科学施肥：农业可持续发展的秘密武器

科学施肥：农业可持续发展的秘密武器

科学施肥是实现农业可持续发展的重要途径，通过合理施用肥料，不仅能提高作物产量和品质，还能保护环境和节约资源。科学施肥技术包括矿质营养学说、养分归还学说、最小养分律、肥料报酬递减律及因子综合作用律五大基础理论。这些理论指导农民合理施肥，实现农业生产的高效率和高产量，推动农业现代化建设。

科学施肥的理论基础主要包括五大理论：矿质营养学说、养分归还学说、最小养分律、肥料报酬递减律及因子综合作用律。这些理论为科学施肥提供了坚实的理论支撑，指导农民合理施用肥料，实现农业生产的高效率和高产量，推动农业现代化建设。

1840年，德国化学家李比希提出了植物矿物质营养学说。这一学说指出，土壤中矿物质是一切绿色植物的养料，厩肥及其它有机肥料对植物生长所起的作用，并不是其中所含的有机质，而是这些有机质分解后所形成的矿物质。矿质营养学说驳斥了过去长时间占统治地位的腐殖质营养学说，并由此建立了植物营养学科，化肥工业从此飞速发展。矿质营养学说的意义在于向人们揭示了肥料的本质，即肥料是什么的问题。

农作物被收获后，土壤中被作物吸收的矿质元素就会被一起带走，土壤肥力随之下降。因此，要恢复地力就必须归还从土壤中带走的养分，而施肥的实质就是通过人为干预的方式向土壤补充作物生长所需的养料。养分归还学说的建立，就突破了过去植物-动物-土壤三者局限生物循环，通过向土壤增施肥料，扩大了这种物质循环，从而为作物稳产高产和均衡增产开辟了广阔前景。李比希的养分归还学说实际上是解决了困扰我们要不要施肥的问题。

作物产量的高低取决于土壤中相对含量最小的有效植物生长因素，若无视这个限制因素，即使继续增加其他营养成分也难以再提高农作物的产量。我们常用经典的木桶理论解释最小养分率，作物产量就好比木桶所盛的水，要想多盛水就应该加高木桶相对最短的木板，而不是最长的。明白了最小养分律的含义，就可以因地制宜根据土壤条件和植物生长的需要来选择肥料品种和养分比例，提高施肥针对性，较好地满足作物对养分的需要，从而收到增产、节肥、提高经济效益的效果。最小养分律很好的解决了我们要施什么肥的问题！

报酬递减律是18世纪后期由欧洲的经济学家杜尔哥和安德森同时提出的经济学上一个基本法则。研究发现，这一法则在肥料施用上同样适用。作物产量会随着施肥量的增加而增加，但达到一定限度后，产量的增加量却在逐渐减少，当超过一定量时作物甚么因为施肥的增加而减少。报酬递减律告诉我们要避免盲目施肥，提高施肥的经济效益，通过合理施肥达到增产增收的目的，促进农业生产的可持续发展。所以报酬递减律是解决了我们要施多少肥的问题。

农作物丰产受各种因子影响，如影响作物生长发育的水、肥、光照、温度、品种、植保以及栽培管理措施等综。其中必然有一个起主导作用的限制因子，产量也在一定程度上受该种限制因子的制约。因此，要充分发挥某一因素的增产效果，就必须协调影响作物生长发育的其它因素。因子综合律的意义就是为了充分发挥肥料的增产作用和提高肥料的经济效益，施肥措施必须与其它农业技术措施密切配合，同时肥料各种元素之间也要比例协调，以维持作物所需营养的平衡。

科学施肥不仅停留在理论层面，更在实际农业生产中得到了广泛应用。例如，俄亥俄州立大学学生Kalib Riddle的初创公司Blomso通过传感器技术和人工智能实现精准施肥，帮助农民减少肥料使用和环境影响。Blomso项目通过结合传感器技术、软件和人工智能，实时监测土壤中的氮、磷、钾等关键营养素，帮助农民减少多达35%的肥料使用，从而节省成本并降低对环境的影响。

在中国，浙江省平湖市的《水稻全生育期应用“三新”施肥技术》通过种肥同播深施控释肥和无人机喷施二元氮钾肥，实现水稻全程机械化精准施肥，有效解决了长江中下游地区水稻直播存在的问题。该技术不仅提高了水稻产量和品质，还节省了用种量和施肥量，减少了施肥次数和人工成本，实现了节本增收。该技术成果获得了2024年浙江省平湖市金桥工程一等奖，为长江中下游水稻生产和化肥减量提供了示范性解决方案。

科学施肥不仅能够提高作物产量和品质，还能有效保护环境。南方科技大学教授郑一团队的研究揭示了全球三大作物的农田氨排放量，并发现优化肥料管理可显著降低氨排放。研究还指出，气候变暖将加剧农田氨排放，且不同地区减排效果存在差异。这些发现为全球农田氨排放的精准管理和差异化减排提供了重要参考。

科学施肥不仅能提高作物产量和品质，还能节省用种量和施肥量，减少施肥次数和人工成本，实现节本增收。例如，平湖市的《水稻全生育期应用“三新”施肥技术》不仅提高了水稻产量和品质，还节省了用种量和施肥量，减少了施肥次数和人工成本，实现了节本增收。

科学施肥与人工智能、物联网等现代技术的结合为未来农业的发展提供了新的可能性。例如，郑一团队的研究显示，人工智能可以挖掘出传统方法未曾发现的环境规律，为环境科学领域提供新的解决方案。未来，科学施肥将继续推动农业向更加智能化、可持续的方向发展。