测土配方施肥及其在中国的实践课件

1黄运湘湖南农业大学资源环境学院SoilTestandFertilizerRecommendationandItsPracticeinChina测土配方施肥及其在中国的实践2

测土配方施肥是一种科学的作物施肥管理技术,是根据土壤养分状况，按不同作物的需肥规律及农业生产要求进行科学合理施肥,将有机肥与化肥、氮肥与磷钾肥、中微量元素等肥料适量配比,平衡施用。在国外,测土施肥的历史发展可以追溯到20世纪30年代末德国米切里希的工作,但是奠基性的研究是由美国的勃莱（Bray）等在40年代中期完成的。勃莱首先提出了土壤养分有效性和作物相对产量(最高产量)等概念,认为土壤有效养分测试值与作物产量或养分吸收量之间应有很好的统计学相关性,并能建立起定量化的数学模型。勃莱等提出的勃莱1号和2号土壤有效磷提取剂(Bray1andBray2)至今仍为世界各国采用。由于他们的工作,测土施肥形成了既有理论又有方法学的完整技术体系,在欧美等国大面积推广,并在70年代发展成为土壤肥力学。什么是测土配方施肥？3以最高产量作为对照推算相对产量土壤有效磷的分级指标土壤有效磷(mg/kg)5

第二次普查，在全国范围内建立起了县级土壤肥料分析化验室，配备了相应的技术人员和分析化验人员，按统一规定面积采集土壤样品并进行分析，获得上亿个化验数据，为土壤改良和科学施肥工作提供了宝贵的技术资料。各级土肥站在土壤普查过程中，利用所掌握的测试数据和图件资料，按土壤基层分类单元和不同作物，定点连续布置大田科学施肥试验，积累了大量的土壤养分动态变化资料。应用土壤肥力差减法、多水平试验选优法、养分丰缺指标法等方法制定了不同的因土因作物施肥的技术方案。到1993年全国已有1800多个县(市)开展了测土配方施肥等科学施肥技术的试验与推广。一、20世纪测土配方施肥技术在我国的探索性应用

（一）1979年开始、历时1O年的全国第二次土壤普查为我国测土配方施肥工作奠定了大规模的人力、物力和技术基础，具有重要的历史意义。6

（二）1992年6月，联合国开发计划署与农业部签订了平衡施肥项目合作协议，在河北唐山市、黑龙江双城市、陕西宝鸡市、江苏盐城市、浙江金华市、湖南邵阳市、四川泸县7个主要农作物区开展平衡施肥技术试验、示范和推广。借此机会，我国土肥工作者接触到国际上最先进的科学施肥技术、设备和操作管理模式，为各项目省培养了一批土肥技术人才和管理人员，国内科学施肥工作水平得到大幅度提高。

该项目共在33个土壤类型上完成田间试验651个，获得科学数据15414个。开展了多点、多种形式的示范推广工作，设立对比示范田块2696块，示范面积达到59.9公顷，为指导当地科学施肥起到了重要作用，也为目前我国测土配方施肥技术的应用与推广提供了理论和实践依据。据统计，1997年项目区平均当季化肥利用率为37.3％，比1992年提高8.2%。一、20世纪测土配方施肥技术在我国的探索性应用7

（三）在科学施肥技术推广的同时，土壤肥料管理体系和监测体系初步建立。一、20世纪测土配方施肥技术在我国的探索性应用

从1984年开始我国正式开始土壤监测工作，至今已持续了29年，据不完全统计，在全国17个省(市、区)、95个县的16个土类上，建立了连续10年以上的国家级土壤监测点190个，带动建立省级土壤监测点4000多个，地、县级20000个，初步形成了国家、省级两层监测体系的雏型，为掌握和了解我国耕地质量的动态变化情况，指导我国耕地培肥及施肥工作起到了重要的作用。8

（四）20世纪80年代以来，中国农科院土肥所与加拿大钾磷研究所合作,在部分省(市)开展的“土壤养分系统研究”也取得了很好的效果。90年代，各种形式的测土施肥工作在我国广大地区推行,并初步形成了适应当前我国农业状况的有自己特点的土壤测试推荐施肥体系。为我国的测土配方施肥工作的开展奠定了良好的基础。一、20世纪测土配方施肥技术在我国的探索性应用10

为贯彻落实2005年中央1号文件的精神，农业部分别于2005年春、秋两季召开了全国测土配方施肥春季行动和秋季行动卫星视频动员大会。下发了《关于开展测土配方施肥春季行动的紧急通知》，制定了《测土配方施肥春季行动方案》和《测土配方施肥秋季行动方案》。之后，各地积极响应这次测土配方施肥行动。通过广泛宣传发动，创办示范样板，促进了农民施肥观念的转变，并形成了一些推广测土配方施肥技术的好模式，实现了测土配方施肥行动的主要目标。

一是带动了农民施肥观念的转变。据对内蒙古、吉林、江苏、湖南、辽宁等5省区10县(市)40个村139个农户的调查，经过春季行动的宣传培训，在示范区有77％的农户不同程度地了解了测土配方施肥知识，有40.3％的农民知道了自己种植的作物中最缺乏的营养元素是什么，有25.2％的农民掌握了如何正确使用肥料，有61％的农民懂得了如果不科学施肥就会造成肥料的浪费和环境污染。二是使测土配方施肥技术得到快速推广与应用。通过这次行动，全国共建立测土配方施肥示范县1200多个，示范面积8000万亩，带动面积2.5亿亩。进村入户技术服务3O多万人次，培训农民6000多万人，发放施肥建议卡8800万份，每亩增收节支25元。仅春季行动中共测试土壤样品34.2万个，为农民免费速测土样31.9万个，布置田间肥效试验2659个。初步摸清了实施区的土壤养分含量，为进一步推广测土配方施肥技术打下了基础。（一）农业部的测土配方施肥行动二、进入新世纪后我国测土配方施肥技术大规模的推广应用12(二)测土配方施肥补贴资金项目的启动

在测土配方施肥春季行动基础上，2005年下半年农业部与财政部联合启动了“测土配方施肥试点补贴资金项目”，当年投入资金5.4亿元。其中，中央资金2亿元，地方投入资金3.4亿元，在全国选择200个县开展测土配方施肥试点工作。

为了搞好“测土配方施肥试点补贴资金项目”，2005年农业部制定了《全国测土配方施肥项目规划》，农业部和财政部颁发了《测土配方施肥补贴试点资金管理暂行办法》，农业部办公厅和财政部办公厅共同发布了《关于申报2005年测土配方施肥补贴资金试点项目实施方案的通知》，还组织有关专家研究制定了《测土配方施肥技术规范（试行）》。通过初步实施测土配方施肥财政专项，每个项目县平均实施测土配方施肥面积达到4O万亩，其中配方肥施用面积2O万亩以上。项目区农户测土配方施肥建议卡入户率达到95％以上，培训乡镇、村组和示范农户5000人次以上，为5万户农民提供免费测士配方施肥技术服务。通过项目实施，减少不合理施肥240多万吨，提高了肥料利用率，平均每亩增收节支25元以上。二、进入新世纪后我国测土配方施肥技术大规模的推广应用14

2006年3月农业部办公厅和财政部办公厅联合下达的《关于下达2006年测土配方施肥资金补贴项目实施方案的通知》中首次提出：新增项目县的主要任务之一是做好资料收集和图件数字化等县域耕地地力管理和评价的前期准备工作；续建县的主要任务之一是建立规范的测土配方施肥数据库和县域土壤资源的空间数据库、属性数据库，对县域耕地地力状况进行评价；建立县域施肥指标体系，开发县域施肥决策专家系统。

根据上述文件精神，2006年5月，农业部组织有关专家对2005年5月制定发布的《测土配方施肥技术规范（试行）》进行了修订，将耕地地力评价相关内容编入《测土配方施肥技术规范（试行）修订稿》，明确了结合测土配方施肥工作开展耕地地力评价的技术路线和工作要求。之后，分别于2008年和2011年两次对其进行修订。(二)测土配方施肥补贴资金项目的启动二、进入新世纪后我国测土配方施肥技术大规模的推广应用15

2007年2月农业部办公厅和财政部办公厅在联合下发的《关于申报2007年测土配方施肥补贴项目实施方案及补贴资金的通知》再次强调：2006年续建项目县工作目标之一是：建立规范的测土配方施肥数据库，做好资料收集和图件数字化等县域耕地地力评价的前期准备工作。2005年续建县的工作目标之一是：建立规范的测土配方施肥数据库和县域耕地资源空间数据库、属性数据库，开展县域耕地地力评价，构建耕地资源管理信息系统。

从此，正式将耕地地力评价项目与测土配方施肥项目合二为一，将耕地地力评价工作作为测土配方施肥项目的五个环节(测土、配方、配肥、供肥、施肥指导)和十一项重点工作(野外调查、采样测试、田间试验、配方设计、配肥加工、示范推广、宣传培训、数据库建设、耕地地力评价、效果评价、技术开发)之一，列入补贴资金支出范畴。(二)测土配方施肥补贴资金项目二、进入新世纪后我国测土配方施肥技术大规模的推广应用16

2012年是对2009年资助的项目县进行验收的一年，也是这一项目的最后实施年。农业部要求各省市区农业厅的土肥主管部门要认真组织专家对各项目县的测土配方施肥项目工作进行全面的验收工作。目前，各省、市、区正在紧锣密鼓地开展项目的总结和验收工作。这将为我国以后的土肥工作产生深远的影响。

(二)测土配方施肥补贴资金项目二、进入新世纪后我国测土配方施肥技术大规模的推广应用17三、实施测土配方施肥项目的意义

测土配方施肥，就是国际上通称的平衡施肥技术，这是联合国在全世界推行的先进农业技术。所谓测土配方施肥，就是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养分的适宜比例、用量,以及相应的施用技术(包括施用时间、运筹和施用方法),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、大量养分与中微量养分的平衡,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。概括来说,这项技术包括以下三方面的内容：一是测土,取土样测定土壤养分含量；二是配方,经过对土壤的养分诊断,按照不同作物需要的营养“开出药方、按方配药”；三是合理施肥,就是在农业科技人员指导下科学施用配方肥。

（一）测土配方施肥的含义18测土配方施肥是一个完整的技术体系,主要是协调好土壤、肥料、作物三者的关系,“平衡”是动态的、相对的,是方法论。不同时、空条件下，不同作物的平衡施肥是变化的。“测土”就是摸清土壤的家底,掌握土壤的供肥性能,就像医生看病,首先进行把脉问诊。“配方”就是根据土壤缺什么,确定补什么,就像医生针对病人的病症开处方抓“药”，其核心是根据土壤、作物状况和产量要求,产前确定施用肥料的配方、品种和数量。“施肥”就是执行上述配方,合理安排基肥和追肥比例,同时根据肥料的特性,选择切实可行的施肥方法,并与其他农艺措施相配套,以发挥肥料的最大增产作用。三、实施测土配方施肥项目的意义（一）测土配方施肥的含义20

四是不断培肥地力、提高耕地产出能力的重要措施

配方施肥是耕地质量建设的重要内容,通过有机与无机相结合,用地与养地相结合,做到缺素补素，改良土壤,最大限度地发挥耕地的增产潜力。

五是提高农产品质量、增强农业竞争力的重要环节

通过科学施肥,能克服过量施肥造成的徒长现象,减少作物倒伏,增强抗病虫害能力,从而减少农药的施用量,降低了农产品中农药残留的风险。

六是减少肥料流失、保护生态环境的需要

目前农民盲目偏施或过量施用氮肥现象严重,氮肥大量流失,对水体富营养化和大气臭氧层的破坏十分严重。推行测土配方施肥技术是保护生态环境,促进农业可持续发展的必由之路。三、实施测土配方施肥项目的意义（二）开展测土配方施肥工作的意义21

测土配方施肥是一项系统工程。涉及多个环节，以一个县(市、区)为例，主要工作内容有以下各项：

1、仪器设备配备：按照拾遗补缺的原则，对县(市、区)级土肥化验室配备批量化、快速准确的土肥分析仪器设备，使其测试能力能满足当地测土配方施肥工作的需要。

2、采样测试：在收集整理历史资料、广泛进行野外调查和典型农户调查的基础上，按照《测土配方施肥技术规范(试行)》要求，根据代表性、典型性和可比性原则，每100~200亩耕地采集1个土样。在室内以土壤图、行政区划图和土地利用现状图等叠加，科学确定采样点位，将采样点位转绘到五万分之一地形图上，作为工作草图。采样时用GPS仪定位，采集的土壤样品经预处理后及时进行土壤测试，测定项目主要有：土壤有机质、全氮、无机氮、有效磷、速效钾、有效态锌、硼、锰、钼、铜、铁等。四、测土配方施肥项目的主要工作内容23

5、校正试验：在每个施肥分区单元内设置不施肥、配方施肥和农户习惯施肥三个处理，通过田间校正试验。对比测土配方施肥的增产效果，进一步验证并完善肥料配方。优化测土配方施肥技术参数。做到宏观控制施肥结构和施肥总量，微观调节氮肥用量和运筹比例，发挥配方肥料施用的最大效益。

6、管理信息系统建立：在GPS定位、相对均匀采集士样，获取土壤供肥能力信息的基础上．采用规范的测土配方施肥数据字典，建立县域土壤养分数据库和耕地质量管理信息系统．构建测土配方施肥宏观决策和动态管理基础平台。

7、配肥加工：根据专家会商的肥料配方，以各种单质或复混肥料为原料．由配肥企业按配方加工生产配方肥．实行定向供应，农民购买施用。四、测土配方施肥项目的主要工作内容24

(1)养分归还学说：种植农作物每年要带走大量的土壤养分，土壤虽是个巨大的养分库，但并不是取之不尽的，必须通过施肥的方式，把某些作物带走的养分归还于土壤，才能保持土壤有足够的养分供应容量和强度。我国每年以大量化肥投入农田，主要是以氮磷两大元素为主，而钾素和微量养分元素归还不足。

(2)最小养分律：植物生长发育要吸收各种养分，但是决定作物产量的却是土壤中那个含量最小的养分，产量也在一定限度内随这个因素的增减而相对地变化。因而忽视这个限制因素的存在，即使较多地增加其他养分也难以再提高作物产量。五、测土配方施肥技术的理论依据26

(3)各种营养元素同等重要与不可替代律：植物所必需的16种营养元素，不论他们在植物体内的含量多少，均具有各自的生理功能，它们各自的营养作用都是同等重要的。每一种营养元素具有其特殊的生理功能，它们各自的营养作物都是同等重要的。每一种营养元素具有其特殊的生理功能，是其他元素不能代替的。

(4)肥料效应报酬递减律：是指施肥与产量之间的关系是在其他技术条件相对稳定的前提下．随着施肥量的逐渐增加，作物产量也随之增加，但作物的增产量却随着施肥量的增加而逐渐递减。当施肥量超过一定限度后。如再增加施肥量，不仅不能增加产量．反而会造成减产。五、测土配方施肥技术的理论依据27

(5)生产因子的综合作用：施肥不是一个孤立的行为，而是农业生产中的一个环节。我们可用函数式来表达作物产量与环境因子的关系：Y--f(N、WT、C、L。(Y代表农作物产量，f代表函数的符号，N代表养分，w代表水分，T代表温度，C代表CO2浓度，L代表光照)此式表示农作物产量是养分、水分、温度、CO2浓度和光照的函数，要使肥料发挥其增产潜力，必须考虑到其他4个主要因子，如肥料与水分的关系，在无灌溉条件的旱作农业区，肥效往往取决于土壤水分，在一定范围内，肥料利用率随着水分的增加而提高。从另一方面讲。五大因子应保持一定的均衡性，方能使肥料发挥应有的增产效果。五、测土配方施肥技术的理论依据28

（一）第一类地力分区(级)配方法：即利用土壤普查、耕地地力调查和当地田间试验资料，把土壤按肥力高低分成若干等级，或划出一个肥力均等的田片，作为一个配方区。再应用资料和田间试验成果．结合当地的实践经验，估算出这一配方区内，比较适宜的肥料种类及其施用量。这一方法的优点是较为简便，提出的用量和措施接近当地的经验，方法简单，群众易接受。缺点是局限性较大．每种配方只能适应于生产水平差异较小的地区，而且依赖于一般经验较多，对具体田块来说针对性不强。在推广过程中必须结合试验示范．逐步扩大科学测试手段和理论指导的比重。

六、测土配方施肥的技术方法测土配方施肥的方法归纳起来有三大类六种方法：原理：从目标产量中减去不施肥的空白田的产量，其差值就是增施肥料所能得到的产量，然后用这一产量来算出作物的施肥量。计算公式为：肥料需要量=[作物单位产量养分吸收量×(目标产量一空白田产量)]÷(肥料中养分百分含量×肥料当季利用率)

这一方法的优点是：不需要进行土壤养分的化验，避免了养分平衡法的缺陷，在理论上养分的投入与利用也较为清楚，人们容易接受。但空白田的产量不能预先获得，给推广带来困难。同时空白田产量是构成作物产量各种环境条件(包括气候、土壤养分、作物品种、水分管理等)的综合反映，无法找出产量的限制因素对症下药。当土壤肥力愈高，作物吸自土壤的养分越多，作物对土壤的依赖性也愈大，这时由公式所得到的肥料施用量就越少，有可能引起地力损耗而不能觉察。（二）第二类目标产量配方法：②地力差减法：31六、测土配方施肥的技术方法①肥料效应函数法：此法的具体内容是：采用单因素、二因素或多因素的多水平回归设计进行布点试验,将不同处理得到的产量进行数理统计,求得产量与施肥量之间的肥料效应方程式。根据其函数关系式,可直观地看出不同元素肥料的不同增产效果，以及各种肥料配合施用的联应效果,确定施肥上限和下限,计算出经济施肥量,作为实际施肥量的依据。这一方法的优点是能客观地反映肥料等因素的单一和综合效果,施肥精确度高,符合实际情况。缺点是地区局限性强,不同土壤、气候、耕作、品种等需布置多点不同试验。对于同一地区,当年的试验资料不可能应用,而应用往年的函数关系式,不可能因土壤、气候等因素的变化而影响施肥的准确度,需要积累不同年度的资料,费工费时；需要进行复杂的数学统计运算，一般群众不易掌握。（三）田间试验法：其原理是通过简单的单一对比，或应用较复杂的正交、回归等试验设计,进行多点田间试脸,从而选出最优处理,确定肥料施用量。32

②养分丰缺指标法：此法是利用土壤养分测定值与作物吸收养分之间存在的相关性,对不同作物通过田间试脸,根据在不同土壤养分测定值下所得的产量分类，把土壤的测定值按一定的级差分等,制成养分丰缺及应该施肥量对照检索表。在实际应用中,只要测得土壤养分值,就可以从对照检索表中,按级确定肥料施用量。优点是直观，简便；缺点是精确度差，制作检索表复杂。

③氮磷钾比例法：其原理是通过田间试验,在一定地区的土壤上,取得某一作物不同产量情况下各种养分之间的最好比例,然后通过对一种养分的定量,按各种养分之间的比例关系,来决定其他养分的肥料用量。如以氮定磷、定钾,以磷定氮、以钾定氮等。这种方法的优点是减少了工作量，比较直观,一看就懂，容易为群众所接受；缺点是作物对养分的吸收比例,与应施肥料养分之间的比例是两个不同的概念。土壤中各养分含量不同,土壤对各种养分的供应强度不同,按上述比例在实际应用时难以确定得准确。六、测土配方施肥的技术方法（三）田间试验法：33

测土配方施肥技术是一项涉及面广、技术性强的系统工程，需要农业教育、科研、技术推广等部门和广大农民共同参与才能完成。其技术要点如下：（一）“测土”即通过对土壤养分的分析化验，摸清土壤的养分情况，掌握土壤的供肥性能。

(1)土样采集土样采集是测土配方施肥技术的基础，必须具有准确性，否则就从根本上失去了科学性。土样采集的基本要求是要确保所采集的土样具有代表性。通常的做法是：50—100亩地为一个取样点，按“蛇形”或东、南、西、北、中选择有代表的5-10点为取样点，去掉表面覆盖物，每点垂直采集耕层(O-20cm)0.1~0.2kg土，混合即为所取土样，每样重0.5~1kg。

(2)土样分析化验即对土壤进行诊断。由于此项工作技术性强，对设备要求较高，一般由县以上农业或科研部门的专业化验室完成。按土壤分析技术规范，一般需测定土壤有机质、pH、碱解氮、有效磷、速效钾等。此外，还可按需要有针对性地对中、微量营养元素进行纪录，建立土壤数据库。七、测土配方施肥技术的工作要点34七、测土配方施肥技术的工作要点

（二）“配方”包括“配方的选定制作”和“加工配方肥”两个环节。

(1)配方的选定制作应由专业农业科技人员来完成。主要是根据所采取的基础信息数据，按作物产量指标、作物需肥量、土壤供肥量，以及不同肥料的当季利用率等来选定肥料配比和施肥量。

(2)加工配方肥的关键一是要严把原料肥源关；二是要科学配肥。一般由县级农业推广部门统一建立配肥厂，实行统一测土、统一配方、统一供肥、统一技术指导。

（三）“施肥”由农户具体完成。实施前，应对农户进行技术培训，提高广大农户对测土配方施肥技术的认识，同时推荐印发测土配方平衡施肥方案。使技术入户到田，指导农户购买和施用优质适宜的配方肥料。为使农户易掌握使用，方案要力求简单，看了会做，还可建科技试验示范田，供农民现场参观学习。35八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系

1、“3414”完全实施方案“3414”是指氮、磷、钾3个因素、4个水平、14个处理。

4个水平的含义：0水平指不施肥2水平指当地最佳施肥量1水平=2水平×0.53水平=2水平×1.5（该水平为过量施肥水平）“3414”设计方案吸收了回归最优设计处理少、效率高的优点。36代号处理NPK1N0P0K00002N0P2K20223N1P2K21224N2P0K22025N2P1K22126N2P2K22227N2P3K22328N2P2K02209N2P2K122110N2P2K322311N3P2K232212N1P1K211213N1P2K112114N2P1K1211表1“3414”完全试验方案处理(推荐方案)八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系1、“3414”完全实施方案37

该方案除可应用14个处理的资料进行氮、磷、钾三元二次效应方程的拟合外，还可分别进行氮、磷、钾中任意二元或一元效应方程的拟合。当三元二次肥料效应函数不能对某一试验结果进行拟合时，不应放弃该试验结果。可采用一元、二元肥料效应函数分别对氮、磷、钾的肥料效应进行拟合并计算推荐施肥量，将得到更全面、更真实的信息。例如：可选用处理2～7、11、12，求得在以K2水平为基础的氮、磷二元二次效应方程；选用处理2、3、6、11可求得在P2K2水平为基础的氮肥效应方程；选用处理4、5、6、7可求得在N2K2水平为基础的磷肥效应方程；选用处理6、8、9、10可求得在N2P2水平为基础的钾肥效应方程；通过处理1，可获得基础地力产量，即空白区产量。

1、“3414”完全实施方案

八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系38

许多研究表明，该模型在对“3414”试验进行拟合并计算推荐施肥量时存在以下缺陷：

1)试验成功率低，尤其是用三元二次施肥模型拟合的成功率仅为50%左右；

2)对于那些拟合不成功的试验，三元二次施肥模型往往放弃了对它们的研究，随之也丢失了这些试验内涵的信息；

3)用三元二次施肥模型拟合成功的试验中推荐施肥量偏高，不但造成施肥的经济效益下降，也有可能引起环境问题；

4)三元二次模型拟合常常忽略了试验中得到的某些试验点不需要施肥或某一养分不需要施肥的信息，所以，在对多点试验进行分析时应用三元二次肥料效应模型拟合的代表性较差。

1、“3414”完全实施方案

八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系39

采用一元肥料效应模型计算“3414”试验推荐施肥量时，拟合的成功率高，可以开发三元二次模型不能利用的信息资源，结果更为全面合理。至于养分间的交互作用问题，一元肥料效应模型拟合“3414”试验时，把一个“3414”试验分成3个单因素试验，虽然作为单因素试验处理，但其中隐含了交互作用，因为在考虑其中1个因素时，另外2个因素是完全满足需要的，实际上是在交互作用存在的条件下研究单一因素，不足之处在于不能把交互作用量化。因此，可以说，在“3414”试验结果的计算过程中，一元肥料效应模型的拟合是对三元二次肥料模型拟合的补充和优化。

1、“3414”完全实施方案

八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系40

试验氮、磷、钾某一个或两个养分的效应，或因其它原因无法实施“3414”完全实施方案，可在“3414”方案中选择相关处理，即“3414”的部分实施方案。这样既保持了测土配方施肥田间试验总体设计的完整性，又考虑到不同区域土壤养分特点和不同试验的目的要求，以满足不同层次的需要。如有些区域重点要试验氮、磷效果，可在K2做肥底的基础上进行氮、磷二元肥料效应试验，但应设置3次重复。上述方案也可分别建立氮、磷一元效应方程。2、“3414”肥料效应田间试验部分实施方案八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系41表2氮、磷二元二次肥料试验设计与“3414”完全方案处理编号的对应处理编号“3414”方案处理编号处理NPK11N0P0K000022N0P2K202233N1P2K212244N2P0K220255N2P1K221266N2P2K222277N2P3K2232811N3P2K2322912N1P1K21122、“3414”肥料效应田间试验部分实施方案八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系42

“3414”肥料效应试验方案是农业部《测土配方施肥技术规范(试行)修订稿》中推荐采用的方案设计，在实施农业部、财政部“测土配方施肥财政专项补帖项目”中，要求每个项目试点单位至少实施当地主要农作物的10个肥效试验，在具体实施过程中根据研究目的采用“3414”完全实施方案和部分实施方案。“3414”试验处理多，难度大，操作复杂，工作量大，成功率低，对试验人员素质要求高，特别是对试验结果的统计和分析尤为重要。通过在全国不同地区不同土壤和不同作物条件下“3414”肥料田间试验的设计和实施，可以获取不同作物的最佳产量、最佳施肥量、土壤养分校正系数、土壤供肥能力、作物养分吸收量和肥料利用率等基本参数，构建作物施肥模型，为施肥分区和肥料配方提供依据。2、“3414”肥料效应田间试验部分实施方案八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系43

在肥料试验中，为了取得土壤养分供应量、作物吸收养分量、土壤养分丰缺指标等参数，一般把试验设计为5个处理：空白对照(CK)、无氮区(PK)、无磷区(NK)、无钾区(NP)和氮、磷、钾区(NP

K)。这5个处理分别是“3414”完全实施方案中的处理1、2、4、8和6。如要获得有机肥料的效应，可增加有机肥处理区；试验某种中(微)量元素的效应，在NPK基础上，进行加与不加该中(微)量元素处理的比较。试验要求测试土壤养分和植株养分含量，进行考种和计产。试验设计中，氮、磷、钾、有机肥等用量应接近肥料效应函数计算的最高产量施肥量或用其他方法推荐的合理用量。2、“3414”肥料效应田间试验部分实施方案八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系44表3常规5处理试验设计与“3414”方案处理编号对应“3414”方案处理编号处理NPK空白对照CK1N0P0K0000无氮区PK2N0P2K2022无磷区NK4N2P0K2202无钾区NP8N2P2K0220氮磷钾区NPK6N2P2K22222、“3414”肥料效应田间试验部分实施方案八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系45（1）“3414”试验中第2水平的确定：“3414”试验中氮、磷、钾第2水平的确定非常重要，这是因为：如果第2水平太低，就有可能造成得到的方程出现外推的情况(最佳施肥量超出第3水平)；如果第2水平太高，又会造成设计的施肥水平离最佳施肥量太远,不能准确地捕捉到最佳施肥量。原则上，应大量、系统地归纳和总结近年来的田间试验结果．并根据试验田可能获得的目标产量，来设计第二个水平。３、“3414”试验设计与实施过程中应注意的几个问题八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系46（2）“3414”试验中氮肥基追比例的确定：大田作物上，磷、钾肥一般作基肥施用．氮肥则分期施用。传统上习惯将大田作物的基、追肥比例按各占一半来进行分配。但这一观念现在需要改变。提高氮肥利用效率的一个关键措施是调控土壤、肥料的氮素供应使之与作物的氮素需求相同步。（3）“3414”试验是否需要设置重复：“3414”试验有14个处理，在平原地区，寻找面积符合要求的试验地设置3—4次重复是可以的。但是试验小区增多对试验管理和实施会带来困难。在丘陵地区或水稻产区，寻找面积符合要求的试验地十分困难。从测土配方施肥田间试验的要求来看，不一定需要在每一个试验点设置重复，可以通过多年(2～3年)多点(最终20～30点)重复的办法。３、“3414”试验设计与实施过程中应注意的几个问题八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系47（4）试验地选择：许多基层农技人员往往喜欢选择交通便利的试验点和科技水平相对较高的农户，但这对全面了解总体情况是不利的。因此，应特别强调在一定区域内选点的随机性和代表性，试验点应覆盖高、中、低不同肥力的土壤。当然试验管理的可靠性也要得到保障。（5）基础土样的采集、保存与测试：开展大规模的田间试验是非常不容易的，试验获得的结果要尽可能完整。为建立测土配方施肥指标体系，试验的基础土样应采集较多量并妥善保存下来，以备：①样品复查；②如果采用新的测土方法，可以有足够的土样。３、“3414”试验设计与实施过程中应注意的几个问题八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系484、试验结果的统计分析（1）回归分析主要目的是建立产量与施肥量之间的二次回归方程，然后通过方程确定最大施肥量与最佳施肥量。运用3414完全实施方案的14个处理，可以建立N、P、K三个因素与产量的全模型效应方程(三元二次方程)，根据土肥行业的实践，产量和施肥量之间的三元二次方程拟合成功率一般只有4O％左右(主要原因是受土壤环境和人为操作影响)，不能拟合的试验可选择部分处理，建立某一个或某二个因素与产量的效应方程（一元二次或二元二次方程），不得随意丢弃任何一个“3414”试验的数字信息。三元二次回归方程的建立可通过EXCEL运算或直接利用中国肥料信息网程序，求得试验的最佳产量和最佳施肥量；一元二次或二元二次方程的建立，通过利用EXCEL运算获得最佳施肥量。（2）方差分析利用中国肥料信息网程序和通过EXCEL运算建立方程，都显示方差分析结果，F检验不显著，说明处理间没有差异，方程不能拟合;F检验显著，表示处理间有差异，方程拟合较好。八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系49

3.1肥料利用率肥料养分利用率（％）=［施肥区农作物吸收养分量（kg／666.7m2）-缺素区农作物吸收养分量（kg／666.7m2）］/肥料养分施用量（kg／666.7m2)×l00％（3）施肥参数计算

现以计算氮肥利用率为例来进一步说明如下：施肥区(N2P2K2区)农作物吸收养分量（kg／666.7m2

）：“3414”方案中处理6的作物总吸氮量；缺氮区(N0P2K2区)农作物吸收养分量（kg／666.7m2)：“3414”方案中处理2的作物总吸氮量；肥料养分施用量（kg／666.7m2)：施用的氮肥的纯养分用量；吸氮量通过作物植株与果实中氮的含量和产量计算得出。吸氮量（kg／666.7m2)=果实产量（kg／666.7m2)×果实含氮量(％)+茎叶产量（kg／666.7m2)x茎叶含氮量％。4、试验结果的统计分析八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系503.2土壤贡献率通过缺素区处理(处理1、2、4、8)和施肥区处理(处理6)估算出某一元素的土壤当季贡献率。土壤贡献率(％)=缺素区经济产量（kg／666.7m2)/施肥区经济产量（kg／666.7m2)*100%3.3作物单位产量的养分吸收量(作物形成100kg经济产量的养分需要量)

通过2水平处理可以计算作物单位养分吸收量。作物单位产量养分吸收量=［果实产量（kg/666.7m2）*果实中该养分含量（%）+茎叶产量（kg/666.7m2）*茎叶中该养分含量（%）］/经济产量*100%4、试验结果的统计分析（3）施肥参数计算八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系51（4）试验结果应用

4.1最佳施肥量通过试验获取了某种作物在一定栽培管理条件下的最佳施肥量，组织专家根据施肥经验对这一数值进行细致推敲修订，确定出一个比较适合当地的推荐施肥量。由于试验用单质肥料的纯养分设计的，试验获取的最佳氮磷钾施肥量，都是纯养分量，必须转换成肥料实物量，然后根据作物的施肥模式确定相应的肥料组合，通过提供配方肥料或发放配肥通知单以便指导农民施肥。4、试验结果的统计分析八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系52

4.2建立施肥指标体系根据某个区域高、中、低土壤肥力“3414”试验获取的参数，可以建立该区域的土壤养分丰缺和作物施肥指标体系。用这一施肥指标体系指导生产有较强的准确性，农户使用比较方便。通过“3414”田间试验，希望建立以下技术指标体系：

(1)建立大田作物和经济作物基于传统土壤测试方法的土壤养分丰缺指标和推荐施肥指标；

(2)建立大田作物和经济作物基于M3等新的土壤测试方法的土壤养分丰缺指标和推荐施肥指标；

(3)建立传统土壤测试方法与M3等新的土壤测试方法之间的相关关系与转换参数。（4）试验结果应用4、试验结果的统计分析八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系53

从国内外研究和实践来看，Mehlich3法为越来越多的实验室所采用，并且成为测土配方施肥的重要测土方法。

Mehlich3(简称M3)法是在1982年由美国北卡罗莱那州立大学Mehlich博士根据美国的具体实际，提出的一种适合于中性和酸性土壤的联合浸提剂，可同时提取土壤中的有效P、K、Ca、Mg、Na、Fe、Mn、Cu、Zn、B、Cr、Cd等。该法于1984年在国际刊物上正式发表，现在美国已广泛应用于土壤测试中，它的优势在于一次振荡5分钟就能提取土壤有效磷、钾、钙、镁、铁、锰、铜、锌等多种养分，如果与ICP结合，能在1～5分钟内快速测定所有浸提出的养分含量。我国从1984年开始研究M3方法的适用性，在国际上也是开展研究比较早的国家。但国内多停留在相关研究上，缺乏进行大规模的田间试验，即校验研究。因为M3浸提剂是酸性，有很强的缓冲体系，已证明在酸性土壤上的应用是很好的。但国内外的相关研究已经肯定，M3法在石灰性土壤也适用，是个比较好的方法。八、实施“3414”田间试验，建立测土配方施肥技术指标体系5、快速、高效的土壤有效养分联合浸提方法——Mehlich3法54九、测土配方施肥项目应达到的预期目标1、查清项目区的农业土壤资源现状，包括其类型、数量和质量，划分高、中、低产田的类型、数量及其障碍因素；2、探明项目区主要农作物的施肥效应，建立其施肥效应函数和施肥指标体系，包括地力产量、最佳施肥量、肥料养分利用率、施肥方法等；3、在此基础上，建立项目区规范的测土配方施肥数据库和县域耕地资源空间数据库、属性数据库，开展县域耕地地力评价，构建耕地资源管理信息系统；4、撰写项目区耕地志、耕地地力评价技术报告、测土配方施肥项目综合技术报告以及有关专题报告3~5个；5、选