唐 漢 王金武 徐常塑 周文琪 王金峰 王 秀

(1.東北農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院， 哈爾濱 150030； 2.北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心， 北京 100097)

0 引言

化肥是利用化學(xué)或物理方法制成含有一種或幾種農(nóng)作物生長所需營養(yǎng)元素，以提供植物養(yǎng)分為主要功能，并兼具改善土壤性質(zhì)的肥料，作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最重要基礎(chǔ)物質(zhì)之一，對保障糧食生產(chǎn)安全和農(nóng)業(yè)高效高產(chǎn)具有重要作用[1-2]。中國是世界最主要化肥生產(chǎn)與施用大國，2016年中國化肥總產(chǎn)量約7 004萬t(折純量，下同)，施用量約5 984萬t，占世界總施用量的1/3，農(nóng)作物用量346.5 kg/hm2，遠(yuǎn)高于世界平均水平120 kg/hm2，而肥料利用率較低，僅30%左右[3]。我國化肥的盲目過量施用，致使農(nóng)作物產(chǎn)量品質(zhì)降低、土壤板結(jié)退化和水體嚴(yán)重污染，因此引發(fā)了系列農(nóng)產(chǎn)品安全、環(huán)境污染與資源浪費等亟需解決的社會性問題[4]。

化肥科學(xué)合理施用主要由化肥配制、施肥技術(shù)及配套機具三大系統(tǒng)完成。在政府長期大力支持下，經(jīng)國內(nèi)科研院所及企業(yè)多年創(chuàng)新研究與應(yīng)用推廣，中國化肥配制技術(shù)已達(dá)到較先進水平，多種氮磷鉀肥及復(fù)合肥在一定程度可滿足農(nóng)作物生長需求[5]。相對而言，施肥技術(shù)及配套機具與國外仍有較大差距。國外結(jié)合農(nóng)作物栽培管理模式，采用測土配方施肥、緩控釋肥、變量施肥、灌溉施肥等典型先進技術(shù)，配套機械化機具，有效提高肥料利用率，已進入了化肥減施增效的農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展階段[6-8]。國內(nèi)整體施肥技術(shù)發(fā)展水平相對落后，肥料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，多數(shù)地區(qū)仍采用傳統(tǒng)撒施及條施方式進行基肥、種肥及追肥施用作業(yè)[9-10]，僅部分地區(qū)實現(xiàn)精準(zhǔn)施肥生產(chǎn)且機械化程度較低，長期粗放施肥直接造成系列生產(chǎn)環(huán)境問題，極不利于資源節(jié)約型社會構(gòu)建[11]。近些年，為貫徹落實中央農(nóng)村工作會議、中央一號文件和全國農(nóng)業(yè)工作會議精神，中央及各級地方政府相繼出臺系列政策，緊緊圍繞“穩(wěn)糧增收調(diào)結(jié)構(gòu)，提質(zhì)增效轉(zhuǎn)方式”的工作主線[12-13]，逐步建立科學(xué)施肥管理技術(shù)體系，樹立“增產(chǎn)施肥、經(jīng)濟施肥、環(huán)保施肥”理念，突破現(xiàn)代施肥關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，大力推進化肥減施增效發(fā)展進程。

在此背景下，本文全面分析中國化肥施用現(xiàn)狀和形勢，重點闡述分析國內(nèi)外多種現(xiàn)代施肥關(guān)鍵技術(shù)研究進展、技術(shù)特點、應(yīng)用概況及存在問題等，并結(jié)合可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展需求，分別從政府政策、技術(shù)研究等方面提出未來發(fā)展建議，為構(gòu)建符合中國國情的科學(xué)施肥管理技術(shù)體系及相關(guān)研究提供參考。

1 中國化肥施用現(xiàn)狀與形勢

1.1 化肥施用現(xiàn)狀

近些年，中國化肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，化肥需求量因農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量及價格快速上升而急劇增加[14]。中國耕地面積僅占世界耕地面積9%，而其化肥施用量占世界1/3，化肥消耗量大而利用率低，且平均用量仍呈逐漸增長趨勢。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織(FAO)統(tǒng)計[15]，2007—2013年中國化肥總產(chǎn)量與施用量逐年增加，至2013年國家大力推進系列化肥減施增效政策，其施用增長率得到一定控制，總產(chǎn)量呈穩(wěn)中略降趨勢；2016年施用量達(dá)5 984萬t，增長率首次呈現(xiàn)負(fù)值，近10年化肥施用量增長率逐年遞減，其變化趨勢如圖1所示。

圖1 2007—2016年中國化肥施用變化圖Fig.1 Trend chart of chemical fertilizer from 2007 to 2016 in China

結(jié)合近年中國化肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展及肥料施用情況[16-17]，分析肥料施用所存在主要問題：化肥用量偏高，其農(nóng)作物平均用量346.5 kg/hm2，遠(yuǎn)高于世界平均水平120 kg/hm2，為美國2.6倍，歐盟2.5倍；化肥增產(chǎn)邊際效應(yīng)逐漸明顯，水稻、玉米及小麥等大宗農(nóng)作物化肥施用量過大，而產(chǎn)出水平較低，依靠增施化肥提高產(chǎn)量效應(yīng)已近極限；施肥不均衡現(xiàn)象突出，中國東部經(jīng)濟發(fā)達(dá)區(qū)、長江下游區(qū)和城市郊區(qū)施肥量偏高，蔬菜及果樹等附加值高的經(jīng)濟作物過量施肥現(xiàn)象較普遍；過度依賴無機化肥，有機肥料資源利用率較低，有機肥料資源總養(yǎng)分約7 000余萬噸，實際利用率不足40%，其中畜禽糞便養(yǎng)分還田率約50%，農(nóng)作物秸稈養(yǎng)分還田率約35%；施肥結(jié)構(gòu)不平衡，重?zé)o機化肥、輕有機肥料，重大量元素肥料、輕中微量元素肥料，重氮素肥料、輕磷鉀素肥料的“三重三輕”問題突出；傳統(tǒng)人工施肥方式仍占主導(dǎo)地位，配套施肥技術(shù)落后，機械化施肥僅占35%～40%；傳統(tǒng)增施化肥等農(nóng)業(yè)增產(chǎn)措施已成為部分地區(qū)主要污染源，產(chǎn)量目標(biāo)與生態(tài)環(huán)保間矛盾無法有效緩解。

1.2 化肥施用形勢

縱觀國外發(fā)達(dá)國家化肥減施增效發(fā)展進程，歐美及日韓等國化肥施用量皆呈先快速增長、達(dá)到峰值后保持穩(wěn)中略降或持續(xù)下降的趨勢[18]，且多種先進現(xiàn)代施肥技術(shù)不斷發(fā)展，配套機具快速應(yīng)用推廣，已基本實現(xiàn)全面機械化施肥作業(yè)。相對而言，中國化肥過度施用與農(nóng)作物增產(chǎn)壓力大、耕地基礎(chǔ)地力低且利用強度高、農(nóng)戶生產(chǎn)規(guī)模小、施肥技術(shù)落后和機械化程度低等因素相關(guān)，同時與化肥生產(chǎn)經(jīng)營脫離農(nóng)業(yè)需求、化肥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理和管理制度不健全等問題亦具有重要關(guān)系[19]。

“十三五”期間，以保障國家糧食生產(chǎn)安全和重要農(nóng)產(chǎn)品有效供給為目標(biāo)，依靠科技進步，依托新型經(jīng)營主體和專業(yè)農(nóng)化農(nóng)機服務(wù)組織，促進節(jié)本增效和節(jié)能減排的現(xiàn)實需求，明確“一控、兩減、三基本”的農(nóng)業(yè)污染治理目標(biāo)，爭取于2020年實現(xiàn)化肥施用量零增長，主要農(nóng)作物肥料利用率達(dá)40%以上的目標(biāo)[20]。結(jié)合目前中國化肥施用形勢，總結(jié)闡述肥料減施增效發(fā)展建議：具備豐富養(yǎng)分物質(zhì)和優(yōu)良理化性狀的綠色高效肥料研究；優(yōu)化高效肥料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，包括多功能復(fù)合肥料、緩控釋肥料、液體肥料、專用肥料(水稻、玉米及小麥等)和全水溶性肥料等；采用物質(zhì)替代、養(yǎng)分平衡及生態(tài)控制原理，提高肥料利用率，合理控制施用量；快速發(fā)展多種現(xiàn)代施肥技術(shù)，研發(fā)適于多地區(qū)各類農(nóng)作物機械化機具，加大關(guān)鍵技術(shù)推廣及培訓(xùn)；構(gòu)建信息技術(shù)服務(wù)平臺與監(jiān)測評估系統(tǒng)，實現(xiàn)肥料精準(zhǔn)施用指導(dǎo)與監(jiān)控；推進肥料生產(chǎn)企業(yè)與新型經(jīng)營主體合作，實現(xiàn)規(guī)?；?jīng)營發(fā)展與示范引領(lǐng)效應(yīng)；立足化肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展，集成建立化肥減施增效技術(shù)體系。

2 化肥減施增效關(guān)鍵技術(shù)研究進展

化肥減施增效技術(shù)是在農(nóng)作物營養(yǎng)供給各生長期采用現(xiàn)代技術(shù)手段將肥料按一定比例施于種子、根系或葉面附近而被高效吸收，有效提高農(nóng)作物產(chǎn)量品質(zhì)，減少資源浪費與環(huán)境污染，滿足農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展要求，是肥料合理施用可靠保障[21]。相對于傳統(tǒng)粗放施肥方式，其緊緊圍繞糧食增產(chǎn)、生產(chǎn)高效、資源高效及生態(tài)環(huán)保的理念，如最早開展的測土配方施肥以平衡土壤養(yǎng)分和提高農(nóng)作物產(chǎn)量為目標(biāo)；緩控釋肥施用可一次性完成農(nóng)作物各生長期養(yǎng)分供給；精準(zhǔn)變量施肥可因地制宜全面平衡施肥用量；灌溉施肥可有效緩解水資源短缺及環(huán)境污染間矛盾；部分大宗農(nóng)作物施肥可結(jié)合作物需肥規(guī)律有針對性地實現(xiàn)肥料施用。上述施肥技術(shù)皆在各環(huán)節(jié)貫徹著“4R”概念[22]，即正確肥料(Right source)、正確施量(Right rate)、正確時間(Right time)和正確位置(Right place)。結(jié)合國內(nèi)外相關(guān)文獻資料，重點對在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮關(guān)鍵作用的主要典型施肥技術(shù)——測土配方施肥、緩控釋肥施用、精準(zhǔn)變量施肥、灌溉施肥及部分大宗農(nóng)作物施肥等研究進展進行闡述歸納，為化肥減施增效科學(xué)施用提供技術(shù)參考。

2.1 測土配方施肥技術(shù)

測土配方施肥是以土壤測試和肥料田間試驗為依據(jù)，結(jié)合農(nóng)作物需肥規(guī)律、土壤供肥特性和肥料效應(yīng)，提出氮磷鉀及中微量元素肥料配套施用量、施肥時期和施用方法的技術(shù)，可實現(xiàn)農(nóng)作物營養(yǎng)供應(yīng)平衡，有效提高肥料利用率及農(nóng)作物產(chǎn)量品質(zhì)[23]。此項技術(shù)主要由測土、配方、配肥、供應(yīng)和施肥等5個關(guān)鍵系列環(huán)節(jié)組成，核心在于調(diào)節(jié)和解決農(nóng)作物需肥與土壤供肥間矛盾，其技術(shù)流程如圖2所示。

圖2 測土配方施肥技術(shù)流程Fig.2 Technical process of soil testing and formulated fertilization

自1850年，現(xiàn)代植物營養(yǎng)學(xué)奠基人尤·李比希首次以植物營養(yǎng)組成為依據(jù)建立了一套完整肥料施用體系，強調(diào)了科學(xué)施肥在土壤-植物系統(tǒng)中重要意義[24]；至20世紀(jì)40年代，國際普遍采納了以土壤檢測結(jié)果為依據(jù)的肥料施用標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)100余年廣泛研究與應(yīng)用，測土配方施肥技術(shù)已成為典型現(xiàn)代施肥技術(shù)中最基礎(chǔ)和最成熟技術(shù)，世界各國皆將其作為農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展應(yīng)用的主要技術(shù)。目前測土配方施肥主要應(yīng)用方法[25-26]包括：①土壤-植物測試推薦施肥法，即根據(jù)土壤供氮和農(nóng)作物需氮情況對氮素進行動態(tài)監(jiān)測和精準(zhǔn)調(diào)控，結(jié)合土壤測試和養(yǎng)分平衡方法對磷素及鉀素進行衡量監(jiān)控，采用因缺補缺施肥策略對中微量元素進行養(yǎng)分矯正。②肥料效應(yīng)函數(shù)法，即采用“3414”試驗結(jié)果建立區(qū)域內(nèi)農(nóng)作物肥料效應(yīng)函數(shù)，獲取單位面積內(nèi)農(nóng)作物氮磷鉀肥的最佳施肥量。③土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)法，即結(jié)合土壤肥效試驗結(jié)果建立多種農(nóng)作物不同區(qū)域的土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)，提供肥料配方措施。④養(yǎng)分平衡法，即根據(jù)農(nóng)作物目標(biāo)產(chǎn)量分析需肥量與土壤肥效間關(guān)系以精準(zhǔn)計算對應(yīng)補充施肥量。

國外測土配方施肥技術(shù)發(fā)展十分迅速，20世紀(jì)60年代美國已建立較為完善測土配方施肥體系，各州皆設(shè)立了專業(yè)的土壤測試化驗中心和測土工作委員會，負(fù)責(zé)土壤與農(nóng)作物養(yǎng)分測定分析、配方方法制定及科學(xué)施肥指導(dǎo)等工作，已實現(xiàn)了全國范圍內(nèi)養(yǎng)分綜合管理，目前美國測土配方已覆蓋了80%以上耕地面積[27]。以色列、英國及荷蘭等國也制定了相關(guān)測土配方技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與管理措施，建立了區(qū)域范圍內(nèi)配方指導(dǎo)方案與施肥科學(xué)專家系統(tǒng)。近些年，國外測土配方施肥技術(shù)正逐漸向信息化和智能化方向發(fā)展，如地面與低空衛(wèi)星遙感技術(shù)，在不破壞植物營養(yǎng)器官和狀態(tài)情況下快速檢測相關(guān)數(shù)據(jù)，科學(xué)分析農(nóng)田養(yǎng)分施入管理，深入研究高通用性及相關(guān)性的檢測方法，如Mehlich 3多元素通用浸提檢測法等。

中國于20世紀(jì)70年代末開展測土配方施肥技術(shù)相關(guān)研究，國家土壤普查辦公室在全國16個省、市及自治區(qū)相繼組織召開了“土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)研究”會議，并逐步推廣測土配方施肥技術(shù)；1995年，已建立了多層次、多類型土壤肥料監(jiān)測點4 000余個，涵蓋20余種土壤類型[28]；2005年，中國開展了大規(guī)模測土配方施肥行動，以政府為主導(dǎo)免費為農(nóng)民測試土壤樣品，并指導(dǎo)農(nóng)民合理施肥，但由于中國農(nóng)業(yè)高度分散，仍無法完全滿足全國范圍內(nèi)需求；至2015年，通過測土配方施肥已使主要糧食作物氮肥、磷肥和鉀肥利用率分別提高至33%、24%和42%，肥料施用量增幅呈下降趨勢[29]。部分測土配方施肥示范及作物長勢如圖3所示。近些年，國內(nèi)高校院所及企業(yè)將測土配方施肥與多種施肥方式相結(jié)合，保證農(nóng)作物有效吸收肥料養(yǎng)分；逐步建立基于“3S”信息技術(shù)和傳感器技術(shù)的精準(zhǔn)施肥體系，獲得肥料最優(yōu)配比管理決策方案，實現(xiàn)測土配方精準(zhǔn)施肥；研制多種具備數(shù)據(jù)獲取處理和結(jié)果信息顯示分析的田間快速便攜式測土配方儀器[30-31]，一定程度解決了因耕地需肥差異造成施肥難度大問題。

圖3 測土配方施肥示范及作物長勢Fig.3 Demonstration field and crop growth by soil testing and formulated fertilization

目前，在測土配方施肥應(yīng)用推廣過程中存在的主要問題有：因土壤測試方法落后易造成后續(xù)配方和施肥環(huán)節(jié)的作業(yè)時效性及精準(zhǔn)性下降；對供應(yīng)環(huán)節(jié)忽略易造成各環(huán)節(jié)間配合較為困難；由于此項技術(shù)不斷發(fā)展而缺乏專業(yè)技術(shù)人員，使其無法發(fā)揮最大作用；所施有機肥料和無機化肥均衡性較差，嚴(yán)重影響土壤質(zhì)地并加速水體富營養(yǎng)化；易忽略部分重要微量元素(硼、鋅、鉬及錳等)施入，直接或間接影響農(nóng)作物產(chǎn)量品質(zhì)。

2.2 緩控釋肥施用技術(shù)

緩控釋肥是通過各種調(diào)控機制使肥料緩慢釋放于土壤，延長農(nóng)作物對養(yǎng)分吸收利用有效期，按一定釋放速率緩慢釋放養(yǎng)分的肥料[32]。合理施用緩控釋肥并將其釋放速率與農(nóng)作物生長規(guī)律相結(jié)合，可提高肥料利用率30%，有效減少施肥次數(shù)與施用量。緩控釋肥多作為種肥在播種時期與種子同步正/側(cè)位深施于土壤，根據(jù)其作用形式可分為緩釋肥和控釋肥。緩釋肥施入土壤后其轉(zhuǎn)化為農(nóng)作物可利用有效形態(tài)的釋放速率較常規(guī)肥料緩慢，但持續(xù)時間無法保證與農(nóng)作物營養(yǎng)需求完全一致，易受外界土壤環(huán)境及灌溉水量等影響，以單質(zhì)氮肥為主；控釋肥通過各種機制措施預(yù)先設(shè)定肥料釋放模式，使養(yǎng)分釋放速率與農(nóng)作物需肥規(guī)律同步，其釋放速率僅受外界土壤溫度影響[33]。

中國于20世紀(jì)60年代末開始對緩控釋肥開展相關(guān)研究，中國科學(xué)院南京土壤研究所[34]首次成功研制了包膜長效碳酸氫銨，同期黑龍江省、湖南省及福建省等地農(nóng)科院所也相繼開展此方面研究；針對主要糧食作物及經(jīng)濟作物，研制多種包膜類型的緩控釋肥，通過大量田間試驗及生產(chǎn)示范獲得肥料最佳制備工藝參數(shù)，證明了其可顯著改善農(nóng)作物根系生長指標(biāo)，提高農(nóng)作物產(chǎn)量品質(zhì)[35-36]。近些年，國內(nèi)在緩控釋肥制備生產(chǎn)方面發(fā)展十分迅速，主要開展肥料微溶化技術(shù)和包膜處理技術(shù)相關(guān)研究，前者代表產(chǎn)物為脲醛化合物，后者代表產(chǎn)物為硫包膜尿素和聚合物包膜尿素。國內(nèi)高校院所與企業(yè)亦致力于各類型緩控釋肥創(chuàng)制研究，并取得了實質(zhì)性進展，部分肥料產(chǎn)品與配套設(shè)備已生產(chǎn)銷售。鄭州大學(xué)磷肥與復(fù)肥研究所[37]以鈣鎂磷肥為包裹物研制的緩控釋肥取得多項國際專利，并相繼在國內(nèi)及美國建立了肥料生產(chǎn)廠；華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院[38]長期致力于低成本緩控釋肥材料和非專用設(shè)備生產(chǎn)包膜肥料的研究；山東農(nóng)業(yè)大學(xué)與金正大生態(tài)工程集團合作[39]，開展緩控釋肥產(chǎn)品改進與提升，建設(shè)了年產(chǎn)量達(dá)30萬t肥料生產(chǎn)基地；北京市農(nóng)林科學(xué)院植物營養(yǎng)與資源研究所[40]研制了樹脂包衣緩控釋肥生產(chǎn)設(shè)備，并逐步生產(chǎn)適于各類農(nóng)作物生長需求的系列緩控釋肥新產(chǎn)品，但仍需進一步降低其生產(chǎn)成本，加快應(yīng)用推廣范圍。部分緩控釋肥施用示范及作物長勢如圖4所示。

圖4 緩控釋肥施用示范及作物長勢Fig.4 Demonstration field and crop growth by slow/controlled release fertilization

目前，對緩控釋肥養(yǎng)分釋放與農(nóng)作物吸收同步性、包膜材料回收處理及綠色包膜材料研發(fā)等方面研究相對較少。缺乏針對緩控釋肥施用農(nóng)藝指導(dǎo)，多采用常規(guī)施肥播種機具作為種肥以正/側(cè)深施肥方式施于不同農(nóng)作物種子附近，對其配套技術(shù)掌握程度相對較低，易造成施肥作業(yè)不合理等問題，肥料距根系過近易造成燒苗現(xiàn)象，肥料距根系過遠(yuǎn)易造成肥效降低；肥料對水分依賴性較強，若土壤缺水將直接影響?zhàn)B分釋放速率，在國內(nèi)干旱地區(qū)應(yīng)用推廣受到一定限制；應(yīng)用成本較為昂貴，致使農(nóng)民無法完全接受，對各類農(nóng)作物應(yīng)用推廣亟需解決。

2.3 精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)

圖5 精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)體系Fig.5 Technical system of precision variable-rate fertilization

精準(zhǔn)變量施肥是將農(nóng)田土壤進行空間網(wǎng)格單元劃分，以各單元內(nèi)歷年農(nóng)作物產(chǎn)量信息與多層數(shù)據(jù)(土壤理化性質(zhì)、病蟲草害及氣候等)疊合分析為依據(jù)，作物生長模型和作物營養(yǎng)專家系統(tǒng)為支撐，高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、環(huán)保為目的，因地制宜地進行全面平衡施肥的先進技術(shù)[41]。作為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)重要組成部分之一，其是信息技術(shù)、生物技術(shù)、機械技術(shù)及化工技術(shù)的優(yōu)化組合。

精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)伴隨精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展而得到快速應(yīng)用推廣。20世紀(jì)60年代初，法國MATHERON等創(chuàng)立的地統(tǒng)計學(xué)方法為定量描述土壤空間研究奠定了基礎(chǔ)[42]，即通過數(shù)學(xué)插值方法準(zhǔn)確獲取土壤性狀空間分布，但由于缺乏專業(yè)控制系統(tǒng)及配套機具無法滿足空間變異施肥作業(yè)要求，僅部分農(nóng)場根據(jù)土壤養(yǎng)分差異進行單元施肥管理，此即為精準(zhǔn)變量施肥雛形；20世紀(jì)80年代，由于部分發(fā)達(dá)國家農(nóng)業(yè)經(jīng)營管理存在資源緊缺和環(huán)境質(zhì)量下降等問題，亟需開展新技術(shù)及新裝備研究，以充分利用各種農(nóng)資投入，提高農(nóng)產(chǎn)品市場競爭力，為精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)發(fā)展提供了社會及經(jīng)濟需求；至20世紀(jì)90年代，隨著現(xiàn)代信息技術(shù)高速發(fā)展，特別是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(Global positioning system，GPS)、地面信息系統(tǒng)(Geographical information system，GIS)、遙感技術(shù)(Remote senescing，RS)、作物栽培管理技術(shù)及農(nóng)業(yè)工程技術(shù)等現(xiàn)代先進技術(shù)在農(nóng)業(yè)中得到應(yīng)用[43-44]，為實現(xiàn)空間變異精準(zhǔn)操作奠定了可靠基礎(chǔ)，即精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)誕生。精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)最早應(yīng)用的領(lǐng)域，經(jīng)20余年發(fā)展，此項技術(shù)有效解決了土壤-作物-養(yǎng)分間互作關(guān)系，引領(lǐng)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)進步。精準(zhǔn)變量施肥技術(shù)體系主要由土壤數(shù)據(jù)與作物養(yǎng)分信息檢測采集技術(shù)、施肥處方圖生成與實時傳感器技術(shù)和精準(zhǔn)變量施肥控制技術(shù)等3部分組成，技術(shù)體系如圖5所示。

2.4 灌溉施肥技術(shù)

灌溉施肥是將農(nóng)作物生長所需基本因素水分和養(yǎng)分相結(jié)合，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量和農(nóng)作物需肥規(guī)律，通過灌溉系統(tǒng)將可溶性固體肥料或液體肥料配兌施入作物根部區(qū)域，保證農(nóng)作物土壤所需水分和養(yǎng)分，避免水肥深層滲漏和超量蒸發(fā)，是一項高效實用農(nóng)業(yè)技術(shù)[45]，又稱水肥一體化。相對于傳統(tǒng)施肥方式，此項技術(shù)可滿足農(nóng)作物各生長期水分和養(yǎng)分需求，減少肥料與土壤接觸面積，實現(xiàn)農(nóng)田水分和養(yǎng)分綜合調(diào)控及一體化管理，提升水肥綜合利用率，為根系生長維持相對穩(wěn)定的水肥環(huán)境，具有省肥節(jié)水、省工省時、控溫調(diào)濕、減輕病害及提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)等優(yōu)點。國外于20世紀(jì)60年代初開始對灌溉施肥技術(shù)開展相關(guān)研究，經(jīng)多年發(fā)展已在世界范圍內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，目前以色列及美國等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)多采用灌溉施肥作業(yè)。中國亦重點倡導(dǎo)和推廣此項技術(shù)，最先由華北、東北及西北等資源性相對缺水地區(qū)開展推廣，現(xiàn)應(yīng)用面積已達(dá)667萬公頃，其中新疆地區(qū)約201萬公頃，東北地區(qū)約254萬公頃，預(yù)計至2020年全國推廣面積可達(dá)1 000萬公頃，逐步形成了由旱區(qū)至全國、由設(shè)施至大田、由經(jīng)濟作物至糧食作物的趨勢[46]。由于其特定施肥載體為灌溉水，所需液態(tài)肥料或固態(tài)肥料應(yīng)具備較強水溶性且含雜較少，如氨水、尿素及硝酸鉀等，一般不建議使用顆粒復(fù)合肥，沼液及腐殖酸液肥需過濾避免堵塞管道。根據(jù)其作業(yè)方式可分為地表灌溉施肥、噴灌施肥、滴灌施肥和微噴施肥等，典型示范作業(yè)如圖6所示。

圖6 灌溉施肥示范Fig.6 Demonstration of irrigation and fertilization application

2.4.1地表灌溉施肥技術(shù)

地表灌溉施肥是在常規(guī)無壓灌溉條件下將肥料以一定比例溶于灌溉水中直接施于田間，是應(yīng)用最傳統(tǒng)的灌溉施肥方法[47]。根據(jù)其作業(yè)形式可分為漫灌施肥、溝(畦)灌施肥和波涌灌施肥等；其中漫灌施肥將肥料撒施于地表并放水淹沒，此種方式嚴(yán)重浪費水肥資源，在國內(nèi)部分水稻和小麥種植地區(qū)仍有所應(yīng)用；溝(畦)灌施肥將溶于肥料的灌溉水施于田間渠道或畦間，主要應(yīng)用于蔬菜、葡萄及果樹等經(jīng)濟作物；波涌灌施肥主要采用自動脈沖閥間斷性將不同流量灌溉水肥以振蕩脈沖形式送至田間預(yù)定位置，在田間平整區(qū)域其施肥效率可接近有壓灌溉施肥水平[48]。

國外對地表灌溉施肥技術(shù)研究較早，目前此種方式仍占美國農(nóng)業(yè)灌溉施肥60%以上。對傳統(tǒng)溝(畦)灌施肥研究多采用試驗方法探究灌溉施肥均勻性，建立相關(guān)數(shù)學(xué)模型分析土壤初始含水率、溝(畦)灌流量、入滲參數(shù)、田面粗糙率及施肥時間等對其效率影響[49-50]；隨著激光平整、脈沖灌水及尾水回收利用等技術(shù)不斷發(fā)展，其田間多采用管道輸水施肥，通過管道直接將水肥送至溝畦，有效提高灌溉施肥均勻性及作業(yè)效率。相對而言，國內(nèi)外學(xué)者對波涌灌施肥研究較多，1979年，美國STRAINGHAM等首次提出波涌灌概念并應(yīng)用至施肥領(lǐng)域[51]，在各地區(qū)先后開展波涌灌施肥與連續(xù)灌溉施肥田間效果對比；1986年，美國農(nóng)業(yè)部正式頒布了波涌灌溉施肥技術(shù)指南[52]，至此進入應(yīng)用推廣階段。目前，對此項技術(shù)研究多集中于波涌灌施肥減滲機理探討，建立權(quán)函數(shù)模型、梯函數(shù)模型和周期循環(huán)率模型等入滲模型，分析水肥平衡、完全水動力學(xué)、零慣性量和運動波等水肥流動模式。

由于地表灌溉施肥可有效節(jié)約施肥過程中勞動力投入，目前中國一半以上農(nóng)業(yè)灌溉均采用此種無壓灌溉方式，但較有壓灌溉其施肥效率低，資源浪費嚴(yán)重且控制過程復(fù)雜，因此對其研究較少，技術(shù)發(fā)展較為緩慢。國內(nèi)部分地區(qū)經(jīng)濟和社會因素?zé)o法實施有壓灌溉施肥作業(yè)，隨著計算機技術(shù)發(fā)展有效推動了地表灌溉施肥技術(shù)的優(yōu)化實施，且農(nóng)業(yè)化學(xué)品污染與地表灌溉具有密切關(guān)系，因此加快對地表灌溉施肥技術(shù)研究具有重要意義。國內(nèi)專家學(xué)者建立了多種區(qū)域性地表灌溉系統(tǒng)，模擬地表及地下水流溶質(zhì)運移關(guān)系，特別針對地表溶質(zhì)運移的彌散效應(yīng)進行探討，但相關(guān)模型多局限于單一農(nóng)作物或某區(qū)域的灌溉施肥作業(yè)，其適用性及有效性有待考證。未來應(yīng)結(jié)合環(huán)境及經(jīng)濟等因素，對農(nóng)作物各生長期的地表灌溉施肥規(guī)律進行研究，將所建立的農(nóng)作物模型與施肥效應(yīng)結(jié)合，評估施肥措施對水分、養(yǎng)分、作物產(chǎn)量、經(jīng)濟效益及肥料淋失等系統(tǒng)影響，以有效提高肥料利用率。

2.4.2滴灌施肥技術(shù)

滴灌施肥是將肥料注入滴灌系統(tǒng)，利用壓力系統(tǒng)或地形自然落差，通過管道系統(tǒng)及安裝在末級管道噴頭將小流量水肥均勻精準(zhǔn)地施于農(nóng)作物根部附近[53]。此種方式是基于滴灌作業(yè)發(fā)展的一項現(xiàn)代施肥技術(shù)，較常規(guī)施用方式可提高水資源利用率40%～60%和肥料利用率30%～50%，滿足農(nóng)作物各生長期水肥需求。其中滴灌施肥系統(tǒng)主要由水源工程、首部樞紐(供水系統(tǒng)、過濾系統(tǒng)、施肥系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等)、配水管網(wǎng)(主管、支管及毛管等多級管道)、灌水器(滴頭和滴灌管)和流量壓力控制系統(tǒng)等組成[54]，其系統(tǒng)組成如圖7所示。根據(jù)滴頭布置深度可分為表面滴灌施肥和地下滴灌施肥；其中滴頭流量小于7.5 L/h，滴頭處于20 cm以下土層且不影響表面耕作即地下滴灌施肥；滴頭處于20 cm以上土層且田間管路需及時更換即表面滴灌施肥；此兩種方式僅滴頭所處深度具有一定差異，配套設(shè)備基本相同，目前表面滴灌施肥是應(yīng)用最廣的灌溉施肥方式。

圖7 滴灌施肥系統(tǒng)組成Fig.7 Composition of drip irrigation and fertilization system 1.灌溉施肥機 2.肥料裝置 3.自動加水系統(tǒng) 4.肥料pH中和罐 5.變頻控制器 6.水源 7.水泵 8.過濾系統(tǒng) 9.分流管 10.出水/施肥管 11.供水管 12.吸肥管 13.主管 14.滴灌管 15.滴頭

國外于20世紀(jì)60年代初開始對滴灌施肥技術(shù)開展研究及應(yīng)用。1964年，以色列已建立了全國范圍輸水系統(tǒng)進行灌溉施肥，其一半以上耕地皆采用此種加壓灌溉施肥作業(yè)[55]；20世紀(jì)70年代，澳大利亞、以色列、墨西哥、新西蘭、美國及南非等6個國家結(jié)合各國農(nóng)業(yè)模式相繼開展灌溉施肥技術(shù)研究并得到快速推廣；至20世紀(jì)80年代，以色列開始進行自動化灌溉施肥系統(tǒng)研發(fā)，設(shè)計了施肥罐、文丘里施肥器和水壓驅(qū)動比例注肥器等部件，結(jié)合自動控制技術(shù)及計算機技術(shù)創(chuàng)制了多種智能現(xiàn)代滴灌施肥系統(tǒng)及設(shè)備，有效提高所施養(yǎng)分均勻性及水肥利用率[56]。目前，以色列已在農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域全面推廣此項技術(shù)，其應(yīng)用面積占灌溉面積67.9%；美國是滴灌施肥及微噴灌施肥面積最大國家，研發(fā)了多種專用水溶性肥料，并創(chuàng)制配套水肥注入控制裝置，已實現(xiàn)精細(xì)化灌溉施肥作業(yè)[57]。國外已形成了肥料配制、設(shè)備生產(chǎn)及示范推廣服務(wù)于一體的完善滴灌施肥技術(shù)體系，特別對水肥精準(zhǔn)控制系統(tǒng)研究最為先進，如以色列愛達(dá)爾(Eldarhany)公司生產(chǎn)的Frtimix/Fertigal系列和耐特菲姆(Nertfim)公司生產(chǎn)的Netajet/Fertikit系列全自動智能灌溉施肥機[58]，結(jié)合傳感器技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、EC/pH綜合控制系統(tǒng)、氣候控制系統(tǒng)及自動排水反沖洗系統(tǒng)等先進技術(shù)，可依據(jù)農(nóng)作物類型及各生長期灌溉施肥特征，實時采集環(huán)境數(shù)據(jù)信息并檢測水肥比例，經(jīng)專家決策分析將肥料精準(zhǔn)注入滴灌管道，配備水肥采樣檢測功能進行水肥濃度和流量自動化反饋調(diào)控，有效提高水肥耦合效率，實現(xiàn)水肥養(yǎng)分的全自動化管理。

中國對滴灌施肥技術(shù)研究較晚，1974年由墨西哥引進滴灌系統(tǒng)，結(jié)合農(nóng)藝栽培技術(shù)逐步開展滴灌施肥設(shè)備研究[59]；1980年，國內(nèi)自主研發(fā)了第一代成套滴灌施肥設(shè)備，在融合國外先進技術(shù)與生產(chǎn)工藝基礎(chǔ)上，逐漸實現(xiàn)了規(guī)模化生產(chǎn)[60]；至20世紀(jì)90年代，國內(nèi)對滴灌施肥理論進行深入研究，各級農(nóng)業(yè)推廣部門相繼開展相關(guān)培訓(xùn)研討。近些年，在國家政策支持與生產(chǎn)實際需求雙重推動下，各地區(qū)逐漸建立滴灌施肥核心示范區(qū)，由小面積試驗示范發(fā)展至大面積推廣應(yīng)用，輻射范圍由華北區(qū)域擴大至西北旱區(qū)、東北地區(qū)及華南地區(qū)，覆蓋設(shè)施栽培、無土栽培和果樹栽培等多種栽培模式。如小麥滴灌施肥[61]是對密植作物灌溉的一次革新，由地表灌溉施肥向地下灌溉施肥和膜下灌溉施肥模式發(fā)展，顯著提高水分利用率35%和氮肥利用率30%；新疆農(nóng)墾科學(xué)院[62-63]提出了膜下滴灌施肥綜合管理技術(shù)，開發(fā)系列配套機械化裝備，可一次完成開溝、施肥、播種、鋪設(shè)滴灌帶和覆膜等多項作業(yè)，有效推進棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展，整體技術(shù)已達(dá)國際領(lǐng)先水平，典型配套機具及示范效果如圖8所示。

圖8 棉花膜下滴灌施肥機械化示范Fig.8 Mechanization demonstration of cotton drip irrigation and fertilization under film

總體上，中國滴灌施肥技術(shù)已處于中級階段，國內(nèi)高校院所及企業(yè)不僅局限于對傳統(tǒng)土壤狀態(tài)及節(jié)水增效試驗等研究，正逐步開展滴灌施肥條件下水肥耦合效應(yīng)、農(nóng)作物生理品質(zhì)影響規(guī)律和土壤養(yǎng)分運移規(guī)律等研究，并從自動化滴灌施肥轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄茏兞康喂嗍┓?，部分智能控制系統(tǒng)應(yīng)用于國內(nèi)現(xiàn)代溫室設(shè)備。但對田間滴灌施肥作業(yè)成熟度仍有待提高，應(yīng)用面積較局限，水肥耦合理論與成果應(yīng)用有待深入，且土壤養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)及施肥數(shù)據(jù)獲取難度較大，精準(zhǔn)滴灌施肥作業(yè)操作難度大，土壤信息管理系統(tǒng)和專家決策系統(tǒng)應(yīng)用成熟度不足，核心系統(tǒng)設(shè)備與國外同類先進產(chǎn)品仍存在一定差距。

滴灌施肥滴頭、過濾裝置、施肥裝置及精準(zhǔn)控制系統(tǒng)研究一直是國內(nèi)外關(guān)注重點及熱點。如針對噴頭因化學(xué)物質(zhì)沉淀、微生物生長或根系入侵等原因造成的田間管路堵塞和水肥分布不均等問題，國內(nèi)外學(xué)者從材料選擇、生產(chǎn)工藝及結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面進行大量研究，研制多種類型噴頭，如低流量大口徑和壓力補償式等[64]。為防止滴灌施肥過程中泥沙及有機質(zhì)堵塞管道和噴頭，分別設(shè)計了多種過濾裝置，如砂石過濾器、吸力自清洗式網(wǎng)式過濾器、低壓自動沖洗疊片式過濾器和自動水力驅(qū)動無壓進水口過濾器等[65]，并根據(jù)作業(yè)環(huán)境組合配置多級過濾系統(tǒng)。對施肥裝置研究一直是滴灌施肥系統(tǒng)的核心內(nèi)容，主要包括定量施肥裝置(自壓式施肥器和壓差式施肥罐)與比例施肥裝置(文丘里施肥器、比例式注肥泵和全自動智能施肥機)。其中比例施肥裝置供肥比例固定，可一定程度實現(xiàn)精準(zhǔn)控制，避免水肥施用不均問題，部分典型滴灌施肥裝置總體結(jié)構(gòu)、工作原理及技術(shù)特點如表1所示[66-67]。國內(nèi)外專家學(xué)者對各類型施肥裝置進行相關(guān)研究，以色列阿米亞德公司(AMIAD)等[68]研制的水力驅(qū)動比例注肥泵無需額外動力輸出設(shè)備，可實現(xiàn)精準(zhǔn)控制肥料濃度功能；荷蘭普瑞瓦(Priva)公司[69]研發(fā)了多款壓差式滴灌施肥器，實現(xiàn)溫室水肥精準(zhǔn)控制；韓啟彪等[70]采用理論分析與流體動力學(xué)(CFD)數(shù)值方法對文丘里施肥器進行了優(yōu)化改進，并對比6種文丘里施肥器吸肥性能，探求其結(jié)構(gòu)參數(shù)對水力性能影響規(guī)律。

表1 部分典型滴灌施肥裝置Tab.1 Partial typical drip irrigation and fertilization devices

在滴灌施肥控制系統(tǒng)方面，國外學(xué)者對其研究較早且深入，以色列THOMPSONS等[71]設(shè)計配置以控制器和檢測單元為核心的計算機專家系統(tǒng)，可依據(jù)所采集EC/pH值判別最佳的滴灌施肥作業(yè)時間；伊朗MAHMOUD OMID等[72]運用VB程序語言設(shè)計了溫室滴灌施肥監(jiān)測系統(tǒng)，可根據(jù)溫室濕潤度、CO2供給量和土壤溫度等條件自動實施滴灌施肥；墨西哥DOMINGO等[73]首次將FPGA技術(shù)(Field-programmable gate array)和模糊控制技術(shù)相結(jié)合，研制了具備在線調(diào)控水肥功能的溫室灌溉施肥系統(tǒng)。國內(nèi)學(xué)者開展了大量關(guān)于設(shè)施農(nóng)業(yè)滴灌施肥控制系統(tǒng)的研究，多采用單片機控制原理，結(jié)合硬件裝置和軟件系統(tǒng)實現(xiàn)滴灌施肥作業(yè)的精準(zhǔn)控制和同步實施，集成多種自動化智能控制施肥決策系統(tǒng)及配套施肥設(shè)備，保證作業(yè)過程中可精準(zhǔn)控制施肥量、灌溉水量和施肥濃度等。但所開發(fā)的控制系統(tǒng)研究方法單一，自動化程度低，EC/pH值控制精度穩(wěn)定性差且通用性低，多處于試驗調(diào)試及小范圍應(yīng)用階段，無法完全滿足大田滴灌施肥精準(zhǔn)控制的要求。

近些年，隨著網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息感知、數(shù)據(jù)處理與現(xiàn)代控制等先進技術(shù)的快速發(fā)展及物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸興起，基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智慧精準(zhǔn)滴灌施肥技術(shù)及配套裝備已成為未來發(fā)展必然趨勢，實現(xiàn)大田栽培科學(xué)管理、設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測和灌溉施肥控制實時掌控，有效減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人力化管理，節(jié)約肥料及農(nóng)業(yè)用水投入，降低生產(chǎn)成本，具有廣闊應(yīng)用前景，智慧精準(zhǔn)滴灌施肥體系如圖9所示。

圖9 基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智慧精準(zhǔn)滴灌施肥體系Fig.9 Intelligent precision drip irrigation and fertilization system based on agricultural internet of things

此技術(shù)體系需配套互聯(lián)網(wǎng)實時通訊的滴灌施肥全自動智能施肥設(shè)備和水肥運行管理控制器，并建設(shè)農(nóng)作物灌溉施肥信息采集系統(tǒng)和多學(xué)科共享的集控服務(wù)器。其中集控服務(wù)器為數(shù)據(jù)處理和決策平臺，負(fù)責(zé)發(fā)布灌溉施肥決策信息，多學(xué)科各種專家模型在此平臺下匯集融合共享，可通過大數(shù)據(jù)后處理和專家?guī)斐绦蚧?、自學(xué)習(xí)和人工智能等知識進行開發(fā)；農(nóng)作物灌溉施肥信息采集系統(tǒng)需建設(shè)專業(yè)氣象環(huán)境站、土壤墑情及作物信息檢測點，或配備無人機和衛(wèi)星遙感等監(jiān)測手段，通過農(nóng)作物各生長期所需水肥規(guī)律和灌溉施肥分析決策進行數(shù)據(jù)處理，經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)傳輸至專業(yè)服務(wù)器。水肥運行管理控制器具備與手機APP系統(tǒng)平臺互聯(lián)通信功能，負(fù)責(zé)管理全自動智能施肥設(shè)備、太陽能供電及一體化泵房等，其中設(shè)備運行、故障和費用支付等信息由控制器和傳感器完成，可通過手機APP系統(tǒng)平臺進入水肥運行管理控制器信息界面，獲取灌溉施肥作業(yè)有效信息，經(jīng)專家系統(tǒng)處理地圖實時監(jiān)測整體作業(yè)數(shù)據(jù)。

2.4.3微噴灌施肥技術(shù)

微噴灌施肥是將肥料注入微噴或噴灌系統(tǒng)，由水泵加壓或自然落差形成有壓水肥并通過壓力管道送入田間，經(jīng)噴頭噴射至一定高度空中，形成細(xì)小液滴并均勻灑落至土壤表面和農(nóng)作物葉片[74]。此種施肥方式具有對地形和土質(zhì)適應(yīng)性強，耕地利用率高，水分深層滲漏和地面徑流效應(yīng)較小等優(yōu)點，但易受外界風(fēng)力影響，風(fēng)力達(dá)3～4級時需停止噴施，減少肥料蒸發(fā)損失。微噴及噴灌施肥系統(tǒng)所配置首部樞紐與滴灌施肥基本相同，僅噴灌終端(噴灌機和噴頭)具有一定差異，部分典型微噴灌施肥噴頭總體結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點如表2所示[75-76]。此種施肥方式與滴灌施肥最大區(qū)別在于將水肥直接噴施于葉面，適于微量元素肥料施用，可添加農(nóng)用化學(xué)殺蟲劑實現(xiàn)同步施肥噴藥功效，主要應(yīng)用于保護地種植和園藝作物等，正逐漸被滴灌施肥所替代。

國外對微噴灌施肥技術(shù)研究較早，配套基礎(chǔ)農(nóng)業(yè)設(shè)施較完善，所采用的微噴灌施肥裝置主要為附加動力泵注式和壓差式，目前美國噴灌施肥裝置多采用維蒙特(Valmont)灌溉工業(yè)公司生產(chǎn)的柱塞式比例注肥泵[77]，配套大型機組灌溉機進行噴灌施肥，結(jié)合自動控制技術(shù)實現(xiàn)高效噴灌施肥作業(yè)，在中國內(nèi)蒙古等地示范區(qū)亦有所應(yīng)用。中國對微噴施肥技術(shù)研究相對成熟且應(yīng)用廣泛，結(jié)合微灌特點設(shè)計了多種類型施肥裝置及噴頭，但所開發(fā)的噴灌施肥系統(tǒng)仍存在諸多問題，典型泵注式和壓差式施肥裝置存在壓力損失較大、施肥控制穩(wěn)定性較差等問題，且尚無針對噴灌施肥的成套產(chǎn)品與技術(shù)規(guī)程，部分核心部件仍需購置國外原件，如典型壓差式施肥裝置其施肥性能易受噴灌機管道壓力流量波動變化影響。國內(nèi)專家學(xué)者多致力于泵注式噴灌施肥機及其關(guān)鍵部件研究，如中國農(nóng)業(yè)大學(xué)嚴(yán)海軍等[78]以圓形噴灌機為載體，設(shè)計了多種配套比例式注肥泵，并開展田間試驗檢測其作業(yè)性能；江蘇大學(xué)袁壽其等[79-80]創(chuàng)制了多種類型噴灌機具及配套泵體，采用理論分析及虛擬仿真對泵體及噴頭進行優(yōu)化設(shè)計，部分成果已在噴灌施肥領(lǐng)域得到應(yīng)用推廣。

表2 部分典型微噴施肥和噴灌施肥噴頭Tab.2 Partial typical sprinklers for micro- irrigation and sprinkler-irrigation fertilization

2.5 大宗農(nóng)作物典型施肥技術(shù)

由于各類大宗農(nóng)作物栽培管理模式具有一定差異，在實際生產(chǎn)中其配套施肥技術(shù)亦各不相同。為進一步分析各類農(nóng)作物典型施肥技術(shù)在化肥減施增效發(fā)展中所發(fā)揮的重要作用，本文重點選取水稻側(cè)深施肥、玉米機械化施肥及小麥機械化施肥等普遍應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)進行闡述分析，以完善化肥施用科學(xué)技術(shù)管理體系。

2.5.1水稻側(cè)深施肥技術(shù)

水稻側(cè)深施肥是在機械插秧或直播作業(yè)過程中將肥料(基肥、蘗肥或基蘗穗肥)同步施于秧苗側(cè)位(苗側(cè)3～5 cm)具有一定深度土壤(深度4～6 cm)的施肥方式[81]，其肥料呈條穴狀施于耕層根系附近，可有效提高肥料利用率達(dá)50%以上，較常規(guī)撒肥提高15～20個百分點，節(jié)約肥料施用量10%，減少人工作業(yè)次數(shù)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)本增效，已被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部確定為2018年重大引領(lǐng)性農(nóng)業(yè)技術(shù)。由于水田復(fù)雜多變作業(yè)環(huán)境，對此項技術(shù)實施及配套機具作業(yè)性能提出了較高要求[82]，即：結(jié)合水稻需肥規(guī)律、土壤供肥情況及側(cè)施需求效果選擇合適的專用緩控釋肥為施用對象；田塊精細(xì)平整，泡田后無過多稻秸殘體等雜物漂浮，防止堵塞施肥裝置；配套機具作業(yè)平穩(wěn)，肥料施用量準(zhǔn)確且均勻，氣力式或機械式排肥部件均勻排肥，防止肥料潮解固結(jié)。

國外對水稻側(cè)深施肥技術(shù)及配套機具研究較早且深入，其中日本因其集約化及精準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，在中小型地塊水田施肥技術(shù)領(lǐng)域研究較為領(lǐng)先，日本久保田、井關(guān)、東洋及洋馬等公司[83]對水田側(cè)深施肥裝置開展了大量創(chuàng)新性研究工作，并配置于高速水稻插秧機及直播機，形成系列化和標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。所生產(chǎn)的側(cè)深施肥裝置多采用機械結(jié)構(gòu)排肥和氣力輸肥方式進行施肥[84-85]，其中氣力輸肥系統(tǒng)基本采用正壓風(fēng)送原理實現(xiàn)顆粒肥料輸送；機械排肥機構(gòu)多采用直槽輪式排肥器，日本洋馬公司生產(chǎn)的排肥機構(gòu)可通過更替不同孔徑排肥盤調(diào)節(jié)傳動比，實現(xiàn)施肥量穩(wěn)定變化。由于國外水稻側(cè)深施肥農(nóng)藝模式不同，且配套裝置安裝復(fù)雜，其與中國水稻種植機具匹配性較差。中國于20世紀(jì)60年代開始開展水稻側(cè)深施肥裝置研究，通過引進國外先進技術(shù)并結(jié)合水稻種植農(nóng)藝要求，先后提出了20余種側(cè)深施肥方案并研制配套機具，重點對其排肥機構(gòu)、肥箱及壓實平輥等進行改進，并開發(fā)肥料監(jiān)測和堵塞報警系統(tǒng)，已可滿足各區(qū)域水稻側(cè)深施肥農(nóng)藝要求。部分國內(nèi)應(yīng)用較廣的典型水稻側(cè)深施肥插秧機總體結(jié)構(gòu)及技術(shù)特點如表3所示[86-87]。

國內(nèi)高校院所及企業(yè)對水稻側(cè)深施肥技術(shù)亦開展了相關(guān)研究，開發(fā)多種適用于水稻插秧及直播作業(yè)的配套施肥裝置，部分得到示范應(yīng)用推廣。羅錫文團隊[88]研制了一種同步開溝起壟側(cè)深施肥水稻精量穴直播機，已與上海世達(dá)爾現(xiàn)代農(nóng)機有限公司聯(lián)合進行應(yīng)用推廣；陳長海等[89]以獨輪乘坐式插秧機為載體，配置了螺旋輸送式側(cè)深施肥裝置，采用螺旋推桿將肥料強施于耕層，但存在肥口易堵塞問題；李革等[90-91]結(jié)合水稻密苗栽植農(nóng)藝要求，提出了多種側(cè)深施肥裝置改進方案；王金峰等[92-93]設(shè)計了葉片調(diào)節(jié)式和氣力輸送式水稻側(cè)深施肥裝置，解決了施肥均勻性低和輸肥管路堵塞等問題；左興健等[94]采用電機驅(qū)動排肥和風(fēng)送輸肥原理，結(jié)合GPS系統(tǒng)設(shè)計了風(fēng)送式水稻側(cè)深施肥裝置。目前，國內(nèi)對水稻側(cè)深施肥技術(shù)研究仍處于模仿與探索階段，其關(guān)鍵部件基礎(chǔ)理論、精準(zhǔn)控制方法及其田間適用性和可靠性研究較少，一定程度影響了此項技術(shù)進一步應(yīng)用推廣。

2.5.2玉米機械化施肥技術(shù)

玉米機械化施肥是在其各生長期采用施肥機具以撒施、條施或穴施等方式將肥料施于種子、作物根系及葉面附近以供給所需養(yǎng)分[95]。中國玉米種植面積廣闊，根據(jù)土壤質(zhì)地、氣候變化及栽培模式等特點，玉米機械化施肥主要模式為：夏玉米采用基肥(配方復(fù)合肥+種肥同播)+機械追肥；春玉米采用基肥(配方復(fù)合肥+秸稈還田)+種肥同播(專用種肥)+機械追肥。根據(jù)肥料施用時期可分為基肥施用、種肥施用、一次性分層施肥和中耕追肥等。

表3 部分國內(nèi)典型水稻側(cè)深施肥插秧機Tab.3 Partial typical rice transplanting machines with side deep fertilizing devices in China

玉米基肥施用是在播種前采用施肥機具將有機肥和化肥施于土壤，并配合耕整地作業(yè)將肥料翻埋于耕層，實現(xiàn)培肥地力和疏松土壤目的，此種施肥方式與耕作制度密切相關(guān)[96]。在傳統(tǒng)耕作模式下，于播種前或前茬作物收獲后采用人工或撒肥機將固態(tài)肥料撒施于地表并翻埋于耕層。常見固態(tài)肥料撒肥機包括全幅式、擺動式和離心式等，其中離心式應(yīng)用最為廣泛。隨著保護性耕作模式推行實施，秸稈粉碎還田、腐熟還田、過腹還田、免耕及條帶耕作等方式正逐漸取代傳統(tǒng)基肥撒施。美國約翰迪爾(John Deere)公司[97]生產(chǎn)的JD1770NT型玉米免耕施肥播種機，將基肥與種肥同步施于壟臺內(nèi)，并于壟側(cè)距行中心5 cm處加施液態(tài)氮肥，滿足追肥前作物所需氮肥營養(yǎng)；美國DAWN公司[98]生產(chǎn)的HS-AIR系列施肥單元，將固態(tài)或液態(tài)肥料經(jīng)輸肥系統(tǒng)施于鑿形鏟所開深溝底層，其施肥深度可達(dá)15～20 cm；中國東北玉米壟作地區(qū)多于聯(lián)合整地機后側(cè)配置施肥部件，將基肥條施于壟體正下方，完成滅茬、旋耕、施肥、起壟及鎮(zhèn)壓等復(fù)合作業(yè)；李文哲等[99]以沼液沼渣為基肥，設(shè)計了一種液態(tài)沼肥暗灌溉施肥機具，實現(xiàn)沼肥抽裝運輸、田間深松及暗灌施肥等多項作業(yè)。

玉米種肥施用是在播種期采用施肥播種機將肥料與種子按一定位置關(guān)系施于耕層。根據(jù)種肥位置關(guān)系可分為：種肥混施，即將種子與肥料混合同步施于溝底，需嚴(yán)格控制施肥量以避免肥料直接接觸腐蝕燒傷種子；種肥側(cè)位分施，即將肥料施于種子側(cè)下位置(種側(cè)3～5 cm，種下5 cm)，因肥料集中于種子一側(cè)易造成兩側(cè)肥效不均問題；種肥正位分施，即將肥料施于種子正下位置(種下5 cm)，其與種子間隔3～5 cm土層，引導(dǎo)種子幼苗根系向下生長，但所消耗配套動力較大。近年來國內(nèi)市場常見施肥播種機及所研發(fā)新型施肥裝置多采用肥料正/側(cè)位分施方式。吉林省康達(dá)農(nóng)業(yè)機械有限公司[100]生產(chǎn)的2BMF系列玉米免耕播種機可在全覆秸條件下一次進地完成側(cè)位分施、種床整備、精量播種和覆土鎮(zhèn)壓等多道工序；付乾坤等[101]設(shè)計的玉米滅茬起壟施肥播種機，李復(fù)輝等[102]設(shè)計的船輪式玉米免耕精量施肥播種機和陳海濤等[103]設(shè)計的大壟玉米原茬地免耕施肥播種機，結(jié)合滅茬、耕整、條施肥及播種等部分環(huán)節(jié)，提高機具作業(yè)質(zhì)量與效率；林靜團隊[104]設(shè)計了免耕播種機穴施肥控制系統(tǒng)，并開發(fā)配套算法實現(xiàn)穴施肥位置與肥量的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。

玉米一次性分層施肥是在播種期采用分層施肥裝置將肥料一次性、分多層施于耕層，有效提高肥料利用率，減少進地作業(yè)次數(shù)，其所施肥料種類多為高氮復(fù)混肥或緩控釋肥。目前對此項技術(shù)研究多集中于農(nóng)藝施肥效果探討及關(guān)鍵部件開發(fā)。鄒忠君等[105]通過田間對比試驗發(fā)現(xiàn)，分層施肥技術(shù)可滿足玉米各生長期養(yǎng)分需求，顯著提高農(nóng)作物產(chǎn)量；王云霞等[106]結(jié)合玉米需肥規(guī)律設(shè)計了一種可調(diào)式分層施肥器；姚萬生等[107]研制了一種組合式同溝分層施肥播種開溝器，可將種子及肥料按一定配比精準(zhǔn)施于耕層；張俊雄等[108]開發(fā)了一種玉米分層正位分層穴施肥機構(gòu)，采用SPH算法對穴施肥狀態(tài)進行模擬，驗證機具設(shè)計合理性及可行性。

玉米中耕追肥是在其生長中后期供給養(yǎng)分的一項重要農(nóng)業(yè)措施，常與中耕深松同步實施，一次完成松土、除草及施肥等作業(yè)。中耕追肥肥料種類以液態(tài)氨、液態(tài)硝銨尿素和固態(tài)尿素為主，合理追肥時期應(yīng)在玉米養(yǎng)分需求最旺盛的拔節(jié)期至大喇叭口期[109]，但實際生產(chǎn)多于出苗后幾周即進行追肥。主要由于部分地區(qū)采用人工追肥或?qū)⑹┓什シN機卸除播種單體后進行中耕施肥，因作業(yè)面積、天氣降雨及機具地隙過低影響其田間通過性，且易造成苗帶機械損傷。常見中耕追肥形式主要包括地表撒施、葉面噴施或條/穴深施等。國外對玉米中耕追肥技術(shù)及配套機具研究較為成熟，美國Yetter公司[110]專業(yè)開發(fā)各類施肥器，生產(chǎn)了可適于免耕翻耕、地表殘茬、施肥位置、土壤質(zhì)地及強制入土等要求的系列開溝部件，被廣泛應(yīng)用于世界著名農(nóng)機生產(chǎn)公司的耕種及施肥機具。針對常規(guī)施肥機具地隙較低、追肥期過早且無法完全滿足農(nóng)藝要求等問題，國外企業(yè)研發(fā)了多種高地隙葉面噴施追肥機具。美國十方(Hagie)公司[111]生產(chǎn)的STS系列噴藥機配置施肥懸掛系統(tǒng)，其離地地隙183 cm，幅寬達(dá)12.2 m，可一次完成24行玉米追肥作業(yè)；約翰迪爾(John Deere)公司[112]生產(chǎn)的JD2510L型追肥機離地地隙達(dá)76.2 cm，同時提高了其配套液灌車地隙，有效延長玉米追肥時間。隨著信息化、自動化及智能化技術(shù)在中耕施肥機具應(yīng)用，國外先進機型皆安裝多種農(nóng)用傳感器，可根據(jù)玉米冠層營養(yǎng)診斷結(jié)果實現(xiàn)精準(zhǔn)變量追肥作業(yè)。國內(nèi)高校院所及企業(yè)引進先進高效中耕施肥機具，結(jié)合中國玉米種植農(nóng)藝要求開展了配套機具相關(guān)研究。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)[113]通過引進Yetter公司施肥器，配置設(shè)計了2FZ2995-4型高地隙玉米追肥機，可沿壟側(cè)20 cm處進行條深施肥作業(yè)，離地間隙達(dá)70 cm，最高可對1.2 m植株進行追肥；胡紅[114]設(shè)計了一種小型玉米行間定點扎穴深施追肥機，玉米行間一次完成2行扎穴追肥；李沐桐[115]研制了玉米苗期自動穴施肥控制機構(gòu)，實現(xiàn)玉米中耕精準(zhǔn)追肥作業(yè)。

國外玉米施肥作業(yè)主要采用大型專業(yè)施肥機具，其配套機具門類齊全，可滿足玉米生產(chǎn)各環(huán)節(jié)施肥要求，呈現(xiàn)大型、復(fù)式及高效特點，正朝著自動化、智能化及精準(zhǔn)化方向發(fā)展。相對而言，中國玉米施肥配套機具多由傳統(tǒng)機械改造而成，缺乏系統(tǒng)性設(shè)計原則與方法，作業(yè)性能及技術(shù)指標(biāo)相對落后，且自動化程度低。未來應(yīng)逐步加大有機肥料施用比例，重點開發(fā)玉米中后期追肥的高地隙液態(tài)肥追肥機及液態(tài)有機肥運輸施肥機等專業(yè)機具。

2.5.3小麥機械化施肥技術(shù)

小麥機械化施肥是在其各生長期采用施肥機具實現(xiàn)肥料翻埋混施、種肥同施、根系深施和葉面噴施等功能，完成基肥、種肥及追肥等施用環(huán)節(jié)。根據(jù)農(nóng)作物生長期及對溫度需求可分為冬小麥和春小麥，中國以河南省及山東省等地種植的冬小麥為主。小麥需肥規(guī)律較為特殊[116]，其對土壤肥力依賴性較高，氮肥需求不宜過多，而對磷肥較為敏感，應(yīng)合理注重基肥施用，減少種肥用量，適時分期追肥。

小麥基肥施用是其養(yǎng)分主要來源，占施肥總量60%以上，可有效促進麥苗早發(fā)及根系生長。目前，中國小麥基肥施用仍沿用地表撒施+深埋或旋耕深施方式，存在肥料無序投放且利用率較低等問題。國內(nèi)專家學(xué)者從結(jié)合小麥種植農(nóng)藝要求對其基肥施用方式及配套機具進行了研究。席天元等[117]研究發(fā)現(xiàn)分層施用磷肥可明顯促進冬小麥生長發(fā)育；祝清震等[118]基于旋耕覆土原理提出了一種冬小麥基肥精準(zhǔn)分層定深投送方法，并設(shè)計了配套施肥機具。此外，在部分小麥玉米輪作區(qū)、稻麥輪作區(qū)及稻麥油輪作區(qū)等地所開展秸稈還田作業(yè)亦一定程度替代了傳統(tǒng)基肥施用。

小麥種肥施用主要以條施或穴施方式與播種作業(yè)同步實施。國外長期致力于大型高效小麥?zhǔn)┓什シN機具研究，并配置條施或穴施部件實現(xiàn)種肥同施作業(yè)，美國約翰迪爾(John Deere)公司[119]生產(chǎn)的JD1030型小麥免耕施肥播種機，配置雙開溝系統(tǒng)將肥料條施于種下5～8 cm處以保證養(yǎng)分有效汲取。隨著中國保護性耕作不斷推廣，小麥機械化施肥亦進入新的階段，國內(nèi)高校院所及企業(yè)不斷研發(fā)新型配套機具，但由于小麥種植模式較為多樣，各區(qū)域土壤質(zhì)地、前茬狀態(tài)及光溫條件等不同，所開發(fā)關(guān)鍵部件及整機配置具有較大差異。河南豪豐機械制造有限公司[120]生產(chǎn)的2BSX系列小麥免耕施肥播種機，可在秸稈還田地塊一次完成平地、開溝、播種、施肥、鎮(zhèn)壓、覆土及打畦等復(fù)合作業(yè)；王志偉等[121]結(jié)合黃淮海小麥玉米輪作區(qū)種植特點，設(shè)計了一種小麥深松分層施肥寬苗帶播種機；胡紅等[122]提出了適于長江中下游稻麥輪作區(qū)“種-肥-種”播種施肥和帶狀旋耕相結(jié)合防堵思路，設(shè)計配套稻茬田小麥寬幅精量少耕播種機具。

適時追肥是保證小麥高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)重要保證，結(jié)合前期基肥+種肥施用及小麥需肥規(guī)律，在拔節(jié)期至灌漿期進行根區(qū)條/穴深施追肥或葉面噴施追肥。歐美等地應(yīng)用較廣的輻輪式液態(tài)肥深施機具可將液態(tài)肥注入小麥根區(qū)附近，減少對土壤結(jié)構(gòu)破壞及肥料揮發(fā)損失[123]。國內(nèi)對小麥追肥技術(shù)及配套機具研究相對較少，多采用人工或簡易機具進行根區(qū)深施或葉面噴施。馮慧敏等[124]針對冬小麥返青后深施追肥作業(yè)需求，結(jié)合拖拉機自動導(dǎo)航技術(shù)研制了小麥精準(zhǔn)對航精量深施追肥機具；陳滿[125]以所設(shè)計的冬小麥精準(zhǔn)追肥機為研究載體，開發(fā)配套追氮專家決策系統(tǒng)。此外，采用滴灌施肥在小麥各生長期內(nèi)進行全程灌溉施肥作業(yè)，可有效提高水肥利用率，已在部分地區(qū)得到大面積應(yīng)用推廣。

3 發(fā)展趨勢分析與建議

目前，如何有效平衡糧食產(chǎn)量品質(zhì)及生態(tài)安全與化肥減施增效間關(guān)系成為需要解決的系統(tǒng)工程問題，亦是多種現(xiàn)代施肥技術(shù)發(fā)展的重要驅(qū)動力。在國家大力發(fā)展可持續(xù)生態(tài)農(nóng)業(yè)背景下，亟需結(jié)合區(qū)域特點，綜合施策，創(chuàng)新發(fā)展多種先進施肥技術(shù)，建立化肥減施增效技術(shù)管理體系，力爭于2020年實現(xiàn)主要農(nóng)作物化肥施用量零增長目標(biāo)。

在此背景下，結(jié)合中國化肥施用現(xiàn)狀和形勢，綜合國內(nèi)外現(xiàn)代施肥技術(shù)研究進展與應(yīng)用情況，從政府政策、技術(shù)研究及宣傳培訓(xùn)等方面進行趨勢分析并提出未來發(fā)展建議：

(1)以政府為主導(dǎo)，構(gòu)建完善扶持與監(jiān)管政策體系，加強科學(xué)施肥法制保障。堅持以政府為主導(dǎo)，農(nóng)民、企業(yè)及社會共同參與，構(gòu)建長效機制形成攻堅合力；統(tǒng)籌考慮土肥水種等生產(chǎn)要素與耕作制度，促進農(nóng)機農(nóng)藝農(nóng)信相結(jié)合，綜合運用行政、經(jīng)濟、技術(shù)和法律等手段推進科學(xué)施肥作業(yè)；各級政府建立區(qū)域性的科學(xué)施肥專家系統(tǒng)，形成全國范圍內(nèi)肥效監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，及時準(zhǔn)確掌握肥料效應(yīng)評價數(shù)據(jù)；完善相關(guān)財政補貼機制，對新型經(jīng)營主體和適度規(guī)模經(jīng)營提供科學(xué)施肥服務(wù)，加強施用有機肥料、配方肥料、緩控釋肥及配套機具等補貼力度，強制性報廢部分低效率及高污染的施肥機具；制定化肥科學(xué)施用管理條例，加快建立健全各項肥料管理規(guī)章制度，打擊假冒偽劣化肥產(chǎn)品及低性能機具，保證化肥產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。

(2)創(chuàng)新發(fā)展現(xiàn)代施肥關(guān)鍵技術(shù)，建立化肥減施增效科學(xué)技術(shù)管理體系，推進新肥料新技術(shù)新裝備應(yīng)用。探索建立適于全國區(qū)域高效環(huán)保輕簡施肥模式，積極引進融合國際先進前沿技術(shù)，重點開展共性關(guān)鍵技術(shù)研究，建立以骨干企業(yè)為主體，高校院所共同參與的科學(xué)施肥產(chǎn)學(xué)研推相結(jié)合的攻關(guān)團隊與創(chuàng)新體系，提升技術(shù)研發(fā)及裝備集成水平，開展農(nóng)作物高產(chǎn)高效施肥技術(shù)研發(fā)、推廣及全程服務(wù)，為科學(xué)決策和精準(zhǔn)發(fā)力提供咨詢服務(wù)；結(jié)合高產(chǎn)創(chuàng)建和綠色增效攻關(guān)模式，根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況和農(nóng)作物需肥規(guī)律，分區(qū)域、分作物制定科學(xué)施肥指導(dǎo)手冊，集成推廣高產(chǎn)高效生態(tài)施肥技術(shù)。

針對化肥減施增效關(guān)鍵技術(shù)，建議重點開展：農(nóng)作物養(yǎng)分鏈一體化管理技術(shù)和農(nóng)作物養(yǎng)分調(diào)控技術(shù)研究，分析氮磷鉀化肥轉(zhuǎn)化與高效利用生物學(xué)機制，建立化肥減施控制基準(zhǔn)與調(diào)控途徑；結(jié)合農(nóng)作物各生長期需肥規(guī)律，研究具備豐富營養(yǎng)物質(zhì)和優(yōu)良理化性狀的系列高效綠色肥料，優(yōu)化肥料產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，包括多功能復(fù)合肥料、緩控釋肥、液體肥料、專用肥料、全水溶性肥料和有機肥料等集養(yǎng)分形態(tài)與功能融合的新型肥料，推動化肥產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級；確定合理化肥施用比例，推廣因地、因苗、因水和因時分期施肥技術(shù)；結(jié)合網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息感知及數(shù)據(jù)處理等先進技術(shù)，開展高精度且覆蓋全面的土壤及作物養(yǎng)分信息高效檢測采集技術(shù)和數(shù)字化營養(yǎng)管理系統(tǒng)研究；研發(fā)可快速精準(zhǔn)監(jiān)測農(nóng)田多層信息傳感器，建立適合多種農(nóng)藝模式的精準(zhǔn)施肥控制體系，提高作物生長模型及施肥專家決策分析系統(tǒng)通用性及適應(yīng)性；構(gòu)建化肥減施增效技術(shù)體系信息技術(shù)服務(wù)平臺與監(jiān)測評估系統(tǒng)，實現(xiàn)化肥精準(zhǔn)施用指導(dǎo)與監(jiān)控；將單一施肥作業(yè)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樽兞渴┓首鳂I(yè)，開發(fā)設(shè)計多種關(guān)鍵部件結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)多變量在線配肥及施肥功能，提高施肥系統(tǒng)自動化和智能化水平；結(jié)合高效節(jié)水灌溉技術(shù)，進行水肥耦合效應(yīng)和土壤養(yǎng)分運移規(guī)律等基礎(chǔ)探討，重點開展基于農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的智慧精準(zhǔn)施肥技術(shù)及配套裝備研究，加快推進滴灌施肥及噴灌施肥等節(jié)約型技術(shù)發(fā)展；結(jié)合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展及中國農(nóng)業(yè)經(jīng)營體制特性，積極探索有機養(yǎng)分資源利用的有效模式，支持規(guī)?；笄菁S便有機肥有效利用，加快推廣秸稈粉碎還田、快速腐熟還田及過腹還田等技術(shù)應(yīng)用；結(jié)合基肥、種肥和追肥統(tǒng)籌原則，因地制宜地推進大宗農(nóng)作物機械化種肥同播及液態(tài)肥深施等技術(shù)，研發(fā)高效配套裝備；多項先進施肥技術(shù)措施積極配合，加強農(nóng)業(yè)與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合力度，實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”新常態(tài)，建立健全科學(xué)施肥技術(shù)管理體系。