李艳梅 孙焱鑫 邹国元 高 燕 徐 茂 张子飞 张金雷廖上强*

（1 北京市农林科学院植物营养与资源环境研究所，北京 100097；2 北京市顺义区种植业服务中心，北京 101300；3 石家庄市农林科学研究院赵县实验基地，河北石家庄 051530）

化肥是重要的设施蔬菜生产资料，在保障设施蔬菜产业发展方面发挥了重要作用。然而，长期粗放式施用化肥导致的肥效降低、农产品品质下降、土壤板结、农业面源污染等正在成为设施蔬菜产业不得不应对的问题。设施蔬菜高收益、高投入的特点决定化肥减量精准施用工作尤为重要（黄绍文等，2017；朱凤娟 等，2017；张娜 等，2020）。农业农村部2017 年提出的《开展果菜茶有机肥替代化肥行动方案》明确要求，设施蔬菜有机肥替代化肥示范县应实现有机肥用量提高20%以上，产品要100%符合食品安全国家标准。

北京市顺义区是农业农村部组织的全国有机肥替代化肥100 家示范县之一，同时也是北京市发展特色精品蔬菜的优势产区（徐茂，2009；徐茂和孙桂芝，2014；赵艳斌和徐茂，2014；任小丽和王鹏飞，2016）及畜禽养殖重点区（陆文聪 等，2010；杨博琼和郑劼，2015；赵晓丹，2017）。将畜禽粪尿妥善处置并转化生产有机肥是一项可兼顾农业废弃物资源化利用和设施蔬菜高效生产的重要举措（杨淑明，2005；董晓霞 等，2014；赵俊伟和尹昌斌，2016；杨钰蓉和罗小锋，2018），在顺义区发展畜禽养殖和种植相结合的种养结合技术具有较好的立地条件。以有机肥替代化肥，推进化肥减量施用是缓解生产与环保矛盾，实现农业绿色发展的重要措施。本文对北京市顺义区开展设施蔬菜施肥现状调研及有机肥替代化肥模式构建分析，旨在为高效推进全国范围的设施蔬菜有机肥替代化肥工作提供参考。

1 调研内容与方法

1.1 调研方法

调研由北京市顺义区种植业服务中心组织，北京市农林科学院植物营养与资源研究所具体实施，各典型设施蔬菜合作社协助完成。调研时间为2018年8 月至2019 年6 月；调研方式包括召开座谈会、发放调查问卷、实地考察、调研农业统计数据等；调研对象为31 个典型设施蔬菜合作社，是顺义区实施有机肥替代化肥示范县项目的任务承担主体，其中北京绿富农果蔬产销专业合作社和北京兴农鼎力种植专业合作社承担“有机肥+配方肥”“菜—沼—畜”“有机肥+水肥一体化”“秸秆生物反应堆”等4 项试点任务，其他29 个蔬菜合作社承担“有机肥+配方肥”和“有机肥+水肥一体化”2项试点任务，基本可以反映该区设施蔬菜生产及施肥现状。

1.2 调研内容

①化肥施用情况，包括化肥购置与更换、施肥方法、施肥技术问题的解决办法及成本；②有机肥施用情况，包括有机肥的施用、有机肥应用的限制因素、有机肥购置与更换、施用有机肥对土壤和植物的影响、有机肥的应用效果；③有机肥替代化肥模式构建，包括有机肥替代化肥的技术方案、助推有机肥替代化肥的具体措施；④有机肥替代化肥模式应用前景，包括有机肥替代的核心区建设成效、有机肥替代化肥的未来发展前景。

2 结果与分析

2.1 化肥购置及施用情况

2.1.1 化肥购置与更换 ①购置渠道及意愿。生产用化肥主要从农资市场购买；部分从化肥批发商，或其他合作社/农户介绍的农资商处购买；此外，有少数受访者选择自己堆肥或使用政府推荐的化肥。②购买化肥影响因素。按照影响程度排序：肥效＞品牌＞稳产且对土壤无害＞价格＞别人推荐＞养分含量＞容易操作＞肥料口碑。大多数受访者愿意购买距离近、有技术指导和有熟人介绍的化肥，价格低、政府补贴和销售态度也是会考虑的因素。③更换化肥情况及影响因素。设施蔬菜合作社更换化肥的情况比较普遍，71%的受访者在5年内有过更换化肥品牌的情况。对于更换化肥的原因，75%的受访者担心对土壤有损害；58%的受访者担心引起病虫害；38%的受访者顾虑费用高、年产量低和后期技术支持跟不上等问题；21%的受访者担心生根慢、出苗不整齐等问题。

2.1.2 施肥方法 ①施肥方法满意度。受访者中54%对目前有机肥和磷肥一次性底施，氮肥和钾肥1/3 基施、2/3 追施的施肥方法比较满意；46%认为这种施肥方法一般。②是否需要作物推荐施肥。受访者中92%表示需要作物推荐施肥，8%认为不需要这项技术。③如何决定施肥时间和用量。受访者中依据实际情况、多年经验和技术培训来决定蔬菜施肥时间和用量的占比分别为50.0%、37.5%和25.0%。

2.1.3 施肥技术问题的解决办法及成本 ①施肥技术问题发生频次。调查反馈的施肥技术问题主要有：化肥烧根烧苗，土壤盐渍化，化肥品种不适宜，化肥营养不均衡，施肥剂量、时期及深度不合适，化肥施用引起的产量降低及品质不达标，土壤板结，不可持续利用，病虫害严重等问题。以上施肥技术问题每年出现1～2 次的比例最高，为41.7%，主要是化肥营养不均衡和病虫害问题；出现2～3 次的比例为25.0%，出现3～5 次的比例为20.8%，出现5 次以上的比例为12.5%。②施肥技术问题解决办法及满意度。受访者习惯上优先选择联系肥料厂商来解决施肥遇到的问题（占比为58%），其次也会考虑寻找农业专家的方式（50%）；从问题的解决情况来看，农业专家协助解决的效果最好（63%），其次是肥料厂商（42%），有经验的农户协助解决也能起到一定作用（8%）。③解决施肥技术问题的成本。解决施肥技术问题的成本不一而同，有58%的受访者未为此支付技术费，另外42%的受访者支付了50～1 000 元·次-1不等的技术费，平均300 元·次-1。受访者的接受意愿额度为100～1 000 元·次-1不等，接受100 元·次-1施肥技术服务费的比例最高，为61%，接受200 元·次-1的为32%，施肥技术服务费的平均意愿额度为200 元·次-1。④施用化肥年度费用支出。受访者中58%表示不清楚，42%估算费用为每年每667 m2500～3 000 元，平均费用为每年每667 m21 446元。⑤施用化肥引起的问题。首先是年产出少，没有达到当初预期产量；其次是农作物种植收益难以满足后期化肥的成本支出，导致净收益较低；此外，土壤板结和病虫害严重也是比较难解决的两个问题。受访者最近一次遇到的技术难题中，病虫害问题、化肥营养均衡问题的占比较高，分别为44%和33%；其次是化肥烧根烧苗问题，占比为13%。

2.2 有机肥施用情况

2.2.1 有机肥的施用情况 对于有机肥，受访者中83%表示听说过，且很了解；17%表示听说过，但不是很了解。79%表示一直在施用有机肥，21%表示曾经施用过有机肥。96%认为长期施用有机肥有保护土壤肥力的作用；50%认为有机肥病菌少，不易引发病虫害；75%认为有机肥营养物质含量稳定，能提供充足的养分供应；75%认为有机肥不烧根烧苗，含盐量少，不会引起土壤盐渍化问题。

2.2.2 有机肥应用的限制因素 主要限制因素为肥效不明显、虚假宣传、施肥用工强度高，占比分别为46%、33%、25%。对有机肥施用的顾虑，主要有见效时间慢（占比为42%）、病虫害发生率（38%）、是否有政策支持（38%）、有机肥施用技术问题（33%）、有机肥种植农产品的销售渠道（29%）、售后服务（25%）、生根出苗是否良好（17%）、肥效如何评价和界定（8%）等。

2.2.3 有机肥购置与更换 有机肥购置渠道主要有专卖店、有机肥批发商和其他农户介绍、农资市场、农资批发站，占比分别为38%、33%、25%、4%。如果能提供营养均衡、不破坏土壤、不引起病虫害、不烧根烧苗的有机肥，受访者中83%表示愿意更换，17%表示不愿意更换。不愿意更换的原因在于新有机肥起效太慢；此外，原有机肥的效果和价格可以接受。如果能提供优质的有机肥和免费的农技指导，所有受访者均表示愿意开辟有机肥试验田种植有机农产品。

2.2.4 施用有机肥对土壤和植物的影响 受访者中37.5%表示土壤状况良好，33.0%表示作物正常生长，21.0%表示作物病虫害很少，21.0%表示病虫害经常发生。

2.2.5 有机肥的应用效果 调查问卷反馈的有机肥作用涵盖以下几个方面：①增加有机质投入，疏松土壤，改良土壤团粒结构，保水保肥，缓解板结症状；②调整土壤微生物群落构成，减少病原菌数量，减少农药投入；③养分持续稳定供应，损失少，减少环境污染；④促进根系和植株健壮，改善作物生长，实现稳产；⑤减少农药残留，提升蔬菜品质，增加消费者的认同感；⑥ 改善蔬菜产品的风味品质。有机肥施用总体上都取得了较好的应用效果，但也有个别受访者表示应用有机肥存在肥效不够、作物产量低、滋生杂草、增加除草劳动力等问题。

2.3 有机肥替代化肥模式构建

有机肥替代模式构建包括有机肥替代技术应用和助推有机肥替代措施两部分。根据农业农村部对北方设施蔬菜产区有机肥替代化肥工作的建议，顺义区设施蔬菜有机肥替代化肥示范县项目安排了北京兴农鼎力种植专业合作社（XNDL）和北京绿富农果蔬产销专业合作社（LFN）2 个技术示范核心区，全面落实农业农村部有关设施蔬菜“有机肥 +配方肥”“有机肥+水肥一体化”“菜+沼”和“秸秆生物反应堆”等4 种有机肥替代化肥技术。

2.3.1 有机肥替代化肥的技术方案 ①“有机肥+配方肥”技术。XNDL 合作社，每667 m2施用商品有机肥1 t、生物有机肥1 t、配方肥（N-P-K为15-12-18，下同）40 kg，示范种植大白菜13.3 hm2、胡萝卜3.3 hm2、心里美萝卜3.3 hm2、白萝卜3.3 hm2、叶用莴苣（生菜）3.3 hm2、芹菜3.3 hm2、芥蓝3.3 hm2，共计33.1 hm2。LFN 合作社，每667 m2施用商品有机肥1 t、生物有机肥0.8 t、配方肥20 kg，另加适量生物菌剂，主要作物为黄瓜、辣椒、甘蓝等，示范面积共计32.7 hm2。

②“有机肥+水肥一体化”技术。XNDL 合作社，以商品有机肥和生物有机肥为基肥，每667 m2各施用1 t；选用水溶性好、不易沉淀、低腐蚀的水溶肥，随灌溉水滴灌施肥，根据作物阶段水分养分需求，少量多次浇水施肥；示范种植番茄3.3 hm2、黄瓜3.3 hm2、辣椒3.3 hm2，每茬追施水溶肥4 次，每次每667 m2追施10 kg；示范种植甘蓝3.3 hm2、茎用莴苣（莴笋）3.3 hm2、水果苤蓝3.3 hm2、菜薹3.3 hm2，每茬追施水溶肥2 次，每次每667 m2追施5 kg。LFN 合作社，以商品有机肥和生物有机肥为基肥，每667 m2分别施用1 t 和0.8 t；选用高质量水溶肥，随水少量多次施用，施用总量为25 kg·（667 m2）-1；主要作物为番茄、辣椒、西瓜等，示范面积共计26.7 hm2。

③“菜+沼”技术。该技术有助于资源化利用设施蔬菜废弃物，减少环境污染，而且可以增加土壤有机质及养分含量，推进农业可持续发展。XNDL 合作社，依托合作社自有沼气发酵池和附近牛场产生的沼液，在示范基地进行“菜+沼”技术示范。以商品有机肥和生物有机肥为基肥，每667 m2各施用1 t；在此基础上进行沼液追肥，将146.7 hm2蔬菜产区产生的废菜、残秧、杂草等进行发酵，将沼液、沼渣分离沉淀，购置沼液拉运车1 辆，沼液随水进行滴灌施肥，沼液和水的比例为1V∶2V，每次灌水20 m3，每茬施用沼液3～4 次；示范种植番茄2.0 hm2、黄瓜2.0 hm2、辣椒0.7 hm2、甘蓝0.7 hm2、韭菜0.7 hm2、娃娃菜0.7 hm2。LFN 合作社，采用基肥+沼液追肥的方式，基肥每667 m2施用商品有机肥1.0 t、生物有机肥0.8 t、沼渣0.5 t；追肥每667 m2施用沼液1 t；主要作物为番茄和辣椒，示范面积共计0.7 hm2。

④“秸秆生物反应堆”技术。XNDL 合作社和LFN 合作社采用的“秸秆生物反应堆”技术一致，技术流程如下：在定植行下挖沟，槽沟深30 cm、宽70 cm，沟长与行长相等；沟中铺放玉米秸秆1 t·（667 m2）-1，在秸秆中部和上部分2 次撒施腐熟有机肥2 t·（667 m2）-1、化肥40 kg·（667 m2）-1、秸秆腐熟剂40 kg·（667 m2）-1，沟两端露出10 cm的秸秆以通气，然后在秸秆上铺放20 cm 厚的耕作土。需要启动秸秆反应堆时，大水浇透秸秆，水面高度达到畦高的2/3，4～5 d 后用钢杆在定植穴上打孔，孔深以穿透秸秆层为准。XNDL 合作社示范种植番茄1.3 hm2、黄瓜1.3 hm2、辣椒0.7 hm2；LFN 合作社示范种植番茄2.0 hm2、黄瓜1.5 hm2、辣椒0.5 hm2。应用该技术后，温室内空气温度升高1～2 ℃，土壤温度升高2～3 ℃。

2.3.2 助推有机肥替代化肥的具体措施 ①依托市场的运作方式。借助“经营性服务组织+有机肥厂+农业生产者”的运作方式（韩勇，2015；班慧苑，2019），由经营性服务组织负责将蔬菜和农作物秸秆收集拉运至有机肥厂，有机肥厂制肥后用于农业种植。由于存在零散分布、堆积密度大、运输成本高等问题，秸秆收集一直是限制其资源化利用的瓶颈。为此，政府通过安排村镇配合堆放，村民分捡运送，费用40 元·（667 m2）-1；委托经营性服务组织从固定堆放点收集拉运秸秆并粉碎，费用160 元·（667 m2）-1。这样既解决了秸秆堆积问题，也拓宽了经营服务组织的业务范围，还保证了有机肥厂的秸秆来源，实现三方利益最大化。

②推进市场有序运作的激励措施。顺义区采取了方式多样的有机肥推广激励措施，通过作业机具补贴、政策扶持和技术宣传等方式，推进顺义模式的实施；通过农机购机补贴、优先配套高效设备等方式，扶持秸秆处理企业，在国家和北京市补助50%的基础上，顺义区给予秸秆打捆机和粉碎还田机等秸秆利用相关机具额外补助20%；从农机信贷、农机保险、燃油补贴、税收优惠等途径，进行政策扶持；通过广播、宣传单、环保袋等方式，宣传秸秆综合利用技术知识。该模式累计推广2 666.7 hm2，年处理秸秆4.5 万t、畜禽粪尿3.9 万t，效果明显。

2.4 有机肥替代化肥模式应用前景

2.4.1 有机肥替代的核心区建设成效 自农业农村部“果菜茶有机肥替代”试点工作任务实施以来，顺义区大力推进蔬菜有机肥替代化肥工作试点和示范，北京兴农鼎力种植专业合作社和北京绿富农果蔬产销专业合作社2 个核心示范区建设已经取得了显著成效。①减肥增效增收。核心示范区有机肥作为基肥的施用量达到1.5～2.0 t·（667 m2）-1，化肥总投入量由原来的100 kg·（667 m2）-1降低至75 kg·（667 m2）-1。追肥由原来的颗粒肥撒施转变为水肥一体化，通过水肥技术优化大幅提升化肥利用率，实现增产增收，同时有效减少了化肥用量。②蔬菜品质和品牌影响力提升。通过有机肥替代化肥，降低了病虫害的发生率和化肥、农药的投入量，蔬菜产品农残检测合格率达到100%，优质品率、外观和内在品质明显提升，绿色、有机农产品数量大幅增加。有机肥替代化肥技术的实施，不仅为市民提供了健康营养、优质安全的蔬菜产品，而且为市民提供了集采摘和科普功能为一体的休闲好去处。同时，开发应用手机销售平台，构建合作社、农场、农户与市民的产购对接，实现网上下单和精准快速配送。③土壤质量有效提升。通过施用商品有机肥和生物有机肥，秸秆还田和应用沼渣、沼液，土壤有机质含量增加了7%左右，耕层土壤孔隙度增加了1 倍左右，土壤有益微生物菌群数量增多。菌群代谢产生大量活性生物酶，增加了肥料养分的释放和土壤矿质养分的解吸。土壤理化性质及微生物性质的改善，构建了水肥气热适中、有利于蔬菜作物生长的根区环境。④人才队伍建设得到增强。通过核心区有机肥替代化肥项目建设，规范了设施蔬菜生产管理，提升了生产的标准化水平；通过专家指导、培训学习和实践探索，培育了一支现代化人才队伍；普及了化肥减量、优质安全、绿色环保的蔬菜生产理念，助推首都设施农业绿色可持续发展。

2.4.2 顺义区有机肥替代化肥的未来发展前景 顺义区全区畜禽粪尿年产出量60.65 万t，配合20%的秸秆，可加工24 万t 有机肥；同时还可资源化利用当地10 666.7 hm2粮田和4 666.7 hm2菜田所产生的部分农作物秸秆残体，美化市容市貌。有机肥制备中需额外添加腐殖酸、中微量元素等辅料，以及拉运、机械作业、人工和肥料包装等产生的总成本约425 元·t-1。按照有机肥市场售价600 元·t-1计算，生产1 t 有机肥的利润为175 元，全区有机肥加工年产值可达到4 200 万元。

3 结论与建议

从农业废弃物资源化利用及农村面源污染防控的角度考虑，全面推行有机肥替代化肥是农业绿色生产的必然选择。本次调研结果表明，北京市顺义区蔬菜生产合作社对经济、省工、高效的化肥产品，以及科学的施肥技术有迫切的需求。针对化肥购置缺乏稳定可靠的渠道、化肥产品质量不稳定、施肥技术和方法不科学、种植安排不合理等问题，有必要通过提升产品准入标准、加强科学引领和政策扶持等措施来全方位推进有机肥替代化肥工作的落实。

3.1 提升产品准入标准

顺义区农业废弃物转化生产有机肥的比例目前还比较低，充分利用农业废弃物资源生产有机肥具有较好的产业化前景。从具体落实的角度来看，有机肥产品需要做到资源化、无害化和减量化。资源化：借助定向菌株的筛选和驯化，提升物质转化率，实现有机肥的生物强化和高效腐殖化，提高有机肥生产效率和产品质量。无害化：确保有机肥产品充分发酵腐熟，发酵期堆体内温度达到60 ℃以上，以便有效杀灭有机肥源携带的病虫草害；针对有机肥源的重金属污染问题，可通过调理剂的钝化作用来防止农作物吸收；针对有机肥源的抗生素污染问题，可通过微生物降解、堆肥高温和抗生素自降解等途径来降低其在成品有机肥中的含量，但这两类污染物在堆肥过程中不能完全消减，因此源头控制仍然是解决问题的根本。减量化：调研中发现，有机肥体量大及施肥强度高是限制有机肥推广的主要制约因子，因此，需要从物料预处理及制肥工艺优化等途径来提升有机肥肥效，控制有机肥体积，实现有机肥成品减量，降低施肥难度。有机肥替代化肥工作的实施，还应加强有机肥技术标准、土地承载力、施用效果评价和风险控制研究，来推动有机肥产业健康有序发展。需要通过绿色有机农产品认证，控制化学品的投入和用量；需要借助检测手段进行有机肥准入制度，控制饲料途径的重金属和抗生素污染；也需要加快制定有机肥替代化肥的技术规范和产品标准，推进产地、生产过程和投入品的标准化。

3.2 加强科学引领和政策扶持

科学施用有机肥是蔬菜高产优质的必要前提。为加快有机肥替代工作的推进，可专门成立蔬菜有机肥替代专家指导组，建立蔬菜有机肥替代技术员挂点督导名单，构建专业人员与蔬菜合作社的高效对接平台，充分发挥专家和技术员的专业优势，强化专家、技术人员对蔬菜生产全程的指导，充分发挥区龙头蔬菜合作社先试先行的引领作用，并辐射带动周边蔬菜合作社及农户科学施用有机肥，解决好蔬菜有机肥替代工作的最后一公里的应用问题。结合顺义区蔬菜产业现状与种植特点，就近利用当地畜禽粪尿有机肥资源，主推以牛粪、猪粪和秸秆为主要原料生产的有机肥，应用4 种有机肥替代技术，推行依托市场的运作方式，采取灵活多样的助推市场运作的激励措施，促进农业绿色生产。有机肥替代化肥技术在该区的推行将会产生良好的经济、环境、社会、生态效益，技术应用前景广阔。目前，我国农业仍然是弱势产业，政策补贴对农业生产的影响较大，应因势利导，加强有机肥农业补贴，推进农业废弃物回收利用、有机肥开发应用及蔬菜有机肥替代化肥工作的落实。