测土配方施肥技术对农户施肥行为的影响：一个文献综述

黄琬真 白军飞 *

（1.中国农业大学北京食品安全政策与战略研究基地 北京 邮编：100083；2. 中国农业大学经济管理学院 北京 邮编：100083）

一、引 言

化肥是一把“双刃剑”。一方面化肥为促进农业生产稳定发展和保障粮食安全做出贡献[1]，另一方面未被利用的化肥淋失或挥发到环境中会造成环境问题[2,3]。目前学界对中国化肥过量施用这一观点已达成共识[4-6]。化肥的过度使用和大量残留，不仅会增加农业生产成本，还会威胁水源安全[7]、土壤健康[8]、增加温室气体排放[9]，甚至影响食品安全，关系到人类生命健康[2]。虽然自2015 年以来，国家推行多个行动方案推动“化肥减量”①包括《到2020 年化肥使用量零增长行动方案》、《到2025 年化肥减量化行动方案》等。，化肥用量增速逐步放缓，但在农业绿色转型发展阶段，提高化肥使用效率仍是一个重要的问题。因此，探究农业化肥减量的重要驱动因素，对促进农业绿色转型升级、推进农业高质量发展具有重要的现实意义。

测土配方施肥技术作为一项较为成熟的精准农业技术[10]，理应成为提高肥料利用效率、实现农业绿色转型发展的重要力量[11]，然而在现实中却事与愿违。一方面，测土配方施肥技术普及率一直难以提高[12]。学者利用微观调研数据发现，自2013 年以来中国不同省份农户的测土配方施肥技术采用率均不足30%[13,14]。根据全国固定观察点耕地保护专项调查，农户采用测土配方施肥概率仅8%[15]。另一方面，测土配方施肥技术对化肥减量的作用有限。在少数采用该技术的农户中，能够按照施肥建议科学施肥的仅有8.89%[16]。虽然测土配方施肥技术多次被纳入化肥减量行动方案，各级政府均投入大量配套资源，但根据上述文献，农户采纳倾向却并不强。

那么，测土配方施肥技术为何陷入“叫好而不叫座”的困境？测土配方施肥技术对化肥减量的影响究竟如何？围绕上述问题，已有研究展开了广泛的讨论。本文旨在通过对相关研究的梳理和总结，重点从测土配方施肥技术的化肥减量效应以及农户采用测土配方施肥技术的制约因素两方面解释测土配方施肥技术的推广困境，以期对测土配方施肥技术对化肥减量的影响及其作用机制有更加清晰的认知。

二、测土配方施肥技术的发展历程及实践

测土配方施肥技术是土壤肥力综合管理系统技术 （Integrated Soil Fertility Management，ISFM）中的一项代表性技术，目前已在世界范围推广。其基本原理是，基于土壤测试及田间试验，结合作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，指导农户肥料施用的种类、数量、时期以及施肥方法；其目标是通过为农户提供信息或肥料指导农户合理施肥，从而减少肥料浪费或肥料不足的情况，实现“按需施肥”[17]。

测土配方施肥技术经历了由发达国家向发展中国家扩散的过程。测土配方施肥技术在20 世纪70年代从美国兴起，随后日本、德国等发达国家也重视测土施肥以提高肥料利用率、节约生产成本、改善作物品质并减少化肥对生态环境的污染。稍晚于发达国家，测土配方施肥技术在中国的萌芽始于1979 年开展的全国第二次土壤普查，首次应用于1992 年，基于第二次全国土壤普查的数据，原农业部与联合国开发计划署签订平衡施肥项目合作协议，在合作期间中国建立了100 余个农化服务中心，为农民配置各种通用性和专用型复混肥料，为中国推广测土配方施肥技术提供了契机。随着配套设施的不断完善，到2005 年，中国开始正式开展“测土配方施肥试点补贴资金项目”，并从2005 年开始推广力度不断加大，连续3 年将推行测土配方施肥技术写入“中央一号文件”，使测土配方施肥技术成为科技入户工程的第一大技术，在全国示范。到2010 年，测土配方施肥技术逐步转向整建制推进模式；2016 年至今，测土配方施肥在全国所有农业县推广。

目前，测土配方施肥技术的推广模式主要包括以下4 种：第一，“一张卡”模式，技术人员为农户提供施肥建议，农户根据测土配方施肥建议自行选购肥料；第二，“测土+配方+供肥”模式，在提供施肥建议的基础上，相关部门为农户配套供给配方肥；第三，“测、配、产、供、施”一条龙模式，农技部门通过组检测配站，免费为农民测土配方，根据配方生产配方肥，进一步通过基层农化服务网络，向农民提供测土配方施肥技术服务；第四，“开方抓药”模式，农户或农技推广单位与肥料生产经销商企业合作，形成市场化的测土配方施肥技术推广模式。

中国测土配方施肥技术的推广模式经历了由精细推广到大尺度推广的变迁。在技术推广初期，各地建立测土配方施肥化验室，由技术人员为农户采土、化验、配方，农户根据测土配方施肥建议自行选购肥料。在这种模式下，为便于农户配肥，各地土肥站为农户提供根据配方混合肥料的服务。更进一步，相关部门根据各地具体情况为农户配套供给配方肥（结合当地土壤养分信息的掺混肥），并为农民提供测土配方施肥技术支持。然而，由于精细推广中也存在着配方多、批量小，生产成本高、规模效益低、企业没有积极性等问题①https://www.gov.cn/gzdt/2013-07/26/content_2455727.htm.，测土配方施肥技术推广的可行性逐渐降低。目前，测土配方施肥技术的推广方式转变为依据种植区域普遍特征提供大尺度配方的推广方式。在这个推广阶段，针对部分作物，由大尺度的“作物专用肥”代替了小尺度的“测土配方肥”。

三、测土配方施肥技术对农户施肥行为的影响

测土配方施肥技术能否实现提质、增效、绿色的目标，是相关研究领域需要回答的首要问题。此类研究主要关注采用测土配方施肥技术对农户施肥行为的影响。围绕测土配方施肥技术自身特点，基于研究问题和既有研究，本部分首先将测土配方施肥技术视为一个整体，梳理其对农户施肥行为的影响；进一步地，我们根据测土配方施肥技术知识密集型的技术特点，将其细分为土壤养分信息供给环节和配方肥供应环节，分别探究测土配方建议以及配方肥供应对农户施肥行为的作用。

（一）测土配方施肥技术对农户施肥行为的影响：基于技术整体的视角

测土配方施肥技术作为一项环境友好型技术，其主要目的是指导农户科学施肥，实现农业生产提质增效，减少环境污染。在自然科学领域，学者通过田间试验发现，采用测土配方施肥技术，能够在减少化肥用量的同时有效提高产量[18]，并能减轻由于氮元素和磷元素淋失和挥发造成的地下水污染和温室气体排放[6]。在满足当前粮食产量水平条件下，如果中国农户全部采用测土配方施肥技术，小麦、水稻、玉米的化肥使用总量可分别降低35.9%、28.1%和16.7%，氮素损失会减少16.0%，温室气体排放可减少7.6%[18]。采用测土配方施肥技术对于减少农田施肥量，增加农民收入，实现农业的可持续发展具有重要意义[11]。

聚焦社会科学领域，测土配方施肥技术对农户施肥行为的影响并未得出一致结论。一部分研究发现，采用测土配方施肥技术会改变农户的施肥结构和施用量，减少农业生产中的能源消耗和环境污染[19-21]。例如，葛继红和周曙东利用江苏省调研数据发现在采用测土配方施肥技术后，农户不仅减少氮肥投入量，降低农业面源污染风险，而且有针对性地优化了农作物施肥结构[22]。周力等利用江苏、湖南、江西3 省水稻种植户调研数据，发现采用测土配方施肥技术可以平衡土壤养分，改善土壤质量[16]。对于粮食作物和经济作物，测土配方施肥技术均能够发挥增产提效节支的效果，这种效果在考虑了劳动力影子价格之后依然存在[23]。此类观点的解释主要是测土配方施肥技术可以提供土壤养分信息，缓解投入产出关系的不确定性，从而指导农户科学施肥[24,25]。由于存在主观认知偏误[26]，在缺乏土壤养分信息的情况下，农户要么施肥不足，要么过量施肥[27]。在采用测土配方施肥技术后，农户可以根据基于土壤养分情况制定推荐施肥方案投入化肥要素，实现增产增收的效果。

另一部分研究发现，在现实中农户采用测土配方施肥技术产生的环境效应事与愿违[28]。虽然测土配方施肥技术能够增加产量，但并不能减少农户单位种植面积化施用量[29,30]。例如，王世尧等使用安徽省的调研数据发现，在采用测土配方施肥技术前后棉花和早籼稻的化肥偏生产力①化肥偏生产力( Partial Factor Productivity，PFP)，是一个充分反映实际生产水平的重要指标，反映当地土壤基础养分水平和化肥施用量的综合效益。PFP= Y /F，Y（单位为公斤/公顷）为某一种特定的化肥施用下作物的产量； F（单位为公斤/公顷）代表化肥投入量。并无显著差异。更令人担忧的是，配方肥的养分含量普遍高于非配方肥，配方肥的不合理施用可能会带来更严重的环境后果[30]。此类观点解释是，基于要素替代视角，在土地约束和劳动力转移的背景下，农户倾向于通过增加化肥来替代土地和劳动力等要素。由于测土配方施肥技术的劳动密集型属性，农户需要投入更多时间（以玉米为例，科学施用要求玉米种植户分别施用底肥、苗肥、拔节肥、穗肥和粒肥），劳动机会成本较高[5]。当农业劳动机会成本增加时，农户会减少包括施肥在内的农业劳动投入时间，因此即使采用测土配方施肥技术能够增收节支，农户依然选择“理性无知”，仍按照原有的施肥方式进行生产[16]。

结合近期测土配方施肥技术应用实践以及文献回顾，本文发现，已有研究在结论方面的矛盾甚至冲突很大程度上来自所使用的样本数据与方法的不同，而若要客观检验测土配方施肥技术对农户施肥行为的影响，则必须在方法与样本数据上寻求突破：首先，需要运用科学严谨的研究方法。目前大多数研究对样本选择偏差、遗漏变量等内生性问题等并未给予足够的重视，而这些问题的存在将严重影响实证结果的可靠性。其次，合理选择样本地区与考察期。目前测土配方施肥技术采纳率存在较大地区差异。若是利用在测土配方施肥技术发展水平低，农户参与率低的地区，研究者就很可能得出农户施肥行为对测土配方施肥技术反应不够敏感的结论。此外，根据农业生产“三年一轮回”的特点，土壤养分变化需要长期的时间积累，短期数据可能难以捕捉测土配方施肥技术对农户施肥行为以及土壤养分的影响。从这个角度来看，只有考虑了地区和时间期限，才能提供更加可靠的结论。

（二）测土配方施肥技术对农户施肥行为的影响：基于土壤养分信息的视角

测土配方施肥技术之所以能改变农户施肥行为的一个重要原因是，其能够缓解由农业生产的不确定性导致的信息不完全。根据农业生产特征，农户获得土壤养分信息需要较高门槛，在没有相关技术支持的情况下，农户难以获得准确的土壤养分信息以及作物需肥信息，即存在土壤信息不完全。一方面，土壤养分形成是矿物质、有机质、土壤生物综合作用的结果，掌握土壤养分含量信息通常需要专业设备及技能，成本较高；另一方面，由于土壤养分积累是一个动态的过程，降水、作物吸收以及肥料投入都是影响土壤养分的重要因素，土壤养分含量在年际间存在波动性，进一步增加了掌握土壤养分信息的难度[32]。

由于缺少相关信息，农户在购买及使用化肥时多凭借主观认知[26]、过往经验[3]或经销商推荐[33]决定购买和施用肥料类型及数量。然而，主观土壤养分含量认知和客观土壤养分含量的相关性较弱，且经销商可能为了利润最大化过量推荐[34]，研究发现，土壤养分信息与施肥行为不匹配是导致农户施肥结构不合理的原因[35,36]。

由于测土配方施肥技术中土壤信息供给环节能够解决土壤养分信息不完备的问题，从而指导农户合理施肥，得到了学者的广泛关注。对于一些国家（如埃塞俄比亚等撒哈拉非洲南部地区）而言，测土配方施肥技术是一项尚未存在于市场的先进技术。这类研究多选择部分样本地区，采用随机干预试验（randomized controlled trial, RCT）方法揭示农户行为决策背后的机制并提出经济可行的助推策略。研究发现，不论在何样本地区，土壤信息均能够指导农户的施肥行为[37]。农户获得土壤养分信息后，对化肥的支付意愿显著提升[25,38]。更进一步地，有学者发现，借助数字化的推广方式（如手机App）会使测土配方施肥技术更易被接受[39]。

然而，目前这类研究多关注农户化肥施用不足现象，且多刻画农户的支付意愿，对过量施肥行为则少有关注。理论上，土壤养分信息对施肥过量和施肥不足行为的影响和作用机制存在差异。相较于施肥不足或不施用化肥的农户，施用化学肥料对于过量施肥的农户而言相当于采用一项熟悉的农业技术。在获得土壤信息之前，农户已有较为丰富的前期经验。因此当获得土壤信息后，农户需要首先更新原有认知，进而改变其施肥行为。在这过程中存在较大的时间或学习成本。

（三）测土配方施肥技术对农户施肥行为的影响：基于配方肥供应的视角

目前关于配方肥供应对农户施肥行为影响的研究较少。在既有研究中，学者多关注不同的测土配方技术推广政策对施肥行为的影响。例如，学者关注测土配方施肥技术的推广政策，发现配方肥的精准程度对农户技术采用行为产生影响[19]。与推广单一种类的配方肥相比，政府推广多种配方肥对农户的技术采用概率和采用程度有显著的负向影响。原因在于，由于政策限制，当企业生产的配方肥种类增加时，生产配方肥的成本增加，从而会提高农户购买配方肥的成本。然而，与施用传统化肥相比，如果政府推广的配方肥种类单一，配方肥无法做到“精准配方”时，施用配方肥并不能显著改善土壤肥力。但当政府推广的配方肥种类多于1 种时，施用配方肥可以平衡土壤养分，改善土壤质量。

此外，学者基于绿色农业补贴政策，使用准自然试验的方法，估算了价格补贴对肥料投入环境效率和肥料生产率的局部平均处理效应。研究发现，在实施绿色农业补贴政策后，农户的肥料投入环境效率和肥料生产率不升反降[40]。对此作者给出两点解释，一是由于学习成本较高，农户在短期内无法调整其施肥行为，削弱了技术的效果。二是由于补贴政策的收入效应大于替代效应。绿色补贴政策放松了农户的预算约束，使农户在使用配方肥的同时增施传统化肥，从而降低了环境效率和肥料生产率。类似地，学者使用埃塞俄比亚的样本发现，信息能够有效改善农户施肥行为，但环节流动性约束并不能发挥作用[38]。

从文献研究中发现，基于配方肥供应及相关政策视角的研究，主要采用截面数据或个别省份的面板数据，以是否受到政策的影响为解释变量，以是否使用配方肥或进一步测算肥料使用效率为被解释变量，进而验证相应政策对农户技术采用行为的影响及其效果。然而，已有研究均使用局部均衡模型，忽视了成本对测土配方施肥技术供应的影响。

四、测土配方施肥技术采用的制约因素

面对农户测土配方施肥技术采纳率低的现象，已有研究尝试从人力资本[41]、技术推广[42,43]、市场环境[44]、农业生产特征[12]等维度进行解释，并探讨促进农户采纳测土配方施肥技术的有效措施。

研究发现，由于测土配方施肥技术其知识密集型的属性，再加上中国农户土地面积小、细碎化程度高的基本国情，农地经营规模以及农地细碎化程度可能是农户采用测土配方施肥技术的重要制约因素[12,45,46]。因此，土地确权及土地整治政策是能够增加农户技术采用概率、提升化肥使用效率的重要策略[47]。

就农户特征来看，绿色的施肥观念、农业技术培训经历等因素均对农户测土配方施肥技术认知及采纳行为产生促进作用[48,49]。结合农户个人特征及技术特征，学者发现，测土配方施肥技术的高风险性可能是目前我国农户测土配方施肥技术采用的制约因素，由于其高风险性，采用测土配方施肥技术会显著增加农户的化肥施用成本，农户不采用测土配方施肥技术则是规避风险的理性选择[13]。还有研究表明，类似于其他农业技术，农户测土配方施肥技术采用行为会受到周围农户行为的影响，决策者周围农户的技术采用率越高、新技术的预期产量优势越明显，农户越有可能接受新技术[50]。

五、总结与展望

面对农业绿色转型发展的迫切需要及测土配方施肥技术难以推行的现实困境，本研究分别从测土配方施肥技术对农户施肥行为的影响以及测土配方施肥技术的制约因素两个角度对已有文献进行综述。

综述发现，虽然目前测土配方施肥技术与化肥减量已被学界给予了较多关注，研究成果颇为丰富，为我们认识、理解农户施肥行为和寻找降低施肥强度措施提供了有力参考。然而，尚存在一些未来仍需继续进行探索和提升之处，主要有以下三个方面。

首先，构建测土施肥技术对农户化肥投入的系统性分析框架。既有研究要么缺乏理论层面对测土配方施肥技术对农户化肥施用行动作用机制的讨论，要么构建的理论模型与现实存在较大差异，导致理论难以解释和预测农户行为。通过文献梳理可以发现，既有研究多构建静态局部均衡框架，并未与测土配方施肥技术需要根据前期土壤养分及作物需肥特征判断当期肥料投入的动态特征相结合，忽视了测土配方施肥技术采用成本高的特征，也未考虑在中国配方肥市场规则约束下，企业、政府与农户之间的一般均衡关系。缺乏理论层面的系统性分析，直接影响研究结论的可靠性和说服力。

其次，对农户技术采用行为从“用不用”向“是否规范使用”转变。目前，绝大多数研究对农户测土配方施肥技术采用行为的刻画聚焦于农户自评的“是否采用测土配方施肥技术”，而忽视了农户是否规范使用测土配方施肥技术行为的关注。根据测土配方施肥技术知识密集型的技术特点，很可能存在农户将“复合肥”、“作物专用肥”、“有机肥”和“配方肥”等概念混淆的情况。此外，在现实中存在农户购买了配方肥，但并不规范使用的情况。缺少对农户是否规范使用配方肥的把握，可能会导致无法准确判断测土配方施肥技术的肥料利用效率，使我们无法得出更加清晰的认知。

最后，研究方法和数据均存在提升空间以增强研究结论的可靠性。一方面，既有研究在讨论测土配方施肥技术对农户化肥施用行为的影响时对样本选择偏差、遗漏变量等内生性问题等并未给予足够的重视，而这些问题的存在将严重影响实证结果的可靠性。另一方面，目前相关研究多采用部分省份或地区的短期调研数据或统计数据。化肥使用具有作物异质性与环境异质性的特点，由于所调查地区和作物的差异等，使用个别地区的样本可能存在由于区域限制导致的研究结果代表性不足的问题。此外，结合作物生长及养分吸收的动态性特征，短期调研数据难以检验测土配方施肥技术对施肥行为及土地养分的影响。因此，面向未来，可能的研究方向是，基于具有代表性的大样本数据，借助严谨可靠的分析方法，刻画出测土配方施肥技术对农户施肥行为的影响，及其经济效应和环境效应，从而为相关部门制定农业技术推广政策提供科学依据。