施肥机械的研究现状、现存问题及解决措施
施肥机械的研究现状、现存问题及解决措施
引言
施用化肥是实现农业高产、高效与粮食安全的重要保证，而化肥配制、施肥技术与施肥机械是
施肥的三大支柱。化肥配制在政府的大力支持下已经达到较为先进的水平，相比之下施肥技术
与施肥机械的发展较发达国家落后。技术与机械的落后不仅导致了施肥过程中的作物对化肥的
吸收及利用效果差，而且会使得化肥不能被植物充分利用而造成土壤板结、水体富营养化等各
种环境污染。已有研究表明，受污染的水中超标氮与磷的大多数都来自于农业污染，其程度远
远超过工业污染。为了跟上国外农业的先进水平，使农业资源得以高效利用，加速我国农业的
现代化进程，就必须改变施肥技术与施肥机械落后的现状，积极研发先进的施肥技术与高效的
施肥机械并推广应用于我国现代农业，从而提高化肥的利用率，减少化肥所造成的农业污染。
1 施肥技术的研究现状与存在的问题
施肥技术可使肥料按照一定的比例聚集在种子、农作物根系与叶面附近而被高效率吸收。合理
的施肥技术可使作物所需营养元素高效吸收，还可减少化肥的不当使用对农业生态环境造成的
农业污染，更适应可持续发展的要求。施肥技术分为很多种类，其中测土配方施肥技术、缓控
释肥技术、变量施肥技术与灌溉施肥技术的应用研究较为普遍。
1 ．1 测土配方施肥技术的研究现状及存在的问题
该技术是由测、配与供 3 个环节顺序构成。由于其综合效果好、可执行性强，需肥、施肥与供
肥三者的矛盾可被协调并解决，故得以广泛应用与研究。为了解决不同耕地需肥差异性以达到
精确配方，唐秀美等提出将 GIS 技术应用于施肥分区并通过与相应试验相联合可得出所需最优
化肥配方比例，为配方比例的管理与决策提供了宝贵的理论依据与经验。
由于该技术具有强大的数据获取与处理、结果信息显示与分析功能，唐秀美等又对GIS 技术得
到的营养元素含量分布图栅格划分，通过模拟分析计算可得到每个栅格的施肥量。该方法精度
高、适用性强且效益显着，为以后研究提供了较好的引导作用。对比农村习惯且落后的施肥方
式，王坤等通过对马铃薯的测土配方施肥技术的大量试验得知:该技术的应用可显着提高肥料
利用率与产量，可达到增产、增收与用肥少的目的。为了确定土壤施肥的比例差异与营养元素
的吸收率的关系，姜娟等人对玉米进行了田间的实验，得出了施肥的比例全面性紧密联系着作
物的氮肥吸收率，并且通过施用氮、磷、钾化肥得出各种营养元素的矫正系数。
测验、配量与供应环节顺序构成了测土配方技术，每个环节都尤其重要，但是测验方法的落后
导致了施肥作业的时效性差与应用面积小，对供应环节的忽视导致了环节之间相互配合与连接
较为困难，使该技术将难以发挥最大功效。日趋先进的技术与专业技术人员缺乏的差距也使得
技术难以推广应用。
该技术使用的有机与无机肥料的不均衡，将严重影响土壤质量与加速水体的富营养化。技术运
用所使用的取样点、技术的准确性与成本效益的精确性控制较为困难。农民在施肥使用测土配
方技术时，忽视了部分重要的微量元素(如硼、锌等元素)，都将直接或间接地影响产量。
1 ．2 缓控释肥技术的研究现状与存在的问题
缓控释肥即为控制且缓慢释放肥料于土壤，只需在农作物整个生长阶段初期施一次底肥，即可
满足施肥要求。一些科研人员已经致力于该技术的研究，肖剑等人确定了土壤水分含量为
1 /3、土壤水势为0 ．42MPa 时可使包膜型控释肥料营养元素的释放速率达到最优，偏离这个
数值都将或多或少地影响化肥释放速率。为了保证控释材料高效率前提下材料使用的低成本，
孙克君等使用由膨润土和木素按照一定比例混合制成复合材料，该材料具有质薄、隙少且致密
的优点，故而可降低释放速率。同时，通过试验表明:该控释材料的使用可达到提高产量与化
肥的高利用率双重效果。再依拉等通过对比实验得出:该技术可使玉米的各种生长、产量指标
都可达到更优。
邢尚军指出:该技术还可以提高园艺作物的化肥利用率，并对其生长发育有着显着的促进作
用。为了确定缓控释肥对杂交水稻的各种性能指标的影响，彭玉等人分别研究了 F 优498 杂交
水稻的根与穗受4 种氮肥的影响程度。根系分布直接影响着水稻的产量，试验表明:缓控释肥将
显着提高根系的各种性能指标而间接影响水稻产量，而采用树脂包膜材料为实验的最优选择。
肥料从膜中释放出来被作物吸收时，存在着研究者较少考虑两者的同步问题与只注重缓释效果
未考虑使用的膜材料的回收处理程度而造成的环境污染问题。农民对技术掌握程度低会还将会
导致施肥技术的不正确使用，如肥料离根系太近会造成烧苗现象。该技术对水分的依赖性强而
难以应用于干旱地区，干旱地区的缺水将直接影响其养分的释放速率，使技术推广范围受到限
制。该技术使用成本相对昂贵且难以为广大农民所接受，现主要应用于园艺、娱乐场合等，在
农作物上的普遍推广应用亟待解决。
1 ．3 变量施肥技术的研究现状与存在的问题
作为精准农业重要组成部分之一的变量施肥技术，具有合理精确施肥、提高作物产量与减少化
肥对农业生态环境污染的优点。为了解决如何对施肥过程中肥料量进行观察和控制调节的问
题，刘阳春等设计了一闭环变量施肥控制系统。该系统的核心为单片机，采用压力传感器检测
肥料料量，而后将料量负反馈给上位机，并通过台架试验证明了系统可行性与精确性。梁春英
等仿真研究了该技术的控制系统，得出了系统的PID 策略可显着提高控制系统的稳定性、快速
性与准确性的结论。由于 PID 控制策略存在着各种优点，将为国内各种施肥技术应用研究打下
基础。由于变量施肥大多针对固体肥料，郎春玲等设计了以单片机为核心处理器的可深施液体
肥料的变量施肥控制系统，可根据所需肥料的预定值进行施肥，其施肥误差减少到 0 ．
5mL/ 次，误差仅为 5% 。
为了完成变量控制作业与联合施肥、喷药与灌溉 3 类作业，陈宏等人解决了如何将GPS 自
控、推算自控与手控3 种的控制方式综合应用于变量机具的问题。
该机具可分别完成4 ．2、6 ．5m 幅宽施肥、施药及灌溉作业，大大降低了农机的成本，提高
“ ”了作业效率，且可达到 一机多用 的效果。
李世成等在肯定变量施肥技术的环保性、高效性与综合性等优点的同时，指出存在着技术所需
成本高的缺点。例如，土壤数据采集仪器与大面积取样化验所需的费用较高，遥感信息与作物
的实际需求信息难以精确对应。该技术还存在着如何使DGPS 与GIS 的数据库结合起来、完成
将GPS －RS －GIS 向一体化方向发展的问题。该技术在使用时，由于环境与仪器的灵敏性等
原因( 如土壤含水率等) ，将影响其运行精度。
1 ．4 灌溉施肥技术的研究现状与存在的问题
为了应对我国严重缺水的现状，灌溉施肥技术逐渐被重视与推广应用，膜下滴灌施肥技术的使
用较为普遍。20 世纪 70 年代开始，施肥技术经历了由引进与购买发达国家技术与仪器到自主
开发获得自己的知识产权，并且由以前偏重于土壤水分含量对作物的影响到现今水肥对作物的
综合影响效果进行研究，由以前只注重灌溉技术的推广应用的单一性到现在的灌溉与施肥技术
相结合且应用的过程。
为了同时达到节水与施肥的目的，一种将滴灌技术与覆膜技术相结合的膜下滴灌技术得以推广
应用。
陈光等人将西瓜大田中的运用水肥一体化的滴灌技术与普通的沟灌技术进行对比试验，得出该
技术可显着提高西瓜的各种营养指标与明显节约水资源与化肥使用量，且可减弱化肥对土壤污
染的结论。杨忠国等人设计了膜下滴灌的系统，确定了提高产量与节水省肥所需系统的最佳管
道参数与水泵的型号。
为了开发利用盐碱地，给盐碱地中的作物根系营造一个最优的水盐环境，王全九等人将滴灌覆
膜与施肥技术加以综合并推广应用于盐碱地，并提出盐碱地中膜下滴灌的压盐时间、水量等等
技术参数，为之后膜下滴灌研究提供了重要的理论数据基础。
摘要：
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施肥机械的研究现状、现存问题及解决措施引言施用化肥是实现农业高产、高效与粮食安全的重要保证，而化肥配制、施肥技术与施肥机械是施肥的三大支柱。化肥配制在政府的大力支持下已经达到较为先进的水平，相比之下施肥技术与施肥机械的发展较发达国家落后。技术与机械的落后不仅导致了施肥过程中的作物对化肥的吸收及利用效果差，而且会使得化肥不能被植物充分利用而造成土壤板结、水体富营养化等各种环境污染。已有研究表明，受污染的水中超标氮与磷的大多数都来自于农业污染，其程度远远超过工业污染。为了跟上国外农业的先进水平，使农业资源得以高效利用，加速我国农业的现代化进程，就必须改变施肥技术与施肥机械落后的现状，积极研发先进的...
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作者：闻远设计
分类：社科文学类资料
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时间：2024-04-14
