[科普中国]-浅谈对测土配方施肥的认识

1测土配方施肥这个名词被广泛认识

测土配方施肥这个名词只要是参与农业生产工作的劳动者都不陌生，包括直接从事种植业的和为种植业者服务的劳动者，这个词之所以得到广泛传播，一方面是国家的确在投资开展测土配方施肥工作，而且在一些地区和某些方面取得成效；另一方面是大家渴望科学种田，认为科技投入一定是好的，所以对测土配方施肥工作广泛关注；第三方面，也是非常重要的，市场上化肥厂家抓住这一科技概念广泛推广自己的产品，正如现在的纳米概念、量子概念进入广告页面以提升化肥产品的“科技”水准，化肥经销尤其是掺混肥的经销如果不赶快冠以高科技水准的名词就是严重的落伍。

目前，有很多化肥厂家都打上测土配方施肥的标签，当检视配方的时候，能拿出五个以上配方的就很少了，当你问他们那个配方适合本地的时候，他会把选择权交给你，或者说附近这个配方卖得好或用得好，那么在这种情况下归根结底还是经验施肥，要么是别人的经验，要么是你自己经验。

一个厂家生产出5个配方，如果能够根据不同的土壤类型和田间试验加以分类应用，那就具有一定的科学性了，如果再根据土壤养分检测数据进行使用量的施肥指导，那么这也就可以归类为测土配方施肥。但效果要看其科学基础和数据基础。

有人认为测土配方施肥很简单，不就是测试一下土壤，告诉种植者土壤养分含量是多少，然后告诉他们应用多少肥料吗。听起来的确似乎有些道理，土壤养分含量的检测工作现在很多实验室都能够做好，农业科研院所和大学都可以进行检测，通过测土配方施肥项目各个县级单位成立的土壤化验室也都能做好。尽管土壤化验也是一项专业性极强的复杂技术工作，但测土配方施肥工作最难的不是化验数据的获得，而是化验数据的应用。

2测土配方施肥土壤检测数据的应用

把正规采集的土壤样品交给正规的检测机构，就可以得到检测数据，所得到的检测数据意味着什么，如何应用，需要一套指标体系，也就是所获得的检测数据，是含量高还是含量低，施多少肥料才是科学的呢。

微量元素施肥指标的建立相对简单，在相对一致的生态区域开展多点（每年10点以上）微量元素的田间试验，选择正规产品，设立严格的对照，对试验区的基础土壤样品进行对应微量元素的检测，对不同养分含量地块的增产和减产进行分析，正常情况下养分含量低施用微量元素就会增产较多，而土壤养分含量高的则增产较少或者减产，将增产幅度与土壤养分含量建立相关性，就会找到土壤养分含量高低的临界点。硼元素是大家比较熟悉的一种微量元素，硼肥对作物的影响就非常典型，当作物缺硼的时候会影响花粉育性，缺硼会花而不实，但是如果土壤中硼过量的时候，则会引起作物重毒，硼砂过量施用则具有灭生性作用，导致作物或植物多年受害。通过多年田间试验，硼肥的应用要特别小心，经过3年的试验得出结论，在北兴农场玉米上，当土壤有效硼含量低于0.3mg/kg时施用硼肥增产明显，增产超过10%，当土壤有效硼含量高于0.4mg/kg时施用硼肥则减产明显，减产10~20%，这对硼肥的销售人员来说是个坏消息。所以对于硼肥的科学应用，测土配方施肥就十分有意义了。

微量元素锌肥比硼肥要温和一些，土壤速效锌的丰缺临界点是1.35mg/kg，当土壤速效锌含量小于1.35mg/kg时施用锌肥玉米增产10%左右，当土壤速效锌含量高于1.35mg/kg时，则出现减产趋势，但是减产幅度不大，这对锌肥的销售人员来说比销售硼肥安全。

这个微量元素的丰缺指标和施肥指标是在北兴农场经过田间试验得到的结论，因此它适用于北兴农场这一区域的施肥指导。而其他的生态区域和土壤类型应该建立自己的丰缺指标和施肥指标。

对于微量元素来说，找到土壤养分丰缺临界点就可以了，而对于大量元素氮、磷、钾来说，就不能像微量元素那样找到丰缺临界点那么简单了。对微量元素可以认为是定性的分析，就是缺与不缺的定性，缺就用，不缺就不能用。而对于大量元素要进行的是定量的分析，是研究多少含量用多少化肥的研究。

大量元素的研究通常需要获得的是最大产量施肥量和最经济施肥量，在一块地进行一种元素化肥量级的田间试验，不同的施肥量获得不同的产量，施肥量和产量建立数学函数关系，产量与施肥量遵循报酬递减率，从而得到最大产量施肥量，考虑化肥和粮食的经济价值得到最经济产量施肥量。在一个区域广泛开展这种试验，就可以得到施肥经验，那么把这种经验进行推广就是经验施肥。这种经验施肥还是十分普遍的，对于化肥经销商来说也是非常直接的，对于种植者来说也非常直观和容易接受，这种经验可能也考虑地块与地块之间的差异，但这种差异仍然是依赖于多年积累的经验，对于土壤养分含量意义的理解没有数据上的概念。通过田间试验和土壤化验，不同的养分含量的确具有不同的最大产量施肥量和最经济施肥量，养分含量越高，最经济施肥量就比较低，养分含量越低最经济施肥量就比较高，把多年多点的最经济施肥量与土壤养分含量建立数学函数关系，就得到了这一个区域的施肥指标，也就是得到土壤检测数据，就能通过数学函数计算出科学的施肥量。对每一块地进行土壤检测，那么就可以对每一块地进行施肥指导。

施肥指导不只是单一元素的指导，而是对氮、磷、钾及微量元素的一个综合性指导，因此每块地的施肥指导意见绝大部分是不同的，得到完全相同施肥指导意见概率是非常低的。所以说测土配方施肥是一种精准的个性化施肥指导技术，需要建立数据库，建立自动化的测土配方施肥专家指导系统。将来这个专家指导系统直接安装到自动化施肥机械上实现精准的科学施肥。

3测土配方施肥的意义

测土配方施肥是一个专业的系统工程，是一个施肥的宏观决策系统，而不是某一个化肥的具体使用方法，大家最容易学习和接受的是具体的技术方法，具体的技术方法更容易彰显个人魅力，也更具有吸引力。而作为系统工程需要的是团体完成，这个团体中有人采样，有人化验，有人进行田间试验，有人进行数据分析，有人研究施肥配方，有人进行数据库系统的维护与管理，还得有人推广和有人应用，所以测土配方施肥很难彰显个人魅力，必须是团体内和团体间紧密合作，紧密合作的基础则需要共同的价值取向，共同理解该做什么和怎样做。这个施肥的宏观决策系统需要政府、企业、市场和个人的一致认同，并对决策加以遵守，测土配方施肥才能得以广泛应用和发挥效用。

在20世纪70、80年代学生的教科书中曾提过，青少年处于身体发育时期，需要多吃点肉，以补充营养，但现在的教科书却不这样说了，倒是很多关于医疗保健知识却要求少吃点肉，适当补充膳食纤维。原因就是现在的生活水平高了，随之而来的就是人们肉吃的过量或者其他能量摄入过量，出现了很多富贵病。有人研究人类喜欢过量的摄入食物是上百万年遗传演化的结果，在上百万年原始狩猎采集时代，有机会多摄入一些食物，就会多一些生存和繁衍的机会，而到了今天这个食物非常丰富的时代，每天都摄入过量的食物可不是好事，要想健康就需要主观对抗这种进食欲望，控制好饮食。2010年饥饿和营养不良合计夺走了约100万人的生命，但肥胖却让300万人丧命。2014年全球身体超重的人数超过21亿，而营养不良的人口是8.5亿。

在20世纪70、80年代我国化肥很少，化肥的施用使我们的粮食产量得到巨大提升，不只是粮食能供应我们吃饱饭，还逐步使我们每顿都能吃上肉。随着化肥产能的提升，化肥的总使用数量迅速提升，单位面积应用的化肥的量也迅速提升，到今天为止，化肥成为农业生产不可或缺的生产资料，甚至很多人认为化肥用量只能增加不可减少。今天如果突然把化肥减少或取消，给人的感觉可能就像突然餐桌上肉减少或消失的感觉。我们不能回到没有肉吃的时代，同样也不能回到没有化肥应用的时代。但我们化肥的用量的确是超量了。化肥用量超量的心理基础就是吃饱一点总比饿肚子强，而现代医学研究表明，要健康就要进食适量、种类搭配合理。测土配方施肥研究结果表明，化肥应用也要要适量和搭配合理。

那么化肥用多少才是适量呢？目前化肥施用适量的指标有三个。

第一个指标是产量指标——最大产量施肥量，化肥的应用遵循报酬递减规律，也就是每增加1公斤化肥，这1公斤化肥增加的粮食产量比上一个1公斤增加的粮食产量要少，当我们增加化肥使产量不再增加时，这时的施肥量就是最大产量施肥量。也就是人们最常关心的施多少肥产量最高。这一标准适用于化肥廉价而粮食短缺的年代，如果施用化肥没有成本，当然是产量最高的就是最好的施肥方案。

第二个是经济指标——最经济施肥量，考虑的是经济收益，而不单纯考虑粮食产量。仍然是遵循报酬递减规律，每多投入1元钱，换回的收益比上一个1元钱换回的收益要小，当我们增加投入的1元钱只能换回1元钱的时候，我们就不能再继续增加投入了，因为再增加1元投入换回来的收益就会小于1元。比如我们已经施用化肥30公斤，玉米产量是600公斤，当我们施用31公斤化肥，玉米产量是602公斤，这1公斤化肥价值3.2元，而这2公斤的玉米正好也是3.2元。那么我们多施的这一公斤化肥就是失去了经济意义。按照报酬递减规律推算，施肥32公斤的时候，产量必然低于604公斤，那么再多投入的1公斤化肥在经济上就出现了亏损。

第三个标准，是生态指标。生态指标十分复杂，目前还没有一个严格的和权威的指标，从影响范围和分析的难易程度来看，应该分为狭义指标和广义指标。狭义指标要考虑的生态范围要小一些，考虑对当地土壤养分含量变化的影响，考虑对当地水体污染情况的影响等等；而广义标准则要从人类的命运和全球生态的范围加以研究和考虑，显然范围越大研究和制定起来就越困难。

当你告诉人们，这样施肥产量最高，那样施肥经济效益最好，在不怎么费事的情况下就比较容易被接受，但是如果你只和他说你这样施肥有利于生态改善，他首先考虑的是这和我关系密切吗？所以说测土配方施肥这件事需要的是共同的价值取向，需要共同的认知。

人类命运正面临着三大问题的挑战和威胁，第一是核毁灭，如果对这个问题投票，大家肯定都反对核战争，因为这个太激烈，我们都不愿意一下子遭到毁灭；第二个问题就是生态崩溃，尽管生态崩溃也会导致人类毁灭，但没有核毁灭那么激烈，如果对这个问题投票，大家可能就不会像第一个问题那样完全一致，说到全球变暖，甚至有人还会侥幸地说，那不是有利于我们北方的农业发展吗？要是说施肥会导致生态崩溃可能就更会觉得危言耸听了。然而自从人类登上历史舞台，就开始破坏着原本平衡且复杂的生态系统。据研究在7万年前的认知革命发生的时候地球上大约有200属体重超过50公斤的大型陆生哺乳类动物，到狩猎采集时代后期和农耕时代早期，大约1.2万年前，地球上这样的哺乳动物减少到约100个属，也就是远在人类还没有发明轮子、文字和铁器之前，智人利用6万年的时间使全球大约一半的大型兽类魂归西天，就此灭绝。人类造成的第一波的生物灭绝浪潮是由采集者的扩张所带来的，人类历史约有250万年，而在7万年前的认知革命大大提升扩张进程，智人的迅速扩张导致大型陆生哺乳类动物迅速减少，其中包括4.5万年前智人到达澳大利亚，使澳大利亚巨型动物绝种，1.6万年前智人到达美洲，使美洲巨型动物绝种，可以说这一波生物灭绝是地球上陆生动物的厄运；接着第二波的灭绝浪潮则是因为1.2万年前开始的农业革命，农民的迅速扩张，本来是野生动植物的荒野被一场大火改造成只有小麦的粮田，除了驯化的动植物在数量上得到扩张，其它动植物种类及数量都迅速减少，大部分灭绝；而第三波灭绝浪潮则开始于200年前的工业革命，动植物更是大规模灭种，其速度原有超过前两波，而第三波除了人类迅速繁衍挤占空间，更主要的是污染环境，地球变暖，它所带来的是全球生物的厄运，极有可能也是人类的厄运。根据10年来对全世界哺乳类动物状况的一项最新评估，全世界哺乳类动物当中25%的物种面临灭绝危险。“濒危物种红色名单”显示，世界一半多哺乳类物种的数量在减少，亚洲灵长类特别受到威胁。第一波和第二波灭绝浪潮主要对陆地生物影响很大，而第三波灭绝浪潮则波及广阔海洋中的生物。地球上在人类历史之前曾经发生过5次物种大灭绝，而我们正处于第六次物种大灭绝之中，而这第六次是人类造成的。如果要说因为你多用了1公斤化肥而杀死了大西洋里的一只鲨鱼，你会怎么想呢？你肯定会说：“这可不是我一个人的事”，的确不是一个人的事。鉴于此必须全面动员起来做点什么，包括少施用1公斤化肥。

根据测土配方施肥研究，北兴农场当前产量水平下玉米籽粒+秸秆K2O养分吸收量11.34kg/667m2，其中秸秆K2O养分吸收量8.75kg/667m2，籽粒K2O养分吸收量2.59kg/667m2，秸秆养分进行还田，籽粒收获转移走K2O养分2.59 kg/667m2，根据测土配方施肥的指标体系指导施肥平均最经济施肥量为3.34 kg/667m2，平均最大产量施肥量为3.67 kg/667m2，因此在产量标准和经济标准指导下，施肥量比籽粒养分移出量多1 kg/667m2左右。玉米在当前产量水平下籽粒+秸秆P2O5养分吸收量5.29kg/667m2，茎叶养分吸收量为1.81kg/667m2，秸秆进行还田，籽粒收获转移走P2O5养分3.48 kg/667m2，北兴农场玉米平均施肥量在4.0 kg/667m2，施肥量比籽粒转移走的养分高0.52kg/667m2。由于近10年玉米面积迅速扩大，使土壤速效钾和有效磷得到显著提高。从这点看，玉米的磷钾肥最大产量施肥量和最经济施肥量都高于籽粒转移走的养分，因而被留在了土壤之中。水稻生产也存在这个问题，就是磷钾肥的施肥量大于籽粒养分转移走的量，但水田的土壤养分相比旱田可能不会升高的多，因为水田随水流失较多是不可避免的，而这种流失势必造成对水体的污染，有可能直接导致杀死鲨鱼。而旱田的养分升高，乍一看感觉是好事，因为土壤肥力的重要指标就是土壤养分含量，土壤对有效养分的包含量也是限度的，当超过一定限度就会随水流失，会造成污染。但是，因为养分含量升高通过测土配方施肥可以促使施肥量降低，从而在一定程度上给与调节功能。但从生态标准看，我们更应该遵从养分归还原理，需要多少就施用多少，避免追高情绪。

氮素与磷钾不同，玉米在当前产量水平下籽粒+秸秆N养分吸收量8.48kg/667m2，其中籽粒的N吸收量为5.73 kg/667m2，茎叶养分吸收量为2.75kg/667m2。秸秆进行还田，籽粒收获转移走N养分5.73kg/667m2， N施肥量为10.5 kg/667m2。施肥量大于籽粒加秸秆的吸收量的，但是10年来土壤氮素含量在每年秋季测定并没有上升，而是呈下降趋势，氮素与土壤有机质含量呈稳定的比例关系，因此要想提高土壤氮素含量就要想办法提高土壤有机质含量。所以氮素的养分归还应该是有机质的养分归还，而不是氮肥的归还。另外据研究种植豆科作物通过根瘤固氮，在一定程度上有利于土壤氮素提升。因此秸秆还田和合理轮作是提高耕地地力的重要措施。

只看产量指标时，当然要选择最大产量施肥量，如果超过这个施肥量造成的结果是产量下降和成本上升；如果考虑经济指标，实际就是考虑了经济成本，当然选择经济施肥量，因为最大产量施肥量总是有那么一些肥料所换回来的经济效益不够购买多用的那些肥料；当我们考虑生态指标的时候，那么就需要考虑增加生态成本，一方面要考虑肥料本身对生态的影响，另一方面还要考虑生产和施用这些肥料的过程对生态的影响。在经济施肥量基础上考虑生态成本，其结果必然是指导施肥量低于最经济施肥量。从这点看，增加肥料的环保成本是把部分生态指标转化为经济指标的一点措施，那么要想使肥料环保成本对施肥指标产生影响，人们首先要认识什么是最经济施肥量，也就是要认识测土配方施肥的意义所在。那么是否通过政府继续增加肥料的环保成本呢？处于不同角度的人群可能会给出不同的答案。

4对化肥的正确认识

1、化肥对玉米、水稻产量的贡献率30~50%。产量的增加为我们带来了好的经济效益。（贡献率%=（施肥产量-不施肥产量）/施肥产量×100%）

2、化肥的应用使农业生产力大大提高，生产出多的粮食，解决吃饭问题的同时，使农业发展成为经济产业。

3、化肥施用的生态效益也非常突出。起到净化空气、改良土壤的作用，化肥的应用还能够起到抗灾减灾的作用。

4、化肥应用存在污染水体、土壤酸化、土壤板结的现象，通过科学合理的施肥和技术措施是可以避免的，不是化肥施用的必然结果。

5、有机肥与化肥科学合理地搭配既能保证粮食产量，又能改善粮食品质。

6、不施肥的粮食品质非常差，是显而易见的；

7、过量施肥影响粮食品质已经引起人们广泛关注；

8、只有科学施肥才能创造出高品质的粮食产品。 一般来说同一个品种，玉米产量越高，它的各项粮食质量指标就越好。科学施肥创造高产的同时也在创造好的品质。

9、施肥是为了能够为人类提供充足、均衡、无害的营养。 农产品本身得到充足、均衡、无害的营养它才能成为优质的产品。 所以测土配方施肥工作实质是在为创造充足、均衡、无害的农产品而工作。

10、对于高含量的土壤，通过测土配方施肥显然能够起到减肥增效的作用； 对于低含量的土壤通过测土配方施肥培肥地力、提高产量、增加效益，是生产发展的需要；

11、通过测土配方施肥研究，秸秆还田、增加有机肥的投入是降低氮肥用量而保持高产稳产的需要。氮肥合理用量有利于保持土壤品质和产品质量。

5测土配方施肥目前需要解决的问题

1、测土配方施肥工作需要一支强有力的农业技术科研推广队伍，队伍的培养与建设关系到技术成果深化、转化、推广的成败。技术力量需要进一步加强。

2、测土配方施肥技术成果转化与推广需要合适的市场主体进行市场化运作，与市场的有效对接是技术推广的关键步骤。

3、各层人员对测土配方施肥工作的认识还有待进一步提高。

作者:段连臣