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困轨茅
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1 中国农学通报 2014,30(8): Chinese Agricultural Science Bulletin 基于资源环境管理角度推进测土配方施肥的方法探讨李秋霞, 黄驰超, 潘根兴 ( 南京农业大学资源与环境科学学院, 南京 ) 摘要 : 测土配方施肥技术是由传统经验施肥向科学计量施肥的转变, 既能为农业生产节本增效, 满足农民对合理施肥利润最大化的需求, 又能减少农业面源污染, 大幅降低农业温室气体的排放量起步于 2005 年的测土配方施肥项目经 8 年的发展, 实现了由试点到巩固再到普及的历史性跨越, 各地主要以不同区域作物 2 条路线开展测土配方施肥技术, 在全面推广测土配方施肥的过程中初步摸索出了测土配方施肥技术的应用模式, 并带动了与科学施肥相关的技术推广配肥加工配肥产品销售服务等行业的发展, 增加了相应的人才需求但还存在推广环节薄弱技术的农作物覆盖范围窄撒施表施浅施等粗放施肥方式较为普遍等问题因而建议今后逐步解决企业参与问题 ; 尽快建立和完善蔬菜果树等园艺作物的施肥技术体系, 加大其测土配方施肥技术的推广力度 ; 建立有效的技术指导农化服务模式土壤测试仪器设备小配方肥研制及其针对性施用和农化服务机制等的完善, 将会促进测土配方施肥技术的全覆盖以及配方肥的规模化生产, 逐步以低碳农业取代传统高碳农业, 切实推动农业转型的跨越性发展运用适宜的资源与环境管理手段, 引导农民自愿参与到应用测土配方施肥技术进行减排的碳交易活动中, 既为高边际减排成本排放源提供全新的减排途径, 也为应用测土配方施肥技术减排的农民带来了双重经济效益, 从而扩大了测土配方施肥技术的推广面积, 为中国农业减污减排做出巨大贡献关键词 : 测土配方施肥技术 ; 低碳农业 ; 科学施肥 ; 农业可持续发展 ; 农技推广中图分类号 :S157.4,F303.2 文献标志码 :A 论文编号 : The Study on the Method of Soil Testing and Fertilizer Recommendation Based on the Perspective of Management of Resources and Environment Li Qiuxia, Huang Chichao, Pan Genxing (College of Resources & Environmental Sciences, Nanjing Agricultural University, Nanjing ) Abstract: The technology of soil testing and fertilizer recommendation is a transaction from traditional fertilization to scientific fertilization, which can not only decrease costs and increase benefits of agriculture, meeting farmers needs of rational fertilization and profit maximization, but also reduce agricultural non-point source pollution and greenhouse gas emissions greatly. The project of soil testing and fertilizer recommendation started from the year 2005 has achieved the historical leap from experimental unit to consolidation and then to further popularization. All regions carried out the project of soil testing and fertilizer recommendation in two routes of different districts and crops, preliminarily explored its application modes and driven the development of the industries of technology extension, formula fertilizer processing and sales service, increasing relevant talents demand. But the following factors weaken its efficiency: unsubstantial technology extension, narrow coverage and universal extensive fertilization. It s necessary that it was needed to promote enterprise participation, establish soil testing and fertilizer recommendation index of horticultural crops, strengthen their 基金项目 : 公益性行业 ( 农业 ) 科研专项经费气候变化对农业生产的影响及应对技术研究 ( ) 第一作者简介 : 李秋霞, 女,1989 年出生, 硕士在读, 研究方向 : 水土资源与水土环境通信地址 : 南京农业大学资环学院土壤学, @njau.edu.cn 通讯作者 : 潘根兴, 男,1958 年出生, 浙江浦江人, 教授, 博士, 主要从事农业与气候变化研究通信地址 : 南京农业大学资环学院土壤学,Tel: , pangenxing@yahoo.com.cn 收稿日期 : , 修回日期 :

2 168 中国农学通报 popularization of soil testing and fertilizer recommendation and form efficient technical guidance and agrochemical service models in the future. The improvement of soil testing instruments, various formula fertilizers research and application and agrochemical service system will accelerate overall coverage of soil testing and fertilizer recommendation technology and mass production of formula fertilizers, replacing traditional high carbon agriculture with low- carbon agriculture gradually and pushing forward leap type development of agricultural transformation feasibly. Appropriate management means for resources and environment could be used to guide farmers to participate in carbon trading market voluntarily with the application of this technology, which provides a brand new approach for emission source of high margin costs in emission reduction to reduce emission, simultaneously bringing about double economic benefit to the people who use it. Hence, great contribution is made to the popularization of this technology and reduction in pollution and greenhouse gases emissions of Chinese agriculture. Key words: soil testing and fertilizer recommendation; low carbon agriculture; scientific fertilization; agricultural sustainable development; agricultural technology extension 0 引言中国是粮食生产大国, 化肥作为粮食增产的主导因素之一在中国农业生产过程中发挥了巨大作用但是, 近年来与肥料施用相关的诸多问题及诉求驱使科研工作者研究合理可行的施肥技术首先, 由于长期以来中国农业生产对化肥依赖程度较高, 化肥过量施用现象较为普遍, 化肥施用结构不合理, 化肥利用率不高, 肥料投入地区之间不平衡, 致使一系列农业环境质 [1] 量问题日益凸现据统计, 每年中国的化肥消耗量占世界化肥生产总量的 27.5%, 但化肥利用率仅为 [2] 30%, 致使每年约有 1800 万 t 化肥流人环境, 其中以 [3] 氮肥损失率最高农田径流带入地表水体的氮占人 [4] 类活动排入水体氮的 51% 左右, 进入江河湖水域中的氮磷日益增多, 导致水体富营养化日益严重, 直接影响工农业供水及人畜饮水质量 ; 过量化肥流入近海河口引发赤潮, 使其生态系统严重受损, 海洋生物大量中毒死亡, 并通过食物链危害人类健康此外, 氮肥浅施, 撒施等不恰当的施肥方式还会造成氮素以 NH 3 的形式逸失农业生产过程中的 NH 3 挥发是大气中 NH 3 的主要人为来源, 占肥料及动物排泄物含氮量的 10%~ 30% [5], 年均释放量为 32 T g, 其中 11 T g 源于施用的氮 [6] 肥逸散到大气中的 NH 3 一方面会形成铵盐气溶胶, 导致哮喘病支气管过敏症以及肺功能衰竭发病率和 [7] 死亡率的上升, 并降低大气能见度 ; 另一方面, 还会沉降至土壤或水体中, 导致 N 2O [8] 的间接排放, 破坏臭氧层, 加剧温室效应而土壤中积累的过量 NO 3- -N 不 [9] 仅会使土壤逐渐酸化, 土壤板结, 透气性差, 还会在各种作物及蔬菜中的含量大大增加, 食用后在人体内 [2] 还原为致癌物亚硝铵, 对人类健康造成严重危害另外, 由于从化肥的原料开采到加工生产过程总会带入一些重金属元素或有毒物质因此, 无论是酸性土壤微酸性土壤还是石灰性土壤, 长期施用化肥均会造成土壤中重金属元素及有害物质的富集 [10] 由此可见, 不合理的化肥施用量及施用方式所带来的环境问题不可小觑其次, 肥料是资源依赖型产品, 中国磷矿资源储量较大, 但中低品位矿多, 富矿少 ; 胶磷矿多, 采选难度大 [11], 加之中国不仅钾资源探明储量少, 而且资源开采能力有限 [12], 使得中国成为了世界磷钾肥的主要进口国氮肥生产的 2 个关键过程合成氨和尿素生产是以消耗大量的能源为代价的每生产 1 t 合成氨约需要 1000 m 3 天然气或 1.5 t 原煤 [13] 因此, 施用氮肥就是施用能源 [14] 氮肥生产过程不仅要消耗大量的化石能源, 还会导致大量的 CO 2 排放肥料运输过程及施入土壤后会产生 N 2O, 其温室效应是 CO 2 的 298 倍 [15] 已有研究表明, 过量施用氮肥不仅会增加农田 N 2O 的排放量, 还会加速土壤有机质的矿化 [16], 进而向大气排放二氧化碳和甲烷等温室气体中英可持续农业协作网络改善 [17] 养分管理, 促进低碳经济项目对中国氮肥利用情况进行了调查, 结果显示, 氮肥生产和施用带来的温室气体排放占全国温室气体总排放量的 9%~15% 在政治经济文化环境等研究领域的全球化背景下, 全球气候变化日益严峻, 中国政府在哥本哈根联合国气候变化大会上郑重承诺 2020 年单位 GDP 碳排放要在 2005 年的基础上减少 40%~45% [18] 在上述环境资源能源及减排四重压力的逼迫下, 推行科学的施肥技术势在必行基于环境的现实意义肥料利用率的提高及推广应用可行性等方面, 测土配方施肥可作为理想的施肥手段加以推广应用测

3 李秋霞等 : 基于资源环境管理角度推进测土配方施肥的方法探讨 169 土配方施肥技术综合运用现代农业科技成果, 根据土壤供肥性能作物需肥规律与肥料效应, 在施用有机肥的条件下, 产前提出氮磷钾及微肥的适宜用量比例 [19] 及相应的施肥技术应用测土配方施肥技术不仅可以提高肥料利用率, 降低化肥施用量, 节省成本, 减少肥料施用不当对土壤水体及大气的污染, 还可通过良好的配套农业管理措施提升土壤有机质含量, 促进土壤固碳减排特别是氮肥利用率的提高不仅减少了施用于农田的 N 2O 直接排放, 还节省了大量氮肥, 从而大幅降低了不必要的能源消耗, 并进一步降低化肥生产过程中的温室气体排放因此, 测土配方施肥技术是以低投入低消耗污染物低排放换取培肥土壤高产优质等高收益的低碳农业技术该技术的应用为低碳农业取代传统高碳农业奠定了基础现阶段, 随着生产资料价格的上涨, 减少不必要的支出, 在有限的土地上获得最大的经济效益, 已经迫在 [20] 眉睫因此,2004 年 6 月 9 日就有一位湖北省农民向 [21] 温家宝总理提出了测土施肥的要求, 引起了农业部的重视 2005 年以来, 国家启动了测土配方施肥项目, 其后多次印发关于进一步加强测土配方施肥工作的通知, 将测土配方施肥作为农业节本增效的关键技术来抓现已在不断实验研究的基础上, 对 2005 年制定的技术规范进行了完善, 各地区基于 3414 田间试验建立了不同区域不同作物的施肥指标体系, 加之有效的工作机制为该技术在促进全国粮食持续稳产增产农业减污减排方面发挥了应有作用就现状而言, 测土配方施肥已在全国各地展开, 但由于体系体制不够完善, 其在推广过程中还存在诸多问题因此, 笔者概述了测土配方施肥的内涵理论依据核心技术及技术发展现状, 提出了基于该技术的人才需求结构, 剖析了该项技术在应用过程中存在的问题, 并从政策引导及扶持农化服务完善与创新等方面提出了相应的对策, 分析了测土配方施肥技术的普及与配方肥的规模化生产的技术需求, 讨论了如何运用资源与环境管理手段引导农民自愿应用测土配方施肥技术, 扩大测土配方施肥技术的普及面积 1 测土配方施肥技术概论 1.1 测土配方施肥内涵测土配方施肥是以土壤测试和肥料田间试验为基础, 根据作物需肥规律土壤供肥性能和肥料效应, 在合理施用有机肥料的基础上, 提出氮磷钾及中微量元 [22-23] 素等肥料的施用品种数量施肥时期和施用方法该技术的核心是协调作物需肥与土壤供肥之间的矛盾, 有针对性地补充作物所需的营养元素, 在满足作物均衡吸收各种营养, 维持土壤肥力水平的同时, 避免浪费肥料破坏土壤环境以及污染大气水环境, 使化肥在农业生产中的正面作用最大化, 负面效应最小化 1.2 理论依据及主要技术工作测土配方施肥技术遵循土壤作物肥料三者之间的相互关系, 以养分归还学说肥料三大定律, 即最小养分律同等重要律不可替代律, 肥料报酬递减律及 [24] 生产因子综合作用等理论为依据以上学说和理论表明 : 作物在整个生长发育过程中要从土壤中带走大量养分, 而土壤中的养分并不是取之不尽的, 因此必须通过施肥这一措施把作物吸收的养分归还土壤, 以防止土壤肥力下降, 提高作物产量和改善品质 ; 作物生长需要吸收多种养分, 无论是大量元素或微量元素, 都是同等重要, 不可替代的, 且其会受土壤中最小养分的制约, 若忽视这个限制因素, 即使其它养分含量很充足, 也难以提高作物产量 ; 以施肥的方式归还养分要注意投入量, 因为肥料施用量过高, 会导致肥效下降乃致减产 ; 协调好选种水肥管理耕作制度及气候条件等影响肥效的诸因素之间关系, 肥料施用才能发挥出应有的增产效果而测土配方施肥技术正是以肥料施用与综合农业技术相配合为指导原则, 处理肥料 ( 有机与无机肥料 ) 投入与作物产出用地与养地的关系, 消除作物生长的限制因子, 特别是满足作物对中微量元素的要求, 确定最高产量对应的施肥量, 获得最佳经济效益, 以实现高产优质高效培肥土壤提高肥料利用率保护生态环境的综合目标根据农业部办公厅 2011 年印发的测土配方施肥技术规范修订版, 测土配方施肥技术主要围绕测土配方配肥供肥施肥指导 5 个环节开展野外调查采样测试田间试验配方设计配肥加工示范推广宣传培训数据库建设耕地地力评价效果评价技术 [22] 研发等 11 项技术工作此次修订应新形势下测土配方施肥工作发展的需要, 重点细化了蔬菜果树测土配方施肥技术内容, 增加了肥料利用率田间试验配方肥料供应等内容, 调整和修改了肥料效应田间试验样品采集与制备基础数据库建立肥料配方设计配方肥合理施用和耕地地力评价等方面的内容, 使测土配方施肥中的技术行为规范化 1.3 测土配方施肥的核心技术测土配方施肥的核心技术是建立科学的施肥指标 [25] 体系, 即在开展实验室相关研究和田间校验研究的基础上, 提出不同土壤类型不同作物种类的推荐施肥 [26] 量施肥方法和施肥时期的过程施肥指标体系是所有与决定施肥量施肥方法施肥时期等有关的作

4 170 中国农学通报物土壤肥料及环境等方面参数的总合 [27] 因此, 建立不同区域不同土壤类型不同作物的适宜测土方法土壤测试指标及相应的推荐施肥指标是非常必要的, 这为配方设计施肥建议卡制定和施肥指导提供依据, 使作物能够吃上营养套餐, 也是长期推广应用测土配方施肥的技术支撑实际上, 自第二次土壤普查以来, 各地已针对当地主要土壤类型和主要大田作物建立了土壤养分分级指标 [28], 然而现阶段中国大田作物品种特性产量水平栽培制度农民施肥方式和土壤肥力等要素均发生了很大变化 [29-30], 蔬菜果树等经济作物面积不断扩大, 农业生产已由单一地追求高产向实现作物高产肥料高效环境友好和农业可持续发展转变, 原有的指标体系已不能适应当前的生产要求因此, 必须通过大量的基础研究工作对原有的大田作物测土配方施肥指标体系进行更新和完善全国农业技术推广服务中心一直将通过田间试验, 建立推荐施肥指标体系作为十分重要的工作来抓, 3414 试验设计是其主推的田间试验方案, 它是陈伦 [31] 寿等在国外 3411 多点肥料试验方案的基础上, 加了 12~143 个处理后得到的方案, 该方案设计集合了回归最优设计处理少效率高的优点, 能够满足肥料试验和施肥决策的专业要求各地借助全国性测土配方施肥行动对农业发展改革的东风, 加强了测土配方施肥指标体系研究, 建立起具有各地特色的测土配方施肥 [32] 指标体系, 如孙义祥等以山东省冬小麦为例, 通过 3414 完全及部分实施试验建立了磷钾施肥技术指标体系, 并说明了如何有效利用该试验数据进行回归 [33] 方程的拟合, 扬长避短 ; 杨俐苹等建立了内蒙古海拉尔地区油菜土壤的指标体系, 就 3414 试验方案实施条件以及不同数学模型在肥料效应函数计算中的应用进行了探讨, 指出各地不应不加区分的使用统一的 3414 试验方案, 要先了解土壤养分限制因素, 而且采用数学模型模拟的肥料效应函数除了要符合数学模型要求外, 还要求符合肥料报酬递减率等农业化学的基 [34] 本理论和农业生产实际吴永斌等依据相对产量分组建立了陇东黄土丘陵区马铃薯的土壤速效氮磷钾养分含量丰缺指标, 基于肥料效应函数最佳施肥量与相对产量回归方程建立了马铃薯推荐施肥指标章明清 [35] 等建立了以肥料效应函数养分丰缺指标法为主体的福建甘薯的氮磷钾施肥指标体系从实际操作来看, 测土配方施肥指标体系的建立是一项技术性很强的长期性工作, 需要较强的技术力量和财政投入作支撑, 同时需要省市县 3 级土肥技术部门协同配合, 分级承担 2 测土配方施肥技术发展现状 2.1 测土配方施肥的 2 条线路现行的测土配方施肥主要有 2 条路线 : 一是按照区域划分, 在中国的测土配方施肥以缩小包围圈的测土配方施肥方式, 在 1 个省市或地区建立 1 套配方, 针对不同的区县进行特殊化处理, 在基本配方的基础上进行改良, 范围由省市地区缩小到行政村不等 ; 二是按照不同作物开展的, 以作物生长发育规律和作物养分吸收规律土壤养分供应规律为基础的作物测土配方施肥方式按照区域划分的测土配方施肥的地方省市有很多, 以河北鹿泉市为代表, 通过测土配方施肥逐步摸清了全市耕层土壤养分现状, 根据土壤耕层养分化验数据 3414 田间试验结果肥料校正试验结果采样点的基本情况等资料进行汇总分析, 建立了鹿泉市专家咨询系统并安装在 30 个配肥站的系统内供广大的农民朋友进行查询这提高了农民对配方肥的认识, 健全完善了县乡村 3 级技术服务网在新疆维吾尔自治区河南永城市宁夏自治区江西奉新县江苏省 [36-41] 吉林榆树市等多个省市自治区通过测土配方施肥, 取得了显著成效按照不同作物进行的测土配方施肥也在多个领域取得了良好收效蔬菜地实施测土配方施肥, 实现土壤养分的均衡, 达到蔬菜生产的高产优质高效和培肥地力保护环境的目的, 实现温室蔬菜生产的可持续 [42] 发展聊城等市对冬小麦的测土配方施肥, 通过化肥减量使用和合理搭配, 提高了单产, 显著减少了冬小麦生命周期资源消耗与污染物排放量, 环境效益年际 [43-44] 间总体上呈下降趋势的良好收效对于糖料作物则达到了提高甘蔗产量糖分含量及经济效益 ; 改善甘蔗的农艺性状 ; 改善蔗田土壤环境, 培肥蔗田土壤 ; 提 [45] 高肥料的利用率, 保证农业的可持续资源的目的不同作物进行的测土配方施肥更是涉及玉米油茶等 [46-47] 多种作物 2 条线路各有优势并均达到了测土施肥的最初目的 2.2 初步摸索出测土配方施肥技术的应用模式围绕为农支农护农目标, 各地在全面推广测土配方施肥的过程中, 从促进产销结合入手, 积极探索测土配方施肥技术的推广运行机制, 并探索出一张卡站厂结合测土配方生产供肥施肥指导开 [48] 方抓药等 4 种应用模式其中, 一张卡模式, 即前期由农技人员提供免费采土化验配方服务, 然后农民根据测土配方施肥建议卡选购与自家土壤养分状况相对应的肥料 ; 站厂结合模式是农业部门土肥

5 李秋霞等 : 基于资源环境管理角度推进测土配方施肥的方法探讨 171 站为农民选择合格的肥料生产企业并提供配方, 配肥生产企业与一定区域的农民建立产供合约并按约供肥 ; 测配产供肥技术推广模式, 即集测配站免费测土配方肥料生产企业配肥经销服务网供肥及农民施肥指导于一体, 物化测土配方施肥技术 ; 开方抓药为市场化运作的推广模式, 即大中型肥料生产经销企业以农资连锁店为媒介, 根据农民需求或与农业技术推广单位合作提供测土配方服务测土配方施肥推广机制的创新使农户能够根据土壤类型和作物特点针对具体田块选择肥料, 推动农业生产经营由粗放化向标准化精细化管理转变 3 基于测土配方施肥技术的人才需求趋势测土配方施肥技术有利于实现农业生产的可持续发展, 也为各高校相关专业的学生就业带来了福音测土配方施肥工作的深入开展必将带动与科学施肥相关的技术推广配肥加工配肥产品销售服务等行业的发展, 需要更多具有专业技能的人员从事本职业未来的人才需求主要体现在以下 5 个方面 (1) 随着全国范围内掀起测土配方施肥高潮以来, 中央及地方政府大规模实施了测土配方施肥补贴项目, 用以组检测配站建立规范的测土配方施肥专用实验室而自二次土壤普查以后, 由于缺少经费, 大多数实验室都处于瘫痪半瘫痪状态, 专业土壤测试人才缺乏, 有编无人现象普遍虽然在测土配方施肥项目的带动下有所改善, 但就全国范围来看, 空缺仍然很大这为农业院校相关专业的毕业生 ( 尤其是有土壤学基础的学生 ) 提供了一定数量的基础性工作岗位随着各级测配站机构的不断完善, 该职位需求会趋于饱和, 不过这还需经历较为漫长的时间 (2) 肥料配方设计是配肥加工供给的基础, 而中国幅员辽阔, 土壤资源类型多, 各地区土壤性质差异大, 不同区域或县域的优势农作物的种植情况不同等因素决定了配方设计的工作量大, 对肥料配方师需求量高因此, 农业院校相关专业的学生, 如植物营养专业毕业生可以通过考取国家级肥料配方师职业资格证, 进入全国省市县土肥技术推广机构及肥料配制加工行业 (3) 配方肥的销售环节是连接企业与农民的桥梁, 也是测土配方施肥的技术成果能否落地生根的关键, 而以上发展出的新模式也对肥料销售环节提出了更高的要求销售人员自身需具备扎实的基础知识, 能够了解农民的需求, 为农民购买配方肥提供指导意见, 使广大农民逐步掌握合理施肥量施肥时期和施肥方法, 自觉选择购买配方肥因此, 相关人员可以利用专业优势进入肥料销售企业或网点, 为农企有效对接服务, 同时提高技术到位率 (4) 开展测土配方施肥技术指导和培训, 并深入田间地头, 与农民共话科学施肥等都需要农技推广人员的参与现阶段国家越来越重视源于农业院校的农技推广人才培养, 致力于培养一批专业知识扎实愿意扎根基层服务农村的农技推广队伍, 改变以往基层农技推广体系人走线断网破的局面当然, 这需要决心做农技推广的农校毕业生培养吃苦耐劳奉献农村的精神 (5) 为满足新阶段测土配方施肥工作的要求, 开展田间试验土壤养分测试肥料配方数据处理专家咨询系统等方面的技术研发工作势在必行, 这也是不断提升测土配方施肥技术水平的必经之路对此, 相关领域人才可根据自身专业知识背景, 选择不同的研究方向, 如改进测土方法及所使用的试剂开发测土配方施肥信息管理与专家推荐系统以及建立相应的地理空间数据库等, 为测土配方施肥技术的推行提供了技术支撑和辅助决策一般来说, 对技术研发人员的技术要求较高 4 测土配方施肥技术存在问题剖析作为中国农业可持续发展的顶层设计, 起步于 2005 年的测土配方施肥项目经过 8 年的发展, 实现了由试点到巩固再到普及的历史性跨越, 可谓收益颇丰除了比较明显的作物产量和农民收入双增生产资料与资源消耗双节及减排效果外, 还恢复和重建了之前处于半瘫痪状态的全国土壤肥料技术推广队伍, 初步摸清了 1857 个项目县 ( 场 ) hm 2 耕地的土壤养分状况, 建立了主要作物 ( 特别是大田作物 ) 新的测土配方施肥指标体系和县域耕地资源管理系统, 逐步形成了教学科研推广和企业相结合的测土配方施肥工作平台虽然从试点之初至今全国范围内测土配方施肥技术的推广应用取得了显著成效, 并在一定程度上强化了农业基础设施的建设, 但依然存在一些严重制约该项技术应用范围及效果的问题 4.1 农企对接不畅测土配方施肥技术普及率低的主要原因, 重点不在于科研环节, 而在于推广环节测土配方施肥技术推广环节薄弱, 关键在于农企对接不畅在中国化肥产业整体产能过剩的情况下, 配方肥市场占有率却十分有限全国测土配方施肥技术推广面积还不及农作物种植面积的 1/2, 其中配方肥施用到田面积仅为 hm 2 [49], 不及技术推广面积的一半因此, 测土配方施肥技术的入户率到位率并不和其覆盖面积

6 172 中国农学通报呈正比从中国现行的农技推广体系找寻原因, 就是在最后一公里出现了问题, 现有的很多科研成果与农业技术都滞留在县以上农业单位, 往往到不了农民手中因为在实践中, 农民认识水平有限, 一下子完全改变施肥习惯有难度 ; 技术力量不足, 指导服务完全到位有难度 ; 肥料品种繁多, 农企对接不畅, 市场供应有 [50] 难度等等因素往往导致土壤肥料技术推广部门配好方把施肥建议卡发到农户技术指导到位, 农民也不一定会按方施肥因此, 如何把专家设计的纸上配方变成农民地里的配方肥, 打通这最后一公里是目前亟待解决的首要问题这涉及到配方究竟为谁做的问题, 虽然农民是施用配方肥料的主体, 是测土配方施肥技术的落脚点和关键点, 也是测土配方施肥技术能否取得最大效益的关键, 但农民这个群体只是在选择肥料种类上具有主动性, 而对配方产品的使用是被动的, 肥料生产企业才是将纸上配方转化为产品的实际执行者因此, 配方是为肥料生产企业设计的, 而其又以施用地的土壤养分状况为基础实际上, 产肥的商家和用肥的农民都没有测土配方施肥技术, 而技术推广部门又不生产肥料这种肥料与技术相互分离的状态, 成为制约测土配方施肥技术应用的最大障碍故 2012 年农业部 2 次召开会议研究测土配方施肥工作, 确立将测土配方施肥工作重心转移到配方肥推广应用上来, 要求农企对接, 将配方肥推广做细做实其中,3 月底农业部采取百企连百县方式开展配方肥的推广应用试点, 选择 100 家化肥企业与农业部门对接, 在 100 个县 ( 场 ) 1000 个乡镇 1 万个村开展农企合作推广配方肥试点, 尝试解决技术落地企业参与问题 [51] 补齐了企业这块短板, 政府还应在扶持和引导提方面下功夫, 而不是简单地将社会化服务与市场经济运作等同起来, 任期自由发展, 具体需要做好以下几个方面的基础工作 : 面向社会公布肥料配方, 严格筛选配方肥生产供应企业, 引导肥料企业生产配方肥, 合力促进配方肥推广应用但由定点企业生产配方肥供给市场, 容易违背市场规律, 形成市场垄断, 因此要建立起针对供肥企业的监督体系 ; 通过层层对接提高配方肥的入户到位率, 并为配肥生产入库和销售设立台账, 做好配方肥追溯体系的督促工作 ; 为合格企业构建和完善配肥经销服务网络提供所需服务, 以丰富配方肥供应渠道, 方便企业供肥及农民选购 ; 引导肥料生产企业建立配肥供肥网点, 利用智能化配肥设备为农民提供现配服务, 同时提供施肥指导服务最终, 对企业的服务要求实现以实质性对接为目的的两个服务, 即依托农企对接, 一方面服务企业, 一方面服务农民 4.2 测土配方施肥技术的农作物覆盖范围窄随着测土配方施肥项目的推进, 农民旧的施肥观念已经有所改变 : 过去重无机轻有机重氮肥轻磷钾肥和微肥重底肥轻追肥, 而今重视有机肥的投入, 实行氮磷钾平衡施肥, 根据土壤特点补施微肥 ; 过去盲目施肥, 现下会根据地力基础和目标产量, 确定氮磷钾和微肥的施用数量, 并合理确定底追比例与追肥的最佳时期, 一定程度上改变了过去一炮轰的施肥习惯但由于中国人多地少, 以仅占世界不到 9% 的耕地养活世界近 20% 的人口, 长期以来中国农业生产对化肥依赖程度高, 因此化肥过量施用现象仍然较为普遍, 尤以蔬菜果树等园艺作物较为突出据统计, 全国 6000 万 hm 2 经济园艺作物的化肥使用量约等于 1.1 亿 hm 2 粮食作物的化肥使用量, 蔬菜果树的平均 [50] 施肥量分别为粮食作物的 2~3 倍 3~5 倍而与开展测土配方工作较早历史久远的棉粮油等大宗作物相比, 测土配方施肥在蔬菜果树茶叶等园艺作物上的应用才刚刚起步, 测土配方施肥技术体系尚未完全确 [50] 立因此, 要在强化大田作物测土配方施肥工作的同时, 因地制宜地开展设施农业及园艺作物的土壤测试肥效实验, 逐步建立起对应的施肥指标体系并加大其在蔬菜果树等园艺作物上的推广力度, 尤其是生产条件较差的地区, 技术推广难的空白边远地区, 不断提高测土配方施肥技术的覆盖面 4.3 粗放施肥方式改观不大农民普遍文化程度不高, 对测土配方施肥的认识有限, 虽然一炮轰的施肥习惯有所改变, 但肥料撒 [52] 施表施浅施等粗放施肥方式还较为普遍, 导致肥料损失较为严重, 实际上总的化肥施用量还在增加因此, 要推进测土配方施肥技术进村入户, 必须探索建立有效的技术指导服务模式一方面, 集成创新科学施肥技术, 探索农艺农机结合的有效途径, 因地制宜 [52] 地推广水肥一体化和机械化深施技术 ; 另一方面, 积极发展农化服务组织, 帮助农民施肥到田, 解决施肥难 [53] 问题在此方面, 山东金正大公司推广的种肥同播技术是一个很好的探索, 实现了良种良法配套农机农艺结合, 为机械化施肥奠定了基础 5 测土配方施肥产业化的技术需求测土配方施肥的 5 个环节中, 测土配方施肥指导是公益性的, 需要国家的专项财政补贴政策上的引导和扶持作保障而配方肥料生产及供应等环节具有明显的经营性, 属于市场行为因此, 在推进该

7 李秋霞等 : 基于资源环境管理角度推进测土配方施肥的方法探讨 173 项技术的普及过程中, 既要明确政府和农业技术推广部门索要承担的公益性职能, 又要考虑企业的利益现阶段, 测土配方施肥的农化体系独立走向市场, 进行企业化运作还面临很多困难, 比如测试实验室的规范化配方设计的合理性等, 但测土配方施肥技术的全覆盖, 配方肥的规模化生产是科学进步政策完善市场成熟的必然趋势基于国家政策对测土配方施肥技术的公益性定位, 其产业化的技术需求主要集中在以下 3 个方面 5.1 土壤测试仪器设备研发技术需求择优筛选的配方肥生产企业可以根据农业推广机构公布的配方生产肥料, 但由此生产的配方过于单一, 不能满足具体到不同肥力田块的个性化需求, 因此一部分配方肥生产企业自己完成测配过程目前很多企业使用速测仪器进行测土配方施肥, 但速测仪器不具有可持续性, 不能批量处理土样, 易受环境影响, 且无法测出微量元素, 因此需要研发出更适合的田间测土仪器设备, 保证对样品的规范化和批量化分析, 不仅要满足 ph 值和氮磷钾等大量元素的测定, 还应能够测定微量元素, 以便为农民提供针对性的个性化测土服务 5.2 小配方肥研制及针对性施用的技术需求大配方肥主要针对大的生态区或作物种植带, 由大中型企业组织完成, 但由于不同地理位置的土壤质地作物类型耕作制度农业管理设施及肥料效益等不尽相同, 统一使用大配方违背了测土配方施肥技术缺什么, 补什么的初衷, 所以根据以上影响因素对大配方做出调整, 生产有针对性的配方肥极其必要, 尤其应结合当地气候条件为方便对配方肥种类的选择, 应开发智能终端配方施肥技术专系统, 对肥料配方的关键因素予以统筹管理, 整合配肥设备和计算机于一体, 以满足农民对配方肥小批量个性化的需求 5.3 农化服务机制创新技术需求在整个农化服务体系的测产施等诸环节中, 施用环节其实是关键环节, 也是该技术能否发挥效益的关键而如上所说, 如今的粗放施肥方式还较为普遍, 因此解决施什么肥, 怎么施肥, 谁来施的问题非常重要, 尤其是在农业的老妇幼化现象日益严重, 农业劳动力的操作技能明显下降的今天另外, 测土配方施肥技术只有同其它农业技术措施 ( 耕作灌溉病虫害防治 ) 密切结合起来, 才有好的效果因此, 提供类似套餐施肥综合管理的农化服务, 探索农艺农机有效结合方式, 有益于推动配方肥施用到田, 同时也解决了农村劳动力不足和农民施肥习惯等问题 6 运用资源环境管理手段推进测土配方施肥技术即使政府做好引导和扶持工作, 补齐了企业这块短板, 也不等于配方肥能够顺利的落户下田因为测土配方施肥技术的推广模式是一个不断摸索完善的过程, 难以迅速成熟 ; 农化服务的创新成果需进行不断检验修正, 难以一步到位 ; 某一个地区普及性应用的成功范例也不可能直接在另一地区复制, 各地区农化服务水平及配方肥推广速度参差不齐更为重要的是, 农民受可支配资金及阶段性生产预期的约束, 为追求投资利润最大化, 决策平衡中更高投入却无法直接看到相应回报导致测土配方施肥技术选择常出劣势被否定, 故大面积推广的实现依然面临不小的阻力这就需要运用恰当的资源环境管理手段作为配方肥到田下地的推手, 使农民自愿选择配方肥从农民的角度出发, 配方肥相对于普通化肥的节本增效培肥土壤优势需在施用后方可体现出来, 在施用前由于其价格较高, 驻足观望的农民不在少数由于测土配方施肥技术能够减少化肥使用量及损失量, 从而减少农业温室气体的排放量, 因此它为温室气体减排提供了一种可能的碳交易产品基于该技术的此项附加收益, 可计量施用配方肥的减排量, 对将施用配方肥的农民给予相应的报酬, 同时适当提供专项资助税收减免优惠等鼓励性引导性的财政补贴, 由此变相提高了农民应用测土配方施肥技术投资的经济回报, 成为扭转决策平 [54] 衡的关键程琨等已提出了一套用于测土配方施肥项目的固碳减排计量方法利用碳减排交易的市场激励手段引导农民施用配方肥进行减排, 不仅为高边际减排成本排放源提供全新的减排途径, 也为应用测土配方施肥技术的农民创造了特定的赢利模式, 反过来又扩大了配方肥的推广面积, 助推传统高碳农业向低碳农业的转变 7 结论与讨论测土配方施肥作为一项节本增效减污减排的低碳农业技术, 在中国进行大面积推广应用已有 8 年之久这期间, 各地借助国家测土配方施肥项目的东风, 探索出了相对高效的技术应用模式, 逐步建立并完善了与现阶段作物种类及特性栽培制度土壤肥力水平农民施肥方式相适应的施肥指标体系但是, 当前农企对接不畅技术的作物覆盖种类少粗放施肥方式改观不大等成为严重制约该项技术应用范围及效果的瓶颈, 因而, 今后一段时间内要将工作重心转移到配肥推广应用上来, 解决技术落地企业参与问题, 并因地制宜地逐渐扩宽技术的作物覆盖种类另外, 通过农艺农机的有效结合及农化服务组织的发展推动机械化

8 174 中国农学通报施肥, 解决农村老妇幼化导致劳动力水平严重下降施肥方式不合理的问题随着测土配方施肥技术从试点向全覆盖延伸, 配方肥施用面积的进一步扩大, 更为成熟高效的推广模式必然会推动配方肥走向独立的市场化运作, 带动土壤测试配肥加工配肥产品销售技术推广技术研发等行业的发展, 为具有相关知识储备的农业院校毕业生提供更多的岗位不过, 要实现配方肥的产业化经营还需满足以下技术需求 :(1) 研发出能短时批量测定土样的田间测土仪器设备, 尤其是作物生长敏感的微量元素的测定 ;(2) 开发适于小批量个性化配肥的智能终端配方施肥技术专家系统 ;(3) 不断创新农化服务机制此外, 笔者认为, 可以利用测土配方施肥技术的温室气体减排优势, 将其作为碳减排交易的可计量商品进行买卖, 通过这种市场激励手段促使农民自愿配方肥, 扩大配方肥的施用面积土样采集是土壤测试的重要环节, 是测定结果能否客观地反映土壤肥力水平的前提条件, 直接影响配方的科学性及有效性实际操作中, 采样时间采样点等都会给土样养分测定结果带来不确定性, 因此, 土样测试人员不仅要熟悉新研发仪器的使用, 还要掌握扎实的土壤学知识另外, 当前的施肥指标体系基于 3414 实验建立, 偏重氮磷钾等大量元素的配合施用, 使配方过于单一, 肥料施用受限于木桶定律而无法发挥出应有的增产效果, 因此在今后的实际测土及配方设计过程中, 应考虑不同土壤的养分丰缺与作物需求各元素间的互补协同关系施肥与其他农业技术在田间水肥管理措施下配合的整体效应, 以平衡各种养分的供应, 推动测土配方施肥技术向着养分资源综合利用的方向发展在此基础之上, 测土配方施肥技术的不断完善及配方肥到田率的进一步提高, 必将为增加粮食单产, 减少农业面源污染及温室气体排放量, 缓解资源能源压力做出巨大贡献参考文献 [1] 刘爱民, 封志明, 于格. 基于农作物需求的中国化肥资源供求平衡研究 (Ⅰ) 中国氮肥资源 [J]. 资源科学,2005(3): [2] 于成明, 徐静伟, 何邦令, 等. 农用化学品污染及预防建议 [J]. 生物安全学报,2012(03): [3] 刘青松. 农村环境保护 [M]. 北京 : 中国环境出版社,2003: [4] 朱新开, 盛海君, 夏小燕, 等. 稻麦轮作田氮素径流流失特征初步研究 [J]. 生态与农村环境学报,2006(01):38-41,66. [5] Bouwman A F, Boumans L J M, Batjes N H. Estimation of global NH3 volatilization loss from synthetic fertilizers and animal manure applied to arable lands and grasslands[j].glob Biogeochem Cycle, 2002,16(2):1024. [6] Beusen A H W, Bouwman A F, Heuberger P S C, et al. Bottom-up uncertainty estimates of global ammonia emissions from glob- al agricultural production systems[j].atmospheric Environment,2008, 42: [7] 郭艳萍. 气溶胶与人类健康 [J]. 周口师范学院学报,2006,23(5): [8] Mosier A, Kroeze C, Nevison C, et al. Closing the global N2O budget: nitrous oxide emissions through the agricultural nitro- gen cycle[j].nutrient Cycling in Agroecosystems,1998,52: [9] 哈丽丹买买提, 阿不利米提. 化肥污染的防治措施和方法探讨 [J]. 新疆农业科学,2005(S1): [10] 肖军, 秦志伟, 赵景波. 农田土壤化肥污染及对策 [J]. 环境保护科学, 2005(05): [11] 杨建浩, 韩晓日, 刘勇涛. 我国磷资源和磷肥施用中存在的问题及对策 [J]. 辽宁农业科学,2011,6: [12] 孙爱文, 张卫峰, 张福锁. 中国钾资源及钾肥发展战略 [J]. 现代化工, 2009,29(9): [13] 尤向阳. 论我国近年部分大型合成氨装置制气改造工程的积极意义 [J]. 大氮肥,2005(01):1-3. [14] 许秀成. 我国资源与环境呼唤优先发展缓控释肥料 [J]. 中国农资, 金正大控释肥专版,2006(9): [15] Forster P, Ramaswamy V, Artaxo P, et al. Changes in atmospheric constituents and in radiative[a].ipcc. Climate Change,2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change[M].Cambridge, United Kingdom and New York, USA: Cambridge University Press,2007. [16] 王艳群, 彭正萍, 薛世川, 等. 过量施肥对设施农田土壤生态环境的影响 [J]. 农业环境科学学报,2005(S1): [17] UK- China Project on Improved Nutrient Management in Agriculture: A Key Contribution to the Low Carbon Economy [EB/ OL]. website (English)/pages/ Projects/lowcarbon.html. [18] 程琨, 潘根兴, 张斌, 等. 测土配方施肥项目固碳减排计量方法学探讨 [J]. 农业环境科学学报,2011,30(9): [19] 施骥. 测土配方施肥方法研究 [J]. 农业科技与装备,2012(2):8-10. [20] 张淑辉. 测土配方施肥在农业生产中的作用存在的问题及对策 [J]. 农业科技通讯,2010(8): [21] 高祥照. 我国测土配方施肥进展情况与发展方向 [J]. 中国农业资源与区划,2008(1):7-10. [22] 农业部. 农业部关于印发测土配方施肥技术规范 (2011 年修订版 ) 的通知[Z]. 农发 [2011]3 号. [23] 张福锁. 测土配方施肥技术要揽 [M]. 北京 : 中国农业大学出版, 2006:4-6. [24] 杜森, 高祥照, 马文奇. 测配方施肥技术推广专题研究报告 [A]. 第五届中国农业推广研究征文集 [C]. 北京 : 中国农业科学技术出版社, 2006:10. [25] 李娟, 章明清, 孔庆波, 等. 福建早稻测土配方施肥指标体系研究 [J]. 植物营养与肥料学报,2010,4: [26] 潘顺秋. 关于建立测土配方施肥指标体系的思考 [J]. 安徽农学通报 ( 下半月刊 ),2009(18):52-63.

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