我国测土配方施肥技术发展与展望

我国测土配方施肥技术发展与展望李俊良青岛农业大学资源与环境学院2011.09.28青岛主要内容：20世纪80年代我国第二次土壤普查和配方施肥工作的历史回顾当前测土配方施肥工作中的几个关键问题新中国成立以来我国科学施肥发展历程1901年氮肥从日本输入台湾1950年全国土壤肥料工作会议1957年成立全国化肥试验网1959－1962年第一次全国土壤普查1979－1994年第二次全国土壤普查1979-1994年，全国第二次土壤普查由农业部、全国土壤普查办公室领导，业务技术由全国土壤肥料总站、中国科学院南京土壤研究所牵头，农业部聘请百余名专家学者组成全国和六个大区土壤普查科学技术顾问组，负责统一制订技术规程、主要技术成果：•中国土壤分类系统•土壤类型及其性状•土壤肥力要素•土壤资源特点及改良利用•区域土壤开发与整治第二次土壤普查样区试点、技术指导和参与省级成果验收。历时16年，全国农业科技人员约8万人参加了土壤普查，全面完成了国务院下达的土壤普查任务。肥料施用量（万吨）粮食产量（万吨）粮食单产（百g/hm2）05001000150020002500300035004000450050001975197719791982198419861988199019921994199619982000200220041500020000250003000035000400004500050000550006000065000700007500080000化肥用量粮食总产粮食单产20世纪80年代进行的第二次土壤普查和配方施肥工作为我国农业发展作出了历史性的贡献！？当前的测土配方施肥要为国家作出什么样的贡献？20世纪80年代开展的配方施肥工作为我国农业科研和技术创新作出了重大贡献，留下了宝贵的财富！肥料效应函数法测土施肥法肥力分区法养分平衡法（目标产量法）土壤肥力指标法营养诊断法今天的测土配方施肥，我们准备留下什么？1985年，山东沂水会议配方施肥1986年，江西上高会议肥料效应函数法测土施肥法肥力分区法养分平衡法（目标产量法）土壤肥力指标法营养诊断法二十世纪八十年代我国的推荐施肥工作没有全国性的项目支持，学术方法百花齐放。仅1986年统计，全国各地出台的方法达60余种之多。“七五”攻关：黄淮海平原主要作物优化施肥和土壤培肥技术氮磷二因素3水平9处理完全均衡设计5水平13处理回归均匀布点设计4水平16处理正交多项式回归设计5水平11处理D-饱和最优设计肥料效应函数法：两元素的肥料效应二次方程式：y=b0+b1x+b2x2+b3z+b4z2+b5xzy=b0+b1z0.5+b2x+b3z0.5+b4z+b5x0.5z0.5多点试验资料的归类和聚类：按地力基础产量水平归类法按产量等级归类法多因素动态聚类法曲周冬小麦优化施肥模型：低产类(n=4):Y=81.9+4.89X1-0.215X12+12.57X2-0.916X22+0.079X1X2中产类(n=46):Y=158.3+8.87X1-0.372X12+28.12X2-1.883X22+0.137X1X2中高产类(n=12):Y=235.6+111.12X1-0.483X12+19.8X2-1.47X22+0.155X1X2高产类(n=7):Y=280.4+16.71X1-0.716X12+14.94X2-0.911X22+0.064X1X2优点：以田间试验为基础，因而能客观地反映具体条件下的肥料效应具有较好的反馈性可用于肥料的宏观管理、分配缺点：具有严格的地域性技术难度大，不易掌握产前定肥，难以克服气候等条件变化的影响过于强调用二次方程拟合，导致磷肥和氮肥推荐用量偏高肥料效应函数法依据肥料效应函数确定适宜肥料用量16040100200300400产量(t/ha)0268101214010020030016040100200300400产量(t/ha)0268101214010020030080年代作物对施肥量的反应当前作物对施肥量的反应基础产量低、增产潜力大；目标产量低、对肥料敏感；基础产量高、增产潜力小；目标产量高、对肥料迟缓；土壤养分丰缺指标法:(全国土壤养分丰缺指标协作组)是测土施肥最经典的方法。优点：直感性强，定肥简捷方便，简易、快速、价廉缺点：土壤氮的测定值与作物产量之间的相关性差产前定肥料总量，不能考虑到追肥的调控。有效养分测定指标因测定方法不同而异，需要建立不同土类、不同作物、不同测试方法的肥力指标。土壤养分丰缺指标法又称为目标产量法。该法首先由美国土壤专家Truog提出（1960），后为Stanford所发展并应用于生产实践。其原理是根据实现作物目标产量所需养分量与土壤供应养分量之差作为施肥的依据。养分平衡法[目标产量单位产量养分吸收量]－[土测值校正系数]施肥量=[肥料中养分含量（%）][肥料当季利用率（%）]优点：简单易行，符合常规思维缺点：绝大多数土壤测试值是相对量，而不是绝对量，不能直接换算出土壤养分的绝对供应量。有人用校正系数来调整，但校正系数变异很大，理论上也行不通。养分平衡法植物营养诊断是建立在植物营养化学基础上的施肥技术。因为，对土壤基质中营养物质丰缺与否，最准确的指标应该是农作物本身。由此发展起来的组织液速测和植株组织全量养分临界值诊断技术指标，在我国已积累有相当丰富的资料，尤其是南方一些省区开展较为普遍。营养诊断属定性手段，它不能告诉人们该施多少肥料，似乎为人不择。但用效应函数和测土法在产前定肥定量的“一定终身”的配方，往往因生育气候变幻而使结果不尽人意，那么弥补这一缺陷者唯营养诊断莫属了。从配方施肥两个程序来看，前二法主要解决“配方”，而“施肥”必须借助于营养诊断，三者组成一个完整的技术体系。二十世纪八十年代以来，土壤-植物营养学科乘全国土壤普查之东风，在全国范围内开展了作物配方施肥技术的研究与应用，为国民经济建设做出了重大贡献，同时也培养了大批人才，支撑了近年来我国农业的高速发展。总体评价存在的主要问题1.指标体系不健全由于缺乏足够的田间试验和校验研究，虽然建立了土壤养分丰缺指标，但针对不同作物体系的推荐施肥指标体系很不健全，近20多年来土肥界一直没有持续完善有关工作的经费支持，技术、人才储备严重不足，成为当前工作的最大困难2.推荐施肥技术不实用，无法被农民广泛采用3.技术推广不到位主要内容：20世纪80年代我国第二次土壤普查和配方施肥工作的历史回顾当前测土配方施肥工作中的几个关键问题背景一：国家化肥调控政策失灵虽然政府实施了新化肥补贴政策，但是化肥涨价30%！农民吃了亏！国家出了血！企业还在骂街！实施新的化肥补贴政策Priceofurea（￥/t）Date120013001400150016001700180019002000背景二：农民的呼声与总理的关注2004年6月9日上午，温家宝前往湖北枝江市考察，途中临时停车，走进安福寺镇桑树河村，蹲在田间察看水稻长势。村民曾祥华看见了，跑过来把温家宝迎到家里。……“粮食企业收购价格要公道，但农民卖粮也不能掺杂使假，要讲信誉。有什么困难和意见没有？”曾祥华说：“总理，我们这一带的地，一亩地打五六次灭虫药都不起作用，不晓得是药不好，还是不对路。还有，能不能给测测土，看看缺哪种肥，好配方施肥。”曾祥华的测土施肥解决了，可是全国还有千千万万象曾祥华这样的农民，渴望得到测土配方施肥技术，他们怎么办？2005年中央1号文件“关于进一步加强农村工作提高农业综合生产能力若干政策的意见”中明确指出：“（六）努力培肥地力。中央和省级财政要较大幅度增加农业综合开发投入，新增资金主要安排在粮食主产区集中用于中低产田改造，建设高标准基本农田。搞好“沃土工程”建设，增加投入，加大土壤肥力调查和监测工作力度，尽快建立全国耕地质量动态监测和预警系统，为农民科学种田提供指导和服务。改革传统耕作方法，发展保护性耕作。推广测土配方施肥，推行有机肥综合利用与无害化处理，引导农民多施农家肥，增加土壤有机质。”背景三：中央1号文件2006年中央一号文件社会主义新农村建设共有8个部分，32条内容建设社会主义新农村的重要内容(10)加快发展循环农业。要大力开发节约资源和保护环境的农业技术，重点推广废弃物综合利用技术、相关产业链接技术和可再生能源开发利用技术。制定相应的财税鼓励政策，组织实施生物质工程，推广秸秆气化、固化成型、发电、养畜等技术，开发生物质能源和生物基材料，培育生物质产业。积极发展节地、节水、节肥、节药、节种的节约型农业，鼓励生产和使用节电、节油农业机械和农产品加工设备，努力提高农业投入品的利用效率。加大力度防治农业面源污染。四、加强农村基础设施建设，改善社会主义新农村建设的物质条件(15)大力加强农田水利、耕地质量和生态建设。在搞好重大水利工程建设的同时，不断加强农田水利建设。加快发展节水灌溉，继续把大型灌区续建配套和节水改造作为农业固定资产投资的重点。加大大型排涝泵站技术改造力度，配套建设田间工程。大力推广节水技术。实行中央和地方共同负责，逐步扩大中央和省级小型农田水利补助专项资金规模。切实抓好以小型灌区节水改造、雨水集蓄利用为重点的小型农田水利工程建设和管理。继续搞好病险水库除险加固，加强中小河流治理。要大力加强耕地质量建设，实施新一轮沃土工程，科学施用化肥，引导增施有机肥，全面提升地力。增加测土配方施肥补贴，继续实施保护性耕作示范工程和土壤有机质提升补贴试点。农业综合开发要重点支持粮食主产区改造中低产田和中型灌区节水改造。按照建设环境友好型社会的要求，继续推进生态建设，切实搞好退耕还林、天然林保护等重点生态工程，稳定完善政策，培育后续产业，巩固生态建设成果。继续推进退牧还草、山区综合开发。建立和完善生态补偿机制。做好重大病虫害防治工作，采取有效措施防止外来有害生物入侵。加强荒漠化治理，积极实施石漠化地区和东北黑土区等水土流失综合防治工程。建立和完善水电、采矿等企业的环境恢复治理责任机制，从水电、矿产等资源的开发收益中，安排一定的资金用于企业所在地环境的恢复治理，防止水土流失。2005年农业部测土配方施肥示范县(200)02468101214161820吉林黑龙江河北山东河南江西安徽江苏湖北湖南四川辽宁内蒙农垦浙江福建广西山西陕西甘肃重庆云南贵州广东新疆兵团海南宁夏省份(区)示范县数量粮食主产区2006年测土配方施肥国家财政补贴资金5个亿以上进一步扩大试点县建设。（全国600县，400县100万；200县50万）2007年7个亿，2008年9个亿，2009年15个亿全覆盖2005年投资2亿元,覆盖200个粮食主产县2006年投资5亿元,覆盖600个粮食主产县2007年投资9亿元,覆盖1200个粮食主产县2008年投资11.5亿元,覆盖1861个粮食主产县2009年将投资14.5亿元覆盖全国所有粮食生产县播种后天数(天)播种40608010012020001601208040240200氮素吸收量(kg·hm-2)根系有效吸收层次基于土壤硝态氮测试和氮素平衡的夏玉米氮素实时监控技术目标产量：8.2t·hm-2苗期大喇叭口期收获期1060150氮素阶段地上部氮素吸收量(kg·hm-2)氮素阶段供应目标值(kg·hm-2)2095190播种后天数(天)播种40608010012020001601208040240200氮素吸收量(kg·hm-2)根系有效吸收层次基于土壤硝态氮测试和氮素平衡的夏玉米氮素实时监控技术目标产量：8.2t·hm-2苗期大喇叭口期收获期1060150氮素阶段地上部氮素吸收量(kg·hm-2)氮素阶段供应目标值(kg·hm-2)2095190采样化验田间试验施肥指标区域施肥推荐施肥建议卡区域肥料配方配方肥个性化服务测土配方施肥技术的重点内容1.田间试验。田间试验是获得各种作物最佳施肥量、施肥时期、施肥方法的根本途径，也是筛选、验证土壤养分测试技术、建立施肥指标体系的基本环节。通过田间试验，掌握各个施肥单元不同作物优化施肥量，基、追肥分配比例，施肥时期和施肥方法；摸清土壤养分校正系数、