肥料试验数据驱动下的精准土壤肥料技术指导策略构建

引言：

在农业生产中，土壤肥料管理是影响作物产量与品质的关键因素。传统的施肥方式往往缺乏精准性，导致肥料浪费、环境污染以及土壤质量下降等问题。随着科技的发展和对农业可持续发展的重视，基于肥料试验数据的精准土壤肥料技术应运而生。精准土壤肥料技术以科学的试验数据为基础，能够根据土壤特性和作物需求，精确地确定肥料的种类、用量、施肥时间和施肥方法，从而提高肥料利用效率，减少对环境的负面影响，为农业的高效、可持续发展提供有力支撑。

一、土壤养分检测与分析

土壤养分检测是精准土壤肥料技术的基础环节。通过对土壤中氮、磷、钾等大量元素以及铁、锌、锰等微量元素含量的准确测定，能够掌握土壤养分的实际状况。目前，常用的检测方法包括实验室化学分析、田间快速检测以及近红外光谱技术等。实验室化学分析虽然准确，但耗时较长、成本较高；田间快速检测方便快捷，可在田间地头迅速获取部分养分信息，但精度相对较低；近红外光谱技术则具有快速、无损的特点，能够同时测定多种土壤养分，但设备成本较高，对操作人员要求也较高。在进行土壤采样时，需要遵循科学的方法以确保样本的代表性。一般采用 “S” 形或“Z” 形布点法，在不同区域、不同深度采集多个土壤样本，然后混合均匀。对于一个面积较大的农田，可能需要设置数十个甚至上百个采样点。例如，对于一块 100 亩的农田，按照每 10 亩设置一个采样点的密度，共采集 10个混合样本。对这些样本进行全面分析，包括土壤 pH 值、有机质含量、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾以及各种微量元素的含量等。对检测得到的数据进行深入分析至关重要。可以运用统计学方法，分析土壤养分的空间变异特征，了解不同区域土壤养分的差异情况。利用地理信息系统（GIS）技术，将土壤养分数据进行可视化处理，绘制土壤养分分布图。从分布图中可以直观地看出，在农田的某些区域可能氮含量较高，而在另一些区域磷含量偏低。根据这些分析结果，能够为后续的精准施肥提供科学依据，针对不同区域的土壤养分状况制定差异化的施肥方案[1]。

二、作物需肥规律研究

不同作物在生长发育的各个阶段对养分的需求存在显著差异。以小麦为例，在苗期，主要需要氮素促进植株的生长和叶片的发育；在拔节期，对氮、磷、钾的需求都有所增加，此时充足的养分供应有助于茎秆的粗壮和穗的分化；在灌浆期，钾元素对于提高小麦的千粒重和品质起着关键作用。通过长期的田间试验和对作物生长过程的监测，能够详细了解各种作物在不同生育期的需肥规律。作物的生长环境对其需肥规律也有重要影响。温度、湿度、光照等环境因素会影响作物的新陈代谢和养分吸收效率。在高温环境下，作物的呼吸作用增强，对氮素的需求可能会增加，但同时氮素的挥发也会加剧；而在干旱条件下，土壤中养分的有效性降低，作物对养分的吸收能力也会受到影响。因此，研究作物需肥规律时，需要综合考虑环境因素的影响。可以建立作物生长模型，将环境因素纳入其中，通过模拟不同环境条件下作物的生长过程，预测作物在各个阶段的需肥量。

三、肥料配方精准制定

基于土壤养分检测结果和作物需肥规律研究，精准制定肥料配方是实现精准土壤肥料技术的核心。首先，根据土壤中各种养分的含量以及作物对养分的需求，确定肥料中氮、磷、钾及中微量元素的配比。对于土壤中氮含量较低、而作物在当前生长阶段对氮需求较大的情况，在肥料配方中应适当提高氮元素的比例。利用肥料效应函数也是精准制定肥料配方的重要手段。通过大量的田间肥料试验，建立肥料施用量与作物产量之间的数学关系，即肥料效应函数。根据这个函数，可以计算出在不同土壤条件和目标产量下，作物所需的最佳肥料施用量。例如，通过对某地区玉米田的多年肥料试验，建立了氮、磷、钾施用量与玉米产量的三元二次肥料效应函数。根据这个函数，当目标产量为每亩 1000 公斤时，计算出每亩需要施用纯氮 15 公斤、五氧化二磷 8 公斤、氧化钾 10 公斤。在制定肥料配方时，还需要考虑肥料的类型和性质。不同类型的肥料，如有机肥、化肥、复合肥、缓释肥等，其养分释放特性和肥效持续时间各不相同。有机肥能够改善土壤结构，增加土壤有机质含量，提高土壤肥力，但养分释放相对缓慢；化肥养分含量高，肥效快，但容易造成养分流失；复合肥含有多种养分，使用方便；缓释肥则能够根据作物的生长需求缓慢释放养分，提高肥料利用率[2]。因此，应根据土壤状况、作物需肥规律以及施肥成本等因素，合理选择肥料类型，并将不同类型的肥料进行优化组合。在土壤肥力较低、保肥保水能力差的地块，可以增加有机肥的施用量，同时搭配适量的化肥和缓释肥，以满足作物在不同生长阶段对养分的需求。

四、施肥技术精准实施

施肥技术的精准实施是将精准土壤肥料技术落到实处的关键环节。施肥时间的选择对肥料的利用效率和作物的生长发育有着重要影响。根据作物的需肥规律，在作物对养分需求的关键时期进行施肥，能够最大限度地发挥肥料的作用。对于大多数作物来说，基肥应在播种或移栽前施入，以提供作物生长初期所需的养分；追肥则应根据作物的生长阶段，在需肥高峰期及时施用。如蔬菜在苗期和旺盛生长期分别进行追肥，能够促进植株的快速生长和果实的膨大。施肥方法的精准选择也至关重要。常见的施肥方法有撒施、条施、穴施、冲施、叶面喷施等。撒施操作简单，但肥料分布不均匀，容易造成养分流失；条施和穴施能够将肥料集中施于作物根系附近，提高肥料利用率，但劳动强度较大；冲施适用于水溶性肥料，施肥速度快，但对灌溉条件要求较高；叶面喷施能够快速补充作物所需的微量元素，但肥效持续时间较短。在实际生产中，应根据作物种类、种植方式、土壤条件以及肥料类型等因素，选择合适的施肥方法。对于密植的粮食作物，如小麦、水稻等，可以采用撒施结合条施的方法；对于果树等经济作物，则多采用穴施或环状施肥的方法；对于一些微量元素肥料，叶面喷施效果较好。利用现代信息技术，如全球定位系统（GPS）、地理信息系统（GIS）和传感器技术等，能够实现施肥的精准定位和变量控制[3]。配备 GPS 和传感器的施肥机械，可以根据土壤养分分布图和作物需肥模型，在田间自动调节施肥量，实现精准变量施肥。在土壤养分含量高的区域减少施肥量，在养分含量低的区域增加施肥量。

结语：

构建基于肥料试验数据的精准土壤肥料技术指导策略，涵盖了土壤养分检测与分析、作物需肥规律研究、肥料配方精准制定以及施肥技术精准实施等多个关键环节。通过实施这一策略，能够实现土壤肥料管理的精准化，有效提高肥料利用率，降低生产成本，减少对环境的负面影响，为农业的可持续发展提供有力保障。

参考文献

[1]刘杭,殷佳慧,宁崴,等. 新农科背景下“土壤肥料学”课程教学改革探索 [J]. 现代园艺, 2024, 47 (17): 183-185.

[2]申晓雪. 土壤肥料技术推广工作存在的问题 [J]. 种子科技, 2024, 42(11): 146-148.

[3]徐秋杰.小麦优质高产栽培技术及病虫害防治措施探究[J].种子科技，2024，42（9）：62-64.