CN106385914A - 一种作物专用复合肥料的施用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种作物专用复合肥料的施用方法，该方法包括：在作物的一个生长周期内，对农田进行复合肥料的施用，所述复合肥料包括氮肥、磷肥和钾肥；其特征在于，所述农田单位面积的钾肥的施用量 其中，Corp_K-out为所述农田单位面积的作物收获所带出农田的钾的质量，Env_K-in为从环境进入单位面积农田的钾的质量，Rat_K-out为所述单位面积农田钾的损失率，所述α为钾肥施用矫正系数，所述α＝标准速效钾含量/农田土壤速效钾含量。通过上述技术方案，本发明方法所推荐的施肥量既可以补充在作物生长期间的养分吸收，也补足了作物生长期间土壤的养分损失，从而保持土壤养分的平衡，维持土壤持续供应能力，保证作物高产、稳产。

Description

一种作物专用复合肥料的施用方法

技术领域

本发明涉及农业领域，具体地，涉及一种作物专用复合肥料的施用方法。

背景技术

作物专用复合肥料是根据作物的养分需求、土壤养分供应能力等农艺因素而研制，并通过适宜的化工工艺流程等而加工生产的含有至少两种大量元素的肥料。其较单质肥料具有养分含量高、NPK配比合理、副成分少、物理性状好、专肥专用、针对性强等优点，对于均衡供应作物所需养分，提高肥料利用率，降低投入成本，实现作物稳产、高产、优质具有十分重要的作用。复合肥料配方研制是作物专用复合肥料产业循环链条中的技术核心，除考虑工业化生产工艺的同时，也考虑满足农业生产的需要。

2000年以前，我国复合肥料生产受工艺技术和经济模式所限，复合肥料配方几乎以通用型“15-15-15”为主导；进入新世纪之后，随着国家农资政策的调整以及化肥工艺技术的进步，化肥企业开始逐步生产高浓度作物专用复合肥料。但大部分企业依然主要根据“15-15-15”工艺生产的方便性进行配方调整。复合肥料配方“15-15-15”生产技术成熟，工艺参数均已获得，产品质量可靠，生产方便。以企业工艺技术为主导的复合肥料配方产品虽可在一定程度上满足局部区域作物施肥需求，但很难实现大范围、大区域作物的精确施肥。同时由于各个化肥企业规模、生产工艺和配方研制标准的差异，造成配方多、乱、杂，而且大部分配方缺少定量化的理论依据，科学性不强，这不仅不利于农民识别与选用，更不利于养分资源的管理和区域分配。随着作物种植结构的转变，尤其是蔬菜和果树的大面积发展，农户思维方式和种植技术发生了转变。对复合肥配方多元化的要求越来越强烈。

此外，随着我国化肥用量的急剧增加，土壤磷素出现大量累积，钾肥用量不足的问题也在逐渐缓解，传统的复合肥配方势必造成肥料利用率低下。因此，有必要发明一种根据不同区域不同作物不同生育期调整的专用复合肥料的施用方法，以保证土壤环境长期平衡，维持作物高产稳产，保护生态环境。

发明内容

本发明的目的是提供一种作物专用复合肥料的施用方法，该方法操作性强，容易掌握，推广应用简单，为区域作物科学施肥配方的制定提供理论依据，实现农艺配方与工业生产的结合，使我国肥料资源高效利用，作物稳产高产，同时促进粮食安全、环境保护和农业可持续发展。

为了实现上述目的，本发明提供一种作物专用复合肥料的施用方法，该方法包括：在作物的一个生长周期内，对农田进行复合肥料的施用，所述复合肥料包括氮肥、磷肥和钾肥；其特征在于，所述农田单位面积的钾肥的施用量其中，Corp_K-out为所述农田单位面积的作物收获所带出农田的钾的质量，Env_K-in为从环境进入单位面积农田的钾的质量，Rat_K-out为所述单位面积农田钾的损失率，所述α为钾肥施用矫正系数，所述α＝标准速效钾含量/农田土壤速效钾含量。

通过上述技术方案，本发明方法所推荐的施肥量既可以补充在作物生长期间的养分吸收，也补足了作物生长期间土壤的养分损失，从而保持土壤养分的平衡，维持土壤持续供应能力，保证作物高产、稳产。本发明制订作物专用复合肥料配方，实现了配方研制从模糊化、定性化到精确化、定量化的转变。同时，可建立科学、简单、准确、易掌握的肥料配方制订方法，为区域作物专用复合肥料配方制订提供理论依据，促进农艺配方与工业生产相结合，实现我国肥料资源高效利用、粮食安全、环境保护和农业可持续发展，同时节约了成本，可操作性强，利于推广应用。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例1中复合肥料中钾肥施用量与黄淮海平原冬小麦产量关系曲线图。

图2为本发明实施例1中复合肥料中钾肥施用量与黄土高原冬小麦产量关系曲线图。

图3为本发明实施例1中复合肥料中磷肥施用量与黄淮海平原冬小麦产量关系曲线图。

图4为本发明实施例1中复合肥料中磷肥施用量与黄土高原冬小麦产量关系曲线图。

图5为本发明实施例2中复合肥料中钾肥施用量与东北春播玉米产量关系曲线图。

图6为本发明实施例2中复合肥料中钾肥施用量与黄淮海平原夏播玉米产量关系曲线图。

图7为本发明实施例2中复合肥料中磷肥施用量与东北春播玉米产量关系曲线图。

图8为本发明实施例2中复合肥料中磷肥施用量与黄淮海平原夏播玉米产量关系曲线图。

图9为本发明实施例3中复合肥料中钾肥施用量与江南丘陵平原双单季稻区晚稻产量关系曲线图。

图10为本发明实施例3中复合肥料中磷肥施用量与江南丘陵平原双单季稻区晚稻产量关系曲线图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供一种作物专用复合肥料的施用方法，该方法包括：在作物的一个生长周期内，对农田进行复合肥料的施用，所述复合肥料包括氮肥、磷肥和钾肥；其特征在于，所述农田单位面积的钾肥的施用量 其中，Corp_K-out为所述农田单位面积的作物收获所带出农田的钾的质量，Env_K-in为从环境进入单位面积农田的钾的质量，Rat_K-out为所述单位面积农田钾的损失率，所述α为钾肥施用矫正系数，所述α＝标准速效钾含量/农田土壤速效钾含量。

根据本发明，所述作物的生长周期是指某一作物从播种到收割所用的时间，就某些地区而言，同一种作物一年可播种多次，因此，所述作物的生长周期不以年为限制，此为本领域技术人员所共知。作物的施肥方法可以根据不同作物的需肥规律，在生长周期内的适宜时间，选取适宜的方法进行肥料的施用，例如可以在翻耕前施入基肥、拔节期施入追肥等，此为本领域技术人员所公知，在此不再赘述。所述单位面积的钾肥的施用量(Fert_K)为在作物的一个生长周期内对单位面积的作物施用钾肥的总的质量。

根据本发明，所述速效钾亦称有效钾，指土壤中可以直接迅速被吸收利用的钾，主要包括土壤溶液中游离的钾离子和土壤胶体上吸附的交换性钾，后者占90％以上。其含量因受施肥、基质、气候条件等影响，变化很大，可以从1mg/kg到800mg/kg。速效钾的含量由北向南逐步减少，有明显的地带性特征。测定土壤中速效钾含量一般采用乙酸铵溶液为浸提剂，使铵离子与土壤胶体表面的钾离子进行交换，并与水溶性钾离子一起进入溶液，浸出液中的钾可以直接用火焰光度测定。此外，还可以采用硝酸钠溶液作浸提剂，浸出液中的钾离子与四苯硼钠反应生成白色沉淀，根据溶液的浑浊度，利用比浊法测定钾的含量。本领域技术人员在面对测定土壤中速效钾含量时可选取适宜的方法，本发明并不因此而受到限制。

土壤的供钾潜力决定于成土母质、风化条件和耕作措施等。我国土壤的供钾潜力虽然差别很大，但也具有明显的地带性分布规律。供钾潜力低的土壤主要分布于长江以南地区，特别是华南地区分布广泛，这主要是由于此地区气温高、雨量大，土壤风化程度高、淋溶强烈，造成一些富含钾的原生矿物分解殆尽。这类土壤是我国地带性土壤中钾素水平最低的土壤，加之此地区农业集约化程度高，土壤钾素消耗大，因此是我国首先出现作物缺钾症状和最早施用钾肥的地区，目前也是钾肥高效区。西北地区的黄土、黑垆土，华北的潮土、褐土等由于土壤风化和淋溶较弱，砂粒富含长石、云母，粘粒富含水云母，粘粒矿物以固钾能力较强的蛭石、蒙脱石等为主，因此土壤所吸持的钾离子较多，是我国供钾潜力最高的土壤。“国家土壤肥力与肥料效益长期监测基地网”的长期肥料试验研究表明，一般南方土壤(重庆紫色土、湖南红壤和浙江水稻土)连续3-5年不施用钾肥，作物产量将受明显影响；在北京褐潮土、河南潮土上，连续10年左右不施钾肥可保证作物产量没有明显下降，但10年后作物明显减产；东北黑土连续10-15年不施钾肥，可保证作物不减产，但之后应补充钾肥；在土壤富钾的新疆灰漠土和陕西黄土上，可连续15年以上不施钾肥作物不减产。但是，虽然作物产量没有明显降低，各地区农田钾素表观平衡为负值，钾素亏空较多。钾素的支出大于投入，其亏缺部分显然依靠土壤自身循环，由土壤提供，即依靠土壤钾素来维持一定的产量，因而农田土壤钾素的收支状况，将反映在土壤钾素肥力水平的消长上。为维持与提高土壤钾素持续能力，使作物获得高产稳产，也应充分注意土壤钾素的平衡问题。但是，如北方地区土壤含钾量较高，土壤供钾潜力高，土壤所蕴藏的丰富钾素资源要充分利用，不能仅仅为了钾素投入和产出的平衡而大量施用钾肥。因此，根据当地土壤的供钾能力，以土壤速效钾含量为参照进行农田钾肥施用的矫正后再进行钾肥的施用既可以充分利用土壤钾素，维持与提高土壤钾素持续供应能力，又可以保持作物高产稳产；所述钾肥施用矫正系数α＝标准速效钾含量/农田土壤速效钾含量。其中，根据不同作物对钾素的需求规律及当地农田土壤的实际情况，所述标准速效钾含量可以为80-120mg/kg。

根据本发明，所述农田单位面积的作物收获所带出农田的钾的质量(Corp_K-out)可以包括农田单位面积的作物收获经济产量所带出的钾的质量(Yie_K-out)和单位面积农田秸秆含钾的质量(Str_K-out)，即Corp_K-out＝Yie_K-out+Str_K-out；所述经济产量指农田中收获物的产量，所述收获物可以包括籽粒、块茎和皮棉中的至少一种。

根据本发明，所述农田单位面积的作物收获经济产量所带出的钾的质量(Yie_K-out)可以根据单位面积农田的作物的经济产量(Yield)中形成每1kg的收获物中的钾的质量(Nut_K-yie)求得，即Yie_K-out＝Yield×Nut_K-yie；所述Str_K-out可以根据单位面积农田的秸秆产量(Straw)中形成每1kg的秸秆中的钾的质量(Nut_K-str)求得，即Str_K-out＝Straw×Nut_K-str。

根据本发明，所述农田单位面积的作物收获所带出农田的钾的质量(Corp_K-out)也可以为所述单位面积农田的作物吸收的总的钾的质量(Upt_K-out)与所述单位面积农田的秸秆还田的钾的质量(Ret_K-in)之差，即Corp_K-out＝Upt_K-out-Ret_K-in。

根据本发明，所述单位面积农田的作物吸收的总的钾的质量(Upt_K-out)可以根据单位面积农田的作物的经济产量(Yield)中形成每1kg作物经济产量需要的钾的质量(Nut_K-need)，即Upt_K-out＝Yield×Nut_K-need。所述单位面积农田的秸秆还田的钾的质量(Ret_K-in)可以根据单位面积农田的秸秆产量(Straw)中单位面积农田形成每1kg秸秆中的钾的质量(Nut_K-str)与单位面积农田的秸秆还田率(Rat_str)之积计算，即Ret_K-in＝Straw×Rat_str×Nut_K-str。

大田试验研究表明，钾素多集中在作物的秸秆中，如我国1636个小麦田间试验样点数据发现，小麦钾素收获指数为0.01-0.52，平均约为0.21；我国2917个春玉米和夏玉米田间试验样点数据得出，玉米钾素收获指数为0.03-0.79，平均约为0.23；本课题组根据全国544个水稻样点数据搜集的结果表明，水稻钾素收获指数在0.03-0.60，平均约为0.16。其中，钾素收获指数为籽粒钾积累总量/植株钾素积累总量。因此，我国小麦、玉米、水稻籽粒吸钾量分别仅占作物地上部分吸钾总量的21％、23％和16％，相反79％、77％和84％的钾累积在小麦、玉米和水稻的秸秆中。因此，秸秆还田对土壤中钾的含量影响明显。

根据本发明，所述从环境进入单位面积农田的钾的质量(Env_K-in)可以包括通过干/湿沉降输入农田的钾的质量。干沉降指大气降尘直接下落在土表带入的钾的质量，湿沉降指大气中包括总悬浮颗粒所含的钾随着降水进入土壤-作物系统的量。通过干/湿沉降输入农田的钾含量较低，优选地，所述从环境进入单位面积农田的钾的质量(Env_K-in)可以为0-40kg/hm²。

根据本发明，钾可通过径流和/或淋溶损失，但除一些有机土、地下水位较高的砂质土壤或过量施肥导致土壤处于富钾状态的土壤外，淋溶水中钾的浓度较低，随径流损失是农田土壤钾损失的途径。钾损失的载体主要是泥沙，受降雨强度影响大，降雨强，钾损失显著增加，而施肥方式对钾和钾损失量影响不大。钾肥的当季利用率很低，一般仅占当季施肥量的7.3％～20.1％，绝大部分残留在土壤中，残留土壤中的肥料愈多，土壤速效钾库容量愈大，土壤供钾能力也越强。残留土壤中的钾后季作物可继续利用。钾的累积利用率可超85％以上。因此，单位面积农田钾的损失率(Rat_K-out)可以为0-25％。

根据本发明，所述农田单位面积的氮肥施用量其中，Yield为所述单位面积农田的作物的经济产量，Nut_N-need为所述单位面积农田形成每1kg作物经济产量需要的氮的质量，所述Env_N-in为从环境进入单位面积农田的氮的质量，所述Rat_N-out为所述单位面积农田氮的损失率，所述单位面积的氮肥的施用量(Fert_N)为在作物的一个生长周期内对单位面积的作物施用氮肥的总的质量。

根据本发明，所述从环境进入单位面积农田的氮的质量(Env_N-in)可以包括通过干/湿沉降输入农田的氮的质量。干沉降指大气降尘直接下落在土表带入的氮的质量，湿沉降指大气中包括总悬浮颗粒所含的氮随着降水进入土壤-作物系统的量。所述Env_N-in可以根据土壤长期肥料试验的不施肥处理的作物氮素吸收量进行估算。

根据本发明，氮的损失途径主要包括气态损失、硝酸盐的淋溶和径流损失。研究表明，在有利于氨挥发的条件下，因挥发损失的氮素占总施氮量的9％-42％，成为氮素损失的重要或主要途径。氮素的淋失是指土壤中的氮随水向下迁移至耕作层以下，从而不能被作物根系吸收所造成的氮损失。径流损失是造成地表水氮素污染和水体富营养化的重要原因，在苏南稻区进行的观测表明，氮素的径流损失可达到45kg/hm²。单位面积农田氮的损失率(Rat_N-out)可以通过假设长期肥料试验氮素处于基本平衡状态而进行估算，例如，单位面积农田氮的损失率(Rat_N-out)的计算公式可以为

根据本发明，所述农田单位面积的磷肥施用量Fert_P＝β×Yield×Nut_P-Need，其中，Yield为所述单位面积农田的作物的经济产量，Nut_P-need为所述单位面积农田形成每1kg作物经济产量需要的磷的质量，所述β为磷肥施用矫正系数，所述β＝基础标准温度/农田作物生长周期内平均温度，所述单位面积的磷肥的施用量(Fert_P)为在作物的一个生长周期内对单位面积的作物施用磷肥的总的质量。

土壤含磷虽多，而能为植物直接利用的极少，绝大部分呈不溶性的无机与有机磷化物存在。使用磷肥虽可满足植物高产对磷的需要，但在土壤中易被固定为难溶态磷，利用率很低。这些无效形态的磷在微生物作用下又能转变为植物可利用的养料。土壤磷素形态转化及其有效性不仅与施肥、耕作等农艺措施有关，而且受温度、降水等环境条件的强烈影响。如早春低温及天气潮湿时，水稻、玉米、小麦等作物通常会表现出缺磷症状，但天气变暖时缺磷症状消失；在轮作中，磷肥重点施在越冬作物上，如冬小麦-夏玉米轮作，磷肥重点施在小麦上，主要原因是越冬作物苗期处于低温条件，土壤中的微生物活性和根的吸收能力均相对较弱，磷施在越冬作物上以保证越冬作物苗期对磷的供应。温度变化通过作用于微生物、植物等间接对有效磷变化产生影响。温度是影响土壤微生物活性的主要因子，而微生物对土壤磷素形态转化具有重要作用，温度过高和过低都将抑制微生物活性，从而影响土壤磷的有效性。因此，以当地温度为参照进行农田磷肥施用的矫正后再进行磷肥的施用既可以充分利用土壤磷素，维持与提高土壤磷素持续供应能力，又可以保持作物高产稳产；所述磷肥施用矫正系数β＝基础标准温度/农田作物生长周期内平均温度。其中，所述基础标准温度为作物的生长所需、可使土壤中的磷素发挥其有效性的适宜温度，例如，所述基础标准温度可以为20-25℃。

根据本发明，将所述复合肥料进行施用时，考虑区域和作物的种植特点和施肥技术，复合肥料可以一次性施入，也可以作为基肥和追肥分别施入。基肥又叫底肥，是在播种或移植前施用的肥料，它主要是供给作物整个生长期中所需要的养分，为作物生长发育创造良好的土壤条件，也有改良土壤、培肥地力的作用。追肥的作用主要是为了供应作物某个生长时期对养分的大量需要，或者补充基肥的不足。通过分别计算出复合肥料中氮肥、磷肥和钾肥的施用量，可得到复合肥料中氮肥、磷肥和钾肥的施用比例，再根据基肥所占比重，与复合肥料中氮肥、磷肥和钾肥的施用比例相乘，即可得到基肥中的氮肥、磷肥和钾肥的施用配比。

根据本发明的方法，可以对大部分作物进行复合肥料的施用，例如，所述作物可以为选自小麦、玉米、水稻、马铃薯和棉花中的至少一种。

下面通过实施例进一步说明本发明。

实施例1

本实施例以黄淮海平原冬小麦和黄土高原冬小麦为例，根据当地的环境条件和2005-2010年当地冬小麦产量的统计数据，黄淮海平原和黄土高原冬小麦目标产量分别为7355kg/hm²和5614kg/hm²，100kg籽粒的需钾量分别为2.69kg和2.63kg。

黄淮海平原冬小麦和黄土高原冬小麦实际田间调查调查的秸秆产量分别为7804kg/hm²和7121kg/hm²，秸秆还田率分别为71.5％和100％，100kg秸秆中的钾的质量分别为1.92kg和1.71kg。

黄淮海平原和黄土高原地区速效钾含量为104mg/kg和167mg/kg，以土壤速效钾100mg/kg为基准，则黄淮海冬小麦和黄土高原冬小麦地区的钾肥施用矫正系数分别为0.96和0.60。

从环境进入单位面积农田的钾的质量以及钾的损失率忽略不计。

则根据公式：

计算钾肥推荐施用量：

黄淮海平原冬小麦钾肥施用量Fert_K＝0.96×(7355×2.69/100-7804×71.5％×1.92/100)＝87.0kg/hm²

黄土高原冬小麦钾肥施用量Fert_K＝0.60×(5614×2.63/100-7121×100％×1.71/100)＝15.5kg/hm²

即黄淮海平原冬小麦和黄土高原冬小麦的钾肥适宜施用量分别为87.0kg/hm²和15.5kg/hm²。

黄淮海平原冬小麦和黄土高原冬小麦100kg籽粒的需磷量分别为1.14kg和0.90kg；生育期平均气温为19.1℃和13.3℃。考虑作物的三基点温度和作物根系养分吸收的最适温度等，选择22.5℃作为基础标准温度，则黄淮海平原冬小麦和黄土高原冬小麦磷肥施用矫正系数分别为1.18和1.69。

则根据公式：

Fert_P＝β×Yield×Nut_P-Need计算磷肥推荐施用量：

黄淮海平原冬小麦磷肥施用量Fert_P＝1.18×7355×1.14/100＝98.9kg/hm²

黄土高原冬小麦磷肥施用量Fert_P＝1.69×5614×0.90/100＝85.4kg/hm²

即黄淮海平原和黄土高原冬小麦的磷肥适宜施用量分别为98.9kg/hm²和85.4kg/hm²。

黄淮海平原冬小麦和黄土高原冬小麦100kg籽粒的需氮量分别为2.98kg和2.80kg；根据黄淮海平原和黄土高原地区长期肥料试验的不施肥处理的冬小麦氮素吸收量估算小麦环境氮素的输入量分别为40.4kg/hm²和33.6kg/hm²。同时，假设长期肥料试验氮素处于基本平衡状态而进行估算氮损失率分别为18.5％和27.1％。

则根据公式：

计算氮肥推荐施用量：

黄淮海平原冬小麦氮肥施用量

黄土高原冬小麦氮肥施用量

即黄淮海平原和黄土高原冬小麦的氮肥适宜施用量分别为219.4kg/hm²和169.5kg/hm²。

根据黄淮海平原冬小麦和黄土高原冬小麦推荐施肥量可以确定黄淮海平原冬小麦和黄土高原冬小麦所需N、P₂O₅、K₂O比例分别为1:0.45:0.40和1:0.50:0.09。配合国家复合肥料标准(GB15063)要求可研制黄淮海平原冬小麦和黄土高原冬小麦高浓度专用复合肥料配方为24-11-10和28-14-3。根据黄淮海冬小麦地区农民施肥技术氮肥基肥占57.1％、追肥占42.8％和黄土高原冬小麦氮肥基肥占67.7％、追肥占32.3％，则黄淮海和黄土高原地区冬小麦高浓度专用复合肥料基肥配方为18-14-13和24-21-3。

测试实施例1

以中国农业科学院陵县试验区(黄淮海平原冬小麦地区)一具体地块为例，选取10块试验田，每块试验田面积为0.1hm²，进行冬小麦的耕种，分别对10块试验田施用复合肥料，其中，钾肥的施用量如表1所示，氮肥和磷肥的施用量分别为219.4kg/hm²和98.9kg/hm²。250天后进行冬小麦的收获，记录冬小麦的产量，绘制复合肥料中钾肥施用量与黄淮海平原冬小麦产量关系曲线图(如图1)。小麦收获后进行土壤速效钾含量的测定。

表1

以陕西长武县(黄土高原冬小麦地区)一具体地块为例，选取10块试验田，每块试验田面积为0.1hm²，进行冬小麦的耕种，分别对10块试验田施用复合肥料，其中，钾肥的施用量如表2所示，氮肥和磷肥的施用量分别为169.5kg/hm²和85.4 kg/hm²。240天后进行冬小麦的收获，记录冬小麦的产量，绘制复合肥料中钾肥施用量与黄土高原冬小麦产量关系曲线图(如图2)。小麦收获后进行土壤速效钾含量的测定。

表2

由表1、表2及图1、图2可以发现，当复合肥料中氮肥和磷肥的施用量不变时，随着钾肥施用量的增加，小麦产量逐渐上升，当对黄淮海平原冬小麦和黄土高原冬小麦施用钾量分别为87kg/hm²和16kg/hm²时，小麦产量可达较大值，钾肥施用量超过此值后，小麦产量保持稳定。试验所得的适宜钾肥施用量与根据本发明的方法计算所得的钾肥施用量接近，说明本发明的方法可实现简单、快速、准确的定量化钾肥的施用，可操作性强，利于推广应用。

另外，对小麦收获后两地的土壤速效钾含量进行测定，在两地所施钾肥量分别为87kg/hm²和16kg/hm²时的试验田测得土壤速效钾含量分别为105mg/kg和169mg/kg，与试验前试验田的速效钾含量基本一致，说明采用本方法所推荐的农田作物施钾量既补充了在作物生长期间的钾吸收量，也补足了作物生长期间土壤的钾损失量，保持了土壤的钾平衡，维持土壤持续供应钾的能力，保证作物高产、稳产。

测试实施例2

以中国农业科学院陵县试验区(黄淮海平原冬小麦地区)一具体地块为例，选取10块试验田，每块试验田面积为0.1hm²，进行冬小麦的耕种，分别对10块试验田施用复合肥料，其中，磷肥的施用量如表3所示，钾肥和氮肥的施用量分别为87.0kg/hm²和219.4kg/hm²。250天后进行冬小麦的收获，记录冬小麦的产量，绘制复合肥料中磷肥施用量与黄淮海平原冬小麦产量关系曲线图(如图3)。

表3

以陕西长武县(黄土高原冬小麦地区)一具体地块为例，选取10块试验田，每块试验田面积为0.1hm²，进行冬小麦的耕种，分别对10块试验田施用复合肥料，其中，磷肥的施用量如表4所示，钾肥和氮肥的施用量分别为15.5kg/hm²和169.5kg/hm²。230天后进行冬小麦的收获，记录冬小麦的产量，绘制复合肥料中磷肥施用量与黄土高原冬小麦产量关系曲线图(如图4)。

表4

由表3、表4及图3、图4可以发现，当复合肥料中氮肥和钾肥的施用量不变时，随着磷肥施用量的增加，小麦产量逐渐上升，当对黄淮海平原冬小麦和黄土高原冬小麦施用磷肥量分别为100kg/hm²和85kg/hm²时，小麦产量可达较大值，磷肥施用量超过此值后，小麦产量保持稳定。试验所得的适宜磷肥施用量与根据本发明的方法计算所得的磷肥施用量接近，说明本发明的方法可实现简单、快速、准确的定量化磷肥的施用，可操作性强，利于推广应用。

实施例2

本实施例以东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米为例，根据当地的环境条件和2005-2010年当地玉米产量的统计数据，东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米目标产量分别为9772kg/hm²和9426kg/hm²，100kg籽粒的需钾量分别为1.69kg和1.80kg。

东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米实际调查的秸秆产量分别为9401kg/hm²和9068kg/hm²。秸秆还田率分别为36.7％和85.0％。100kg秸秆中的钾的质量分别为1.60kg和1.68kg。

东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米地区速效钾含量为133mg/kg和104mg/kg，以土壤速效钾100mg/kg为基准，则东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米的钾肥施用矫正系数分别为0.75和0.96。

从环境进入单位面积农田的钾的质量以及钾的损失率忽略不计。

则根据公式：

计算钾肥推荐施用量：

东北春播玉米钾肥施用量Fert_K＝0.75×(9772×1.69/100-9401×36.7％×1.60/100)＝82.5kg/hm²

黄淮海平原夏播玉米钾肥施用量Fert_K＝0.96×(9426×1.80/100-9068×85.0％×1.68/100)＝38.6kg/hm²

即东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米的钾肥适宜施用量分别为82.5kg/hm²和38.6kg/hm²。

东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米100kg籽粒的需磷量分别为0.80kg和0.91kg；生育期平均气温为16.9℃和24.0℃。考虑作物的三基点温度和作物根系养分吸收的最适温度等，选择22.5℃作为基础标准温度，则东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米磷肥施用矫正系数分别为1.33和0.94。

则根据公式：

Fert_P＝β×Yield×Nut_P-Need计算磷肥推荐施用量：

东北春播玉米磷肥施用量Fert_P＝1.33×9772×0.80/100＝104.0kg/hm²

黄淮海平原夏播玉米磷肥施用量Fert_P＝0.94×9426×0.91/100＝80.6kg/hm²

即东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米的磷肥适宜用量分别为104.0kg/hm²和80.6kg/hm²。

东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米100kg籽粒的需氮量分别为1.83kg和2.28kg；根据东北和黄淮海平原地区长期肥料试验的不施肥处理的玉米氮素吸收量估算玉米环境氮素的输入量分别为70.3kg/hm²和61.8kg/hm²。同时，假设长期肥料试验氮素处于基本平衡状态而进行估算氮损失率分别为32.2％和29.4％。

则根据公式：

计算氮肥推荐施用量：

东北春播玉米氮肥施用量

黄淮海平原夏播玉米氮肥施用量

即东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米氮肥适宜施用量分别为160.1kg/hm²和216.9kg/hm²。

根据东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米推荐施肥量可以确定东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米所需N、P₂O₅、K₂O比例分别为1:0.65:0.52和1:0.37:0.18。配合国家复合肥料标准(GB15063)要求可研制东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米高浓度专用复合肥料配方为18-12-10和26-10-5。根据东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米地区农民施肥技术氮肥基肥和追肥比例分别为44.4％、55.6％和58.3％、41.7％，东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米高浓度专用复合肥料基肥配方为13-19-15和23-15-7。

测试实施例3

以吉林公主岭(东北春播玉米地区)一具体地块为例，选取10块试验田，每块试验田面积为0.1hm²，进行春播玉米的耕种，其中，钾肥的施用量如表5所示，氮肥和磷肥的施用量分别为160.1kg/hm²和104.0kg/hm²。130天后进行春播玉米的收获，记录春播玉米的产量，绘制复合肥料中钾肥施用量与东北春播玉米产量关系曲线图(如图5)。玉米收获后进行土壤速效钾含量的测定。

表5

以中国农业科学院陵县试验区(黄淮海平原夏播玉米地区)一具体地块为例，选取10块试验田，每块试验田面积为0.1hm²，进行夏播玉米的耕种，其中，钾肥的施用量如表6所示，氮肥和磷肥的施用量分别为216.9kg/hm²和80.6kg/hm²。100天后进行夏播玉米的收获，记录夏播玉米的产量，绘制复合肥料中钾肥施用量与黄淮海平原夏播玉米产量关系曲线图(如图6)。玉米收获后进行土壤速效钾含量的测定。

表6

由表5、表6及图5、图6可以发现，当复合肥料中氮肥和磷肥的施用量不变时，随着钾肥施用量的增加，玉米产量逐渐上升，当对东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米施用钾肥量分别为80kg/hm²和38kg/hm²时，玉米产量可达较大值，钾肥施用量超过此值后，玉米产量保持稳定。试验所得的适宜钾肥施用量与根据本发明的方法所得的钾肥施用量接近，说明本发明的方法可实现简单、快速、准确的定量化钾肥的施用，可操作性强，利于推广应用。

另外，对玉米收获后两地的土壤速效钾含量进行测定，在两地所施钾肥量分别为80kg/hm²和38kg/hm²时的试验田测得土壤速效钾含量分别为136mg/kg和102mg/kg，与试验前试验田的速效钾含量基本一致，说明采用本方法所推荐的农田作物施钾量既补充了在作物生长期间的钾吸收量，也补足了作物生长期间土壤的钾损失量，保持了土壤的钾平衡，维持土壤持续供应钾的能力，保证作物高产、稳产。

测试实施例4

以吉林公主岭(东北春播玉米地区)一具体地块为例，选取10块试验田，每块试验田面积为0.1hm²，进行春播玉米的耕种，其中，磷肥的施用量如表7所示，氮肥和钾肥的施用量分别为160.1kg/hm²和82.5kg/hm²。130天后进行春播玉米的收获，记录春播玉米的产量，绘制复合肥料中磷肥施用量与东北春播玉米产量关系曲线图(如图7)。

表7

以中国农业科学院陵县试验区(黄淮海平原夏播玉米地区)一具体地块为例，选取10块试验田，每块试验田面积为0.1hm²，进行夏播玉米的耕种，其中，磷肥的施用量如表8所示，氮肥和钾肥的施用量分别为216.9kg/hm²和38.6kg/hm²。100天后进行夏播玉米的收获，记录夏播玉米的产量，绘制复合肥料中磷肥施用量与黄淮海平原夏播玉米产量关系曲线图(如图8)。

表8

由表7、表8及图7、图8可以发现，当复合肥料中氮肥和钾肥的施用量不变时，随着磷肥施用量的增加，玉米产量逐渐上升，当对东北春播玉米和黄淮海平原夏播玉米施用磷肥量分别为105kg/hm²和80kg/hm²时，玉米产量可达较大值，磷肥施用量超过此值后，玉米产量保持稳定。试验所得的适宜磷肥施用量与根据本发明的方法计算所得的磷肥施用量接近，说明本发明的方法可实现简单、快速、准确的定量化磷肥的施用，可操作性强，利于推广应用。

实施例3

本实施例以江南丘陵平原双单季稻区晚稻为例，根据当地的环境条件和2005-2010年当地水稻产量的统计数据，江南丘陵平原双单季稻区晚稻目标产量为7790kg/hm²，100kg籽粒的需钾量为2.66kg。

江南丘陵平原双单季稻区晚稻调查的秸秆产量为7194kg/hm²，秸秆还田率为68.7％，100kg秸秆中的钾的质量为2.66kg。

江南丘陵平原双单季稻区速效钾含量为77.0mg/kg，以土壤速效钾100mg/kg为基准，则江南丘陵平原双单季稻区钾肥施用矫正系数为1.30。

从环境进入单位面积农田的钾的质量以及钾的损失率忽略不计。

则根据公式：

计算钾推荐施用量：

江南丘陵平原双单季稻区晚稻钾肥施用量Fert_K＝1.30×(7790×2.66/100-7194×68.7％×2.66/100)＝98.5kg/hm²

即江南丘陵平原双单季稻区晚稻的钾肥适宜施用量为98.5kg/hm²。

江南丘陵平原双单季稻区晚稻100kg籽粒的需磷量为0.87kg；生育期平均气温为21.8℃，考虑作物的三基点温度和作物根系养分吸收的最适温度等，选择22.5℃作为基础标准温度，则江南丘陵平原双单季稻区晚稻的磷肥施用矫正系数为1.03。

则根据公式：

Fert_P＝β×Yield×Nut_P-Need计算磷肥推荐施用量：

江南丘陵平原双单季稻区晚稻磷肥施用量Fert_P＝1.03×7790×0.87/100＝69.8kg/hm²

即江南丘陵平原双单季稻区晚稻磷肥适宜施用量为69.8kg/hm²。

江南丘陵平原双单季稻区晚稻100kg籽粒的需氮量为2.01kg；根据江南丘陵平原双单季稻区长期肥料试验的不施肥处理的水稻氮素吸收量估算水稻环境氮素的输入量为75.0kg/hm²。同时，根据长期肥料试验氮素处于基本平衡状态而进行估算氮损失率为51.2％。

则根据公式：

计算氮肥推荐施用量：

江南丘陵平原双单季稻区晚稻氮肥施用量

即江南丘陵平原双单季稻区晚稻氮肥适宜施用量为167.2kg/hm²。

根据江南丘陵平原双单季稻区晚稻推荐施肥量可以确定江南丘陵平原双单季稻区晚稻所需N、P₂O₅、K₂O比例为1:0.42:0.59，配合国家复合(混)肥料标准(GB15063)要求可研制江南丘陵平原双单季稻区晚稻高浓度专用复合肥料配方为21-9-13。根据江南丘陵平原双单季稻区晚稻农民施肥技术氮肥基肥、追肥所占比例分别为41.7％、58.3％，则江南丘陵平原双单季稻区晚稻高浓度专用复合肥料配方基肥为16-16-23。

测试实施例5

以江西进贤县(江南丘陵平原双单季稻区)一具体地块为例，选取10块试验田，每块试验田面积为0.1hm²，进行晚稻的耕种，其中，钾肥的施用量如表9所示，氮肥和磷肥的施用量分别为167.2kg/hm²和69.8kg/hm²。100天后进行晚稻的收获，记录晚稻的产量，绘制复合肥料中钾肥施用量与江南丘陵平原双单季稻区晚稻产量关系曲线图(如图9)。晚稻收获后进行土壤速效钾含量的测定。

表9

试验田编号	复合肥料中钾肥施用量(kg/hm2)	江南丘陵平原双单季稻区晚稻产量(kg/hm2)
			1	50	5328
2	60	5876
			3	70	6303
4	80	6779
			5	90	7291
6	100	7729
			7	110	7757
8	120	7758
			9	130	7755
10	140	7760

由表9及图9可以发现，当复合肥料中氮肥和磷肥的施用量不变时，随着钾肥施用量的增加，水稻产量逐渐上升，当对江南丘陵平原双单季稻区晚稻钾肥施用量为100kg/hm²时，水稻产量可达较大值，钾肥施用量超过此值后，水稻产量保持稳定。试验所得的适宜钾肥施用量与根据本发明的方法计算所得的钾肥施用量接近，说明本发明的方法可实现简单、快速、准确的定量化钾肥的施用，可操作性强，利于推广应用。

另外，对水稻收获后的土壤速效钾含量进行测定，在所施钾肥量为100kg/hm²时的试验田测得土壤速效钾含量为77.8mg/kg，与试验前试验田的速效钾含量基本一致，说明采用本方法所推荐的农田作物施钾量既补充了在作物生长期间的钾吸收量，也补足了作物生长期间土壤的钾损失量，保持了土壤的钾平衡，维持土壤持续供应钾的能力，保证作物高产、稳产。

测试实施例6

以江西进贤县(江南丘陵平原双单季稻区)一具体地块为例，选取10块试验田，每块试验田面积为0.1hm²，进行晚稻的耕种，其中，磷肥的施用量如表10所示，氮肥和钾肥的施用量分别为167.2kg/hm²和98.5kg/hm²。100天后进行晚稻的收获，记录晚稻的产量，绘制复合肥料中磷肥施用量与江南丘陵平原双单季稻区晚稻产量关系曲线图(如图10)。

表10

由表10及图10可以发现，当复合肥料中氮肥和钾肥的施用量不变时，随着磷肥施用量的增加，水稻产量逐渐上升，当对江南丘陵平原双单季稻区晚稻施用磷肥量为70kg/hm²时，水稻产量可达较大值，磷肥施用量超过此值后，水稻产量保持稳定。试验所得的适宜磷肥施用量与根据本发明的方法计算所得的磷肥施用量接近，说明本发明的方法可实现简单、快速、准确的定量化磷肥的施用，可操作性强，利于推广应用。

Claims (10)

1.一种作物专用复合肥料的施用方法，该方法包括：在作物的一个生长周期内，对农田进行复合肥料的施用，所述复合肥料包括氮肥、磷肥和钾肥；其特征在于，所述农田单位面积的钾肥的施用量其中，Corp_K-out为所述农田单位面积的作物收获所带出农田的钾的质量，Env_K-in为从环境进入单位面积农田的钾的质量，Rat_K-out为所述单位面积农田钾的损失率，所述α为钾肥施用矫正系数，所述α＝标准速效钾含量/农田土壤速效钾含量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述Corp_K-out＝Yie_K-out+Str_K-out，其中，Yie_K-out为所述农田单位面积的作物收获经济产量所带出的钾的质量，Str_K-out为所述单位面积农田秸秆含钾的质量，所述经济产量指农田中收获物的产量，所述收获物包括籽粒、块茎和皮棉中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述Corp_K-out＝Upt_K-out-Ret_K-in，其中，Upt_K-out为所述单位面积农田的作物吸收的总的钾的质量，Ret_K-in为所述单位面积农田的秸秆还田的钾的质量。

4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述Yie_K-out＝Yield×Nut_K-yie，所述St_K-out＝Straw×Nut_K-str，其中，Yield为所述单位面积农田的作物的经济产量，Nut_K-yie为所述单位面积农田形成每1kg的所述收获物中的钾的质量，Straw为所述单位面积农田的秸秆产量，Nut_K-str为所述单位面积农田形成每1kg的秸秆中的钾的质量。

5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述Upt_K-out＝Yield×Nut_K-need，所述Ret_K-in＝Straw×Rat_str×Nut_K-str，其中，Yield为所述单位面积农田的作物的经济产量，Nut_K-need为所述单位面积农田形成每1kg作物经济产量需要的钾的质量，Straw为所述单位面积农田的秸秆产量，Rat_str为所述单位面积农田的秸秆还田率，Nut_K-str为所述单位面积农田形成每1kg秸秆中的钾的质量。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述Env_K-in为0-40kg/hm²，所述Rat_K-out为0-25％。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述农田单位面积的氮肥施用量其中，Yield为所述单位面积农田的作物的经济产量，Nut_N-need为所述单位面积农田形成每1kg作物经济产量需要的氮的质量，所述Env_N-in为从环境进入单位面积农田的氮的质量，所述Rat_N-out为所述单位面积农田氮的损失率。

8.根据权利要求1所述的方法，所述农田单位面积的磷肥施用量Fert_P＝β×Yield×Nut_P-Need，其中，Yield为所述单位面积农田的作物的经济产量，Nut_P-need为所述单位面积农田形成每1kg作物经济产量需要的磷的质量，所述β为磷肥施用矫正系数，所述β＝基础标准温度/农田作物生长周期内平均温度。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括：将所述复合肥料作为基肥和追肥进行施用。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述作物为选自小麦、玉米、水稻、马铃薯和棉花中的至少一种。