测土配方施肥是以土壤测试和田间试验为基础，根据土壤供肥特性、作物需肥规律和肥料养分效应，制备适合于特定区域和特定作物的“专用”肥料，并明确施肥时期和肥料施用方法的技术^[9]。该方法能够有效协调土壤供肥与农作物需肥之间的关系，保障作物养分吸收，提高农业生产经济效益。我国的测土配方施肥技术主要围绕“测、配、产、供、施”5个核心环节展开，应用方法主要包括土壤－植物测试推荐施肥法、肥料效应函数法、土壤养分丰缺指标法和养分平衡法等^[10]，重点研究土壤、肥料与农作物之间的关系，促进肥料被更好地吸收利用。目前，全国各地逐步建立了主要区域粮食作物肥料配方和高效施用技术规程，积极探索测土配方施肥的有效模式和工作机制，开展农企对接应用测土配方施肥技术活动，推广测土配方施肥技术。

水肥一体化是以水为载体，在灌溉的同时进行施肥，将水肥以小流量、均匀、准确地输送到作物根区，使根部土壤保持适宜水分和养分，供给作物吸收利用的高效施肥技术^[11]。根据灌溉方式，水肥一体化可分为喷灌、微灌(滴灌、微喷灌、涌泉灌、低压软管灌等)和渗灌等^[12]，其在节水节肥、提高肥料利用效率、减少资源浪费等方面具有明显优势。我国水资源短缺，时空分布不均，污染及浪费现象严重，当前国家十分重视水肥一体化技术的集成创新，开展了一系列针对不同地区、灌水量、施肥量和灌溉方式的试验研究，构建针对不同种植区域农作物的水肥一体化技术规程，实施精准水肥调控，发展高产、高效农业。

机械化施肥是指通过施肥机械将固态或液态肥料施入土壤特定位置，供给作物吸收利用的技术^[13]。与传统的条施、撒播等施肥方式相比，机械化施肥能够有效控制肥料施用量和施肥位置，减少劳动力投入，降低生产成本。近年来，我国越来越重视和支持实施精准农业，在引进、消化和吸收国外先进技术的同时，积极探索适合我国实施的精准农业技术体系。围绕主要的三大粮食作物，形成了水稻侧深施肥技术、玉米机械化施肥技术和小麦机械化技术等广泛应用的关键技术规程^[14-16]。目前，我国正加快推动农业机械化建设，大力发展智慧农业，机械化施肥将成为未来农作物种植过程中的必要环节。

有机肥在农业生产中占据重要位置，其本身含有多种有机化学物质，对调节作物生长发育具有良好的作用。研究表明，施用有机肥能够提高土壤微生物总量，改善土壤理化性状，促进作物对养分的吸收利用^[17-18]。我国有机肥种类及数量丰富，但资源化利用不合理，浪费现象十分严重，开展有机无机养分配施可合理利用有机物料资源，对提升土壤有机质含量、改善土壤品质、减少有机物料损失、减轻环境污染具有重要意义^[19-21]。当前，国家十分重视有机肥资源合理化利用，积极推动发展有机物料资源化、肥料化，有机无机养分配施技术是推动科学施肥的有效途径之一。

除测土配方施肥、水肥一体化、机械化施肥和有机无机养分配施之外，施用缓控释肥等新型肥料产品、实施精准变量施肥也是科学施肥的主要方式。新型肥料产品可有效保证作物养分需求，提高肥料利用效率，降低劳动力投入。精准变量施肥是依据农田土壤网格单元内的农作物产量和土壤理化性状等综合信息，因地制宜进行全面平衡施肥的技术^[22]，作为精准农业的重要组成部分，能够有效解决土壤－作物－养分之间的相互关系，提升经济效益。

在以往的农业种植过程中，农民对于土壤情况的了解不深入，未明确土壤养分的供给量及农作物对养分的需求量，导致不合理施肥现象时常出现，影响土壤物理性状，造成一系列生态环境问题。测土配方施肥是科学施肥的主要方式之一，能够有效改善土壤理化性状，提升土壤质量。王连林等^[23]通过连续10年在河北省玉田县开展测土配方施肥发现，应用测土配方施肥技术能够使单位化肥增产效能平均提高36.65%，土壤容重年均递减0.80%~1.05%，田间持水量年均增加8.87%~10.37%，可优化土壤物理性状。科学施肥提倡的有机无机养分配施等方法，能够为土壤中的微生物提供稳定的碳源，促进肥料在土壤中的转化，优化土壤结构，改善土壤品质。张然等^[24]通过连续5年有机无机养分配施定位试验研究发现，与不施用有机肥相比，有机无机养分配施能够使西北旱区麦田0~10、10~20 cm土层土壤容重分别降低4%、2%，水稳定性团聚体分别增加224%、105%。王宪玲等^[25]基于渭北旱塬苹果园的长期定位试验研究发现，与不施用有机肥相比，有机无机养分配施能够显著提升苹果园0~40 cm土层的土壤孔隙度、饱和导水率和田间持水量，降低土壤容重，进而改善渭北旱塬苹果园的土壤物理性状。

在传统施肥模式中，由于施肥方式的单一性、盲目性，很容易造成肥料养分快速释放并淋溶损失，致使水体富营养化，发生土壤酸化、板结等问题。科学施肥提倡施用的缓控释肥料力求做到养分释放与作物吸收同步，简化施肥技术，一次性施肥即可满足作物整个生育期对养分的需求，减少肥料养分流失，避免肥料在环境中长时间停留，造成对生态环境的不良影响。侯红乾等^[26]的研究表明，施用缓控释肥料能够提高双季稻的氮肥表观利用率、氮肥表观残留率，降低双季稻区土壤氮素损失率。安文博等^[27]的研究表明，与常规施肥相比，施用包膜尿素、缓控释掺混尿素等肥料，能够减少土壤硝态氮含量，降低氨挥发和氮素淋溶风险。水肥一体化作为科学施肥的一种方式，能够使肥料以水为载体，在灌溉的同时供给作物有效吸收利用，降低肥料在土壤中的淋溶损失，减少养分流失。杨启航等^[28]通过研究南方烟区土壤水肥一体化减量施肥管理模式发现，应用水肥一体化技术能够增加烤烟对肥料养分的携出量，降低植烟区土壤中氮磷钾养分的盈余，提高肥料的利用效率。

土壤肥力是土壤的本质属性，是各种理化性状的综合表现。土壤肥力水平受多种因素共同影响，长期人为耕作、施肥、灌溉和其他农事活动是影响土壤肥力的重要因素，有机肥质量差、有机无机养分投入失衡、肥料养分配比不科学等是降低肥力水平的主要问题。通过科学施肥技术，开展有机无机养分配施，重视施用有机肥，合理施用土壤调理剂，推广应用新型肥料，是提升土壤有机质含量、培肥改土、改善土壤肥力的重要举措。丁维婷等^[29]依据41年长期定位施肥研究有机无机养分配施对暗棕壤土壤肥力的影响，发现单施有机肥、有机肥配施部分化肥，较单施化肥均能够提高土壤中酶的活性，提高率为21.04%~95.74%。于菲等^[30]通过研究有机肥不同施用年限对土壤肥力的影响发现，土壤肥力水平随着有机肥施用年限的增加逐渐提升，施用有机肥显著提高了0~20、20~40 cm土层的土壤有机质、全氮和速效养分含量。应用科学施肥技术、优化耕作施肥方式是保护和提升土壤质量的核心内容，是实现“产出高效、产品安全、资源节约、环境友好”的现代农业发展目标的根本方法。

粮食数量安全是维护社会稳定的基础。随着人口数量增加、人均耕地面积逐渐减少，保障粮食数量安全是粮食安全问题的重中之重。化肥是粮食的“粮食”，肥料的施用状况直接影响粮食产量的提升，研究表明，我国粮食产量的提升有40%~50%来源于化肥的使用^[31]。汪珺等^[32]的研究表明，盐城市自2010年推广测土配方施肥技术以来，7年间实现节本增效达17亿元，2017年小麦和水稻的单位面积产量较2009年的分别增加10.86%和6.36%。袁月星等^[33]的研究发现，应用测土配方施肥技术能够提升江阴市水稻产量水平，与常规施肥相比，5年间水稻产量平均增产4.16%。刘彩彩等^[34]通过探究节水减氮管理模式对晋南地区夏玉米产量的影响发现，应用微喷水肥一体化技术可使夏玉米籽粒产量提升12.05%~45.4%。联合国粮农组织预测，2050年世界人口将突破至90亿，对粮食的需求量应在现有的基础上提升70%才能满足正常需求，因此需应用科学施肥技术，提高粮食产量，保障粮食数量安全。

粮食质量安全受多种因素的影响，化肥是重要的影响因素之一。肥料的不科学施用容易导致土壤养分失衡，降低粮食生产安全性，影响粮食质量安全。相关研究表明，过量施用氮肥会加重病虫害的发生概率; 有机肥施用不合理，可能造成重金属富集、硝酸盐累积等问题^[35-36]。采用科学施肥模式能够提升农作物的抗逆性、抗病性，减少病虫害发生，改善粮食品质。周江明^[37]的研究表明，有机无机养分配施可显著增加水稻产量，提高水稻精米率，影响稻米垩白值，合理的有机无机养分配施可提高稻米食味品质。罗兰芳等^[38]的研究发现，与常规施肥相比，一次性全量施用缓控释肥料能显著提高水稻糙米蛋白质和总氨基酸含量，提升稻米品质。应用科学施肥技术，能够明确不同农作物所需养分的种类和数量，实现作物需肥与土壤供肥之间的相互协调，促进粮食品质的提升，保障粮食质量安全。

近年来，随着我国粮食消费需求刚性增长，以及耕地面积减少、水资源短缺、气候变化和土壤污染等因素对粮食安全生产的约束日益严重，粮食供需长期处于紧平衡状态。粮食生产过程中化肥、灌溉水等现代农业生产要素的不正当使用，不仅造成环境污染、资源浪费，而且进一步威胁到粮食生态安全和生产的可持续化，引发粮食安全和生态环境保护之间的矛盾。张宏威等^[39]的研究表明，长期大量施肥可增大设施土壤可溶性有机氮淋溶风险，造成土壤及水资源污染。纪梦梦等^[40]的研究表明，过量施肥可显著提高土壤中硝酸盐的含量，增大温室气体N₂O的产生量和产生速率，影响气候变化。应用科学施肥技术，采用测土配方施肥、水肥一体化等方式，根据作物生长需求合理施用化肥，科学减少化肥投入量，提高水肥利用效率，能够避免资源浪费，减轻农业面源污染，保护生态环境，保障粮食生态安全。

科学施肥技术的核心是调节和解决作物需肥、土壤供肥和人为施肥间的矛盾。自科学施肥理念提出以来，传统“大水大肥”的施肥观念基本得以改善，但仍存在对科学施肥技术理念认识不足的现象。部分农业种植户简单地认为科学施肥只是追求粮食高产，未综合考虑减肥、环保、提升土壤质量等目标，做不到真正的“科学施肥”。同时，部分农业技术人员在推广科学施肥关键技术过程中，采用单一的推广方式，忽略了农业技术推广的后期工作，对农民自主使用农业技术遇到的困难缺乏具体指导。因此，需加强对科学施肥理念的深入学习。

科学施肥是应用现代科学知识，以土壤测试和肥料效应验证为基础，与现代作物栽培技术相结合，采用现代机械，以提高肥效、谋求肥料最大经济效益、减少资源浪费和环境污染的综合性技术集成。针对科学施肥的基础性研究，需要综合考虑土壤、肥料、作物与环境之间的关系。然而，在实际生产过程中，由于不同区域地力水平、气候条件和作物品种等存在差异，制定的肥料配方和技术方法可能达不到预期的农业生产需求，又缺乏可靠性高、操作性强的指导手册可供参考。因此，应重视科学施肥的基础性研究工作。

科学施肥技术的应用和推广需要专业、高效的服务团队作为支撑。当前，专业技术服务人员缺乏，基层农技推广人员数量不足，人员技术服务水平严重滞后于农业产业的需求，致使开展科学施肥推广服务难度较大。同时，肥料生产企业、科研院校之间大多各自为战，缺乏产学研用紧密结合。部分科学施肥技术标准未完善，相关财政补贴标准和补贴机制不健全，技术推广经费不足等问题进一步限制了科学施肥技术的推广和应用。

完善科学施肥技术体系，夯实基础性工作是推广科学施肥技术的首要任务，必须树立正确的科学施肥发展理念，明确发展方向，将其视作保护生态环境、促进农业健康发展的基础。在我国主要农作物生产区域应加强土壤肥力监测基站建设，构建全国肥料效益试验网，形成全国性的土壤肥料信息管理系统和交流中心，建立科学施肥长效机制，完善科学施肥技术体系。同时应加强土壤养分循环和肥料养分高效利用等基础性研究，明确不同肥料在不同土壤环境中的转化循环规律，加强土壤肥力监测，推动科学施肥技术的发展。

坚持以政府为主导，构建完善的监管与扶持政策体系，强化科学施肥政策保障。科学施肥技术的推广需要稳定的政策支撑和经济投入，国家相关部门应制定一系列法律法规，引导和保障科学施肥技术的有效推广。地方政府应严格实施国家出台的各项相关政策，强化监督与管控，积极引导农民、企业和社会共同参与，构建科学施肥的长效机制。同时，政府应完善相关财政补贴机制，加大对农民增施有机肥、施用缓控释肥料、合理使用新型肥料和购买配套农业机具等的补贴力度，积极探索科学施肥相关技术，制定完备的农作物科学施肥技术规程，创新科学施肥推广模式，加大推广力度。

积极引导相关肥料生产企业，尤其是比较有实力的大中型企业参与到科学施肥技术的应用和推广过程中。鼓励企业通过现代化经营、管理、服务模式，构建基层服务链，为农户提供合理的肥料配方，开展技术推广服务。肥料生产企业应加强土壤肥料研究的基础性工作，稳定研究和技术推广队伍，建立有效的技术推广服务体系，并积极探索与政府、高校和其他经营主体之间的多元合作，共同开展难题联合攻关和技术创新，建立健全科学施肥技术服务模式，发挥示范带头作用。如新洋丰农业科技股份有限公司组建了500人的农化服务队伍，通过与科研院校合作，联手打造全国测土配方施肥示范网络; 协同产业上下游和国内外科研资源，联合成立创新研究院，引领产品、模式、服务创新; 积极构建“技术+销售”小组作战模式，为农户量身打造，开展技术推广服务，发挥企业的服务力量。