收無收在于水,收多收少在于肥"。肥料是作物的糧食,施肥是農業(yè)增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的最重要措施,也是藏糧于地的重要手段。肥料在促進糧食和農業(yè)生產(chǎn)發(fā)展中起了不可替代的作用,但目前也存在化肥過量施用、盲目施用等問題,帶來農業(yè)成本的增加和環(huán)境污染的問題。

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地力提升基地

為了做好如何施肥,如何科學施肥,如何合理施肥,我們一起聊聊下面三個問題:

科學施肥三問答:為什么施肥?如何施肥?何時施肥?

氮磷鉀

為什么施肥?作物生長需要,為了提高作物產(chǎn)量和品質,增加作物產(chǎn)值。為什么要施肥的核心內涵包括以下兩方面內容:

(1)作物生長的環(huán)境要素調控的需要。作物的生長發(fā)育及產(chǎn)品器官的形成,一方面取決于植物本身的遺傳特性,另一方面取決于外界環(huán)境(也稱為作物的生長因素或者生活因子)。主要的生長因素包括:溫度(空氣溫度及土壤溫度)、光照(光的組成、光照度、光周期)、水分(空氣濕度和土壤濕度)、土壤(土壤肥力、化學組成、物理性質及土壤溶液等)、空氣(大氣及土壤中空氣的氧氣和二氧化碳含量及有毒氣體含量等)。水分和土壤(尤其是土壤肥力)相對容易調整,甚至灌溉和施肥時間、量以及方式直接決定著土壤中的水肥含量。因此,進行作物施肥管理意義及其重要,解決了作物生長中養(yǎng)分限制因子。

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土壤

(2)作物生長的需要。作物生長過程中為了維持其生命活動,必須從外界環(huán)境中吸收其生長發(fā)育所需要的養(yǎng)分,植物體生長所需的化學元素稱為營養(yǎng)元素;其中吸取土壤中的養(yǎng)分,是保證植物茁壯生長的條件之一。植物生長不斷消耗土壤中養(yǎng)分,所以要經(jīng)常補充土壤中的養(yǎng)分。補充土壤中的養(yǎng)分,就是要經(jīng)常施肥。

主要作物百千克產(chǎn)量所吸收氮磷鉀養(yǎng)分量(單位kg)

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作物對氮磷鉀剛性需求

簡單一句話,供應作物生長時候營養(yǎng)需求,調控作物生長環(huán)境(主要是提升土壤肥力,實現(xiàn)藏糧于地)。

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作物生長五要素

如何施肥?我國應用肥料歷史悠久,早在兩三千年以前就有了施用有機肥的文字記載,早在春秋戰(zhàn)國時期就有"百畝之糞"、"地可施肥,多糞肥田"、"多用獸骨汁和豆萁做肥料"等記載,這足以證明我國使用有機肥的歷史。我國古代農民十分注重肥料技術的開發(fā)研究,創(chuàng)造了有機肥料積造腐熟技術等,《齊氏要術》中記載了"踏糞法",明代《寶乍勸農書》中記載了"蒸糞法、煨糞法、釀糞法"等六種積造肥料方法。在過去相當長的一段歷史時期內,有機肥料在我國農業(yè)生產(chǎn)中占據(jù)著絕對的主導地位,并隨著我國農業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展而不斷地演變。

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以色列施肥現(xiàn)場

自化肥進入我國至今已有100多年,這100年中我國施肥技術有了日新月異的發(fā)展,大致經(jīng)歷了六個階段。

第一階段,農家肥階段,主要指1901年前。當時的施肥技術主要是作基肥,施肥方式主要是土壤撒施。

第二階段,認識和驗證化肥肥效階段,主要是1901~1950年。此時,化肥進入我國,國家開始進行化肥肥效試驗,鼓勵農民施用化肥。

第三階段,有機肥和氮肥配合施用階段,主要是1950~1970年。這20年中,化學氮肥對農業(yè)生產(chǎn)的重要意義已被農民認可,農民開始自覺的購買和施用氮肥來獲得作物高產(chǎn)。

第四階段,有機肥與氮磷肥配合施用階段,主要是1970~1980年。隨著氮肥的大量施用,相應地提高了農作物的產(chǎn)量,也加劇了土壤其他營養(yǎng)元素的虧缺,首先表現(xiàn)出來的是磷,人們開始大量施用化學磷肥。

第五階段,氮磷鉀化肥與有機肥配合施用階段,主要指1980~2000年。"礦質營養(yǎng)學說"、"歸還學說"和"最小養(yǎng)分律"等農業(yè)化學理論深入人心,平衡施肥等科學施肥理論應用到農業(yè)生產(chǎn)中。

第六階段,水肥一體化階段,2000年至今。隨著水資源緊缺的加劇和人們對農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)濟效益升高的不斷追求,施肥效益的發(fā)揮開始受到水分因素的制約。同時,一些地區(qū)也出現(xiàn)的土壤肥力不足進而影響水分利用率的問題。水肥耦合研究開始受到人們關注。

整體上講,現(xiàn)在施肥方式主要是基肥和后期追肥兩個。但是每個施肥的目的不完全一樣。

(1) 基肥一般叫底肥,是在播種或移植前施用的肥料,它主要供給植物整個生長期中所需要的基礎養(yǎng)分,為作物生長發(fā)育創(chuàng)造良好的土壤條件,也有改良土壤、培肥地力的作用。

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基肥

(2) 追肥:作物生長期間追施的肥料。是基肥的重要補充。通常以氮肥為主,有時可根據(jù)作物的長勢和營養(yǎng)診斷,追加磷肥、鉀肥或微量元素肥料。不同時期施用的追肥可以有不同的名稱,如苗肥、拔節(jié)肥、穗肥等。還有些當?shù)孛Q,如臘肥、春肥等。

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液體肥

簡而言之,對于新疆滴灌農田施肥不外乎秋施肥和追肥,一個是藏糧于地的目的;一個是提高作物產(chǎn)量的目標。

何時施肥?施肥時間對于傳統(tǒng)施肥來講主要是指在作物的什么生育期施肥施多少,通常采用的是施肥制度或者施肥模式;對于水肥一體化來講,施肥時間應該包括兩個層面的含義。第一個是基于全生育期或者周年施肥來講的施肥時間,也就是我們常說的什么時候施基肥、什么時間施有機肥、不同時間施肥多少等;第二個層面是基于單次灌溉施肥來說的施肥時間,比如同樣一次灌水六個小時,每畝施用尿素5公斤,磷酸一銨3公斤,到底是前施磷肥還是前施氮肥,或者說是同時施用,甚至不同到底多長時間清水后再施肥。這兩個層面的意思就是水肥一體化中的施肥時間的概念。

因此,我們需要清楚兩個基本信息:

(1) 作物養(yǎng)分需求規(guī)律:

作物養(yǎng)分需求規(guī)律是指農作物不同生育時期對氮磷鉀等各種營養(yǎng)元素的吸收特征,不同農作物的養(yǎng)分吸收規(guī)律不盡相同,且同一作物各生育時期對不同養(yǎng)分元素的吸收量也不相同。比如

一般春玉米苗期(拔節(jié)前)吸氮僅占總量的2.2%,中期(拔節(jié)至抽穗開花)占51.2%,后期(抽穗后)占46.6%;夏玉米苗期吸氮占9.7%,中期占78.4%,后期占11.9%。春玉米吸磷,苗期占總量的1.1%,中期占63.9%,后期占35.0%;夏玉米苗期吸收磷占10.5%,中期占80%,后期占9.5%。

棉花在苗期,吸收氮5%、有效磷3%、有效鉀3%;現(xiàn)蕾期到初花期,吸收氮11%、有效磷7%、有效鉀9%;從初花期到盛花期,吸收氮56%、有效磷24%、有效鉀36%;盛花期到始絮期,吸收氮23%、有效磷52%、有效鉀42%;吐絮后,吸收氮15%、有效磷14%、有效鉀10%。

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棉花需肥規(guī)律

(2) 滴灌施肥時間與養(yǎng)分分布之間存在什么關系?

對于單個灌溉周期,隨水施肥一般分為三個階段:第一階段先滴清水,第二階段將肥料和水一同施入土壤中,第三階段用清水沖洗施肥系統(tǒng)并將肥料運移到作物根區(qū)。目前第二個階段一般采取的是氮磷鉀復合肥或者單質肥料混合施用,然而氮磷鉀養(yǎng)分在土壤中的運移距離和速度不同:尿素隨水滴施后容易隨水分運移、磷肥容易被土壤吸附固定,移動性相對氮素而言較弱、鉀素的移動性相對氮素而言較弱,而較磷素強。由于灌水量以及肥料元素中不同分子量的遷移特點、灌溉施肥的三個周期分配不合理等因素影響,氮磷鉀在根區(qū)分布出現(xiàn)五種情況:包括氮磷鉀都未到達根區(qū)、氮到達根區(qū)磷鉀未到達根區(qū)、氮鉀到達根區(qū)磷肥未達到、氮鉀超過根區(qū)而磷肥剛好到達;但是我們最理想的方式是氮磷鉀均在根區(qū)。在相同的施肥量和灌溉量下,不同的運移速度往往造成氮磷鉀分布區(qū)和作物根系分布不一致,不利于氮磷鉀的吸收,抑制了水肥效率的提高和作物增產(chǎn)。

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養(yǎng)分分布情況

對此,建議先滴清水,再滴磷鉀肥,然后氮肥,最后清水的模式,具體時間根據(jù)施肥量、灌溉時間和土壤濕度綜合考慮,另外所有時間應考慮扣除從泵房到滴頭的流動時間。

簡而言之,為了土壤施肥可以考慮春秋施肥,為了作物施肥滴灌施肥為主,春秋施肥為基礎。

對于科學施肥三問答:"為什么施肥?如何施肥?何時施肥?"我們要講5個正確(right):

正確的態(tài)度(Right attitude):正確認識藏糧于地與一控兩減的關系,即不要過量施肥也不要忽視土壤地力提升的作用。

正確的肥料(Right fertilizer):根據(jù)土壤情況,根據(jù)施肥時間和方式選擇氮磷鉀肥,選擇有機肥和中微量元素,做到三個避免:避免基肥施肥太快,避免追肥溶解太慢,避免肥料拮抗。

正確的組合(Right combination):正確的基追比例,不同時間氮磷鉀肥料的正確的配比,土壤酸堿性與肥料之間的配和,有機無機的組合以及大量元素與中微量元素的組合。

正確的用量(Right dosage):按照作物需肥規(guī)律和土壤中養(yǎng)分轉化過程合理施肥;按照目標產(chǎn)量根據(jù)土壤中養(yǎng)分含量合理的施用肥料,避免過量施肥。

正確的時間(Right time):秋施肥要根據(jù)翻地時間和地溫考慮用肥用量,追施肥根據(jù)作物生長情況和養(yǎng)分需求規(guī)律及肥料的特性施肥,切勿提前施肥或者延后施肥,避免錯誤的時間用肥。

5R施肥法,科學問答施肥三問:"為什么施肥?如何施肥?何時施肥?"作者:新疆農墾科學院梁飛,今日頭條首發(fā),其他平臺轉載請私信作者取得授權。

部分內容節(jié)選自本人主編,中國農業(yè)出版社出版的《水肥一體化實用問答及技術模式、案例分析》和《正確選擇肥料與科學施肥知識問答》兩本書。

評論
科普60d3f1d5a1e77
庶吉士級
科學施肥三問
2022-06-01