王 科,鐘文挺,何玉亭,孫 娟,蔡梣儀,徐張義,謝麗紅,李 浩
(成都市農業技術推廣總站,成都 610041)
肥料是保證糧食安全的重要物質基礎,過量和盲目施用不僅會增加農業生產成本,降低農業生產效益,還會給環境帶來巨大壓力,對地下水和空氣造成污染,導致耕地質量下降。測土配方施肥作為一項較為成熟的科學施肥技術,和傳統的施肥方式相比,在促進糧食增產、農戶增收、提升和保護耕地質量、治理農田面源污染減輕農業生產對環境的壓力方面具有明顯的優勢。農業技術推廣部門應堅持發展和完善測土配方施肥技術,持續推進和深化測土配方施肥技術成果應用。
測土配方施肥是以土壤測試和田間肥料試驗為基礎,綜合考慮土壤供肥特性、作物生長需求和肥料效應,在合理施用有機肥料的基礎上,提出氮、磷、鉀及中、微量元素等肥料的最佳用量、適宜比例、施用時期與施肥方式,同時協調好作物品種選用、栽培密度、耕作制度等農藝條件以及生態氣候環境條件,達到有機養分與無機養分平衡、大量養分與中微量養分平衡,氮、磷、鉀3要素平衡,實現高產、優質和高效的施肥管理技術模式[1]。
農作物正常生長普遍需要16種營養元素,而不同作物所需養分的種類、數量、比例等均不相同。通常在不同成土母質、土壤類型、灌溉方式、耕作施肥模式等因素下土壤養分含量差異較大[2-3]。測土配方施肥技術在土壤測試與田間試驗的基礎上,通過合理調整肥料營養元素配比,促進植物均衡吸收養分,滿足其正常生長需求,就能夠提高農作物的產量。許多研究表明,運用測土配方施肥技術能提高糧食作物產量,相比常規施肥,增產幅度在3%~7%[4-5]。另外,采用該技術在穩定提高糧食作物產量的同時也可減少氮肥用量,節約生產成本。張衛紅等[6]研究表明,采用測土配方施肥技術后小麥可節約純氮1.08~2.30kg/667m2,玉米可節約純氮2.06~2.92kg/667m2,水稻可節約純氮0.68~1.63kg/667m2,節本增效可達20元/667m2以上。
氮肥利用率低是我國農業生產中存在主要問題,我國氮肥利用率介于30%~35%之間,其主要原因是農戶盲目追求高產大量施用氮肥所致[7]。有研究表明在采用測土配方施肥技術后,我國糧食主產省的化肥施用強度降低13.5%,其中氮肥施用強度降低15.4%。農業農村部最新公布數據顯示,2020年我國水稻、小麥、玉米3大糧食作物化肥利用率已達到40.2%,比2015年提高5%,這與我國積極推廣測土配方施肥技術關系密切。王新霞等[8]的研究也表明,采用優化測土配方施肥模式可減少30%左右的地表氮磷養分流失,對農業生態環境的改善有積極作用。雖說我國化肥利用率正穩步提升,但相較于歐洲、美洲等一些農業發達國家,其氮肥利用率高達70%左右[9],還是有不小的差距。因此,持續開展測土配方施肥工作,對我國農業生態環境質量的改善具有不可替代的作用。
傳統農業生產中往往存在偏施、濫施氮肥,少施、不施有機肥和鉀肥的現象。這不僅會造成土壤硝態氮的大量盈余和累積,還會造成土壤酸化板結并破壞土壤微生物群落,最終造成土壤肥力大大下降[10]。測土配方施肥技術作為耕地質量提升的重要技術措施之一,通過采用有機肥與化肥配施、平衡施肥、精準施肥等技術手段,實現耕地用養結合,土壤改良,養分均衡,肥力水平提升,最大限度發揮耕地增產潛力。同時根據作物的需肥規律,科學施肥也減少了農作物病蟲害的出現概率,保證了作物產量的穩定和品質安全。
中國農業排放的溫室氣體主要由甲烷、氧化亞氮、二氧化碳構成,以前兩類非二氧化碳溫室氣體為主。有研究表明[11-12],農田N2O排放量占施用氮肥量的0.001%~6.8%,不同施氮肥水平之間N2O排放量存在明顯差異,控制氮肥用量對降低農業碳排放的效果最好。推廣應用測土配方施肥技術,能顯著提高氮肥利用率,在保證糧食產量的前提下,減少氮肥用量[13],進而減少溫室氣體排放,為低碳農業的實現提供基本保證[14],同時也為農業領域的碳達峰、碳中和提供了可靠的技術保證。
我國測土配方施肥項目自2005年全面開展以來,主要傾向于糧油作物,因此我國糧油作物測土配方施肥技術指標體系較為完善。對于蔬菜、果樹等經濟、園藝作物,由于種類繁多,區域性較強,加上項目支撐力度較弱,造成其技術指標體系不夠完善。近些年,隨著種植業結構的調整,經濟、園藝作物種植面積逐漸擴大,由于相關技術指標體系不完善及業主盲目追求高產,造成不合理施肥問題突出[15]。例如,在蔬菜生產中普遍存在有機肥料與無機肥的配比不合理和肥料養分比例不協調等問題。許多蔬菜合作社、種植大戶為了提高產量,大量施用無機肥料,也導致土壤出現連作障礙、土壤酸化和養分不均衡的問題。
測土配方施肥技術應用過程中,配方肥的生產、供應是連接測土、配方和施肥指導的重要環節。以成都市為例,受不同地域條件、作物類型、土壤類型、農戶種植習慣等因素的影響,不同縣(市、區)、不同村鎮,甚至同一地域條件下不同田塊之間土壤養分差異很大,制定配方難以兼顧配方施用效果和配方肥生產供應實際操作性。同時近年來受市場因素的影響,配方肥生產原材料漲跌幅度較大,肥企生產經營風險加劇。總的來說,就是肥料企業受生產規模化、批量化、成本、效益等因素的影響不愿生產小區域配方肥,喜歡搞大配方,平均配方肥和作物專用肥,在加上后期缺乏對小調整追肥的技術指導,因而導致在技術應用的最后“一公里”很難達到真正意義上的區域配方施肥。
目前,成都市縣鄉兩級的土肥、農技等測土配方施肥技術推廣機構嚴重萎縮,專業技術人員嚴重不足。縣級相關工作負責人員一般僅有2~3人,個別縣(區、市)僅1人,而且身兼數職。鄉鎮農業服務中心專業技術人員數量更少,一般僅有1人負責相關工作且身兼數職,部分鄉鎮農技干部忙于鄉鎮政府工作,疏忽了本職工作。同時,技術人員老齡化問題也是十分突出,人員得不到補充。基于上述原因,現在多數縣(區、市)的耕地質量調查暨測土任務,均通過購買服務的形式由第三方技術服務機構或檢測機構開展。由于三方機構對當地的土壤條件、種植情況、農業生產布局等情況不了解,出現了采樣不具有代表性、檢測質量參差不齊等問題。雖然各地土壤調查采樣檢測工作都在正常開展,但數據的開發和后續應用明顯滯后,許多土壤化驗數據不能及時反饋給農戶,這嚴重制約了測土配方施肥技術的應用效果。
目前,多數縣(區)農業技術推廣機構主要通過向農戶、合作社業主發放施肥建議卡和宣傳資料和集中開展技術培訓等傳統形式宣傳推廣測土配方施肥技術。雖然農戶學習到了測土配方施肥技術,但在沒有項目配套實施的情況下多數農戶,特別是小戶散戶由于技術應用的效益不明顯,不愿將其用于實際生產中。部分地方也針對種植大戶推廣使用田間養分管理專家決策支持系統、移動信息查詢系統等農業服務產品,新技術的應用對測土配方施肥技術推廣起到了一定作用。但是多種類型的測土配方施肥系統均存在操作人性化水平低、用戶體驗差、數據更新不及時等問題,真正得到用戶認可并且能夠在農戶與農技管理人員中間廣泛普及使用的產品與技術數量較少。
測土配方施肥技術指標體系是處于不斷更新和完善中的,隨著作物品種更替、土壤肥力變化等指標的變化,其技術體系也需要隨之調整。因此,農業技術推廣部門也要堅持開展田間試驗、土壤測試和技術指標更新工作。農業農村部門、高校科研院所、相關工作企事業單位等應繼續支持測土配方施肥項目的開展。在持續完善大田糧食作物(水稻、玉米、小麥、油菜)肥效試驗的基礎上,合理擴大開展蔬菜、果樹等經濟、園藝作物的田間肥效試驗,通過構建覆蓋不同區域、土壤、種植模式、作物品種等因素的經濟、園藝作物施肥指標體系,擴大測土配方施肥技術的應用范圍和實用性。
配方肥的生產是測土配方施肥技術應用的重要環節,為保障和支持測土配方施肥工作長期、有效、有序開展,政府應根據當地農業及企業的實際情況,出臺相應的政策,同時提供必要的資金保障。由于配方肥的生產存配方數量多、適用區域小、單個肥料配方訂單量小等問題,而企業生產經營更傾向于規模化生產、批量化供應。因此,農業部門要探索和解決農戶配方肥實際需求和企業生產供應間的矛盾,完善企業生產與機制,加強對企業配方肥生產過程的技術指導,努力擴大配方肥施用面積。同時,各地方政府要結合農業環境保護、化肥減量的工作,配套相應的政策和資金,以鼓勵和支持肥料企業運用供銷社、農資店、連鎖店、物流配送等手段,全方位構建配方肥料基層產銷網絡。
測土配方施肥技術已作為保護生態環境,防治大氣、水和土壤污染的重要技術措施列入《中華人民共和國大氣污染防治法》《中華人民共和國水污染防治法》《中華人民共和國土壤污染防治法》。這表明測土配方施肥工作已由一項技術措施提升為黨和國家支農惠農、保護生態環境的長效政策措施,各級政府應高度重視,加緊建立和完善測土配方施肥技術應用的長效機制。同時,推廣測土配方技術需要建設一支技術過硬有事業心的農業科技隊伍,構建和完善技術服務體系[16]。因此,有條件的地方應根據實際情況增加編制,鼓勵優秀的農業院校畢業生到基層推廣站工作,通過工作帶動培養一批有想法、干實事的鄉鎮農技工作者,幫助開展土壤采集、測土配方施肥技術宣傳和指導工作。
測土配方施肥技術的推廣效果,與種植戶的理解和接收程度也息息相關[17]。因此,基層一線農技推廣部門要在測土配方施肥宣傳的廣度和深度下功夫,在傳統技術宣講的基礎上,廣泛采用各類直播、短視頻、社交等新媒體平臺開展技術推廣,采用線上和線下相結合的形式,創新激勵機制,提高農民參與和學習的興趣,提高測土配方施肥技術入戶率和覆蓋率。同時,可采取“突出重點、示范帶動、穩步推進”的原則,結合種養循環、有機肥部分替代化肥、高標準農田建設等工作,創建科學施肥技術綜合示范區,讓廣大農民看到測土配方施肥技術的成效。另外,還要積極利用先進的科學儀器,創新技術方法、優化工作機制,加強技術集成,不斷的提高測土配方施肥技術的實用性[17]。要在傳統的分析技術中不斷引入3S技術、云技術、機器學習、人工智能等現代化、智能化的新技術,充分挖掘現有信息的價值[19],進而實現傳統與現代技術的有機結合。