根据多年的研究，已经确定植物必需的营养元素有16种:碳(C)氢(H)氧(O)、氮(N)磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、硼(B)锰(Mn)铜(Cu)锌(Zn)钼(Mo)、氯(Cl)。

各必需营养元素在植物体内的含量相差很大，一般可根据植物体内含量的多少划分为大量营养元素和微量营养元素。大量营养元素含量一般占干物质重量的0.1%以上，有碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁和硫9种;微量营养元素的含量一般在0.1%以下，最低的只有0.1mg/kg，它们是铁、硼 锰、铜、锌、钼和氯7种。

在作物所必需的大量元素中，植物对氮、磷、钾的需求量很大，而一般土壤中的氮、磷、钾又难以满足植物的需要，必需通过施肥加以补充，因此，人们称氮、磷和钾为作物营养三要素，当前所施化肥也主要指氮、磷、钾肥料。而其他大量和微量元素肥料，需要根据土壤的供应状况和作物的需肥特性来确定是否需要施肥。

1、有机肥料

有机肥料是指一切含有大量有机质的肥源的总称。有机肥料一般包括厩肥、人粪尿、绿肥、堆沤肥、泥炭、腐殖酸类肥料、饼肥、土杂肥、还田的作物秸秆以及各种有机废弃物等。有机肥料主要作为基肥施用。

2、化学肥料

化学肥料是经化学反应过程或物理过程加工产生一种或几种植物所需营养元素的产品。

按化学肥料性质可分为:

(1)氮肥:氮肥是指含有植物所能吸收的氮素的肥料。按化学性质划分有

①铵态氮肥:是指氮肥中氮素形态是铵,在一般土壤中铵态氮由于微生物作用迅速转化成硝态氮。这类肥料有碳酸氢铵、硫酸铵、氯化铵等。

②硝态氮肥:是指氮肥中的氮素是硝酸根离子。这类肥料有硝酸铵、硝酸钠等。

③酰氨态氮肥:是指在土壤中能迅速水解,并在微生物的作用下生成铵盐，然后再被硝化的肥料。肥料的典型代表是尿素，尿素在脲酶的作用下，转化成碳酸氨，然后被作物直接吸收。

(2)磷肥:磷肥是指含植物所能吸收的磷素的肥料。磷肥品种很多，按化学性质可分为：

①水溶性磷肥:这类磷肥易溶于水,能被植物直接吸收，肥效来的快，又称速效磷肥。主要品种是过磷酸钙、重过磷酸钙。

②枸溶性磷肥:这类磷肥在土壤中,靠土壤中的酸和作物根系分泌的酸，来逐渐溶解而被作物吸收利用。肥效来的迟缓，又称缓效磷肥，如钙镁磷肥、钢渣磷肥、脱氟磷肥等。

③酸溶性磷肥:又称难溶性磷肥。此类肥料所含的磷素绝大部分都不溶于水，也不溶于弱酸，但能在强酸环境中溶解，在酸性环境和作物根系分泌的酸作用下，能被作物吸收利用。这类肥料肥效迟缓，并且可持续数年。又称迟效磷肥，如各种磷矿粉。

(3)钾肥:按其反应性质分为:

①生理酸性钾肥:是指肥料施入土壤后，作物吸收钾离子，剩下的硫酸根和氯离子留在土壤里，呈酸性反应。若长期单独施用，会引起土壤酸性加重。主要品种有硫酸钾、氯化钾。

②生理碱性钾肥:是指肥料溶于水后呈碱性。主要品种有窑灰钾肥、钾钙肥、钾镁肥。

(4)混合肥料

①复合肥料:是指化学反应合成氮磷复合肥。代表品种有磷酸铵(磷酸一铵、磷酸二铵)、硝酸磷肥等。

②掺混肥:是指经物理过程加工成粒状、粉状肥料。如三元复合肥(N15—P2O515—K2O15)、两元复合肥(N20-P2O520)等。

(5)液体肥料:主要指液态、悬浮状肥料。如液氨、液体氮磷复合肥。

(6)微量元素肥料:是利用含有微量营养元素的物质制成的肥料。植物体内大量元素的含量通常是百分之几，而微量元素的含量通常是万分之几或百万分之几。常用的微量元素肥料有硼肥、锌肥、钼肥、锰肥、铁肥和铜肥。

肥料利用率（%）=（施肥区作物吸收养分量-未施肥区作物吸收养分量）/（肥料施用量×肥料中养分含量百分比）×100%；

根据我国目前测定，一般化肥中氮素的利用率30-75%,磷的利用率很低,约10-25%,钾的利用率约50%左右。（见下表）有机肥料中各种养分的利用率比化肥更低些。不同土壤、不同农作物、不同施肥方法和不同肥料种类，肥料利用率也各不相同。以氮素为例，不同农作物对肥料中氮的利用率以玉米最高，水稻、棉花、冬小麦次之，油菜、马铃薯最低。

同一种农作物对不同种类的氮肥利用率区也不相同，试验表明，水稻对铵态氮肥的利用率高于硝态氮肥。不同氮肥种类利用率高作低如下:硫铵>尿素>氯化铵>硝酸铵>硝酸钠。因此，水田施用铵态氮肥是符合科学施肥原则的。不同有机肥料中养分的利用率也不相同,且差异较大,如人粪尿中养分的利用率率为40-60%，而塘泥养分的利用率只有15%（如下表）。施肥中必须考虑到肥料利用率，否则就会由于肥料浪费而降低施肥的经济效益，显然这是得不偿失。

1.有机与无机相结合原则 土壤有机质含量是土壤肥沃程度的重要指标，施用有机肥料不但可以增加土壤有机质含量，改善土壤理化性状、提高土壤保水保肥能力，还可为农作物生长提供多种养分、促进农作物生长发育等。我国是农业大国、畜牧大国，农作物秸秆及畜禽养殖废弃物资源丰富，在合理利用畜禽养殖粪便及农作物秸秆的基础上配施化学肥料，以有机肥料替代部分无机肥料，培肥地力，稳定、提高农作物产量与品质。

2.大量、中量、微量元素配合原则 氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、铜、锰、锌、钼、硼、氯和镍是农作物生长发育的必需营养元素，且同等重要不可替代，各种营养元素的配合是配方施肥的重要内容。随着产量的不断提高，在耕地高度集约利用的情况下，必须进一步强调氮、磷、钾肥的相互配合，并补充必要的中、微量元素，才能获得高产稳产。

3.用地与养地相结合原则 土地退化带来的气候变迁、粮食减产、人口迁移，以及生物多样性减少，严重威胁人类的生存空间。到2050年，土地退化和气候变化将使全球谷物产量平均下降10%，某些地区可能达到50%。要让“作物一土壤一肥料”形成物质与能量的良性循环，实现土地的可持续利用，必须坚持耕地的用养结合。

测土配方施肥技术是以提高作物产量为目标,以养分资源综合管理为手段，以作物高产、优质、环境友好为方向，以建设资源节约型和环境友好型的集约化可持续农业为最终目标的高效、经济、科学的施肥技术。

测土配方施肥技术是以土壤测试和肥料田间试验结果为基础，根据作物的需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理使用有机肥的基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的施用数量、施用时期和施用方法的一套施肥技术体系。

测土配方施肥技术包含着测土、配方和施肥3个方面,测土是配方的依据,施肥是配方的实施。一是测土,就是取土样测定土壤养分含量,就像医生看病,先要把脉问诊;二是配方,即经过对土壤的养分诊断，按照作物需要的营养“开出药方，按方配药”;三是合理施肥,是在农技程度人员指导下科学施用配方肥料，合理安排基肥和追肥的比例，同时根据肥料的特性,选择切实可行的施肥方法,并与其他农业措施相配套,以发挥肥料的最大效用。

（1）土壤、植株测试推荐施肥方法

土壤、植株测试推荐施肥方法综合了目标产量法、养分丰缺指标法和作物营养诊断法的优点。对于大田作物，在综合考虑有机肥、作物秸秆应用和管理措施的基础上,根据氮、磷、钾和中微量元素养分的不同特征,采取不同的养分优化调控与管理策略。该技术包括氮素实时监控,磷、钾养分恒量监控和中微量元素养分矫正施肥技术。其中，氮素推荐根据土壤供氮状况和作物需氮量，进行实时动态监测和精确调控，包括基肥和追肥的调控;磷、钾肥通过土壤测试和养分平衡进行监控;中微量元素采用因缺补缺的矫正施肥策略。

（2）氮素实施监控施肥技术

根据目标产量确定作物需氮量，以需氮量的30%~60%作为基肥用量。具体基施比例根据土壤全氮含量，同时参照当地丰缺指标来确定,一般在全氮含量偏低时,采用需氮量的50%~60%作为基肥，在全氮含量居中时，采用需氮量的40%~50%作为基肥,在全氮含量偏高时，采用需氮量的30%~40%作为基肥。30%~60%基肥比例可根据上述方法确定，并通过“3414”田间试验进行校验,建立当地不同作物的施肥指标体系。有条件的地区可在播种前对0~20cm土壤无机氮(或硝态氮)进行监测,调节基肥用量。

每667㎡基肥用量（kg）=（目标产量需氮量-土壤无机氮）*（30%~60%）/（肥料中养分含量*肥料当季利用率）

其中：

每667㎡土壤无机氮（kg）=土壤无机氮测试值（mg/kg）0.15校正系数

氮肥追肥用量推荐以作物关键生育期的营养状况诊断或土壤硝态氮的测试为依据，这是实现氮肥准确推荐的关键环节，也是控制过量施氮或施氮不足、提高氮肥利用率和减少损失的重要措施。测试项目主要是土壤全氮、土壤硝态氮。此外，小麦可以通过诊断拔节期茎基部硝酸盐浓度、玉米最新展开叶叶脉中部硝酸盐浓度来了解作物氮素情况,水稻则采用叶色卡或叶绿素仪进行叶色诊断。

（3）磷钾养分恒量监控施肥技术

根据土壤有(速)效磷、钾含量水平，以土壤有(速)效磷、钾养分不成为实现目标产量的限制因子为前提,通过土壤测试和养分平衡监控，使土壤有(速)效磷、钾含量保持在一定范围内。对于磷肥，基本思路是根据土壤有效磷测试结果和养分丰缺指标进行分级，当有效磷水平处在中等偏上时,可以将目标产量需要量(只包括带出田块的收获物)的100%~110%作为当季磷用量；随着有效磷含量的增加，需要减少磷用量，直至不施；而随着有效磷的降低，需要适当增加磷用量,在极缺磷的土壤上，可以施到需要量的150%~200%。在2~3年后再次测土时，根据土壤有效磷和产量的变化再对磷肥用量进生行调整。钾肥首先需要确定施用钾肥是否有效,再参照上面方法确定钾肥用量,但需要考虑有机肥和秸秆还田带入的钾量。一般大田作物磷、钾肥料全部做基肥。

有(速)效磷、钾测试,各地根据具体条件选取下面一种分析方法:

①通用浸提剂方法:M3-P,K。

②ASI--P,K。

③常规方法;土壤Olsen-P或Brayl-P(酸性生土壤);交换性钾。

（4）中微量元素养分矫正施肥技术

中微量元素养分的含量变幅大，作物对其需要量也各不相同，这主要与土壤特性(尤其是母质)、作物种类和产量水平等有关。通过土壤测试评价土壤中微量元素养分的丰缺状况，行有针对性的因缺补缺的矫正施肥。

中微量元素测试，各地根据具体条件选取下面一种分析方法：

①通用浸提剂方法；M3-Ca，Mg，Zn，Mn，Fe，B，Mo。

②ASI-Ca，Mg，Zn，Mn，Cu，Fe，B，Mo。

③常规方法:交换性Ca，Mg，DTPA-Zn，Mn，Fe，土壤有效硼和钼。

（5）土壤养分丰缺指标法量

通过土壤养分测试结果和田间肥效试验结果，建立不同作物、不同区域的土壤养分丰缺指标，提供肥料配方。

土壤养分丰缺指标田间试验也可采用“3414”部分实施方案，“3414”方案中的处理1为无肥区(CK)，处理6为氮、磷、钾区(N，P，K)，处理2，4，8为缺肥区(即PKNK和NP)。收获后计算产量，用缺肥区产量占全肥区产量百分数即相对产量的高低来表达土壤养分的丰缺情况。相对产量低于50%的土壤养分为极低;50%~75%为低;75%~95%为中；大于95%为高，从而确定出适用于某一区域、某种作物的土壤养分丰缺指标及对应的施用肥料数量。对该区域其他田块，通过土壤养分测定，就可以了解土壤养分的丰状况，提出相应的推荐施肥量。

（6）养分平衡法

根据作物目标产量需肥量与土壤供肥量之差估算目标产量的施肥量，通过施肥补足土壤供应不足的那部分养分。施肥量的计算公式为：

每667㎡施肥量（kg）=（目标产量所需养分-土壤供肥量）/（肥料中养分含量*肥料当季利用率）

养分平衡法涉及目标产量、作物需肥量、土壤供肥量、肥料利用率和肥料中有效养分含量五大参数。其中，土壤供肥量即为“3414方案”中处理1的作物养分吸收量。

目标产量可采用平均单产法来确定。其计算公式为：

目标产量（kg）=（1+递增率）×前3年平均单产

一般粮食作物的递增率以10%~15%为宜，露底蔬菜一般为20%左右，设施蔬菜为30%左右。

作物目标产量所需养分量（kg）=目标产量（kg）/100×100kg产量所需养分量

肥料利用率（%）=（施肥区作物吸收养分量-未施肥区作物吸收养分量）/（肥料施用量×肥料中养分含量百分比）×100%

关于肥料养分含量，无机肥料、尚品有机肥料含量均会标明，不明养分含量的有机肥料，其养分含量可参照当地不同类型有机肥养分平均含量获得。

（7）肥料效应田间实验（“3414”实验）

田间试验是获得各种作物最佳施肥量施肥时期、施肥方法的根本途径，也是筛选、验证土壤养分测试技术、建立施肥指标体系的基本环节。通过田间试验，掌握各个施肥单元不同作物优化施肥量，基、追肥分配比例，施肥时期和施肥方法；摸清土壤养分校正系数、土壤供肥量、农作物需肥参数和肥料利用率等基本参数；构建作物施肥模型,为施肥分区和肥料配方提供依据。

肥料效应田间试验设计按照农业部《测土配方施肥技术规范(试行)》要求,推荐采用“3414”方案设计,在具体实施过程中可根据研究目的采用“3414”完全实施方案和部分实施方案。

“3414”是指氮、磷、钾3个因素、4个水平、14个处理。4个水平的含义：0水平指不施肥，2水平指当地最佳施肥量的近似值，1水平=2水平×0.5,3水平=2水平×1.5（该水平为过量施肥水平）见下表。