测土配方施肥技术的作用与依据

测土配方施肥技术的作用与依据

摘要：测土配方施肥技术是一项技术性很强的农业技术措施，并对我国农业的可持续发展具有重要的现实意义。文章综述了测土配方施肥技术的概念、发展、作用和理论依据。 关键词：测土配方施肥；发展历史；作用；依据

中图分类号：s147 文献标识码：a 文章编号：1674-0432（2013）-01-0080-3

项目编号：2009ay2014

俗话说“庄稼一枝花，全靠肥当家”，可见肥料对植物生长发育来说是非常重要的，其一部分来源于土壤供应，另一部分是来源于人工施入的肥料，尤其是现代农业，农作物的优质、高产，除了品种因素之外，就是肥料所起的作用了，约占30%～50%。但是，肥料的不足、过量，或是肥料中各养分不平衡，都会影响农作物的品质与产量。随着我国化肥工业的发展，施肥的负面效应也在不断增加，其中因为大量施用肥料引发了一系列的环境问题，引起水体的富营养化及地下水污染，引起大气污染，有害物质在土壤中积累，降低土壤质量，破坏土壤的性状，导致农产品污染，危及食品安全。随着“优质、高产、高效、生态、安全”农业的发展，转变施肥观念、实行科学施肥，成为今后的一项长期性任务。推广测土配方施肥技术，对于提高肥料利用率、减少肥料浪费，保护农业生态环境、保证农产品质量安全、实现农业可持续发展具有深远的历史意义。 1 什么是测土配方施肥

测土配方施肥是根据土壤养分监测状况和肥料田间试验为基础，根据作物生长需肥规律、土壤供肥性能和肥料性质及肥料利用率，结合当地农业生产和作物产量水平，按照作物生长期养分投入与产出相对平衡的原理，拟定科学配方进行合理施肥的一项先进实用技术。

可以说，测土配方施肥可以很好地发挥施肥的正面效应，尽可能地减少施肥的负面效应，坚持以有机肥料为基础，实行有机肥料与化学肥料相结合，培肥地力，改良土壤和节省化肥用量，有利于提高农产品品质、产量。

2 内外测土配方施肥的发展简史

1840年，德国农业化学家李比希（liebig）提出了“矿质营养理论”，为化肥的生产与应用奠定了科学的理论基础。1842年，英国人j.b.劳斯（johnlawes）取得骨粉加硫酸制造过磷酸钙的专利权，开创了化肥施用历史；1839年，在德国的施塔斯富特发现第一个水溶性钾盐矿，1856年开始采矿，1861年建成钾肥厂投产；20世纪40～50年代，合成氨工业快速发展，氮肥的产量超过了磷肥和钾肥。1943年，英国科学家在洛桑试验站布置长期肥效定位试验，开始了科学施肥技术的探索历程，各国土壤肥料科技工作者在确定科学合理的施肥数量、施肥品种、施肥方式和施肥时期方面，开展了大量的研究工作，提出了多种科学施肥技术方法，测土配方施肥就是其中之一。目前，美国测土配方施肥技术覆盖面积达到农业生产面积的80%以上。

积造施用农家肥、土杂肥，改良土壤、培肥地力是我国传统农业的精华。1901年氮肥从日本输入我国台湾，开创了我国施用化肥的新纪元。1950年，提出全国中低产田的分区与整治对策，对我国耕地后备资源进行了评估，科学施肥作为发展粮食生产的重要措施之一。1959年～1962年组织开展了第一次全国土壤普查和，1979年开展了第二次全国土壤普查，摸清了我国耕地基础信息，1981年～1983年组织开展了第三次大规模的化肥肥效试验，对氮、磷、钾及中、微量元素肥料物协同效应进行了系统研究。随后，开展缺素补素、配方施肥和平衡施肥技术推广，到20世纪90年代，我国的测土配方施肥工作技术先后经历了由简到繁、由粗放到精确的发展过程。20世纪90年代后期，由于缺乏推广力度和资金支持，该项技术推广进度缓慢，应用不够广泛，农民按照习惯施肥的比例仍然较高，施肥过量和施肥不足各占三成，只有1/3的农户施肥尚在基本合理的范围内，因此引起的作物产量徘徊、肥料浪费严重、经济效益下降和环境污染加重等问题已相当突出。

近年来，党和政府高度重视测土配方施肥工作，从“七五”到“十二五”，测土配方施肥研究与应用均被列为国家重点科技攻关项目。中央及国务院领导曾多次强调，要指导和帮助农民合理施用化用、农药，切实解决面源污染问题。从2005年开始，农业部组织了全国范围的测土配方施肥行动。至2012年，测土配方施肥实施7年来，中央财政累计投入资金57亿元，项目县（场、单位）达到2498个，基本覆盖所有农业县（场），实现了从无到有、由小

到大、由试点到“全覆盖”的历史性跨越，测土配方施肥技术推广面积达到12亿亩以上，惠及了全国2/3的农户。基本摸清了我国1857个项目县（场）14亿亩耕地土壤养分状况，特别是发现了土壤酸化、耕层变浅、磷素养分富集和耕地养分失衡等重大共性问题。这是继1979年全国第二次土壤普查之后，首次对全国耕地土壤进行“全面体检”，为因土种植、因土施肥提供了科学依据。截至2011年，通过实施测土配方施肥，全国累计减少不合理施肥700多万吨，据专家推算，相当于节约燃煤1820万吨、减少二氧化碳排放量4730万吨。同时，减少氮、磷流失6%～30%，有效减轻了面源污染。 3 测土配方施肥的作用 3.1 提高农作物产量，增加收入

测土配方施肥提高农作物产量有三种形式：一是调肥增产：在合理施用有机肥料的前提下，不增加化肥投入量，只调整氮、磷、钾等养分配比平衡供应，使农作物单产在原有基础上，最大限度地发挥其腐产潜能，起到增产增收作用。二是减肥增产：在高肥高产地区，通过农田土壤有效养分的测试，掌握土壤供肥状况，减少化肥投入量，科学调控农作物营养均衡供应，达到增产或平产的效果，节约生产成本。三是增肥增产：有针对性地增加土壤稀缺的肥料种类；在低肥瘠土区通过增加肥料用量来提高作物产量，增加收入。 3.2 培肥地力，提高农作物的抗逆性

测土配方施肥不仅直接表现在作物增产效应上，还体现在培肥土壤、提高土壤肥力上，改善土壤的理化性质，使土壤生态得以保

护。生产实践表明，农作物的许多病害是由于偏施肥料而引起的，尤其是偏施氮肥。采用测土配方施肥可以调控土壤和作物的营养，起到防治农作物病害的作用。另外，在缺硼土壤上配合施用硼肥后，对防治棉花“蕾而不花”、油菜“花而不实”、小麦“亮穗”等生理病症均有明显效用。此外，还能提高农作物的耐旱、耐寒、抗冻性能，特别是磷、钾肥对提高农作物的抗逆性作用最大。 3.3 协调养分，提高农作物的品质

过去我国农田大多偏施氮肥，呈现“氮多、磷少、钾缺”的状况，致使土壤养分失调，因为农作物产量受“最小养分律”的制约，导致肥多却不增产，还使农产品质量降低，导致“瓜不甜、果不香、菜无味”。采用测土配方施可以调整化肥施用比例，消除土壤中的养分障碍因子，协调养分，提高产品的品质。 3.4 节约资源，保护环境

化肥是资源领带型产品，化肥生产必须消耗大量的天然气、煤、石油、电力和有限的矿物资源。节省化肥施用就是节约资源。此外，还能降低农村的面源污染，减少水体的富营养化和减少农产品硝酸盐含量超标的问题。 4 测土配方施肥的依据

4.1 必须营养元素同等重要律和不可代替律

新鲜的植物体由水和干物质两部分组成，干物质又可分为有机质和矿物质两部分。水分要占新鲜植物体的75%～95%，干物质占到5%～25%。现代分析技术研究表明，在植物体内可检出70多种矿质

元素，几乎自然界里存在的元素在植物体内部都能找到。然而，由于植物种类和品种的差别，以及气候条件、土壤肥力、栽培技术的不同，都会影响植物体内元素的组成。如盐土中生长的植物含有钠（na），酸性红黄壤上的植物含有铝（al），海水中生长的海带含有较多的碘（i）等。这就说明，植物体内吸收的元素，一方面受植物的基因所决定；另一方面还受环境条件所影响。这也同时说明，植物体内所含的元素并不全部都是植物生长发育所必需的。有些元素可能是偶然被植物吸收的，甚至还能大量积累；但是，有些元素对于植物的需要量虽然极微，然而却是植物生长不可缺少的营养元素。因此，植物体内的元素可分为必需营养元素和非必需营养元素。 不同的必需营养元素对植物的生理和营养功能各不相同，但对植物生长发育都是同等重要的，任何一种营养元素的特殊功能都不能被其他营养元素所代替，这就叫营养元素的同等重要律和不可代替律。

营养元素的同等重要和不可代替包含着两个方面的内容：一是各种营养元素的重要性不因植物对其需要量的多少而有差别，植物体内各种营养元素的含量差别可达十倍、千倍、甚至十万倍，但它们在植物营养中的作用，并没有重要和不重要之分。缺少大量营养元素固然会影响植物的生长发育，最终影响产量；缺少微量营养元素也同样会影响植物的生长发育，也必然影响产量。例如植物体内氮素不足时，表现为植株生长慢，老叶先黄化，造成早衰减产；植物需要微量营养元素虽然很少，但也同植物生长发育所必需的大量

营养元素一样是不可缺少的。例如玉米缺锌时呈现“白苗病”，严重时不抽雄穗；油菜缺硼时，严重时幼苗死亡，轻者呈现“花而不实”症。

二是各种必需营养元素都有着某些独特的和专一的功能，其它必需营养元素是不可代替的。即磷不能代替氮，钾不能代替磷。在缺磷的土壤只有靠施用磷肥去解决，而施用其他元素则无效，甚至会加剧缺乏，造成养分比例失调。因此，生产上，在考虑植物施肥时，必须根据植物营养的要求去考虑不同种类肥料的配合，以免导致某些营养元素的供应失调。 4.2 植物营养的选择性

植物常常根据自身的需要，对外界环境中的养分有高度的选择性。当把植物栽培在同一种土壤上，常因植物种类不同，它们所吸收的矿物质成分和总量就会有很大的差别。如薯类植物需钾比禾本科植物多；豆科植物需磷较多；叶菜类需氮较多，所以，施肥时必须考虑植物的营养特性。

4.3 植物营养的连续性和阶段性

植物营养期是指植物从土壤中吸收养分的整个时期。在植物营养期的每个阶段中，都在不间断地吸收养分，这就是植物吸收养分的连续性。但植物对养分的吸收又有明显的阶段性。这主要表现在植物不同生育期中，对养分的种类、数量和比例有不同的要求。在植物营养期中，植物对养分的需求，有两个极为关键的时期，一个是植物营养的临界期，另一个是植物营养的最大效率期。

4.3.1 植物营养的临界期 在植物营养过程中，有一时期对某种养分的要求在绝对数量上不多，但很敏感、需要迫切，此时如缺乏这种养分，植物生长发育和产量都会受到严重影响，并由此造成的损失，即使以后补施该种养分也很难纠正和弥补。这个时期称为植物营养的临界期。一般出现在植物生长的早期阶段。水稻、小麦磷素营养临界期在三叶期，棉花在二三叶期，油菜在五叶期以前；水稻氮素营养临界期在三叶期和幼穗分化期，棉花在现蕾初期，小麦和玉米一般在分蘖期、幼穗分化期；钾的营养临界期资料较少。 4.3.2 植物营养最大效率期 在植物生长发育过程中还有一个时期，植物需要养分的绝对数量最多，吸收速率最快，肥料的作用最大，增产效率最高，这个时期称为植物营养最大效率期。植物营养最大效率期一般出现在植物生长的旺盛时期，或在营养生长与生殖生长并进时期。此时植物生长量大，需肥量多，对施肥反应最为明显。如玉米氮肥的最大效率期一般在喇叭口至抽雄初期，棉花的氮、磷最大效率期在盛花始铃期。为了获得较大的增产效果，应抓住植物营养最大效率期这一有利时期适当追肥，以满足植物生长发育的需要。

4.4 养分归还学说

19世纪中叶，德国化学家李比希（j.v.liebig）根据索秀尔（saussure）、施普林盖尔（sprengel）等人的研究和他本人的大量化学分析材料，认为植物仅从土壤中摄取为其生活所必需的矿物质养分，每次收获必从土中带走某些养分，使得这些养分物质在土

壤中贫化。但土壤贫化程度因植物种类而不同，进行的方式也不一致。某些植物（例如豌豆）主要摄取石灰（ca），其他一些则大量摄取钾，另外一些（谷类植物）主要摄取硅酸，因此，植物轮换茬只能减缓土壤中养分物质的贫竭和协调地利用土壤中现存的养分源泉。如果不正确地归还植物从土壤中所摄取的全部物质，土壤肥力迟早是要衰竭的。要维持地力就必须将植物带走的养分归还于土壤，办法就是施用矿质肥料，使土壤的养分损耗和营养物质的归还之间保持着一定的平衡。这就是李比希的养分归还学说。其要点是为恢复地力和提高植物单产，通过施肥把植物从土壤中摄取并随收获物而移走的那些养分归还给土壤。自从养分归还学说问世之后，不仅产生了巨大的化肥工业，而且使农民知道要耕种并持续不断的高产就得向土壤施入肥料。 4.5 最小养分律

为了有效地施用化学肥料，李比希在自己的试验基础上，于1843年又创出了最小养分律。按李比希自己的说法是“田间植物产量决定于土壤中最低的养分，只有补充了土壤中的最低养分才能发挥土壤中其他养分的作用，从而提高农植物的产量”。这就是施肥的“木桶理论”。最小养分律是科学施肥的重要理论之一。当代的平衡施肥理论就是以李比希的最小养分律为依据发展建立的。生产上及时注意最小养分的出现并不失时机的予以弥补，使得产量持续不断的增产，但是在应用最小养分方面应注意以下三点：

第一，最小养分是指土壤中有效性养分含量相对最少的养分，

只有补施最小养分，才能提高产量。

第二，补充最小养分时，还应考虑土壤中对植物生长发育必需的其他养分元素之间的平衡。

第三，最小养分是可变的，它是随植物产量水平和土壤中养分元素的平衡而变化。必须经常进行土壤养分的测定，研究土壤-植物系统中养分的变化，及时通过科学施肥平衡和调整。 4.6 报酬递减律

报酬递减律是一个经济学上的定律。18世纪后期，欧洲经济学家杜尔哥和安德森根据投入与产出之间的关系提出来的。目前对该定律的一般表述是：从一定土地上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有所增加，但随着投入的单位劳动和资本量的增加，到一个“拐点”时，投入量再增加，则肥料的报酬却在逐渐减少。亦即最初的劳力和投资所得到的报酬最高，以后递增的单位劳力和投资所得到的报酬是渐次递减的。

要强调指出的是，报酬递减律是有前提的，它只反映在其他技术条件相对稳定情况下，某一限制因子（或最小养分）投入（施肥）和产出（产量）的关系。如果在生产过程中，某一技术条件有了新的改革和突破，那么原来的限制因子就让位于另一新的因子，同样，当增加的新的限制因子达到适量以后，报酬仍将出现递减趋势。充分认识报酬递减规律，在施肥实践中，就可以避免盲目性，提高利用率，发挥肥料的最大经济效益。 4.7 因子综合作用律

植物产量是光照、水分、养分、温度、品种及耕作栽培措施等因子综合作用的结果，但其中必有一个起主导作用的限制因子，产量在一定程度上受该限制因子的制约。

作者简介：黄凌云（1971-），女，本科学历，就职于嘉兴职业技术学院，从事土壤与植物营养方面的教学与研究工作。