衡南縣土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)推廣對(duì)策

摘 要 湖南省衡南縣通過對(duì)土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)的深入研究，發(fā)現(xiàn)目前技術(shù)推廣應(yīng)用受諸多因素制約。為有效提升農(nóng)戶科學(xué)施肥技能，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物高效增產(chǎn)，探討分析了衡南縣土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)推廣現(xiàn)狀及問題，提出了建設(shè)高效土壤檢測(cè)診斷服務(wù)系統(tǒng)、基于土壤-作物需求耦合構(gòu)建精準(zhǔn)施肥策略、強(qiáng)化農(nóng)民科學(xué)施肥知識(shí)技能培訓(xùn)、建設(shè)技術(shù)推廣體系與服務(wù)平臺(tái)等措施。

關(guān)鍵詞 土壤肥料；科學(xué)施肥；技術(shù)推廣；土壤檢測(cè)；湖南省衡南縣

中圖分類號(hào)：S147.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2024.14.003

土壤肥料是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)要素之一，其科學(xué)合理的施用對(duì)改善土壤肥力、增加作物產(chǎn)量具有重要意義。筆者通過對(duì)湖南省衡南縣土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)研究與推廣現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)研，找出問題癥結(jié)，并提出相應(yīng)的技術(shù)推廣策略，以期為全縣科學(xué)合理施用土壤肥料提供決策依據(jù)。

1 衡南縣土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)研究情況

衡南縣長(zhǎng)期以來高度重視土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)的研究與推廣應(yīng)用[1]。早在20世紀(jì)90年代，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)就開展了鹽基肥和緩釋肥在水稻上的試驗(yàn)研究，結(jié)合不同肥料類型、施用量和施用時(shí)期等條件進(jìn)行系統(tǒng)比較，結(jié)果表明，與常規(guī)速效肥相比，秸稈還田量增加15%～30%，水稻產(chǎn)量提高10%左右。進(jìn)入21世紀(jì)，衡南縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局土肥站針對(duì)稻田長(zhǎng)期高產(chǎn)連作障礙試驗(yàn)研究了控釋肥料的應(yīng)用，獲得了單位面積產(chǎn)量提高5%～10%的效果。具體到作物品種上，以衡南縣主栽稻種“隆兩優(yōu)華占”為例，施用枸櫞酸控釋肥，植株氮素積累量增加了32.6%。除了水稻，在蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物上開展的測(cè)試研究也取得了豐碩成果，如在番茄上應(yīng)用甲基脲和季銨鹽混合控釋肥。近年來，隨著技術(shù)市場(chǎng)化運(yùn)作機(jī)制的建立，土壤檢測(cè)與精準(zhǔn)施肥服務(wù)覆蓋衡南縣主要糧食生產(chǎn)區(qū)。以三塘鎮(zhèn)生態(tài)高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目為例，項(xiàng)目區(qū)域共檢測(cè)土壤樣本

912份，并在土壤檢測(cè)的基礎(chǔ)上制訂了精準(zhǔn)配方施肥技術(shù)方案，有機(jī)肥施用量為4 500 kg·hm-2，氮、磷、鉀化學(xué)肥料施用量分別為180 kg·hm-2、90 kg·hm-2和120 kg·hm-2[2]?？梢钥闯觯寥婪柿峡茖W(xué)合理應(yīng)用對(duì)于改善土壤肥力、增加農(nóng)作物產(chǎn)量、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

2 衡南縣土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)推廣現(xiàn)狀及問題分析

2.1 土壤檢測(cè)診斷技術(shù)瓶頸與應(yīng)用困境

當(dāng)前，土壤檢測(cè)技術(shù)水平較低和服務(wù)體系不健全在無形中制約著衡南縣土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)的推廣與應(yīng)用。1）現(xiàn)有土壤檢測(cè)手段單一，如普遍采用的土壤快速檢測(cè)試劑盒僅能分析全氮含量、速效磷含量和速效鉀含量3項(xiàng)指標(biāo)，土壤養(yǎng)分檢測(cè)指標(biāo)有限；即使采用更為先進(jìn)的原子吸收法或電感耦合等離子體技術(shù)（Inductively Coupled Plasma，ICP），所能檢測(cè)的微量元素種類也非常有限[2]。2）現(xiàn)有土壤檢測(cè)覆蓋面有限，大多集中在少數(shù)專業(yè)合作社、種植大戶和農(nóng)業(yè)企業(yè)，而廣大普通種植戶由于種植規(guī)模小、資金有限，幾乎沒有使用科學(xué)的土壤檢測(cè)技術(shù)。3）由于土壤的時(shí)空異質(zhì)性，即使小范圍內(nèi)也存在明顯差異，平均取樣的土壤分析數(shù)據(jù)與作物實(shí)際吸收利用情況差距較大。以衡南縣寶蓋鎮(zhèn)萬畝優(yōu)質(zhì)稻項(xiàng)目為例，在建設(shè)前期試驗(yàn)田的土壤檢測(cè)技術(shù)方案中，測(cè)試樣點(diǎn)密度設(shè)定為每公頃4個(gè)，難以全面反映土壤理化指標(biāo)的時(shí)空變異特征，一定程度上影響了精確配方施肥方案的制訂。

2.2 肥料選擇與土壤適應(yīng)性的匹配問題

衡南縣在土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)推廣過程中，肥料選擇與土壤適應(yīng)性匹配問題較為突出。農(nóng)戶和農(nóng)技人員對(duì)不同肥料類型及其適宜土壤類型的認(rèn)知不足，易出現(xiàn)誤用。以衡南縣常見三要素肥為例，尿素移動(dòng)性強(qiáng)，適用于肥力較低的輕壤土或砂壤土，而過量施用則易造成浪費(fèi)；硫酸鉀適宜在堿性土壤上施用。推廣人員對(duì)不同土壤類型的判斷與識(shí)別也存在困難[3]。由于信息不對(duì)稱和技術(shù)儲(chǔ)備不足，一些推廣人員或農(nóng)技站的推薦方案存在“一刀切”的問題。例如，衡南縣主要水稻種植區(qū)土壤類型復(fù)雜，稻田土普遍偏酸，不同微地形單元的pH值差異較大，但在實(shí)際推廣中，很多技術(shù)人員或農(nóng)戶沒有考慮這一點(diǎn)，直接采用統(tǒng)一的速效鉀肥配方。實(shí)踐表明，根據(jù)土壤檢測(cè)結(jié)果分類施用肥料，產(chǎn)量可比平均施肥提高5%～15%。因此，解決好肥料與土壤適應(yīng)性匹配問題，對(duì)科學(xué)施肥技術(shù)推廣意義重大。

2.3 農(nóng)戶層面科學(xué)施肥技術(shù)的低普及率問題

衡南縣土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)在廣大農(nóng)戶層面的推廣與應(yīng)用普及率目前仍然較低。1）傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)區(qū)和較偏遠(yuǎn)地區(qū)的農(nóng)民對(duì)科學(xué)施肥相關(guān)知識(shí)的系統(tǒng)掌握程度不足，很多農(nóng)戶只是簡(jiǎn)單依據(jù)經(jīng)驗(yàn)或鄰里習(xí)慣進(jìn)行播種施肥，未能配套采取土壤測(cè)試等科學(xué)化措施，難以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效。2）在實(shí)際生產(chǎn)操作層面，許多農(nóng)戶無法準(zhǔn)確掌握科學(xué)施肥的技術(shù)要點(diǎn)，存在肥料施用量超標(biāo)或者不合理的問題。例如，在水稻移栽育秧階段，農(nóng)戶通常只顧追求壯苗，而疏于考慮肥料的均勻分散，不僅浪費(fèi)資源還易燒苗。3）部分農(nóng)戶因?yàn)樾畔⑶绬我?，科學(xué)養(yǎng)分管理理念滯后，不愿支付土壤測(cè)試等前期投入，難以配合技術(shù)推廣人員開展精準(zhǔn)施肥制度化建設(shè)，一定程度上制約了科學(xué)施肥技術(shù)在基層的廣泛應(yīng)用。

2.4 技術(shù)推廣體系缺陷對(duì)科學(xué)施肥實(shí)踐的影響

衡南縣土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)推廣體系與運(yùn)行機(jī)制存在一定缺陷，客觀上制約著科學(xué)施肥技術(shù)落地應(yīng)用和推廣。1）技術(shù)推廣站和推廣員隊(duì)伍尚未完全滿足需求[4]。部分推廣站檢測(cè)設(shè)備功能單一，如土壤檢測(cè)主要依靠測(cè)土儀，僅能檢測(cè)全氮含量、速效磷含量、速效鉀含量，難以分析土壤次生元素；技術(shù)人員中高級(jí)農(nóng)藝師比例偏低，僅23%，難以滿足復(fù)雜土壤問題的診斷需求。2）技術(shù)支撐體系不健全，對(duì)土壤分類識(shí)別與評(píng)價(jià)缺乏系統(tǒng)分析手段，僅依賴原子吸收光譜分析技術(shù)，土壤養(yǎng)分時(shí)空分布模擬與預(yù)測(cè)能力欠缺。3）財(cái)政支持力度偏弱，如寶蓋鎮(zhèn)萬畝高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)項(xiàng)目土壤檢測(cè)投入占比僅3%，明顯偏低；政策激勵(lì)不足，未出臺(tái)扶持科學(xué)施肥的具體優(yōu)惠政策，制約科學(xué)施肥技術(shù)應(yīng)用程度的提高。

3 衡南縣土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)的推廣策略

3.1 建設(shè)高效土壤檢測(cè)診斷服務(wù)系統(tǒng)

為有效解決當(dāng)前衡南縣土壤檢測(cè)診斷服務(wù)體系建設(shè)滯后的困境，切實(shí)滿足科學(xué)施肥技術(shù)推廣應(yīng)用的需求，建議從3方面入手。1）完善土壤檢測(cè)技術(shù)裝備。具體而言，積極引導(dǎo)縣、鄉(xiāng)農(nóng)技推廣系統(tǒng)引進(jìn)并使用激光粒度技術(shù)分析儀、原子吸收-等離子體發(fā)射聯(lián)用儀等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤的機(jī)械組成、養(yǎng)分狀態(tài)的精準(zhǔn)快速檢測(cè)，特別是微量元素的測(cè)定。以咸塘鎮(zhèn)智慧農(nóng)業(yè)示范基地為例，在關(guān)鍵土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)了45個(gè)增強(qiáng)型土壤監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了土壤溫濕度、pH值及養(yǎng)分含量的在線監(jiān)測(cè)，顯著提高了對(duì)土壤養(yǎng)分變化規(guī)律的掌握程度，為制訂科學(xué)合理的配方施肥方案奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[3]。2）建立高效的土壤評(píng)價(jià)與肥力診斷體系。重點(diǎn)圍繞不同作物和土壤肥力閾值標(biāo)準(zhǔn)開展研究，同時(shí)開發(fā)專業(yè)的土壤評(píng)價(jià)系統(tǒng)軟件，采用灰色關(guān)聯(lián)度分析法等定量評(píng)價(jià)土壤肥力及其對(duì)作物生長(zhǎng)的限制程度，指導(dǎo)施肥方案的制訂。以衡南縣千畝設(shè)施蔬菜基地為例，通過土壤評(píng)價(jià)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，89%的大棚輕度缺鉀，根據(jù)診斷報(bào)告進(jìn)行補(bǔ)鉀灌溉，平均單位面積產(chǎn)量提高了8.6%[2]。3）建立土壤-作物模型的耦合系統(tǒng)。在隨機(jī)監(jiān)測(cè)土壤養(yǎng)分的基礎(chǔ)上，運(yùn)用三維建模技術(shù)研發(fā)覆蓋主要種植區(qū)域的土壤養(yǎng)分立體分布動(dòng)態(tài)模型，并以此指導(dǎo)土壤樣本的代表性布點(diǎn)，使之能有效反映土壤環(huán)境的時(shí)空異質(zhì)性，為后期擬合養(yǎng)分響應(yīng)模型奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對(duì)作物施肥量的精準(zhǔn)調(diào)控。這是發(fā)揮土壤檢測(cè)效益、指導(dǎo)科學(xué)施肥的關(guān)鍵一環(huán)[5]。

3.2 基于土壤-作物需求耦合構(gòu)建精準(zhǔn)施肥策略

為有效解決衡南縣土壤肥料科學(xué)施用過程中肥料選擇配比與土壤適應(yīng)性匹配的問題，推動(dòng)科學(xué)施肥技術(shù)在基層的推廣應(yīng)用，主要從3個(gè)方面入手。1）開展土壤類型分類和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)研究，建立基于土壤理化參數(shù)的定量評(píng)價(jià)體系。以衡南縣為例，依托地理信息系統(tǒng)技術(shù)繪制不同土層厚度和肥力水平的立體分布圖，劃分包括紅壤、黃壤、紫色土、水稻土等十余類主要土壤類型及其空間范圍，為不同土壤類型精準(zhǔn)施肥奠定基礎(chǔ)。2）構(gòu)建土壤類型-作物品種匹配模型。依據(jù)主要作物對(duì)氮、磷、鉀、鈣等養(yǎng)分的吸收利用特性參數(shù)，根據(jù)多目標(biāo)決策理論，綜合考慮作物經(jīng)濟(jì)效益和資源利用效率，確定不同作物與不同土壤類型的優(yōu)化匹配方案。以寶蓋鎮(zhèn)為例，其主導(dǎo)土壤類型為紅壤土，經(jīng)模型計(jì)算，確定在此類土壤上栽培秈稻品種效益最佳。3）研發(fā)動(dòng)態(tài)變量精準(zhǔn)施肥決策系統(tǒng)。系統(tǒng)整合土壤類型及肥力監(jiān)測(cè)結(jié)果、作物養(yǎng)分響應(yīng)模型、目標(biāo)產(chǎn)量水平，根據(jù)控制論原理，設(shè)定精準(zhǔn)施肥變量控制方程，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)不同時(shí)期營(yíng)養(yǎng)素的供給量，以達(dá)到優(yōu)化作物生長(zhǎng)的目的。在寶蓋鎮(zhèn)試驗(yàn)田的示范結(jié)果表明，與常規(guī)配方施肥模式相比，該精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)效率提升了25%[4]。

3.3 強(qiáng)化農(nóng)民科學(xué)施肥知識(shí)技能培訓(xùn)

為有效增強(qiáng)衡南縣農(nóng)戶對(duì)土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)的掌握和應(yīng)用能力，切實(shí)提高科學(xué)施肥技術(shù)在基層的推廣效果，可以從3方面著手。1）豐富科學(xué)施肥技能培訓(xùn)內(nèi)容。結(jié)合不同種植戶的教育程度和接受能力，分別編制新手型、進(jìn)階型和高階型3類培訓(xùn)課程體系。課程設(shè)置覆蓋土壤檢測(cè)、肥料配置、施肥技巧等全過程，采用理論講解與田間試驗(yàn)示范相結(jié)合的教學(xué)模式。以衡南縣湘中農(nóng)機(jī)作業(yè)專業(yè)合作社為例，其開設(shè)的進(jìn)階培訓(xùn)班通過培訓(xùn)農(nóng)民適應(yīng)性施肥技能，獲得縣級(jí)教學(xué)成果嘉獎(jiǎng)[4]。2）加強(qiáng)培訓(xùn)師資隊(duì)伍建設(shè)。積極聘任市級(jí)土肥技術(shù)專家、高級(jí)農(nóng)業(yè)推廣員及大專院校教師，組成培訓(xùn)師資庫，同時(shí)發(fā)揮大型農(nóng)企的示范引領(lǐng)作用，舉辦面向當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶的科學(xué)施肥技術(shù)交流活動(dòng)。例如，三塘鎮(zhèn)高峰村部與周邊100戶菜農(nóng)簽訂技術(shù)服務(wù)協(xié)議，提供定期培訓(xùn)與指導(dǎo)，參訓(xùn)農(nóng)戶蔬菜平均產(chǎn)量提升30%以上[4]。3）打通農(nóng)民科學(xué)施肥技能培訓(xùn)渠道。依托農(nóng)村黨員干部和家庭農(nóng)場(chǎng)主，選擇技術(shù)水平較高者作為種子教師；并通過農(nóng)技推廣站、電視臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)微信等媒介，廣泛宣傳科學(xué)施肥知識(shí)，增強(qiáng)農(nóng)戶主動(dòng)參與培訓(xùn)的意愿，最終促進(jìn)知識(shí)在衡南縣的有效滲透。

3.4 建設(shè)技術(shù)推廣體系與服務(wù)平臺(tái)

為有效解決當(dāng)前衡南縣土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)推廣體系存在的諸多問題，需要積極構(gòu)建開放、協(xié)同、鏈接的新型技術(shù)服務(wù)體系。1）加大科技推廣站建設(shè)投入力度?？h、鄉(xiāng)兩級(jí)財(cái)政需要聯(lián)合出臺(tái)土壤肥料技術(shù)服務(wù)站建設(shè)扶持政策，除了加大檢測(cè)儀器設(shè)備的配置力度，也要向優(yōu)秀人才提供不低于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的薪酬待遇，全面提升站點(diǎn)的技術(shù)服務(wù)能級(jí)。以衡陽縣為例，不僅新引進(jìn)X射線熒光光譜儀和元素分析儀，而且專門從省研究院聘請(qǐng)了2名博士級(jí)高級(jí)工程師，提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。2）深化產(chǎn)學(xué)研協(xié)作聯(lián)合機(jī)制。發(fā)揮高校和科研院所的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，選擇衡南縣下屬多個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)（街道）作為科學(xué)施肥技術(shù)推廣的試驗(yàn)樣區(qū)，承擔(dān)土壤理化性狀測(cè)定、數(shù)據(jù)分析建模、配方設(shè)計(jì)等工作；技術(shù)推廣站和種養(yǎng)大戶負(fù)責(zé)組織務(wù)農(nóng)者進(jìn)行培訓(xùn)，執(zhí)行示范檢測(cè)，并開展效果評(píng)估考核。目前，南華大學(xué)與耒陽市簽訂了土壤環(huán)境監(jiān)測(cè)與施肥技術(shù)研發(fā)的合作協(xié)議，取得了較好效果。3）創(chuàng)建集成化數(shù)字服務(wù)平臺(tái)。依托區(qū)塊鏈和大數(shù)據(jù)技術(shù)，有機(jī)對(duì)接現(xiàn)有土壤檢測(cè)機(jī)構(gòu)與推廣系統(tǒng)，構(gòu)建統(tǒng)一的數(shù)據(jù)中臺(tái)和模型驅(qū)動(dòng)的可視化決策系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)土壤信息的單元化采集、匯聚、加工、應(yīng)用，為培訓(xùn)、會(huì)診、配方設(shè)計(jì)等提供優(yōu)質(zhì)線上線下服務(wù)，便捷服務(wù)種植戶，提高技術(shù)轉(zhuǎn)化效率。

4 結(jié)語

衡南縣近年來在土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)研究與推廣方面進(jìn)行了大量探索，取得顯著成效。然而受各種條件限制，這些技術(shù)向基層推廣的程度還較為有限。為此，需要從加強(qiáng)土壤檢測(cè)能力建設(shè)、構(gòu)建精準(zhǔn)施肥技術(shù)體系、完善人才培養(yǎng)機(jī)制及創(chuàng)新技術(shù)服務(wù)模式等方面著力，以進(jìn)一步增強(qiáng)技術(shù)支撐，充分激發(fā)基層主體參與科學(xué)施肥的積極性，最終實(shí)現(xiàn)土壤肥料科學(xué)施用技術(shù)的廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張稷策，劉燚.耕地土壤鎘污染現(xiàn)狀及治理措施：以湖南省衡陽市祁東縣為例[J].北京農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2023，37（3）：71-76.

[2] 陳曉恒，楊彥磊，黃瑞寅，等.腐殖酸有機(jī)肥對(duì)衡陽市烤煙生長(zhǎng)及產(chǎn)質(zhì)量的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2022（18）：1-4.

[3] 鐘順清，彭蓉，劉敏，等.衡陽市工業(yè)園區(qū)周邊菜地土壤污染特征及其風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].衡陽師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2022，43（6）：88-94.

[4] 楊麗，劉洋洋.衡陽市典型農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)的提取與分類研究[J].綠色科技，2020（16）：125-128.

[5] 楊麗，毛祖莉.衡陽市綠地Cu、Zn、Cd、Pb形態(tài)分布及健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)[J].環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2019，

42（S1）：227-231.

（責(zé)任編輯：劉寧寧）