叶永青 倪中应 张丹 石一珺 刘永红 徐立军

摘要 以粮油作物为对象，以多年的肥料田间试验和区域耕地地力调查数据为信息源，根据测土配方施肥原理，开发形成了浙江省桐庐县粮油作物智能信息化测土配方施肥技术管理系统，并在生产中进行了应用。该管理系统达到了“智能化、信息化、精确化和全覆盖”的施肥目标，实现了一个系统、一幅图、一套表、一张卡和一次购肥的“五个一”测土配方施肥技术推广工作模式。应用试验结果表明，采用智能信息化测土配方施肥技术指导施肥，油菜产量和经济效益均明显高于常规施肥。

关键词 测土配方施肥；智能化；定量化；GIS

中图分类号 S147 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2016）06-0192-02

Research and Application of Intelligent-informatization Soil Testing and Fertilizer Recommendation for Grain and

Oil Crops

YE Yong-qing 1 NI Zhong-ying 1 ZHANG Dan 2 SHI Yi-jun 1 LIU Yong-hong 1 XU Li-jun 1

（1 Agricultural Technology Promotion Center of Tonglu County in Zhejiang Province，Tonglu Zhejiang 311500； 2 Hangzhou Plant Protection and Soil Station）

Abstract Taking grain and oil crops as management object，using data obtained from long-term fertilizer field experiment and fertility survey of regional soils as a source of information，an information management system of intelligent-informatization soil testing and fertilizer recommendation of Tonglu County in Zhejiang Province was developed according to principle of the formula fertilization by soil testing. The management system had been applied in production of grain and oil crops. Application of the management system had achieved a target of fertilization with the characteristics of intelligent，informatization，accurate and full coverage，and realized extension mode of technology for formula fertilization by soil testing which included five-factor-combination of a system，a picture，a table，a card and one purchase of fertilizers. The application results showed that yield and economic benefit of rape based on information management system of intelligent-informatization soil testing and fertilizer recommendation were significantly higher than the conventional fertilization.

Key words fertilizer recommendation by soil testing；intelligent；quantification；GIS

化肥是農业的粮食，农业对化肥的依赖就像人类对粮食的依赖。我国是世界上化肥施用量最多的国家之一，建国以来，化肥使用量的增加带来了粮食产量的大幅度增加，为解决我国人民的温饱问题做出了巨大的贡献[1]。但是，近20年来粮食产量的增幅远低于化肥用量的增幅，这与施肥方法和肥料结构不合理、肥料分配不当，肥料利用率低等有关[2-3]。长期的盲目施肥，造成了农田土壤少氮、缺钾、磷多余的现象，致使投肥量虽然加大，但是产量却不增长，造成了严重的浪费，同时也带来了环境污染。为了避免这种现象，我国自2005年开始，加大了测土配方技术推广的力度，陆续在全国范围内开展了测土配方施肥工作。通过测土配方施肥行动，带动了农民施肥观念的转变；形成了“一张卡”“站厂结合”“测、配、产、供、施” 一条龙服务和“开方抓药”等测土配方施肥应用模式，并取得了良好的效果。测土配方施肥技术是科学施肥工作的具体落实，它不仅涉及肥料施用技术、推广服务形势，还包括与肥料有关的管理工作。实践证明，推广测土配方施肥技术，可以提高化肥利用率5%～10%，增产率一般为10%～15%，高的可达20%以上[4-5]。实行测土配方施肥不但能提高化肥利用率，获得稳产高产，还能改善农产品质量，是一项增产节肥、节支增收的技术措施[5-6]。尽管如此，我国目前在实施测土配方施肥工作中还是存在不少问题，主要表现在覆盖面积较小、技术手段薄弱、技术深化研究不够，最主要的是缺少快速、高效的精确施肥技术。为此，该文以浙江省杭州市桐庐县的粮油作物为对象，以多年的肥料田间试验和耕地地力调查数据为信息基础，以传统的测土配方施肥原理为理论指导，开发形成了粮油作物智能信息化测土配方施肥技术管理系统，并在生产中加以推广应用。

1 粮油作物智能信息化测土配方施肥技术的概念

传统的测土配方施肥技术以土壤测试和肥料田间试验为基础，根据土壤供肥性能、作物需肥规律和肥料效应，在合理施用有机肥的基础上，提出氮、磷、钾和中微量元素的适宜比例、用量，以及相应的施用技术（包括施用时间和施用方法），以满足作物均衡吸收各种营养，达到氮、磷、钾三要素平衡、有机养分与无机养分平衡、大量元素与中微量元素平衡，维持土壤肥力水平，减少养分流失和对环境的污染，达到高产、优质和高效的目的。

智能信息化测土配方施肥是在测土配方施肥技术基础上发展而成的一项高新施肥技术，通过建立耕地地力与配方施肥管理系统，集数据管理、施肥决策、指导施肥为一体，实现了采样点数据图文一体化的管理，突出了数据查询统计功能，建立了符合实际的施肥模型，有效解决了平衡施肥的问题。并通过对现代的计算机技术、网络技术、地理信息技术、智能决策技术、数据库技术、数理统计分析技术和编程技术集成应用，将每块耕地的土壤生态环境、地形地貌、生产设施、土壤养分、土壤微量元素、土壤有害元素、土壤生产能力及相关生产技术等信息贮存于数据库中，并参与施肥决策，达到对土壤、作物、肥料等信息精确采集、统一管理、科学分析的目的。

2 智能信息化测土配方施肥技術的工作流程

桐庐县粮油作物智能信息化测土配方施肥技术管理系统工作流程如图1所示。根据系统中包含的施肥模型，结合专家经验为全县水稻、粮油作物每一个地块设计肥料配方，推荐施肥方案；应用现代信息技术将施肥方案快速、准确地送到不同田块相应的农民手中。由于现代信息技术应用范围大、信息传达技术多样，这确保了施肥方案落实到位和准确可靠。农户可按施肥建议购买使用肥料，使实施区测土配方施肥技术全覆盖。

3 智能信息化测土配方施肥技术系统的设计

3.1 技术设计要求

3.1.1 总体要求。本智能信息化测土配方施肥技术系统的设计坚持“增产、经济、环保”的施肥理念，实现了“智能化、信息化、精确化和全覆盖”的技术设计要求，并要求在实施区内配套推广使用良种、“五改”技术、轻型栽培技术和病虫植保综合防治技术。

3.1.2 肥料配方。根据桐庐县气候条件、土壤类型、作物品种、产量水平、耕作制度等差异，结合浙江省农业技术推广中心提供的不同作物推荐配方，以及肥料生产工艺等方面专家意见。制定了38%水稻专用配方肥（18-8-12）和42%油菜专用配方肥（17-13-12，含硼）。并将配方肥使用补助和施肥方案进行“上墙”公示，极大地提高了农户购买使用配方肥的积极性，有力地促进了全县粮油专用配方肥的推广。

3.2 创新点

3.2.1 技术创新。桐庐县粮油作物智能信息化测土配方施肥技术管理系统以桐庐县行政区域内耕地资源为管理对象，综合集成了传统农业技术和全球定位系统、计算机处理技术、地理信息系统等当代先进技术手段，建立包括基础地理要素、耕地地力调查、土地利用现状等内容的数据库，构建耕地地力评价、测土配方施肥决策和管理平台，为农业决策者、农民和农业技术人员提供耕地地力动态变化、施肥咨询、作物营养诊断等多方位信息服务。该系统由多种信息构成，以耕地的各个性状要素为基础，同时包括了各类自然和社会经济要素方面的资料。利用电子信息技术开发专家施肥决策系统被证明是推广应用测土配方施肥的有效技术措施。

3.2.2 推广模式创新。在该系统的开发研究过程中，提出了智能信息化测土配方施肥技术推广工作的“五个一”模式：即一个系统—桐庐县耕地地力与配方施肥信息系统；一幅图—耕地地力评价样点分布图；一套表—施肥方案推荐表；一张卡—施肥建议卡；一次购肥—农民一次购齐全部品种肥料。同时，实现“四个结合”：一是智能信息化测土配方施肥技术推广与粮食功能区、标农提升区项目建设相结合；二是配方肥生产与销售供应相结合；三是农户使用配方肥与施肥建议卡相结合；四是智能信息化测土配方施肥技术推广项目与农业部测土配方施肥补贴项目相结合。

4 推广应用情况和应用效果

2012年来，智能信息化测土配方施肥技术已在桐庐县水稻和油菜施肥中得到大力推广，至2013年底，已统一销售了水稻配方肥1 600 t、油菜配方肥1 800 t，施用面积达5 666.67公顷次。其中，2012年水稻、油菜配方肥各800 t，2013年水稻配方肥800 t、油菜配方肥1 000 t。2年累计在全县建立了56个示范区，包括146个示范点。

同时，为了验证智能信息化测土配方施肥技术的应用效果，在桐庐县分水镇里湖村和百江镇联盟村粮油功能区进行了油菜测土配方施肥2年（2012—2013年和2013—2014年）的对比试验。二地每年的试验均设4个处理，包括对照（不施任何肥料，CK）、常规施肥（A）、测土配方施肥纯化肥（B）、测土配方施肥化肥+有机肥（C）。常规施肥处理施基肥、苗肥和苔肥分别为25%复合肥900 kg/hm2、尿素120 kg/hm2和尿素120 kg/hm2。测土配方施肥纯化肥处理施基肥、苗肥和苔肥分别为42%配方肥600 kg/hm2、尿素900 kg/hm2和尿素120 kg/hm2及氯化钾45 kg/hm2。测土配方施肥化肥+有机肥处理除了增施商品有机肥3 t/hm2作基肥外，其他施肥量与测土配方施肥纯化肥处理相同。每个处理重复3次，小区面积66.7 m2，每个小区用土埂隔离，重复之间用薄膜覆埂，以防窜灌。供试肥料为：商品有机肥由桐庐英力生态农业开发有限公司生产，氮磷钾有效养分总量≥5%，有机质≥45%，含水量≤30%；42%油菜专用配方肥（N∶P2O5∶K2O=17∶13∶12）；25%复合肥（N∶P2O5∶K2O=12∶7∶6）；46%尿素；60%氯化钾。

4.1 里湖村油菜试验

4.1.1 试验材料与种植情况。试验地点为桐庐县分水镇里湖村。供试土壤为培泥沙田，pH 值6.1，有机质33.32 g/kg，碱解氮45.3 mg/kg，有效磷15.46 mg/kg，速效钾52 mg/kg，阳离子交换量14.9 cmol/kg。供试油菜为中双11。2012年9月25日播种，10月28日移栽，移栽秧苗7.5万株/hm2；2013年9月22日播种，10月26日移栽，移栽秧苗7.5万株/hm2。

4.1.2 试验结果。连续2年对比试验结果表明，应用智能信息化测土配方施肥技术确定施肥量进行施肥增产效果显著。其中，2012年的试验中测土配方施肥纯化肥区比常规施肥区增产4.3%，测土配方施肥化肥+有机肥区比常规施肥区增产15.3%；2013年的试验中测土配方施肥纯化肥区比（下转第204页）

（上接第193页）

常规施肥区增产6.3%，测土配方施肥化肥+有机肥区比常规施肥区增产14.8%。2年的试验结果都表明，测土配方施肥增效显著。其中，2013年测土配方施肥纯化肥区比常规施肥区纯收入增加18.2%，测土配方施肥化肥+有机肥区比常规施肥区纯收入增加6.3%；2014年测土配方施肥纯化肥区比常规施肥區纯收入增加21.6%，测土配方施肥化肥+有机肥区比常规施肥区纯收入增加5.7%。商品有机肥因成本较高，处理C增收效益小于处理B（表1）。

4.2 联盟村油菜试验效果

4.2.1 试验材料与种植情况。试验地点为桐庐县百江镇联盟村。供试土壤为培泥沙田，pH 值5.8，有机质17.63 g/kg，碱解氮60.9 mg/kg，有效磷21.92 mg/kg，速效钾36 mg/kg，阳离子交换量20.2 cmol/kg。供试油菜为中双11。2012年9月23日播种，10月30日移栽，移栽秧苗7.5万株/hm2；2013年9月24日播种，10月28日移栽，移栽秧苗7.5万株/hm2。

4.2.2 试验结果。连续2年对比试验表明，与里湖村的试验相似，2012年的试验中测土配方施肥纯化肥区比常规施肥区增产9.2%，测土配方施肥化肥+有机肥区比常规施肥区增产17.7%；2013年的试验中测土配方施肥纯化肥区比常规施肥区增产11.6%，测土配方施肥化肥+有机肥区比常规施肥区增产18.1%。2012年的试验中测土配方施肥纯化肥区比常规施肥区纯收入增加35.6%，测土配方施肥化肥+有机肥区比常规施肥区纯收入增加12.1%；2013年的试验中测土配方施肥纯化肥区比常规施肥区纯收入增加37.0%，测土配方施肥化肥+有机肥区比常规施肥区纯收入增加14.4%。同样，2年试验中处理C增收效益小于处理B（表2）。

5 结语

智能信息化测土配方施肥是在测土配方施肥技术基础上发展而成的一项高新施肥技术，它为桐庐县开展信息化化测土配方施肥工作奠定了基础。应用试验结果表明，油菜生产中采用智能信息化测土配方施肥技术，其产量和经济效益均明显高于常规施肥。油菜测土配方施肥比常规施肥区增产5%以上，测土配方施肥化肥+有机肥区比常规施肥区增产10%以上。通过采用智能信息化测土配方施肥，节约了用肥成本，增加了效益，减轻农业面源污染。

6 参考文献

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[2] 李庆逵，朱兆良，于天仁.中国农业持续发展中的肥料问题[M].南昌：江西科技出版社，1998.

[3] 刘艳，安景文，华利民.浅议测土配方施肥现状与展望[J].杂粮作物，2007（6）：426-427.

[4] 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，2008，29（1）：7-10.

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