智慧土肥
——手機里的測土配方施肥專家

耒陽市農業農村局 陳小虎

湖南省農業農村信息中心 劉陽

在現代這個大互聯網時代，應用智能手機實現“互聯網+測土配方”的農業技術推廣模式具有廣泛的推廣價值。

在多年的測土配方施肥技術推廣過程中，指導農民施肥，都是采用發放施肥建議卡、張貼施肥建議表，或農技員直接到農戶田間指導施肥技術，以達到科學施肥、節本增效的目的。由于測土配方施肥技術參數較多，在項目實施過程中，常常遇到縣鄉農技員制定農作物施肥方案難、計算精準度差、印刷發放施肥建議卡煩瑣、工作成本較高、指導的作物品種較少等問題。因此，要大面積廣泛地推廣測土配方施肥技術，很有必要采用新的推廣手段和簡易的技術指導方法，這也是測土配方施肥技術成果應用的一個關鍵技術難題，即如何使測土配方施肥技術推廣應用到戶、到田塊？

自2005年以來，湖南省實施測土配方施肥項目已經有十多年。據不完全統計：國家投入在湖南的測土配方施肥項目專項資金多達5億元，全省共計采集土壤樣品70萬個以上，化驗500萬項次，組織相關農作物肥效試驗10000多個，獲得農作物施肥的相關技術數據近2億個，獲得了大量的土壤養分基礎數據和主要農作物科學施肥技術參數。

一、做法與技術

1.軟件系統建設 為了用活測土配方施肥項目海量的技術數據，湖南省從2008年開始研究計算機計算施肥方案技術，并建立了基于“Excel”的推薦施肥系統，直至2014年由湖南省土壤肥料工作站、湖南省農業信息中心、耒陽市農業局、西安田間道軟件有限公司4家聯合研發了湖南省主要農作物測土配方施肥手機專家系統App。該App是利用移動互聯網、農業大數據和手機客戶端構建的農業信息服務平臺，集成了農作物測土配方施肥數學模型、大數據、GPS定位、移動互聯和客戶端技術，可在湖南省范圍內針對不同農作物即時進行施肥配方計算。

該項技術2015年獲“衡陽市科技進步一等獎”，以該項技術為主的“湖南省主要農作物測土配方施肥專家系統開發及應用”項目2017年獲“湖南省科技進步二等獎”。

為了簡化推薦施肥量的計算過程，創新測土配方施肥技術應用方法，為此而研發的湖南省主要農作物測土配方施肥手機專家系統App，解決了測土配方施肥量計算難、技術指導不方便的問題，只要手機安裝了該專家系統，每個人都是施肥專家，可輕易計算出最佳的施肥量和施肥方案。目前可制定推薦水稻（早、中、晚稻）、油菜、玉米、棉花、烤煙、紅薯共6種農作物的施肥方案，可查詢全省108個縣市區的土壤養分檢測結果，可根據當地實際情況設計配方肥、制定施肥方案，自動生成施肥方案短信，大大提高了施肥技術指導的科學化、精準化，實現了測土配方施肥技術服務零距離、零時差、零費用，是基層農技人員的好助手，是新型農業經營主體和廣大農戶的好參謀。

2.生產技術創新 該軟件是國內率先研發的基于安卓系統智能手機的主要農作物測土配方施肥手機專家系統，登記名稱為“田間道手機測土配方施肥軟件”。該軟件創新性分析建立了施肥量與土壤養分含量、作物目標產量之間的數學模型；用活了多年來測土配方施肥項目海量的土壤技術數據，實現了最佳施肥數學模型與土壤養分數據的無縫對接；研發了基于Excel的主要農作物測土配方施肥專家系統；開創了測土配方施肥技術推廣新的方式，在其他省市可復制開發應用更多的農作物，在農業新技術應用上增加了一項新的推廣手段。

該軟件利用智能手機的GPS定位和實時上網功能，通過手機定位從服務器獲取或按照地名查詢土壤養分檢測結果（也可手工輸入土壤養分化驗結果和自定目標產量，供農技員做田間試驗示范時用，其他省份也可用此方法制定施肥方案），估算農作物目標產量、最佳施肥量，生成最合理的施肥方案（圖1）發送給用戶，直接指導施肥，從而提高了施肥技術指導的針對性、時效性、適用性和科學性，實現了“互聯網+測土施肥”新的農業技術推廣模式和手段。

圖1 App推薦的施肥方案

該軟件還采用目標產量養分平衡配方法原理建立主要農作物最佳施肥數學模型，數據來源于近10年的水稻（早、中、晚稻）、玉米、油菜、棉花、烤煙、紅薯的“3414”肥效試驗結果（2459個），分析獲得6個作物的肥料利用率、有效養分校正系數、依存率等施肥技術參數，并應用Excel等統計分析工具創建土壤速效養分含量與有效養分校正系數，創建土壤速效養分、目標產量與最佳施肥量等數學模型72個；依據全省采樣點數據的縣、鄉、村地名及GPS定位的經緯度、土壤養分測試值等數據，在服務器上建立土壤養分數據庫；利用智能手機的GPS定位和網絡連接技術，實時從服務器調取土壤養分數據，估算農作物目標產量、制定施肥方案，指導農作物科學施肥，將測土配方施肥技術的推廣應用掌握在方寸之間。

二、經驗與成效

1.經濟效益 在推廣測土配方施肥技術中，采用手機專家系統設計當地作物專用配方肥是最為有效的措施，例如耒陽市設計的水稻專用配方肥，要求配方肥廠在肥料包裝上印制了施用量建議表，有利于大面積生產應用。

經過驗收測試，應用該軟件指導施肥，每667平方米農作物可節本增收50元以上。2015—2017年在衡陽市的7個縣市區累計推廣該軟件推薦施肥面積約1595.27千公頃，每667平方米增產19.4千克、節本增收67.4元，總節本增收16.13億元。手機專家系統的應用增強了農技人員土肥技術服務能力，改變了農民的施肥觀念，優化了施肥結構；提高了肥料利用率，減少不合理施肥2.6萬噸（折純量），減輕了農業面源污染。

2.推廣示范效益 自2014年湖南省主要農作物測土配方施肥手機專家系統App研發出來至今，一直在湖南全省推廣應用，并在應用的過程中不斷地更新系統內的土壤化驗數據庫、增加系統功能，確保專家系統的正常運行。

目前系統內只含有6個主要農作物推薦施肥模塊，還可以擴展水果、蔬菜等其他經濟作物施肥模塊。依據本項研究的開發模式，只要全國其他省市的測土配方施肥基礎數據到位，就可以迅速復制建立相應的專家系統，在全國推廣應用。