CN101836533A - 一种基于农田养分平衡的配方施肥方法 - Google Patents

一种基于农田养分平衡的配方施肥方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，包括氮磷钾三种元素的使用方法：氮肥需求量＝作物吸收-土壤供给+农田流失+土壤固定；磷肥需求量＝作物吸收+(土壤供给×土壤固定)；钾肥需求量＝作物吸收+(土壤供给×土壤固定)+农田流失。与配方施肥等现有技术相比，本发明的优势在于：(1)全面考虑了影响养分输入和输出的各个因素；(2)注重氮磷钾养分的比例平衡和合理施用；(3)减少了化肥过量施用引起的养分流失。

Description

一种基于农田养分平衡的配方施肥方法
技术领域
本发明涉及一种农田施肥方法，具体为一种基于农田养分平衡的配方施肥方法。属于农业施肥技术领域。
背景技术
众所周知，化肥一直以来都是农业生产中不可或缺的增产手段，因此，科技工作者始终潜心研制开发促进农作物增产增收的多种类型的复合肥，而忽视了土壤所蕴藏的肥力，即氮磷钾养分含量与作物所需养分的比较，从而无法选择最佳配方的复合肥来提高肥力以增加作物产量及质量。而在当前常规农业生产过程中，为了提高农作物的单产而大量施用化肥，并且过度注重氮肥的施用而忽略了肥料养分的平衡。肥料过量且养分比例不协调不仅导致了生产资料的浪费，而且严重的污染了农田生态环境，并间接导致了温室气体排放增加、水体富营养化等环境问题。
目前，国内有关部门在农业生产的长期实践中，将全国各地配方施肥的经验总结出一套“配方施肥法”进行产前定肥，从肥料定量的不同依据来划分，尽管将全国几十个配方施肥方法归纳为三大类、六个方法，但仍存在一定的问题：(1)没有全面考虑土壤养分含量变化和不同作物不同阶段养分需求进行平衡施肥计算；(2)偏施氮肥，氮磷钾比例失调；(3)土壤肥力表现出衰退迹象。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，综合考虑农田土壤养分供给、作物养分吸收和外源养分输入等因素，以解决现有施肥方法的上述问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。
一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，包括氮磷钾三种元素的使用方法：
氮肥需求量＝作物吸收-土壤供给+农田流失+土壤固定；磷肥需求量＝作物吸收+(土壤供给×土壤固定)；钾肥需求量＝作物吸收+(土壤供给×土壤固定)+农田流失。
在氮肥需求量计算公式中，作物吸收量(kg/ha)＝单位产量氮素吸收量(kg/t)×作物产量(t/ha)。有关作物单位产量养分吸收量的估算值在国内已有大量研究，并在农业技术推广中广泛应用，主要农作物对氮磷钾养分的吸收量估算值如表1所示。
土壤供给(kg/ha)＝土壤矿化量(kg/ha)+土壤基本供给(kg/ha)。土壤矿化量主要指土壤有机氮的矿化量，随土壤类型和C/N比而变化。矿化量＝土壤氮矿化速率系数×土壤有机质含量(OM％)。土壤基本供给＝A×(‰N tot)。其中，砂土A值为28.4，壤土A值为26，粘土A值为24.3。
农田流失根据农田土壤类型和排水状况的不同，需根据经验值进行估算。
土壤固定(kg/ha)＝土壤供给(kg/ha)×氮素固定系数。
公式中所需要使用到的土壤氮矿化速率系数土壤氮基本供给系数、土壤氮流失量以及土壤氮素固定系数如表2和表3所示。
表1主要农作物对不同养分的吸收系数
Figure B2009100479176D0000031
表2主要土壤矿化速率系数
  碳氮比   砂土   壤土   粘土
  ＜9   42   26   18
  9＜x＜12   36   24   12
  ＞12   24   20   6
表3主要土壤的流失参考值与氮素固定系数
Figure B2009100479176D0000041
在磷肥需求量的计算公式中，磷素作物吸收的计算方法与氮素相同。
要计算土壤供给磷素量，首先必须测定农田土壤的P205含量，并将实际测定值与对应土壤类型的P205含量范围(表4)进行比较，若符合这一范围，则土壤供给为0；若土壤实际P205含量低于对应范围的下限，土壤供给＝A×B×C；若土壤实际P205含量高于对应范围的上限，土壤供给＝-(A×B×D)。
其中，A代表土壤深度(如40cm，则A值为4)；B代表土壤容重(砂土为1.4，壤土为1.3，粘土为1.2)；C＝P205含量范围下限-实际含量；D＝P205实际含量-含量范围上限。
土壤固定也与农田土壤的实际P205含量有关。若土壤P205含量在含量范围内，则土壤固定系数为1；如土壤P205实际含量低于含量范围下限，土壤固定系数＝1.2+(0.02×％Ca tot)；如P205实际含量高于含量范围上限，土壤固定系数为1。
表4土壤P205正常含量范围(mg/kg)
  作物   砂土   壤土   粘土
  玉米和大豆   11～21   18～25   23～30
  西红柿、西瓜、蚕豆和南瓜   25～30   30～35   35～40
  梨   16～25   21～39   25～48
在钾肥需求量的计算公式中，作物吸收的计算方法与氮磷相同。
土壤供给需要根据农田土壤中K20的实际含量的不同分别计算，计算方法与磷肥相同。土壤固定值的计算方法与磷肥类似，不同类型土壤的K20正常含量范围见表5所示。仅当土壤K20的实际含量低于含量范围下限时，土壤固定系数的计算方法略有差异，固定系数＝1.2+(0.018×％粘粒含量)。当排水状况为慢速或中速时，农田流失取经验值，土壤类型是砂土，则农田流失值为25kg/ha，而壤土和粘土的农田流失值分别为15kg/ha和7kg/ha。
表5土壤K20正常含量范围(mg/kg)
  土壤类型  沙质土   壤质土   粘质土
  K20正常含量(mg/kg)  102-144   120-180   144-216
本发明基于农田养分平衡的施肥方法的特征在于：
(1)在施肥计算过程中，全面考虑农田系统土壤养分供给、农作物养分吸收和外源养分输入三者间维持相互平衡，同时还考虑土壤养分的固定和流失等因素；(2)在施肥计算过程中，需要以目标农作物历年产量作为参考，结合土壤类型、质地、养分含量的测定结果，并根据目标农作物的种类、需肥规律和栽培管理条件等最终确定肥料施用的品种、数量和比例；(3)在科学确定各主要养分需求量后，根据氮磷钾的相对比例合理配置肥料的用量和比例，再结合不同农作物各生长阶段的需肥特点分阶段施用。
与配方施肥等现有技术相比，本发明的优势在于：
(1)全面考虑了影响养分输入和输出的各个因素；
(2)注重氮磷钾养分的比例平衡和合理施用；
(3)减少了化肥过量施用引起的养分流失。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术方案。
实施例：
以梨树为例进行计算，根据当地生梨历年产量，把生梨目标产量定为20t/ha。对梨园示范区土壤的基本理化性质和养分含量进行测定，分析结果下表所示。
梨园养分需求量计算过程所需参数
Figure B2009100479176D0000061
Figure B2009100479176D0000071
梨对氮素的吸收系数为4.7，砂土矿化速率系数为42，砂土土壤基本供给系数为28.4；在中速排水条件下，砂土氮素流失参考值为40kg/ha，砂土氮素固定系数为0.20。另外，在计算果树对氮素的需求量时，还应加上树木对氮素的吸收，一般为每年50kg/ha。由此，按照养分平衡计算公式，2006年梨园氮肥需求量为127.0kg/ha，而2007年梨园氮肥需求量为121.9kg/ha。
梨对磷的吸收系数为2.3，砂质梨园正常的土壤磷含量为16～25mg/kg，土壤深度取40cm，砂土容重为1.4g/cm3，土壤固定系数取1.2。由此，2006年梨园磷肥需求量为116.8kg/ha，而2007年的磷肥需求量为67.6kg/ha。
梨对钾的吸收系数为4.8，砂质梨园正常的土壤K含量为102～144mg/kg，土壤深度取40cm，砂土容重为1.4g/cm3，土壤固定系数取1。砂质土钾农田流失量为25kg/ha。由此，2006年梨园钾肥需求量为147.9kg/ha，而2007年的钾肥需求量为101.4kg/ha。
本发明的核心是要在农田系统土壤养分供给、农作物养分吸收和外源养分输入三者间维持相互平衡，同时还考虑土壤养分的固定和流失。因此，在肥料投入水平定量时，需以目标农作物历年产量作为参考，结合土壤类型、质地、养分含量的测定结果，并根据目标农作物的种类、需肥规律和栽培管理条件等最终确定肥料施用的品种、数量和比例。在科学确定各主要养分需求量后，根据氮磷钾的相对比例合理配置肥料的用量和比例，再结合不同农作物各生长阶段的需肥特点分阶段施用。

Claims (6)

1.一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，其特征在于：包括如下氮磷钾三种元素的使用方法：
氮肥需求量＝作物吸收-土壤供给+农田流失+土壤固定；
磷肥需求量＝作物吸收+土壤供给×土壤固定；
钾肥需求量＝作物吸收+土壤供给×土壤固定+农田流失。
2.根据权利要求1所述的一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，其特征在于：作物吸收量＝单位产量氮素吸收量×作物产量。
3.根据权利要求1所述的一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，其特征在于：土壤供给＝土壤矿化量+土壤基本供给。
4.根据权利要求1所述的一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，其特征在于：土壤矿化量＝土壤氮矿化速率系数×土壤有机质含量。
5.根据权利要求3所述的一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，其特征在于：土壤基本供给＝A×(‰N tot)，其中，砂土A值为28.4，壤土A值为26，粘土A值为24.3。
6.根据权利要求1所述的一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，其特征在于：土壤固定＝土壤供给×氮素固定系数。
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