耕地是土地的精华,是农业生产不可替代的重要生产资料,是保持社会和国民经济可持续发展的重要资源。因此,耕地保护是我们的基本国策,及时掌握耕地资源的数量、质量及其变化情况对于合理规划和利用耕地,切实保护耕地具有十分重要的意义。粮食安全关系人类福祉、国家富强和社会稳定,施肥作为粮食增产的主要手段,在保障国家粮食安全中占据重要的地位。大量的研究表明,化肥在粮食增产中的贡献率越来越重要。在我国人口众多、耕地等资源严重不足的条件下,通过施肥等技术实现作物高产和水土资源替代战略,对我国农业可持续发展具有特殊的重要意义。本研究以山东省广饶县为例,在耕地地力调查分析数据及其地力评价的基础上,进行了面向管理层面和面向农户层面的县域耕地测土配方施肥技术研究。 研究首先进行了广饶县耕地地力的等级划分,在GIS的支持下,采用土壤图和土地利用现状图叠置的方法划分评价单元,系统聚类与Delphi法相结合筛选参评因素,层次分析法(AHP)确定其权重,模糊评判法确定耕地地力等级。结果显示,广饶县耕地总体水平较好,一、二等地占总耕地面积的30.72％,主要分布在该县南部地区,中部地区也有小部分分布：三、四等地主要分布在中部地区,面积占耕地总面积的46.59％；相对较差的五、六等地分布在西北地区,面积占耕地总面积的22.70％。 测土配方施肥是以土壤测试和肥料田间试验为基础,根据作物对土壤养分的需求规律、土壤养分的供应能力和肥料效应,在合理施用有机肥料的基础上,提出氮、磷、钾及中、微量元素肥料的施用数量、施用时期和施用方法的一套施肥技术体系。开展测土配方施肥是提高农业综合生产能力、促进粮食增产、增加农民收入的重大举措。 在面向管理层面的测土配方施肥技术中,采用GIS支持下的“地力分区+目标产量法”确定区域施肥配方。以耕地地力等级图和作物布局图叠加的方法划分配方单元,通过田间试验得到各种参数,通过GIS将配方单元图与相应属性数据模型联结,采用养分平衡法计算各养分需要量和施肥配方,得到了广饶县的耕地施肥配方及分布。结果显示,广饶县耕地的养分需求量分布不均。氮肥需求量相对小,需氮量大都集中在200kg·km-2以内：磷肥需求量差别较大,需磷量在20kg·km-2以下的区域和需肥量在240kg·km-2以上的区域面积都较大；钾肥的需求量差别较大,南部地区需求量大,在400kg·km-2以上,而北部的大面积区域需钾量较低。总体看,氮磷钾元素需求量大体呈现从北向南递增的趋势。配方种类经过归类合并为14种。NPK配方比例分布在1:0.04-1.53:0.05-0.82之间,差异较大。其中配比为1:0.22:0.19的耕地面积最大,占整个县域耕地总面积的19.80％,其他主要的配方种类为1:0.05:0.05,1:1.53:0.82,1:0.004:0.13和1:0.94:0.66,分别占总耕地面积的17.02％、14.62％、14.01％和11.31％。结合广饶县耕地肥料需肥量分布图和配方图,可以总体上掌握整个县域的肥料需求量情况,根据肥料的需求数量和需求配比,进而提出相应的区域施肥推荐方案,指导农民合理施肥。在此基础上,提出作物专用肥配方,组织当地农技部门及生产厂家生产作物专用配方肥,实现区域配方施肥和肥料的集约利用。本研究所采取的技术方法,结合了地力分区和养分平衡法的优点,得到了精确的区域施肥配方,能提供县域施肥分区及其相应配方方案,为决策者科学管理提供良好的决策依据。 在面向农户的测土配方技术研究中,利用GIS技术将所用图件进行栅格化处理,划分栅格大小为50m×50m,数量为1145×1684个。研究区耕地面积为62389.37公顷,每个栅格代表的面积是0.486亩。运用目标产量法模型,通过栅格计算得到每个栅格需要的氮磷钾施肥量,进而得到整个县域的栅格肥料需求量分布图。通过面向农户使用的测土配方技术的研究,农户可以根据自有耕地所在的位置查询科学合理的施肥量,改变了农民盲目施肥、过量施肥等现状,对县域耕地利用和农户科学施肥有指导意义。