農(nóng)田養(yǎng)分信息快速獲取

土壤養(yǎng)分測量是實施精準(zhǔn)施肥（主要是基肥）的前提，施肥前對土壤中的養(yǎng)分情況了解不夠，未能做到按需施肥，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中肥料利用率低的一個很重要的原因。目前采用的土壤測量儀器主要有3類：1）基于光電分色等傳統(tǒng)養(yǎng)分速測技術(shù)的土壤養(yǎng)分速測儀；2）基于近紅外技術(shù)（NIR）通過土壤或作物葉面反射光譜特性直接或間接進(jìn)行農(nóng)田肥力水平快速評估的儀器；3）基于離子選擇場效應(yīng)晶體管（ISFET）集成元件的土壤主要礦物元素含量測量儀器。

中國農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)計了土壤養(yǎng)分測量傳感器，浙江大學(xué)研究了農(nóng)田土壤有機(jī)質(zhì)和氮素快速測定方法與儀器。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研制了機(jī)載GPS土壤自動取樣裝置，可繪制氮、磷、鉀、pH值和有機(jī)質(zhì)的分布圖，為測土配方施肥提供準(zhǔn)確的田間土壤肥力分布情況，為指導(dǎo)按需施肥提供依據(jù)。

測土配方施肥

測土配方施肥是以土壤養(yǎng)分測量和肥料田間試驗為基礎(chǔ)，綜合專家知識，根據(jù)土壤供肥性能、作物需肥規(guī)律與肥料效應(yīng)，在施肥前確定氮、磷、鉀及微肥的適宜用量與比例，是提高肥料利用率的措施之一。目前國內(nèi)用于測土配方施肥的土壤養(yǎng)分測試方法包括ASI法、M3浸提劑和AB-DTPA浸提劑。為了提高土壤養(yǎng)分測試效率，在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，中國農(nóng)科院土壤研究所經(jīng)過十幾年的研究，形成了適應(yīng)于中國大部分地區(qū)土壤使用情況的批量化前期處理技術(shù)、專業(yè)化測試技術(shù)、自動化的數(shù)據(jù)采集技術(shù)和程序化的推薦施肥技術(shù)，這一套技術(shù)不僅大大提高了中國測土配方施肥的分析效率和降低了成本，而且提高了測試精度，是目前中國先進(jìn)的測土配方技術(shù)。

同步播種施肥

播種時同步深施緩釋肥或控釋肥是提高肥料利用率、減少施肥次數(shù)和降低生產(chǎn)成本的有效方法。目前，同步（深）施肥播種機(jī)具已實現(xiàn)在旱作作物生產(chǎn)中的應(yīng)用，但水田作業(yè)時難以在機(jī)械播種或插秧時同步深施肥料?；诖?，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)研究成功同步開溝起壟施肥水稻精量穴播技術(shù)，研制了同步開溝起壟施肥水稻精量穴播機(jī)，可在播種時將肥料施于田面下10cm處，有利于根系吸收和水稻生長，可減少肥料用量30%以上，提高產(chǎn)量10%以上，達(dá)到了高效、增產(chǎn)、節(jié)肥、節(jié)水和減少田間甲烷排放量的目的。中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院研制的小麥變量免耕施肥播種機(jī)和黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)研制的大豆變量施肥播種機(jī)也取得了良好的效果。

作物養(yǎng)分信息快速獲取

要實現(xiàn)作物生長期間的精準(zhǔn)施肥（追肥），在施肥前準(zhǔn)確地獲取作物養(yǎng)分信息是前提。作物養(yǎng)分生理指標(biāo)檢測的傳統(tǒng)方法是化學(xué)分析法，該方法準(zhǔn)確性較高，但是成本也高，耗時長，操作復(fù)雜，且容易造成環(huán)境污染。光譜和成像技術(shù)可快速無損地獲取作物的養(yǎng)分生理信息，因而得到了廣泛的研究與應(yīng)用。光譜檢測技術(shù)主要有近紅外光譜和多光譜成像檢測技術(shù)。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)研制成功CGMD302作物生長監(jiān)測診斷儀。浙江大學(xué)邵泳妮結(jié)合光譜技術(shù)與多光譜成像技術(shù)采集水稻生長和生理信息，用于檢測和診斷水稻品質(zhì)信息、養(yǎng)分需求信息和病蟲害信息。目前作物養(yǎng)分信息快速獲取技術(shù)仍是實現(xiàn)精準(zhǔn)施肥的瓶頸技術(shù)，該技術(shù)依然停留在實驗室研究階段。在以后的發(fā)展中，應(yīng)更加注重田間應(yīng)用，研究出方便、快捷、準(zhǔn)確、可靠的作物養(yǎng)分信息獲取技術(shù)與設(shè)備。

精準(zhǔn)施肥

傳統(tǒng)的施肥量確定方法主要有養(yǎng)分平衡法和肥料效應(yīng)函數(shù)法，不同作物或同一作物不同生長期對養(yǎng)分需求的差異很大，難以采用同一施肥模型進(jìn)行精準(zhǔn)施肥的指導(dǎo)。研究發(fā)現(xiàn)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的施肥模型和組合預(yù)測模型可以很好地解決傳統(tǒng)施肥量確定方法中存在的問題。蘇恒強(qiáng)等建立的玉米施肥組合預(yù)測模型顯著地提高了預(yù)測精度。與此同時，學(xué)者們還建立了不同作物的精準(zhǔn)施肥專家系統(tǒng)。于合龍等建立了玉米精準(zhǔn)施肥數(shù)據(jù)庫，提高了玉米精準(zhǔn)施肥系統(tǒng)的開發(fā)效率。國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心研制成功基于GPS的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)變量施肥控制系統(tǒng)，施肥誤差≤5%。中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化科學(xué)研究院研制的自動配肥施肥機(jī)采用多種肥料實時在線配比，取得了很好的效果。目前，中國在精準(zhǔn)施肥網(wǎng)格識別、信息系統(tǒng)、養(yǎng)分管理施肥模型和專家系統(tǒng)等研究中取得了一些成果，但還沒有形成完善的精準(zhǔn)施肥技術(shù)體系。因此，建立完善且便于使用的精準(zhǔn)施肥技術(shù)體系，是中國現(xiàn)階段施肥技術(shù)要解決的重點和難點。