基于測土配方施肥的化肥減量增效技術應用探討

邵賽男，夏曉燕，蔣玉根，徐君，裘雪龍，胡敏駿，張海娟

(杭州市富陽區農業技術推廣中心，浙江 杭州 311400)

化肥作為農業生產的基礎，在促進我國糧食增產和農業發展的過程中起到了不可替代的作用[1]。這些年來，我國化肥使用量迅速攀升，2014年達531.9 kg·hm-2，約是世界平均水平的3.9倍，高于歐美等發達國家[2]。2015年農業部提出“一控，兩減，三基本”的農村污染治理目標，其中“兩減”之一就是化肥施用總量減量。化肥施用總量減量，減的是不合理施用的肥料。富陽區為實施化肥減量，提出了5個化肥減量實施技術集成，其中之一就是平衡施肥技術(即測土配方施肥技術)。本文基于富陽區的測土配方施肥技術數據，探討實現化肥減量的經驗與做法。

1 應用現狀

測土配方施肥是在科學分析作物基于目標產量，根據土壤供肥能力和作物需肥特性，制定適宜的施肥量，并合理調整各生育期施肥比例，從而促進化肥減量增效的一項重要措施[3]。富陽區作為2006年第一批測土配方施肥項目縣，開展了測土配方施肥技術的具體實施。通過15 a的實踐，富陽區共采集、檢測土壤樣本11 000多個，開展田間試驗400多組，形成了水稻、油菜、茶葉等主導作物的施肥指標體系和測土配方施肥技術體系，建立了測土配方施肥專家系統，為作物的科學施肥奠定了基礎。

1.1 富陽區土壤養分信息

2016年5月在全區24個鄉鎮重新采集水田土壤樣本1 062個，全面分析了水田土壤養分信息，并根據《測土配方施肥技術規程》《浙江省標準農田地力調查與分等定級技術規范》分析富陽區水田土壤養分的豐缺分級情況。結果pH 5.85，容重1.17 g·cm-3，全氮1.91 g·kg-1，有機質30.5 g·kg-1，有效磷50.1 mg·kg-1，速效鉀97 mg·kg-1，陽離子交換量13.7 cmol·kg-1，水溶性鹽0.43 g·kg-1。

依照《測土配方施肥技術規程》《浙江省標準農田地力調查與分等定級技術規范》，富陽區水田土壤有效磷含量處于1級指標(>40 mg·kg-1)，全氮、有機質含量處于2級范圍，速效鉀處于4級范圍，土壤肥力指標處于保肥能力中等水平。根據生產實際及土壤分布情況，富陽區地處丘陵地貌帶，土壤類型多，紅壤、黃壤在富陽境內均有分布，且種植作物類型多，僅依照平均值來判斷土壤的豐缺指標是不合理的。

富陽區土壤pH值變異大，最高達8.35，最低僅3.55。由于土壤pH值對土壤養分的有效性影響很大，有必要根據土壤的酸堿度來分析土壤的養分狀況。根據土壤pH值劃分的土壤養分數據分布結果見表1。

表1 依據土壤pH值分級的土壤養分指標平均值

表1分析可知，富陽區土壤有效磷含量隨pH值的升高而逐慚降低，pH≤6.5的水田有效磷相對較高，因此，在制定磷肥使用運籌方案時，要控制pH≤6.5土壤的磷肥施用。pH>6.5、全氮含量處于1級以上水平的水田，可適當考慮控制氮肥的施用。pH>4.5～6.5，全氮、有機質及陽離子交換量的平均值明顯低于其他pH值范圍內的土壤養分平均值，應加強該pH值范圍內的土壤養分管理。結合各方面的分析，富陽區化肥減量的總體目標是減少磷肥的不合理施用。

1.2 化肥減量目標的制定

根據土壤pH值區間的養分指標分析可以找出需要減少化肥使用的基本方向，但化肥減量的具體實施，僅僅了解這些信息是不夠的，我們還需要分析在保證產量的前提下如何減少化肥施用量，減量方案執行后具體能減少多少化肥的施用量。

依據pH值劃分的土壤酸堿性代表面積，可粗略地制訂化肥減量的方向和具體的減肥目標。以減少磷肥施用總量為例，將水稻的目標產量設定在9 000 kg·hm-2，每收獲100 kg水稻需P2O51.3 kg，磷肥施用量=目標產量×單位收獲養分吸收量-土壤速效磷×0.25(肥料利用率)。根據表1中pH分級的土壤有效磷含量平均值，pH>5.5～6.5土壤有效磷含量是較為理想的狀態，以該值折算的磷肥施用量為準，測算土壤pH值分級下的土壤磷肥施用情況及減量目標。結合面積數據，富陽區可制定磷肥總量的減量目標(表2)。

表2 土壤pH值分級的代表面積、磷肥施用量及磷肥減量目標

1.3 基于測土配方施肥技術開展化肥減量工作的田間試驗情況

化肥減量不能盲目減量，減量的目標是為了實現更科學的肥料管理，提高化肥利用率，減少因過度施肥造成的水體富營養化情況。對養分相對薄弱的土壤不應盲目追求化肥減量，應針對不同作物、不同土壤的養分狀況提出不同的土壤施肥管理方案。

富陽區實施測土配方項目以來，一直開展田間試驗，特別注重化肥利用率的田間試驗，實施以測土配方施肥為主處理的田間長期定位試驗。由表3可知，富陽區近年來的水稻種植化肥利用率均高于全國平均值，這得益于測土配方施肥技術的實施和配方肥的全面應用。美國糧食作物氮肥利用率大體在50%，歐洲主要國家大體在65%[4]，與國外相比，富陽區的氮肥利用率還有不小的增長空間。

表3 富陽區水稻的肥料利用率

以2019年富陽區磷肥利用率33.56%為例，較磷肥利用率25%折算，應設定的磷肥總量減少目標為77 995 kg。由此可見，提高肥料利用率能大大促進減少化肥總用量目標任務的達成。

富陽區自2008年開展長期定位監測點試驗，通過監測點產量及地力監測數據，比對測土配方施肥區與農戶習慣用肥區的土壤地力和水稻產量的變化情況。2008年建立的4個地力監測點的基礎地力數據情況詳見表4。

表4看出，4個地力監測點的有效磷含量低于全市平均水平，因此，在這4個監測點的測土配方施肥試驗中，主要做的是控制氮肥使用，適當增加磷肥施用，其測土配方施肥建議的施肥方案見表5。

表4 4個地力監測點2008年的基礎地力數據

表5 測土配方區與農戶習慣施肥區用肥水平比較

測土配方實施后對產量的影響情況。2008年水稻產量洞橋鎮賢德村為7 170 kg·hm-2，胥口鎮下練村為8 295 kg·hm-2，淥渚鎮新浦村為7 005 kg·hm-2，東洲街道富春江村為5 520 kg·hm-2。經8 a田間監測試驗后，除空白區以外，水稻產量均有所增加。2017年4個監測點不同試驗組水稻產量如圖1所示。

圖1 2017年不同監測點的水稻產量

由圖1可知，采用測土配方施肥的處理，除胥口鎮下練村監測點外，水稻產量均比農戶習慣施肥區有不同程度的增加。而在測土配方施肥基礎上加施有機肥，則均比農戶習慣施肥區增產效果明顯。因此，采用測土配方施肥技術，在保證化肥減量目標實現的同時,不僅不會使水稻產量下降，還能帶來不同程度的增產效果。

1.4 基于測土配方技術的化肥減量技術流程

取土分析本地區的土壤養分及肥力情況；根據土壤養分及肥力情況研究化肥減量的具體目標；結合田間試驗制定適合本地的化肥減量實施方案并組織實施；通過年度之間實施區土壤肥力變化的分析，結合當季肥料利用率數據評價，分析化肥減量方案實施后的效果，評價化肥減量方案實施后是否對作物產量及品質造成重大影響；根據評價結果完善化肥減量實施方案(圖2)。

圖2 基于測土配方施肥技術的化肥減量流程

2 主要問題

富陽區農田以中低產田為主，農民為確保高產而過量使用氮肥及高比例的復合肥料，造成肥料供應與作物需求不同步。因此，建議富陽區實現化肥減量的主要途徑：一是推薦農戶使用適合比例的配方肥(復混肥料)，減少比例不協調的復混肥料的使用；二是采用有機替代技術，使用有機肥來替代部分化肥，擴大冬綠肥的種植面積，科學秸稈還田及商品有機肥使用，提高土壤保肥能力，減少化肥施用；三是采用新型肥料，特別是緩控釋肥料、水溶肥料、液體肥料、生物肥料替代傳統化學肥料，減少化肥使用量；四是改變施肥方法，如推行化肥機械深施、肥水耦合技術；五是信息化施肥技術，利用已建立的測土配方施肥專家系統及耕地地力評價數據庫，實施變量施肥技術等。

在五項工作推進的過程中，實施效果較好的是第一項和第三項。第二項措施因商品有機肥施用費工及秸稈還田后造成后作耕作麻煩而不受農戶歡迎，綠肥種植雖深受農戶歡迎，但比較效益低。第四項措施受丘陵地形限制，很多農田無法全面實現農業機械化，實施效果有限。第五項技術因數據庫更新頻率等技術限制，未能得到全面應用。除采用技術措施外，在實施化肥減量增效工作中還存在以下問題：

2.1 土壤養分評價標準不統一

目前，國內對于農田土壤養分分類沒有統一執行的標準，無法就土壤養分做出標準統一的評價。這就影響了化肥減量目標的制定，是否需要減量，減掉多少是合理，取決于化肥減量方案制定者，并非統一制定的減量目標。

2.2 宣傳效果不顯著

雖然有針對化肥減量開展的各種科普宣傳及技術培訓，但仍有農戶將作物生長不良歸咎于化肥施用不足，造成了不少因過量使用化肥而作物生長不良的情況。科普宣傳、科技下鄉方式單一，培訓活動培訓人員涉及面不夠廣，制約了化肥減量工作的進一步實施。

2.3 測土配方數據信息管理水平滯后

測土配方數據信息雖然已經建立信息平臺，并將平臺信息及設備普及到每個鄉鎮，但因操作方式不夠簡潔，信息內容復雜，施肥建議卡不能覆蓋所有種植作物等原因，影響了農戶使用測土配方施肥系統的積極性。

3 小結

采用pH值分級法劃分土壤養分信息，有助于化肥減量方案的構建。但該方案也存在一定局限性，對于特定區域養分指標變異系數大的地塊，適用性有待研究。提升化肥利用率才是完成化肥減量施用的捷徑。

隨著化肥減量工作的持續推進，使用化肥總量減量這一考核目標，并不能從根本上解決農田化肥使用過量這一問題。提高測土配方施肥技術的普及率，建立不同尺度的管理指標，相應標準可借鑒歐美等國家化肥減量的成功經驗，制定養分管理政策法規制度等[5-6]。服務體系上加強與服務主體間的溝通與共享，實現資源高效利用、服務互補[7]，才能更有效地推進化肥減量工作的實施。