CN106717405A - 养分丰缺指标调整系数法施肥方法 - Google Patents

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朱安繁
侯冰鑫
郭熙
漆睿
张龙华
邵华
陈永昌
邹绍文
廖诗传
涂起红
漆映雪
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    • A01C21/007—Determining fertilization requirements

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Abstract

本发明提供了一种养分丰缺指标调整系数法施肥方法，该方法主要是通过建立养分丰缺指标调整系数法施肥模型确定推荐施肥量，养分丰缺指标调整系数法施肥模型是通过以下原理来建立：同一种作物在光、温、水、气等4个外部环境因子相近的区域，全部个体的百公斤经济产量合理施肥量均值可作为该种作物在该区域的基准施肥量；不同个体的合理施肥量差异，可主要由土壤养分的变异来解释。该模型具有参数少、逻辑清晰、理论科学严谨、直感性强、易于推广等特点，近年广泛应用于江西省水稻、油菜等作物测土配方施肥推荐，取得了良好的经济效益和生态效益。

Description

养分丰缺指标调整系数法施肥方法
技术领域
本发明涉及一种农作物的施肥技术领域，具体涉及一种养分丰缺指标调整系数法施肥方法。
背景技术
近年来，随着社会各界对生态环境保护的日益重视，“增产、经济、环保”的施肥技术受到了广泛关注和高度重视。施肥模型是施肥技术的核心内容之一。目前，国内外施肥模型大致可以概括总结为三类六法，即：地力分区(级)配方法、目标产量配方法(包括养分平衡法、地力差减法)、肥料效应函数法(包括多因子正交回归设计法、养分丰缺指标法、氮磷钾比例法)。这些施肥模型各有优点和技术特点，同时也存在各自的不足。
2005年以来，国家实施测土配方施肥补贴项目，全面推广测土配方施肥技术。申请人的团队在多年的测土配方施肥技术推广实践中，探索建立了养分丰缺指标调整系数法施肥模型，应用于江西省水稻、油菜等农作物测土配方施肥推荐，取得了良好的经济效益和生态效益。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以养分丰缺指标调整系数法作为施肥模型的粮食作物施肥方法，该施肥方法的原理为：作物的生长由自身遗传特性所决定，同时也受光、温、水、肥、气等5个外部环境因子影响。同一种作物在光、温、水、气等4个外部环境因子相近的区域，全部个体的百公斤经济产量合理施肥量(折纯量，全文同)均值可作为该种作物在该区域的基准施肥量；不同个体的合理施肥量差异，可主要由土壤养分的变异来解释。据此，创建了养分丰缺指标调整系数法施肥模型。模型具有参数少、逻辑清晰、理论科学严谨、直感性强、易于推广等特点，可广泛应用于不同农作物、不同区域测土配方施肥推荐。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种养分丰缺指标调整系数法施肥方法，其特征在于，通过建立养分丰缺指标调整系数法施肥模型确定推荐施肥量，所述养分丰缺指标调整系数法施肥模型通过以下方式来建立：
1、养分丰缺指标调整系数法施肥模型的表达式如下：
F＝KBX ①
式①中，F--推荐施肥量，单位为kg/hm2；K--养分调整系数，是一个随土壤养分变动的变参数，无量纲；B--百公斤经济产量合理施肥量，也就是基准施肥量，单位为kg/100kg；X--目标产量，单位为100kg/hm2
2、模型参数的确定
养分丰缺指标调整系数法施肥模型作为一种经验模型，模型本身可以适用于不同作物和不同区域，但是模型的参数受时空所局限，应用中要分作物、分区域分别建立各自的施肥参数。施肥区域大小的确定应以保证光、温、水、气等4个外部环境因子相近为原则，同时兼顾管理方便、成本控制等因素。一般，可以气候分区或行政区域作为施肥区域。确定模型参数前要求开展多点“3414”田间肥效试验。
2.1基准施肥量的确定
基准施肥量，可以根据用户的需求目标赋予不同的内涵，如果以追求产量为目标，可以用百公斤经济产量最大施肥量作为基准施肥量；如果以追求经济效益为目标，可以用百公斤经济产量最佳施肥量作为基准施肥量，确定基准施肥量的流程是：首先，建立每个试验点的“产量-施肥”效应模型，模型可选用二次多项式、二次型加平台、线性加平台等形式；然后，通过极值法或边际分析法求解每个试验点的合理施肥量、合理产量，并计算百公斤经济产量合理施肥量；最后，统计区域百公斤经济产量合理施肥量均值，作为基准施肥量；
每个试验点的百公斤经济产量合理施肥量通过以下公式计算：
Bi＝Fi/Yi ②
式②中，Bi--第i个试验点的百公斤经济产量合理施肥量，单位为kg/100kg；Fi—第i个试验点的合理施肥量，单位为kg/hm2；Yi--第i个试验点的合理产量，单位为kg/hm2
基准施肥量通过以下公式计算：
式③中，B--基准施肥量，单位为kg/100kg；Bi--第i个试验点的百公斤经济产量合理施肥量，单位为kg/100kg；n—区域内试验点总个数；
2.2养分调整系数的确定
基准施肥量反映的是作物在整个区域内百公斤经济产量合理施肥量的平均情况，具体地块的百公斤经济产量合理施肥量由于土壤养分差异会产生波动性变异，这种波动性变异大小用养分调整系数来定量描述。确定养分调整系数的流程是：首先，统计区域全部“3414”试验点全肥区处理小区(N2P2K2)百公斤经济产量实际施肥量的均值，作为调整基线；然后，对区域土壤养分进行丰缺等级划分；再然后，对全部试验点的百公斤经济产量实际施肥量按养分等级分类统计均值，作为各养分等级下的百公斤经济产量实际施肥量；最后，分别计算各养分等级下的百公斤经济产量实际施肥量与调整基线的比值，这个比值这就是养分调整系数。
Kj＝Bj/L ④
式④中，Kj--第j个养分等级下的养分调整系数，无量纲；Bj—第j个养分等级下的百公斤经济产量实际施肥量，单位为kg/100kg；L—调整基线，是区域百公斤经济产量实际施肥量均值，单位为kg/100kg。
土壤养分丰缺等级可以采用相对产量法进行划分，具体为：先建立形式为y＝aln(x)+b的“相对产量-土壤养分”对数函数模型，然后根据相对产量高低进行养分丰缺等级划分。等级划分的标准为：相对产量低于60％(不含)的土壤养分为低；相对产量60％～75％(不含)为较低，75％～90％(不含)为中，90％～95％(不含)为较高，95％(含)以上为高。如果“相对产量-土壤养分”模型回归不显著，可直接根据土壤养分分布情况进行人为划分。
2.3、目标产量的确定
目标产量(X)是自变量，由用户设定。
一般可采用平均单产法来确定。平均单产法是利用地块前三年平均单产和年递增率为基础确定目标产量，其计算公式是：
目标产量(kg/hm2)＝(1+递增率)×前3年平均单产(kg/hm2)
递增率一般为5％～15％。
本发明的有益效果：
1、养分丰缺指标调整系数法施肥模型的表达式中只有基准施肥量、养分调整系数2个参数和目标产量1个自变量，整个模型在形式上非常简洁明了。这种以百公斤经济产量合理施肥量作为基准施肥量，用养分调整系数对基准施肥量进行调整的方式，不仅逻辑清晰、理论科学严谨、直感性强、易于推广，而且在测土配方施肥推广工作实践中容易做到点面结合，方便为区域提供大配方，也方便为具体地块提供小配方。
2、模型中的基准施肥量、养分调整系数2个参数都是平均统计量，具有较高的稳定性。模型回避了植株养分等难以获取的参数，也回避了土壤供肥量、肥料利用率等易变参数，既降低了参数获取成本和难度，也提高了推荐结果的稳健性。
3、养分丰缺指标调整系数法施肥模型具有很强的适应性，可适应不同的作物、不同的区域。
具体实施方式
现以江西省南昌县为施肥区域，对某地块进行晚稻氮肥配方施肥推荐。该区域土壤碱解氮划分为5个丰缺等级分别是：1级(低，<100mg/kg)、2级(较低，100mg/kg-140mg/kg)、3级(中，140mg/kg-180mg/kg)、4级(较高，180mg/kg-220mg/kg)、5级(高，≥220mg/kg)。该区域晚稻基准施氮量是2.11kg/100kg。各养分等级下的养分调整系数分别是：1级为1.15、2级为1.09、3级为1.03、4级为0.93、5级为0.86。拟推荐施肥地块基本情况是：土壤碱解氮为189.3mg/kg,前三年稻谷平均产量为7265kg/hm2，采用平均单产法并按10％递增率设定目标产量为7992kg/hm2。
经评价，该区域土壤碱解氮丰缺等级为4级(较高)，对应养分调整系数为0.93。按养分丰缺指标调整系数法施肥模型F＝KBX＝0.93×2.11(kg/100kg)×79.92(100kg/hm2)＝156.83(kg/hm2)。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种养分丰缺指标调整系数法施肥方法，其特征在于，通过建立养分丰缺指标调整系数法施肥模型确定推荐施肥量，所述养分丰缺指标调整系数法施肥模型通过以下方式来建立：
(1)养分丰缺指标调整系数法施肥模型的表达式如下：
F＝KBX ①
式①中，F--推荐施肥量，单位为kg/hm2；K--养分调整系数，是一个随土壤养分变动的变参数，无量纲；B--百公斤经济产量合理施肥量，也就是基准施肥量，单位为kg/100kg；X--目标产量，单位为100kg/hm2
(2)模型参数的确定
养分丰缺指标调整系数法施肥模型作为一种经验模型，模型本身可以适用于不同作物和不同区域，但是模型的参数受时空所局限，因此要分作物、分区域分别建立各自的施肥参数，施肥区域大小的确定应以保证光、温、水、气等4个外部环境因子相近为原则，同时兼顾管理方便、成本控制等因素；
(2.1)基准施肥量通过以下方式确定：
首先，建立每个试验点的“产量-施肥”效应模型，模型可选用二次多项式、二次型加平台、线性加平台等形式；然后，通过极值法或边际分析法求解每个试验点的合理施肥量、合理产量，并计算百公斤经济产量合理施肥量；最后，统计区域百公斤经济产量合理施肥量均值，作为基准施肥量；
每个试验点的百公斤经济产量合理施肥量通过以下公式计算：
Bi＝Fi/Yi ②
式②中，Bi--第i个试验点的百公斤经济产量合理施肥量，单位为kg/100kg；Fi—第i个试验点的合理施肥量，单位为kg/hm2；Yi--第i个试验点的合理产量，单位为kg/hm2
基准施肥量通过以下公式计算：
式③中，B--基准施肥量，单位为kg/100kg；Bi--第i个试验点的百公斤经济产量合理施肥量，单位为kg/100kg；n—区域内试验点总个数；
(2.2)养分调整系数通过以下方式确定：
首先，统计区域全部“3414”试验点全肥区处理小区百公斤经济产量实际施肥量的均值，作为调整基线；然后，对区域土壤养分进行丰缺等级划分；再然后，对全部试验点的百公斤经济产量实际施肥量按养分等级分类统计均值，作为各养分等级下的百公斤经济产量实际施肥量；最后，分别计算各养分等级下的百公斤经济产量实际施肥量与调整基线的比值，这个比值这就是养分调整系数；
Kj＝Bj/L ④
式④中，Kj--第j个养分等级下的养分调整系数，无量纲；Bj—第j个养分等级下的百公斤经济产量实际施肥量，单位为kg/100kg；L—调整基线，是区域百公斤经济产量实际施肥量均值，单位为kg/100kg
上述土壤养分丰缺等级可以采用相对产量法进行划分，具体为：先建立形式为y＝aln(x)+b的“相对产量-土壤养分”对数函数模型，然后根据相对产量高低进行养分丰缺等级划分；
进一步地，等级划分的标准为：相对产量<60％的土壤养分为低；60％≤相对产量＜75％为较低，75％≤相对产量＜90％为中，90％≤相对产量＜95％为较高，95％≤相对产量为高；
(2.3)目标产量的确定
目标产量是自变量，由用户设定。
2.根据权利要求1所述的一种养分丰缺指标调整系数法施肥方法，其特征在于，所述目标产量可采用平均单产法来确定，平均单产法是利用地块前三年平均单产和年递增率为基础确定目标产量，其计算公式是：
目标产量(kg/hm2)＝(1+递增率)×前3年平均单产(kg/hm2)。
3.根据权利要求2所述的一种养分丰缺指标调整系数法施肥方法，其特征在于，递增率为5％～15％。
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