1. 精准农业和变量施肥的基本内容近年国际上提出了精准农业（Precision agriculture）的概念，其基本定义是：按照田间每—操作单元的具体条件，精准地调整各项土壤和作物管理措施，最大限度地优化使用各项农业投入，以获取最高产量和最大经济效益，同时保护农业环境，保护土地等自然资源。精准农业是建立在地理信息系统（GIS）、全球卫星定位系统（GPS）、遥感技术（RS）和计算机自动控制系统等高新技术成就之上发展起来的。在精准农业中，精准施肥是重要的内容。大家知道，在大规模经营的农场中，在同一田块中，土壤肥力（养分水平）有很大的空间差异，但是通常是根据这一田块中各个样点混合样本的平均养分水平，按照一定的施肥推荐系统确定施肥量，这就把田块中养分的空间变异掩盖了。由于土壤养分水平不同推荐施肥量也不同以及不同土壤养分水平、施肥量和产量之间存在着非线性关系。所以，采用田块养分平均值来确定施肥量必然导致有的区域施肥量偏高，有的偏低，由于养分水平和产量间并不存在线性关系，从而施肥量偏高的区域并不一定可得到应有的增产，从而造成施肥过量，这不仅浪费了肥料资源，还可能造成环境问题，而且也得不到应有得产量。因此，精准农业中的施肥则要求按照田块中不同养分水平区域施用不同量的肥料，这就是精准农业中的变量施肥技术（Variable rate fertilization）。这种方法通常可提高肥料的利用率和施肥的经济效益，并减少肥料浪费以及对环境的不良影响。 2. 变量施肥法的基本内容变量施肥法的一个基本要求是首先取得详尽的土壤测试数据。为此常在一个地段内用网格法采取土壤样品并绘制精准的土壤养分等图件。如在田间地图或照片上放一个方形或长方形的网格，然后按图采取网格中心部分的土样，在中心10英尺范围内随机采8个左右的土样混合成一个混合土样。也可采用蛇形路线取样。或用GPS取样器将田块按每个网格0.5~2公顷取样，再分析土样的理化性状和各种养分含量水平，然后用GPS和GIS技术绘制该地段的地形图、土壤图和不同时间的土壤养分图等等。此外，也可绘制田块产量图，其方法是：在联合收割机上装上GPS接受器和产量测量仪，每隔1.2秒用GPS定点一次，并记载产量，然后用GIS绘制当季产量图。所有上述数据资料均用来作为下季施肥决策的重要基础（肥料品种，数量等）。并按照每一操作单元（0.5~2公顷）的养分状况、上季产量水平及其它因素，按照施肥推荐专家系统进行施肥推荐，在此基础上，应用GIS作成施肥操作指挥系统，具体指挥施肥机具的变量施肥操作。 3. 变量施肥的特点和效益变量施肥的基本特点已在上面叙述过，其最大的特点是避免了施肥量的不足和过量，从而产生一系列的经济和社会效益。表2中的例子说明在一个150英亩左右的地段内，采用传统的施肥法（平均值施肥法）所造成的施肥不足面积达到30~90英亩，施肥过量面积达到20~50英亩，可见影响之大。由于变量施肥技术采用按土壤条件来改变施肥数量，在某些田块可以节省一部分肥料（表3），在另一些田块则肥料总用量要有所增加。在通常情况下总产量均有所增加，表4就是甜菜的一个例子。表4中的例子表明，采用变量施肥技术不论在产量（糖回收量）和经济效益（每英亩产值）方面都有较好的表现。从上面的叙述中我们可以体会到精准农业以至于变量施肥一般都只适用于较大的田块，这对于较大规模的农场是有吸引力的。在我国，大部分的农田田块面积较小，通常相对说来土壤养分时空变异较小。如何在大量较小田块上应用这一新的施肥概念仍是要进一步探索的课题。 表 2 按传统平均值法造成的磷钾肥施肥不当（例）田块 总面积（英亩） 施肥不足面积（英亩） 施肥过量面积（英亩） 1 135 34.9(P2O5) 55.9(P2O5) 2 153 87.9(K2O)80.2(P2O5) 20.1(K2O) 3 140 39.1(P2O5)83.1(K2O) - 4 130 - 35.4(P2O5) 表 3 传统施肥法和变量施肥法氮肥肥料用量（磅/英亩）的差异 变量施肥法 地点 施肥量范围 平均施用量 传统法施肥量 Hanska 0~180 89 130 Hoctor 92~180 142 150 Morgan 135~180 168 130 表 4 平均值法施肥和变量施肥的效益比较（甜菜） 变量施肥技术（A） 传统平均法施肥（B） A/B*100 产量（吨/英亩） 18.7 18.0 104 含糖量（%） 17.89 16.59 108 糖回收量（磅/英亩） 6171 5418 114 每英亩测试费（美元） 15 5 300 每英亩产值（美元） 744.51 599.51 124 从上面的叙述中我们可以体会到精准农业以至于变量施肥一般都只适用于较大的田块，这对于较大规模的农场是有吸引力的。在我国，大部分的农田田块面积较小，通常相对说来土壤养分时空变异较小。如何在大量较小田块上应用这一新的施肥概念仍是要进一步探索的课题。