基于农业信息化应用的肥料分类与编码

陈娉婷++邓丹丹++罗治情++官波++沈祥成

摘要：农用肥料分类与编码是实现农业信息标准化的基础，也是推动农业信息化发展的关键。通过对网络农业信息分类现状和农用肥料分类存在问题的分析，结合农业信息化应用特点，提出了一种适用于农业信息化应用的肥料分类和编码设计思路。

关键词：农业信息化；肥料；信息分类；信息编码

中图分类号：S14；TP399 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2016）22-5949-05

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2016.22.055

Classification and Coding of Agricultural Fertilizer

Based on Agriculture Industry Informatization

CHEN Ping-ting1，DENG Dan-dan2，LUO Zhi-qing1，GUAN Bo1，SHEN Xiang-cheng1

（1.Institute of Agricultural Economy and Information，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430064，China；

2.Wuhan Nongxintong Technology Co.，Ltd.，Wuhan 430070，China）

Abstract： Agricultural fertilizer classification and coding is not only the basement of achieving agriculture information standardization but also the key point of improving agriculture informatization. According to analyzing the current status of agriculture information classification and problems of agricultural fertilizer classification， author proposed a method of agricultural fertilizer classification and coding for agricultural informatization.

Key words： agriculture informatization； agricultural fertilizer； information classification； information coding

自2004年以来，中央连续12个“一号文件”关注农业信息化发展，特别提出了农业信息收集整理的规范化、标准化，农业信息的共享以及整合农业信息资源，提高资源的利用率，推进农业信息化。在这种背景下，研究农业投入品的信息标准化问题，是整合现有农业信息资源的基础，也是促进资源高效共享和合理利用的重要途径，对深化农业信息化具有重要的意义。

肥料作为重要农业投入品，在中国的使用量和生产量都居世界首位，对保障国家粮食安全和农业生产力水平都起着举足轻重和不可替代的作用。自中国加入WTO以后，肥料的批发和零售市场已经向世界开放，今后必将与世界化肥市场融为一体。肥料品种日益增多，含氨基酸肥、含腐殖酸肥、含中微量元素肥、微生物肥、配方肥料、复混肥、有机-无机复混肥料、有机肥料、缓释肥、土壤调理剂及土壤保水剂等层出不穷。在肥料的名称和分类方面，还没有形成统一的认识，影响肥料的应用和市场管理，阻碍了农业信息化进程。

在农业信息化研究、服务和开展农业信息分类编码标准化研究的基础上，比较国内外的相关研究成果，提出了基于农业信息化应用的肥料分類与编码标准体系构建方案，以期形成基于农业信息化应用的肥料分类与编码。

1 肥料的分类现状

面对越来越多新型肥料，为了更好地辨识肥料的种类与真伪，学者们在对肥料的分类与命名的方面作了大量研究，但分类方法却不尽相同。根据 1993年版《化工辞典》及1992年版《中国化肥手册》列出化学肥料分类范围（图1），该方法主要针对化学肥料。贾登泉等[1]总结出6种主要的肥料类别，分别是化学肥料、有机肥料、微生物肥料、复混肥料、叶面肥料、复合肥料。刘蝴蝶等[2]则认为肥料分为直接肥料和间接肥料两大类，直接肥料下分为2个小类和4个细类（图2）。邹德乙[3]对腐殖酸肥料的研究中把腐殖酸肥料分为腐植酸单质肥、复合肥、复混肥、腐植酸复合微肥、腐植酸有机肥以及黄腐酸、生化黄腐酸复合肥、复合微肥等。傅德慧等[4]在对肥料进行全面的研究后提出肥料可以分为无机肥料、有机肥料、微生物肥料及有机-无机复混肥料4大类，而无机肥料又细分为氮肥、磷肥、钾肥、复合肥料、复混肥料、掺混肥料、微量元素肥料7小类。彭世琪[5]指出根据肥料的特点可以分为3类：经过农田长期应用验证、无任何添加元素或改性的、定型肥料产品，如尿素等；含有多种元素养分含量的复混肥料、掺混肥料等复配型肥料产品；有机-无机复混肥料、有机肥料、水溶肥料、微生物肥料等。

其他地区的肥料分类也差异较大，例如日本，将肥料分为氮肥、磷肥、钾肥、有机肥料、钙肥、镁肥、锰肥、硼肥、硅肥、复合微量元素肥料和氮磷钾复合肥料等11类，氮磷钾复合肥料又分为化成肥料、成形复合肥料、吸着复合肥料、包衣复合肥料等8个类别。而中国台湾将肥料分为9大类，包括氮肥、磷肥、钾肥、中微量元素肥料、有机肥料、复合肥、植物生长调节剂、微生物肥料及其他肥料，共110个肥料品种[6]。国际植物营养研究所（IPNI）按肥料的养分将肥料的品种分为尿素、聚磷酸盐、氯化钾、复合（混）肥料等23个品种[7]。

近年来，随着肥料市场的激烈竞争，混合加工制成的多元素产品或具有某些特殊功能和用途的产品不断增多。企业为了吸引消费者，在肥料名称上五花八门炒作，肥料命名的各种乱象[8]。为了更加规范肥料行业，到目前为止，中国共有国家和行业肥料产品标准47项，其中国家标准（GB）23项，行业标准（HG、NY）24项。这些标准中涉及一些肥料品种，例如复混肥料（复合肥料）（GB 15063-2009）、掺混肥料（BB肥）（GB 21633-2008）、有机-无机复混肥料（GB 18877-2009）、缓释肥料（GT 23348-2009）、控释肥料（HGT 4215-2011）、水溶性肥料（HGT4365-2012）、有机肥料（NY 525-2012）、腐殖酸水溶性肥料（NY 1106-2010）、大量元素水溶性肥料（NY1107-2010）、微量元素水溶性肥料（1428-2010）、氨基酸水溶性肥料（NY 1429-2010）、中量元素水溶性肥料（NY 2266-2012）、复合微生物肥料（NYT 798-2015）等。这些标准对肥料的养分含量及生产过程有了明确的要求，也对肥料的含义和分类起到了一定的规范作用。但由于中国特殊国情，肥料管理分别归属在不同的部门，因此尚未形成统一的肥料监督管理体系，至今标准的肥料分类体系仍是空白，这也是造成肥料命名和使用乱象的原因之一。

2 肥料分类存在的问题

农业部的“肥料登记指南中”肥料是指“用于提供、保持或改善植物营养和土壤物理、化学性能以及生物活性，能提高农产品质量，或改善农产品品质，或增强植物抗逆的有机无机微生物及其混合物[9]”。在国家标准中[10]，将肥料定义为以提供植物养分为其主要功效的物料，即能为植物提供养分的物质则可以称为肥料。肥料更应关注的是能够为植物提供营养的元素和物质，而一些仅起到调节土壤性质的生长调节剂类产品不适合纳入肥料的范畴。

2.1 复合、复混、掺混肥料名称使用混淆

傅德慧等[4]将复合、复混、掺混肥料并列作为无机化肥中的3种肥料，类似的情况在很多企业和肥料市场中经常出现，主要是因为对这3种肥料的区别辨析不清而造成的。国家标准《肥料标识·内容和要求》（GB 18382-2001）中复合肥料的定义是氮、磷、钾3种养分中，至少含有两种养分并且表明含量的仅由化学方法制成的肥料，是复混肥料的一种。掺混肥料是指氮、磷、钾3种养分中，至少含有两种养分且标明含量的，由化学方法和（或）掺混方法制成的肥料。根據国家标准《复混肥料（复合肥料）》（GB15063-2009）中掺混肥料的定义是氮、磷、钾3种养分中，至少含有两种养分并标明含量的，由干混方法制成的颗粒状肥料，也称BB肥。掺混肥料在养分以及表明量上都与复混肥料相同，只是在养分混合的方式上有所区别。由此可见，复合肥料和掺混肥料只是因为各种养分混合的方式不同，在实质上都是复混肥的一种。

2.2 缓释、控释肥料名称的归属

刘蝴蝶等[2]将缓释肥料与复混肥料都作为无机肥料的一种。缓释和控释肥料是一种起源于发达国家的有效提高肥料使用率的技术。国际标准组织（ISO）曾于1997年公布，肥料中的养分以化合物的形式存在的肥料或肥料的物理状态发生改变而使肥料中的养分随着时间的延续而缓慢释放的肥料被定义为缓释肥料[11]。从养分含量的角度出发，其可以是含有任何一种或多种养分的肥料，它们既可以是单质也可以是复混肥料，所以将它们单独分为一类是不合适的。

2.3 对稀土元素肥料的理解

有学者将稀土元素肥作为中量元素和微量元素肥料的并列类别，而在肥料市场中也常常会看到稀土元素肥的产品。这类的肥料主要是以镧、铈、镨、钕等轻稀土作为添加剂，与一种或几种氮磷钾养分元素制成的。试验证明，稀土有促进种子萌发和植株、根系生长，提高叶绿素含量，增加产量和改善产品质量的作用[12]，可以改善植物对主要养分的吸收效率或提高复混肥料的质量。这些都说明了稀土元素更倾向于对肥料起调节作用的物质，而并非是为植物提供养分的肥料。

2.4 专用肥料的分类

为了迎合市场的需要，肥料生产企业都纷纷生产出了适合于某一种或某一类物种的专用肥料，例如，“水稻专用肥”、“玉米专用肥”、“大豆专用肥”，除了以物种名称命名的以外，还有一些“蔬菜专用肥”、“果树专用肥”、“花卉专用肥”等。所谓的专用肥料其实是在充分了解该物种的生长所需的营养元素及分量以后，按照植物所需的氮磷钾比例生产的肥料，有时候还可以根据需要加入微量、中量、或有机肥等，将多种营养成分合理混合在一起。从养分的角度来看，专用肥料也属于复混肥。

目前肥料名称的“标新立异”导致市场混乱、标识欠科学的现象十分严重，急需制订出台肥料分类及目录规范。各种名称“动力肥”、“高能肥”、“抗逆肥”、“激活肥”等源源不断。肥料的分类体系的制订需要再对肥料科学的定义和界定的基础上进行，是肥料的分类体系具有完整性、科学性、实用性和共享性。制订出符合中国国情的肥料分类体系及规范的肥料名称目录，有利于中国肥料资源节约使用，也可以有效地促进农业信息化的发展。

3 构建基于农业信息化应用的肥料分类体系

3.1 分类原则

基于以上现行肥料分类方法中存在的问题，在充分考虑网络农业信息内容、信息管理和信息需求特点的基础上，对比和分析了现有的肥料分类体系的优缺点，提炼出一种既满足网络信息资源检索需要，又适用于农业产业信息化应用的农业肥料分类体系。按照GB/T 7027-2002《信息分类和编码的基本原则和方法》中的要求，该肥料分类体系应满足以下6个原则：①科学性，要以肥料的最基本的属性和特征作为分类的依据，要符合肥料的客观性规律。②系统性，整个分类体系要按照统一的规则进行归类和整理，形成一套严整而有序的规则系统。③规范性，所有的肥料名称参照标准命名，需符合国际国内和相关行业的规范性要求。④兼容性，要考虑到使用者的使用习惯，要与传统的分类方法相融合，但要尽可能保证包括现有的所有肥料类型。⑤可延展性，考虑到肥料更新换代的速度很快，因此在设置分类类目时预留出相应的类目，保证当新肥料产品出现时可以顺利的加入该分类体系且不改变现有的分类体系的完整性。⑥易用性，要求分类体系层级不能太多、类目名称不能太专业，应简单明了、容易理解，这也是为了满足互联网用户易览性，便于肥料信息数据的挖掘和发现。

3.2 分类方法

常见的肥料分类方法多种多样，按照化学成分不同可以分为有机肥料、无机肥料、有机无机肥料；按照营养成分不同可以分为单质肥料、复混（合）肥料；按照肥效作用方式不同可以分为速效肥料、缓效肥料；而按照肥料物理状态不同可以分为固体肥料、液体肥料、气体肥料；按照肥料的化学性质不同又可以分为碱性肥料、酸性肥料和中性肥料；除此之外还可以按照施肥方式不同分为基肥、冲施肥、叶面肥。施肥方式是根据物种的养分需求来决定的，有时候同一种肥料也可以有多种施肥方式，因此施肥方式不适合作为肥料的分类主线。将养分成分和化学成分结合起来作为肥料分类体系的主线，是一种既能够满足通俗易懂又具有科学性的分类方法。

根据肥料分类体系构建原则，考虑互联网和农业产业信息化应用特点，采用线面结合的分类法，将农业生产中涉及的肥料划分为4个等级：4个大类、6个中类、26个小类、185个细类，如表1所示。

大类设为4个类目，是依照肥料所含养分的化学成分而建立的。与国家相关行业分类相类似，依次为无机肥料、有机肥料、微生物肥料、混配肥料。无机肥料、有机肥料、微生物肥料的含义与国家标准中保持一致。国家标准中未提及混配肥料，本研究中单独提出来，是因为市场上已经出现了越来越多的各种元素均含有的肥料，这些肥料不能单独的归属于任何一类肥料中，因此，将混配肥料含义解释为由无机肥、有机肥微生物肥料中的各类养分元素任意组合搭配，由化学或物理或其他方式混合而形成的多元混合型肥料。

中类设有6个类目，是依照营养元素所属类别进行科学分类的，如化学肥料下分为大量元素肥、中量元素肥、微量元素肥。

小类设为26个类目，是依照各类营养元素肥料所包含的具体种类来定义的，如中量元素肥下分为硅肥、钙肥、镁肥、硫肥。

细类，是小类细分的基本单位，也是各级单位的起点，即肥料的通用商品名（简称品名）。如使用最为广泛的氮肥主要有硫酸铵、氯化铵、碳酸氢铵、氨水、液体氨、硝酸钠、硝酸钙、硝酸铵、硝酸铵钙、硫硝酸铵、尿素等。

3.3 肥料分类体系编码设计

信息编码用不同的代码与各种信息中的基本单位组成部分建立一一对映的关系。信息编码必须标准、系统化，设计合理的编码系统是关系信息管理系统生命力的重要因素。常见的代码类型有两种，一类是为了便于分类处理而赋予代码一定的实际意义，称为有意义的代码；另外一类则是为了便于对信息的操作，仅仅是赋予信息元素惟一的代号，称为无意义的代码。代码的种类有顺序码、助忆码、区间码和缩写码等。顺序码是一种最简单最常用的代码，它把顺序的自然数或字母赋予编码对象是一种特殊的顺序码，故选择使用顺序码。农业肥料分类代码结构见图3。

信息元素即编码对象，是肥料的分类以及肥料通用产品名称的数据元素集合，例如编码A01的对象是无机肥料下的氮肥。在确定了编码对象之后，就要制定编码、分级和各码位的规范取值规则，对每一编码对象制定码长。

根据分类体系的特点，采用7位的定长码。第一级用英文字母编码，用“A”、“B”、“C”、“D”分别代表无机肥料、有机肥料、微生物肥料和混合肥料；后三级都采用2位数字的定长编码，用数字01-99表示，各码位代表对应的类目；每一级的编码采用数字顺序编码，动态递增产生系列顺序代码号，随着编码的增加而产生新的肥料类目代码和肥料通用名代码。

根据上述规则编制分类体系代码表，即按既定的編码规则对所有编码对象进行编码，编制出本研究分类体系中所有信息元素的取值（表2）。

4 基于农业信息化应用的肥料分类编码标准体系的应用

农业肥料分类和编码标准体系主要应用与农业信息数据的采集和分类、农业信息服务产品的开发和应用以及农业信息资源的整合与共享3个方面。

4.1 有利于农业信息数据采集和分类标准的统一

建立统一标准且能够体现信息之间关联性的信息分类和编码体系，是实现农业信息资源科学管理和高效利用的基础。由于缺乏总体规划，肥料的各部门内部、部门之间、部门与生产、销售单位的肥料信息资源没有统一规范化，导致了大量频繁、复杂的信息流不畅通，不能充分发挥信息资源的作用，导致信息系统无法实现信息共享和交换，出现了信息孤岛。本研究针对网络使用特点和农业信息化应用要求，提炼出农用肥料的分类和编码标准体系，不仅统一了肥料通用商品名称信息的采集标准，提高了采集效率，更统一了农用肥料信息资源的分类思路，推进了农业信息资源的高效整合。

4.2 有利于农业信息服务产品的开发和应用

目前，中国的肥料信息资源普遍存在资源分散，信息内容重复，信息时效性差和信息形式单一[13]。资源建设最有效也是最合理实现方式是建设信息共享数据库。本研究提出的农用肥料分类和编码标准体系包含了整个农业范围内的肥料类目和肥料通用商品名称，为农业信息服务软件开发提供基础数据。同时，农用肥料分类和编码标准体系的建立，实现了肥料信息的标准化，满足了各种农业信息服务的对肥料信息的检索和查询要求，也为完善和发展中国农业信息服务体系打下了坚实的基础。

4.3 有利于农业信息网络化服务推广

随着中国农业信息化的逐步实现，农业市场也将从层层批发加零售模式走向B to C的网络电子商务模式。肥料的生产过程、运输过程、销售过程等也从过去的割裂局面转变为统一的、紧密相连的局面。例如，一个农户可以通过对关注自己的种植品种来获得该品种所需要施用肥料品种、类型、价格、品牌等各类信息，并可以根据自己需要选择送货上门和提供售后等个性化服务为适应这种需求，开发出的农业信息服务平台必须能快速、简单地搜索出相关肥料信息。适用于农业信息化应用领域的肥料分类与编码可以有效地提高农业信息网络服务效率，增加用户体验性。

5 小结

随着农业与农村经济的迅速发展以及农业科技与国际经济贸易交流的增加，农业信息标准的滞后性与发展速度之间矛盾也越来越凸显，阻碍了农业信息化系统进程。农业信息标准化是一个系统工程的建设过程，确保各信息间的互联互通，保证信息的安全可靠，都是要解决的关键问题。农业信息范围宽广，涉及到的生产资料众多，而肥料作为粮食的“粮食”，粮食产量的最大贡献者，粮食安全的重要影响者，在农业信息标准制定中有着举足轻重的作用。本研究基于农业产业信息公共服务平台的研究与实践过程中，结合科学性、系统性、规范性等原则，理论联系实际，提出的农用肥料分类与编码体系，是适用于互联网操作的信息标准分类体系，为国家肥料建立统一的分类与管理机制提供了良好的建议，为农业信息服务平台的研发提供了标准的数据支持，为实现中国农业信息化建设起到了一定的作用。

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