測土配方施肥技術對農戶施肥行為的影響：一個文獻綜述

黃琬真 白軍飛 *

（1.中國農業大學北京食品安全政策與戰略研究基地 北京 郵編：100083；2. 中國農業大學經濟管理學院 北京 郵編：100083）

一、引 言

化肥是一把“雙刃劍”。一方面化肥為促進農業生產穩定發展和保障糧食安全做出貢獻[1]，另一方面未被利用的化肥淋失或揮發到環境中會造成環境問題[2,3]。目前學界對中國化肥過量施用這一觀點已達成共識[4-6]?；实倪^度使用和大量殘留，不僅會增加農業生產成本，還會威脅水源安全[7]、土壤健康[8]、增加溫室氣體排放[9]，甚至影響食品安全，關系到人類生命健康[2]。雖然自2015 年以來，國家推行多個行動方案推動“化肥減量”①包括《到2020 年化肥使用量零增長行動方案》、《到2025 年化肥減量化行動方案》等。，化肥用量增速逐步放緩，但在農業綠色轉型發展階段，提高化肥使用效率仍是一個重要的問題。因此，探究農業化肥減量的重要驅動因素，對促進農業綠色轉型升級、推進農業高質量發展具有重要的現實意義。

測土配方施肥技術作為一項較為成熟的精準農業技術[10]，理應成為提高肥料利用效率、實現農業綠色轉型發展的重要力量[11]，然而在現實中卻事與愿違。一方面，測土配方施肥技術普及率一直難以提高[12]。學者利用微觀調研數據發現，自2013 年以來中國不同省份農戶的測土配方施肥技術采用率均不足30%[13,14]。根據全國固定觀察點耕地保護專項調查，農戶采用測土配方施肥概率僅8%[15]。另一方面，測土配方施肥技術對化肥減量的作用有限。在少數采用該技術的農戶中，能夠按照施肥建議科學施肥的僅有8.89%[16]。雖然測土配方施肥技術多次被納入化肥減量行動方案，各級政府均投入大量配套資源，但根據上述文獻，農戶采納傾向卻并不強。

那么，測土配方施肥技術為何陷入“叫好而不叫座”的困境？測土配方施肥技術對化肥減量的影響究竟如何？圍繞上述問題，已有研究展開了廣泛的討論。本文旨在通過對相關研究的梳理和總結，重點從測土配方施肥技術的化肥減量效應以及農戶采用測土配方施肥技術的制約因素兩方面解釋測土配方施肥技術的推廣困境，以期對測土配方施肥技術對化肥減量的影響及其作用機制有更加清晰的認知。

二、測土配方施肥技術的發展歷程及實踐

測土配方施肥技術是土壤肥力綜合管理系統技術 （Integrated Soil Fertility Management，ISFM）中的一項代表性技術，目前已在世界范圍推廣。其基本原理是，基于土壤測試及田間試驗，結合作物需肥規律、土壤供肥性能和肥料效應，指導農戶肥料施用的種類、數量、時期以及施肥方法；其目標是通過為農戶提供信息或肥料指導農戶合理施肥，從而減少肥料浪費或肥料不足的情況，實現“按需施肥”[17]。

測土配方施肥技術經歷了由發達國家向發展中國家擴散的過程。測土配方施肥技術在20 世紀70年代從美國興起，隨后日本、德國等發達國家也重視測土施肥以提高肥料利用率、節約生產成本、改善作物品質并減少化肥對生態環境的污染。稍晚于發達國家，測土配方施肥技術在中國的萌芽始于1979 年開展的全國第二次土壤普查，首次應用于1992 年，基于第二次全國土壤普查的數據，原農業部與聯合國開發計劃署簽訂平衡施肥項目合作協議，在合作期間中國建立了100 余個農化服務中心，為農民配置各種通用性和專用型復混肥料，為中國推廣測土配方施肥技術提供了契機。隨著配套設施的不斷完善，到2005 年，中國開始正式開展“測土配方施肥試點補貼資金項目”，并從2005 年開始推廣力度不斷加大，連續3 年將推行測土配方施肥技術寫入“中央一號文件”，使測土配方施肥技術成為科技入戶工程的第一大技術，在全國示范。到2010 年，測土配方施肥技術逐步轉向整建制推進模式；2016 年至今，測土配方施肥在全國所有農業縣推廣。

目前，測土配方施肥技術的推廣模式主要包括以下4 種：第一，“一張卡”模式，技術人員為農戶提供施肥建議，農戶根據測土配方施肥建議自行選購肥料；第二，“測土+配方+供肥”模式，在提供施肥建議的基礎上，相關部門為農戶配套供給配方肥；第三，“測、配、產、供、施”一條龍模式，農技部門通過組檢測配站，免費為農民測土配方，根據配方生產配方肥，進一步通過基層農化服務網絡，向農民提供測土配方施肥技術服務；第四，“開方抓藥”模式，農戶或農技推廣單位與肥料生產經銷商企業合作，形成市場化的測土配方施肥技術推廣模式。

中國測土配方施肥技術的推廣模式經歷了由精細推廣到大尺度推廣的變遷。在技術推廣初期，各地建立測土配方施肥化驗室，由技術人員為農戶采土、化驗、配方，農戶根據測土配方施肥建議自行選購肥料。在這種模式下，為便于農戶配肥，各地土肥站為農戶提供根據配方混合肥料的服務。更進一步，相關部門根據各地具體情況為農戶配套供給配方肥（結合當地土壤養分信息的摻混肥），并為農民提供測土配方施肥技術支持。然而，由于精細推廣中也存在著配方多、批量小，生產成本高、規模效益低、企業沒有積極性等問題①https://www.gov.cn/gzdt/2013-07/26/content_2455727.htm.，測土配方施肥技術推廣的可行性逐漸降低。目前，測土配方施肥技術的推廣方式轉變為依據種植區域普遍特征提供大尺度配方的推廣方式。在這個推廣階段，針對部分作物，由大尺度的“作物專用肥”代替了小尺度的“測土配方肥”。

三、測土配方施肥技術對農戶施肥行為的影響

測土配方施肥技術能否實現提質、增效、綠色的目標，是相關研究領域需要回答的首要問題。此類研究主要關注采用測土配方施肥技術對農戶施肥行為的影響。圍繞測土配方施肥技術自身特點，基于研究問題和既有研究，本部分首先將測土配方施肥技術視為一個整體，梳理其對農戶施肥行為的影響；進一步地，我們根據測土配方施肥技術知識密集型的技術特點，將其細分為土壤養分信息供給環節和配方肥供應環節，分別探究測土配方建議以及配方肥供應對農戶施肥行為的作用。

（一）測土配方施肥技術對農戶施肥行為的影響：基于技術整體的視角

測土配方施肥技術作為一項環境友好型技術，其主要目的是指導農戶科學施肥，實現農業生產提質增效，減少環境污染。在自然科學領域，學者通過田間試驗發現，采用測土配方施肥技術，能夠在減少化肥用量的同時有效提高產量[18]，并能減輕由于氮元素和磷元素淋失和揮發造成的地下水污染和溫室氣體排放[6]。在滿足當前糧食產量水平條件下，如果中國農戶全部采用測土配方施肥技術，小麥、水稻、玉米的化肥使用總量可分別降低35.9%、28.1%和16.7%，氮素損失會減少16.0%，溫室氣體排放可減少7.6%[18]。采用測土配方施肥技術對于減少農田施肥量，增加農民收入，實現農業的可持續發展具有重要意義[11]。

聚焦社會科學領域，測土配方施肥技術對農戶施肥行為的影響并未得出一致結論。一部分研究發現，采用測土配方施肥技術會改變農戶的施肥結構和施用量，減少農業生產中的能源消耗和環境污染[19-21]。例如，葛繼紅和周曙東利用江蘇省調研數據發現在采用測土配方施肥技術后，農戶不僅減少氮肥投入量，降低農業面源污染風險，而且有針對性地優化了農作物施肥結構[22]。周力等利用江蘇、湖南、江西3 省水稻種植戶調研數據，發現采用測土配方施肥技術可以平衡土壤養分，改善土壤質量[16]。對于糧食作物和經濟作物，測土配方施肥技術均能夠發揮增產提效節支的效果，這種效果在考慮了勞動力影子價格之后依然存在[23]。此類觀點的解釋主要是測土配方施肥技術可以提供土壤養分信息，緩解投入產出關系的不確定性，從而指導農戶科學施肥[24,25]。由于存在主觀認知偏誤[26]，在缺乏土壤養分信息的情況下，農戶要么施肥不足，要么過量施肥[27]。在采用測土配方施肥技術后，農戶可以根據基于土壤養分情況制定推薦施肥方案投入化肥要素，實現增產增收的效果。

另一部分研究發現，在現實中農戶采用測土配方施肥技術產生的環境效應事與愿違[28]。雖然測土配方施肥技術能夠增加產量，但并不能減少農戶單位種植面積化施用量[29,30]。例如，王世堯等使用安徽省的調研數據發現，在采用測土配方施肥技術前后棉花和早秈稻的化肥偏生產力①化肥偏生產力( Partial Factor Productivity，PFP)，是一個充分反映實際生產水平的重要指標，反映當地土壤基礎養分水平和化肥施用量的綜合效益。PFP= Y /F，Y（單位為公斤/公頃）為某一種特定的化肥施用下作物的產量； F（單位為公斤/公頃）代表化肥投入量。并無顯著差異。更令人擔憂的是，配方肥的養分含量普遍高于非配方肥，配方肥的不合理施用可能會帶來更嚴重的環境后果[30]。此類觀點解釋是，基于要素替代視角，在土地約束和勞動力轉移的背景下，農戶傾向于通過增加化肥來替代土地和勞動力等要素。由于測土配方施肥技術的勞動密集型屬性，農戶需要投入更多時間（以玉米為例，科學施用要求玉米種植戶分別施用底肥、苗肥、拔節肥、穗肥和粒肥），勞動機會成本較高[5]。當農業勞動機會成本增加時，農戶會減少包括施肥在內的農業勞動投入時間，因此即使采用測土配方施肥技術能夠增收節支，農戶依然選擇“理性無知”，仍按照原有的施肥方式進行生產[16]。

結合近期測土配方施肥技術應用實踐以及文獻回顧，本文發現，已有研究在結論方面的矛盾甚至沖突很大程度上來自所使用的樣本數據與方法的不同，而若要客觀檢驗測土配方施肥技術對農戶施肥行為的影響，則必須在方法與樣本數據上尋求突破：首先，需要運用科學嚴謹的研究方法。目前大多數研究對樣本選擇偏差、遺漏變量等內生性問題等并未給予足夠的重視，而這些問題的存在將嚴重影響實證結果的可靠性。其次，合理選擇樣本地區與考察期。目前測土配方施肥技術采納率存在較大地區差異。若是利用在測土配方施肥技術發展水平低，農戶參與率低的地區，研究者就很可能得出農戶施肥行為對測土配方施肥技術反應不夠敏感的結論。此外，根據農業生產“三年一輪回”的特點，土壤養分變化需要長期的時間積累，短期數據可能難以捕捉測土配方施肥技術對農戶施肥行為以及土壤養分的影響。從這個角度來看，只有考慮了地區和時間期限，才能提供更加可靠的結論。

（二）測土配方施肥技術對農戶施肥行為的影響：基于土壤養分信息的視角

測土配方施肥技術之所以能改變農戶施肥行為的一個重要原因是，其能夠緩解由農業生產的不確定性導致的信息不完全。根據農業生產特征，農戶獲得土壤養分信息需要較高門檻，在沒有相關技術支持的情況下，農戶難以獲得準確的土壤養分信息以及作物需肥信息，即存在土壤信息不完全。一方面，土壤養分形成是礦物質、有機質、土壤生物綜合作用的結果，掌握土壤養分含量信息通常需要專業設備及技能，成本較高；另一方面，由于土壤養分積累是一個動態的過程，降水、作物吸收以及肥料投入都是影響土壤養分的重要因素，土壤養分含量在年際間存在波動性，進一步增加了掌握土壤養分信息的難度[32]。

由于缺少相關信息，農戶在購買及使用化肥時多憑借主觀認知[26]、過往經驗[3]或經銷商推薦[33]決定購買和施用肥料類型及數量。然而，主觀土壤養分含量認知和客觀土壤養分含量的相關性較弱，且經銷商可能為了利潤最大化過量推薦[34]，研究發現，土壤養分信息與施肥行為不匹配是導致農戶施肥結構不合理的原因[35,36]。

由于測土配方施肥技術中土壤信息供給環節能夠解決土壤養分信息不完備的問題，從而指導農戶合理施肥，得到了學者的廣泛關注。對于一些國家（如埃塞俄比亞等撒哈拉非洲南部地區）而言，測土配方施肥技術是一項尚未存在于市場的先進技術。這類研究多選擇部分樣本地區，采用隨機干預試驗（randomized controlled trial, RCT）方法揭示農戶行為決策背后的機制并提出經濟可行的助推策略。研究發現，不論在何樣本地區，土壤信息均能夠指導農戶的施肥行為[37]。農戶獲得土壤養分信息后，對化肥的支付意愿顯著提升[25,38]。更進一步地，有學者發現，借助數字化的推廣方式（如手機App）會使測土配方施肥技術更易被接受[39]。

然而，目前這類研究多關注農戶化肥施用不足現象，且多刻畫農戶的支付意愿，對過量施肥行為則少有關注。理論上，土壤養分信息對施肥過量和施肥不足行為的影響和作用機制存在差異。相較于施肥不足或不施用化肥的農戶，施用化學肥料對于過量施肥的農戶而言相當于采用一項熟悉的農業技術。在獲得土壤信息之前，農戶已有較為豐富的前期經驗。因此當獲得土壤信息后，農戶需要首先更新原有認知，進而改變其施肥行為。在這過程中存在較大的時間或學習成本。

（三）測土配方施肥技術對農戶施肥行為的影響：基于配方肥供應的視角

目前關于配方肥供應對農戶施肥行為影響的研究較少。在既有研究中，學者多關注不同的測土配方技術推廣政策對施肥行為的影響。例如，學者關注測土配方施肥技術的推廣政策，發現配方肥的精準程度對農戶技術采用行為產生影響[19]。與推廣單一種類的配方肥相比，政府推廣多種配方肥對農戶的技術采用概率和采用程度有顯著的負向影響。原因在于，由于政策限制，當企業生產的配方肥種類增加時，生產配方肥的成本增加，從而會提高農戶購買配方肥的成本。然而，與施用傳統化肥相比，如果政府推廣的配方肥種類單一，配方肥無法做到“精準配方”時，施用配方肥并不能顯著改善土壤肥力。但當政府推廣的配方肥種類多于1 種時，施用配方肥可以平衡土壤養分，改善土壤質量。

此外，學者基于綠色農業補貼政策，使用準自然試驗的方法，估算了價格補貼對肥料投入環境效率和肥料生產率的局部平均處理效應。研究發現，在實施綠色農業補貼政策后，農戶的肥料投入環境效率和肥料生產率不升反降[40]。對此作者給出兩點解釋，一是由于學習成本較高，農戶在短期內無法調整其施肥行為，削弱了技術的效果。二是由于補貼政策的收入效應大于替代效應。綠色補貼政策放松了農戶的預算約束，使農戶在使用配方肥的同時增施傳統化肥，從而降低了環境效率和肥料生產率。類似地，學者使用埃塞俄比亞的樣本發現，信息能夠有效改善農戶施肥行為，但環節流動性約束并不能發揮作用[38]。

從文獻研究中發現，基于配方肥供應及相關政策視角的研究，主要采用截面數據或個別省份的面板數據，以是否受到政策的影響為解釋變量，以是否使用配方肥或進一步測算肥料使用效率為被解釋變量，進而驗證相應政策對農戶技術采用行為的影響及其效果。然而，已有研究均使用局部均衡模型，忽視了成本對測土配方施肥技術供應的影響。

四、測土配方施肥技術采用的制約因素

面對農戶測土配方施肥技術采納率低的現象，已有研究嘗試從人力資本[41]、技術推廣[42,43]、市場環境[44]、農業生產特征[12]等維度進行解釋，并探討促進農戶采納測土配方施肥技術的有效措施。

研究發現，由于測土配方施肥技術其知識密集型的屬性，再加上中國農戶土地面積小、細碎化程度高的基本國情，農地經營規模以及農地細碎化程度可能是農戶采用測土配方施肥技術的重要制約因素[12,45,46]。因此，土地確權及土地整治政策是能夠增加農戶技術采用概率、提升化肥使用效率的重要策略[47]。

就農戶特征來看，綠色的施肥觀念、農業技術培訓經歷等因素均對農戶測土配方施肥技術認知及采納行為產生促進作用[48,49]。結合農戶個人特征及技術特征，學者發現，測土配方施肥技術的高風險性可能是目前我國農戶測土配方施肥技術采用的制約因素，由于其高風險性，采用測土配方施肥技術會顯著增加農戶的化肥施用成本，農戶不采用測土配方施肥技術則是規避風險的理性選擇[13]。還有研究表明，類似于其他農業技術，農戶測土配方施肥技術采用行為會受到周圍農戶行為的影響，決策者周圍農戶的技術采用率越高、新技術的預期產量優勢越明顯，農戶越有可能接受新技術[50]。

五、總結與展望

面對農業綠色轉型發展的迫切需要及測土配方施肥技術難以推行的現實困境，本研究分別從測土配方施肥技術對農戶施肥行為的影響以及測土配方施肥技術的制約因素兩個角度對已有文獻進行綜述。

綜述發現，雖然目前測土配方施肥技術與化肥減量已被學界給予了較多關注，研究成果頗為豐富，為我們認識、理解農戶施肥行為和尋找降低施肥強度措施提供了有力參考。然而，尚存在一些未來仍需繼續進行探索和提升之處，主要有以下三個方面。

首先，構建測土施肥技術對農戶化肥投入的系統性分析框架。既有研究要么缺乏理論層面對測土配方施肥技術對農戶化肥施用行動作用機制的討論，要么構建的理論模型與現實存在較大差異，導致理論難以解釋和預測農戶行為。通過文獻梳理可以發現，既有研究多構建靜態局部均衡框架，并未與測土配方施肥技術需要根據前期土壤養分及作物需肥特征判斷當期肥料投入的動態特征相結合，忽視了測土配方施肥技術采用成本高的特征，也未考慮在中國配方肥市場規則約束下，企業、政府與農戶之間的一般均衡關系。缺乏理論層面的系統性分析，直接影響研究結論的可靠性和說服力。

其次，對農戶技術采用行為從“用不用”向“是否規范使用”轉變。目前，絕大多數研究對農戶測土配方施肥技術采用行為的刻畫聚焦于農戶自評的“是否采用測土配方施肥技術”，而忽視了農戶是否規范使用測土配方施肥技術行為的關注。根據測土配方施肥技術知識密集型的技術特點，很可能存在農戶將“復合肥”、“作物專用肥”、“有機肥”和“配方肥”等概念混淆的情況。此外，在現實中存在農戶購買了配方肥，但并不規范使用的情況。缺少對農戶是否規范使用配方肥的把握，可能會導致無法準確判斷測土配方施肥技術的肥料利用效率，使我們無法得出更加清晰的認知。

最后，研究方法和數據均存在提升空間以增強研究結論的可靠性。一方面，既有研究在討論測土配方施肥技術對農戶化肥施用行為的影響時對樣本選擇偏差、遺漏變量等內生性問題等并未給予足夠的重視，而這些問題的存在將嚴重影響實證結果的可靠性。另一方面，目前相關研究多采用部分省份或地區的短期調研數據或統計數據?；适褂镁哂凶魑锂愘|性與環境異質性的特點，由于所調查地區和作物的差異等，使用個別地區的樣本可能存在由于區域限制導致的研究結果代表性不足的問題。此外，結合作物生長及養分吸收的動態性特征，短期調研數據難以檢驗測土配方施肥技術對施肥行為及土地養分的影響。因此，面向未來，可能的研究方向是，基于具有代表性的大樣本數據，借助嚴謹可靠的分析方法，刻畫出測土配方施肥技術對農戶施肥行為的影響，及其經濟效應和環境效應，從而為相關部門制定農業技術推廣政策提供科學依據。