CN108934355A

CN108934355A - 一种快速确定白菜施肥量的方法

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Publication number: CN108934355A
Application number: CN201810646011.5A
Authority: CN
Inventors: 串丽敏; 姜玲玲; 李书田; 何萍; 郑怀国; 孙素芬
Original assignee: Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences; Institute of Agricultural Resources and Regional Planning of CAAS
Current assignee: Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences; Institute of Agricultural Resources and Regional Planning of CAAS
Priority date: 2018-06-21
Filing date: 2018-06-21
Publication date: 2018-12-07
Anticipated expiration: 2038-06-21
Also published as: CN108934355B

Abstract

本发明提供一种快速确定白菜施肥量的方法，包括步骤：1)根据地块以往白菜产量水平，确定白菜的目标产量；2)确定土壤养分供应等级以及氮、磷、钾养分产量反应；3)结合基础产量需肥量、产量反应、农学效率、土壤养分供应等级以及上茬作物秸秆还田和本季作物养分残留平衡因素，计算得到白菜获得目标产量所需要的氮、磷、钾的推荐施肥量；4)按照推荐施肥量对白菜进行施肥。本方法能够协调作物产量、环境保护和农田可持续利用之间的矛盾，在保障作物产量基础上，协调N、P、K元素的平衡投入，提高肥料利用效率，减少养分环境损失。本方法满足了不同大小田块白菜推荐施肥的适用性，具有时效性强、简便经济、易于掌握、适用广泛等优点。

Description

一种快速确定白菜施肥量的方法

技术领域

本发明属于农业资源环境领域，具体地说，涉及一种快速确定白菜施肥量的方法。

背景技术

白菜，通常指大白菜，原产于中国北方，是十字花科芸薹属蔬菜。白菜以柔嫩的叶球、莲座叶或花茎供食用，含有丰富的B族维生素、维生素C、钙、铁、锌等营养元素，是人们常食用的重要蔬菜种类之一。白菜南北各地均有栽培，栽培面积和消费量在中国居各类蔬菜之首。

在白菜栽培种植过程中，人们往往为了追求高产，盲目过量或不平衡施肥现象普遍存在。不仅造成了肥料资源的浪费，肥料利用率降低，未被吸收利用的养分还会损失到地表水、地下水和大气中，带来一系列环境问题，并且还会影响白菜品质与口感。因此，亟需对白菜施肥进行科学管理。

当前在蔬菜生产过程中，施肥量确定主要是基于土壤测试或依据施肥量与产量关系的肥料效应函数法来确定。然而，土壤测试方法需要采集土壤样品，土壤样品的代表性直接影响着施肥量的确定，并且采集样品后实验室分析耗时较长，且价格昂贵，农户使用积极性不高；肥料效应函数法需要有前期一定的数据量积累，在没有农技推广专业人员的指导下，也难以进行。因此，在当前已有推荐施肥方法使用条件受限的情况下，亟需建立一种简便快捷，既适用于普通农户小规模经营，又适用于家庭农场等种植大户的快速推荐施肥方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种快速确定白菜施肥量的方法。

为了实现本发明目的，本发明提供的快速确定白菜施肥量方法，包括以下步骤：

1)根据地块以往白菜产量水平，确定白菜的目标产量；

2)确定土壤养分供应等级以及氮、磷、钾养分产量反应；

3)结合基础产量需肥量、产量反应、农学效率、土壤养分供应等级以及上茬作物秸秆还田和本季作物养分残留平衡因素，计算得到白菜获得目标产量所需要的氮、磷、钾的推荐施肥量；

4)按照推荐施肥量对白菜进行施肥。

前述的方法，步骤1)所述目标产量为目标地块白菜过去3～5年平均产量的基础上提高10％。

前述的方法，步骤2)所述产量反应为目标产量与对应的分别不施氮、不施磷或不施钾处理(减素处理)产量的差值，或者为目标产量×产量反应系数。即，本发明所推荐的施肥方法中，步骤2)中所述的氮、磷、钾的产量反应由氮磷钾供应充足的处理(OPT处理)与对应的分别不施氮、不施磷、不施钾的处理(减素处理)产量差获得。如果在目标地块附近做过减素试验，则产量反应(t/ha)＝OPT处理产量—减素处理产量；如果未做过上述试验，产量反应未知，可根据土壤测试结果或者土壤质地、颜色、种植年限等信息，对土壤基础养分供应等级做出低、中、高评价，结合产量反应系数确定产量反应。

前述的方法，所述农学效率是依据以往白菜肥料试验数据计算得到的。

本发明中涉及的土壤养分供应等级的划分在有土壤测试值的情况下，按照以下指标分级：

表1土壤测试氮磷钾临界值指标

注：如果速效氮>135mg/kg，则根据有机质测试值的“低”、“中”等级升级为“中”、“高”等级；如果速效氮<100mg/kg，则依据有机质测试值的“高”等级降级为“中”等级。

在没有土壤测试指标的情况下，根据土壤质地/颜色/有机质含量/种菜年限等信息，确定土壤养分(基础)供应状况(表2)。具体原则如下：

表2土壤养分供应等级的估算

判断土壤养分供应低、中、高等级后，再对照产量反应系数表(表3)确定产量反应系数。

表3白菜氮磷钾产量反应系数与土壤养分供应等级对应表

本发明所推荐的施肥方法中，步骤2)所述的氮、磷和钾养分产量反应是：

氮的产量反应(吨/公顷)＝氮产量反应系数×目标产量(吨/公顷)

磷的产量反应(吨/公顷)＝磷产量反应系数×目标产量(吨/公顷)

钾的产量反应(吨/公顷)＝钾产量反应系数×目标产量(吨/公顷)

其中：目标产量＝目标地块白菜过去3～5年平均产量×1.1

本发明所推荐的施肥方法中，步骤3)所述的氮肥推荐量为：

施氮量＝[氮的产量反应(t/ha)/农学效率(kg/kg)×1000]×1.2

本发明所推荐的施肥方法中，步骤3)所述的磷肥推荐量(以P₂O₅计)主要根据磷素平衡计算，考虑一定产量反应下需要施用的磷素、基础地力产量移走量(维持地力)、当季残留量和上季磷素残效四部分，各部分计算如下：

产量反应需磷量＝磷的产量反应×RIEP÷REP×2.29

基础产量需磷量＝(目标产量-磷的产量反应)×RIEP×2.29

当季残留量＝目标产量×RIEP×(1-HIP)×具体残留比例×2.29

上季磷素残效＝(上季作物有机肥和化肥磷养分投入量-上季作物磷养分移走量)×0.5

(a)如果土壤测试速效磷(表1)或者土壤养分供应等级(表2)为低等级，则

施磷量(FP,kg P₂O₅/ha)＝产量反应需磷量+基础产量需磷量-当季残留量-上季磷素残效

(b)如果土壤测试速效磷(表1)或者土壤养分供应等级(表2)为中等级，则

施磷量(FP,kg P₂O₅/ha)＝产量反应需磷量+基础产量需磷量×80％-当季残留量-上季磷素残效

(c)如果土壤测试速效磷(表1)或者土壤养分供应等级(表2)为高等级，则

施磷量(FP,kg P₂O₅/ha)＝产量反应需磷量+基础产量需磷量×60％-当季残留量-上季磷素残效

式中所述RIEP＝0.49,HIP＝0.90,如果土壤测试速效磷(表1)或者土壤养分供应等级(表2)为低等，则REP＝0.267；如果土壤测试速效磷(表1)或者土壤养分供应等级(表2)为中等，则REP＝0.198；如果土壤测试速效磷(表1)或者土壤养分供应等级(表2)为高等，REP＝0.175。

本发明所推荐的施肥方法中，步骤3)所述的钾肥推荐量(以K₂O计)主要根据钾素平衡计算，考虑一定产量反应下需要施用的钾素、基础地力产量移走量(维持地力)、秸秆移走量和上季钾素残效四部分。

产量反应需钾量＝产量反应×RIEK÷REK×1.2046

基础产量需钾量＝(目标产量-钾的产量反应)×RIEK×1.2046

当季残留量＝目标产量×RIEK×(1-HIK)×具体残留比例×1.2046

上季钾素残效＝(上季作物有机肥和化肥钾养分投入量-上季作物钾养分移走量)×0.8

(a)如果土壤测试速效钾(表1)或者土壤养分供应等级(表2)为低等级，则

施钾量(FP,kg K₂O/ha)＝产量反应需钾量+基础产量需钾量-当季残留量-上季钾素残效

(b)如果土壤测试速效钾(表1)或者土壤养分供应等级(表2)为中等级，则

施钾量(FP,kg K₂O/ha)＝产量反应需钾量+基础产量需钾量×80％-当季残留量-上季钾素残效

(c)如果土壤测试速效钾(表1)或者土壤养分供应等级(表2)为高等级，则

施钾量(FP,kg K₂O/ha)＝产量反应需钾量+基础产量需钾量×60％-当季残留量-上季钾素残效

式中所述RIEK＝2.88,HIK＝0.90；如果土壤测试速效钾(表1)或者土壤养分供应等级(表2)为低等，则REK＝0.506；如果土壤测试速效钾(表1)或者土壤养分供应等级(表2)为中等，则REK＝0.372；如果土壤测试速效钾(表1)或者土壤养分供应等级(表2)为高等，REK＝0.257。

本发明所推荐的施肥方法中，步骤4)所述的实物肥料推荐量依据选取肥料种类具体的养分含量进行换算。具体基追比和施肥次数如下：

(1)有机肥、磷肥全部基施

(2)氮肥、钾肥分2-3次施用，依据土壤基础养分等级确定(表4)

注：如果选用控释肥料，则补充尿素，并以控释肥：普通尿素＝1：1的重量比分配氮素用量，全部氮肥一次基施。

表4土壤基础养分供应与氮素基追比％对应关系

借由上述技术方案，本发明至少具有下列优点及有益效果：

本发明提供了一种白菜快速推荐施肥方法。该方法在建立多年多点白菜施肥量和产量数据集的基础上，基于白菜的产量反应和农学效率进行推荐施肥，并考虑到上季作物的废弃物还田以及当季作物的养分残留，进而确定白菜的施肥量。该方法能够协调作物产量、环境保护和农田可持续利用之间的矛盾，在保障作物产量基础上，协调N、P、K元素的平衡投入，提高肥料利用效率，减少养分环境损失。该方法满足了不同大小田块推荐施肥的适用性，具有时效性强、简便经济、易于掌握、适用广泛等优点，尤其在没有土壤测试条件的情况下，采用本方法显得更为重要。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

(一)本方法有效避免了白菜种植过程中农民习惯施肥存在的过量及不平衡施肥现象，该施肥推荐方法平衡了养分比例，与白菜最佳的养分需求更加吻合，保障或提高了白菜产量，改善了白菜品质。

(二)本方法相对于白菜其他推荐施肥方法，减少了测土施肥所需采集样品和实验室分析的步骤，降低了时间成本，避免了因测试样品所需的经济支出，实施过程相对简单经济，便于操作应用。

(三)本发明推荐的施肥方法主要依据多年多点多品种的田间试验数据获得白菜氮磷钾养分需求特征，可应用于我国各地白菜种植区域，适用性较强，能够满足区域尺度的施肥推荐。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料均为市售商品。

实施例1大田验证试验

田间试验研究表明，采用该方法对白菜进行推荐施肥，降低了氮肥和磷肥施用量，适当提高了钾肥用量，保障或提高了白菜产量，降低了白菜硝酸盐含量。

试验分别在北京市大兴区长子营镇、魏善庄镇，顺义区农科所试验基地进行。白菜种植前制定调研表对每个试验田块进行种植信息调查，获取地块农民习惯施肥条件下的白菜产量和具体的施肥种类、施肥量和施肥方式，确定地块白菜的目标产量，计算地块种植白菜的氮磷钾产量反应，做出氮肥、磷肥和钾肥用量推荐。每个小区保证面积在20-45m²，每个处理重复3次。收获时计产，并采取植株样品测定白菜硝酸盐含量，并与农民习惯施肥处理相比较，验证该方法的适用性和可行性。

与农民习惯施肥处理肥料用量对比分析

所述试验地白菜种植过程中农民习惯施肥处理N、P₂O₅和K₂O的施肥量平均分别为330、120和50kg/ha，通过该方法推荐的白菜N、P₂O₅和K₂O的施肥量平均分别为270、90和225kg/ha。整体来看，该种方法推荐施肥使纯氮用量降低了18.2％(60kg/ha)，P₂O₅降低了25％(30kg/ha)，农民习惯施肥常常忽视钾肥的施用，该种推荐方法适当提高了钾肥用量，使养分比例更趋于平衡。推荐施肥量与农民习惯施肥量比较见表5。

表5推荐施肥量与农民习惯施肥量比较

注：单位为kg/ha。

与农民习惯施肥处理白菜产量对比分析

北京市大兴区长子营镇试验基地通过该方法推荐施肥处理白菜的产量比农民习惯施肥产量高0.5t/ha，两者产量基本相当。该方法推荐施肥处理与农民习惯施肥处理相比，减施了18.2％的氮肥用量、25％的磷肥用量，增加了钾肥用量，保障了产量。该方法推荐施肥处理与对应的不施某种养分的处理相比，由于N、P₂O₅和K₂O的施用，产量分别提高了6.25、14.35和34.95t/ha。

北京市大兴区魏善庄镇白菜试验推荐施肥处理比农民习惯施肥处理产量高1.11t/ha。与不施肥处理相比，分别增产44.0和42.9t/ha，增产率分别达35.5％和34.6％。推荐施肥处理与对应的减素处理相比，施用N、P₂O₅和K₂O后产量分别提高了23.3、10.4、13.1t/ha。

北京市顺义区白菜试验产量结果显示，推荐施肥处理比农民习惯施肥处理产量高26.95t/ha，产量提高了27.9％，推荐施肥显著提高了白菜的产量。推荐施肥处理与对应减素处理相比，施用N、P₂O₅和K₂O后产量分别提高了44.55、16.4和4.2t/ha(表6)。

表6试验基地白菜产量(t/ha)

与农民习惯施肥处理白菜硝酸盐含量对比分析

蔬菜硝酸盐含量高低一定程度上表征着蔬菜品质的好坏。在以上述及的北京市大兴区的两个试验地，白菜收获后测定推荐施肥处理和农民习惯施肥处理的硝酸盐含量，结果显示，与农民习惯施肥处理相比，推荐施肥处理白菜硝酸盐含量降低了12.9％和8.7％，达显著差异水平。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims

1.一种快速确定白菜施肥量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据地块以往白菜产量水平，确定白菜的目标产量；

2)确定土壤养分供应等级以及氮、磷、钾养分产量反应；

4)按照推荐施肥量对白菜进行施肥。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)所述目标产量为目标地块白菜过去3～5年平均产量的基础上提高10％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)所述产量反应为目标产量与对应的分别不施氮、不施磷或不施钾处理产量的差值，或者为目标产量×产量反应系数。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述产量反应系数的确定方法为：根据土壤特性划分土壤养分供应等级，进而得到氮、磷、钾的产量反应系数。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述土壤养分供应等级的具体划分为：

I、在有土壤测试指标的情况下，土壤养分供应等级如下：

II、在没有土壤测试指标的情况下，根据土壤质地、表征有机质含量高低的土壤颜色、种菜年限确定土壤养分供应等级，具体如下：

低：

种菜年限：<3年，土壤质地：粘质，表征有机质含量为低或中等的土壤颜色：微红、微黄、灰色或褐色；或

种菜年限：<3年，土壤质地：壤质，表征有机质含量为低或中等的土壤颜色：微红、微黄、灰色或褐色；或

种菜年限：<3年，土壤质地：砂质，表征有机质含量的土壤颜色：任意颜色；

中：

种菜年限：≥3年，土壤质地：砂质，表征有机质含量为高等的土壤颜色：黑色；或

种菜年限：≥3年，土壤质地：砂质，表征有机质含量为低或中等的土壤颜色：微红、微黄、灰色或褐色；或

种菜年限：<3年，土壤质地：壤质，表征有机质含量为高等的土壤颜色：黑色；或

种菜年限：≥3年，土壤质地：壤质，表征有机质含量为低或中等的土壤颜色：微红、微黄、灰色或褐色；或

种菜年限：≥3年，土壤质地：粘质，表征有机质含量为低或中等的土壤颜色：微红、微黄、灰色或褐色；或

种菜年限：<3年，土壤质地：粘质，表征有机质含量为高等的土壤颜色：黑色；

高：

种菜年限：≥3年，土壤质地：壤质，表征有机质含量为高等的土壤颜色：黑色；或

种菜时间：≥3年，土壤质地：粘质，表征有机质含量为高等的土壤颜色：黑色。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述产量反应系数对应于低、中、高三等级养分供应的土壤分别为：

氮：0.39、0.24和0.12

磷：0.24、0.12和0.06

钾：0.18、0.13和0.08。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述农学效率是依据以往白菜肥料试验数据计算得到的。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3)所述施氮量的计算方法为：施氮量＝[氮的产量反应/农学效率×1000]×1.2

其中，以t/ha计，氮的产量反应＝氮产量反应系数×目标产量。

9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3)所述施磷量的计算方法分为：

(a)土壤养分供应等级为低等级

以kg/ha计，施磷量＝产量反应需磷量+基础产量需磷量-当季残留量-上季磷素残效

(b)土壤养分供应等级为中等级

以kg/ha计，施磷量＝产量反应需磷量+基础产量需磷量×80％-当季残留量-上季磷素残效

(c)土壤养分供应等级为高等级

以kg/ha计，施磷量＝产量反应需磷量+基础产量需磷量×60％-当季残留量-上季磷素残效

其中，产量反应需磷量＝磷的产量反应×RIEP÷REP×2.29

基础产量需磷量＝(目标产量-磷的产量反应)×RIEP×2.29

当季残留量＝目标产量×RIEP×(1-HIP)×具体残留比例×2.29

RIEP＝0.49

HIP＝0.90

对应于低、中、高三等级养分供应的土壤，REP分别为0.267、0.198和0.175；

其中，以t/ha计，磷的产量反应＝磷产量反应系数×目标产量。

10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3)所述施钾量的计算方法分为：

(a)土壤养分供应等级为低等级

以kg/ha计，施钾量＝产量反应需钾量+基础产量需钾量-当季残留量-上季钾素残效

(b)土壤养分供应等级为中等级

以kg/ha计，施钾量＝产量反应需钾量+基础产量需钾量×80％-当季残留量-上季钾素残效

(c)土壤养分供应等级为高等级

以kg/ha计，施钾量＝产量反应需钾量+基础产量需钾量×60％-当季残留量-上季钾素残效

其中，产量反应需钾量＝钾的产量反应×RIEK÷REK×2.29

基础产量需钾量＝(目标产量-钾的产量反应)×RIEK×2.29

当季残留量＝目标产量×RIEK×(1-HIK)×具体残留比例×2.29

RIEK＝2.88

HIK＝0.90

对应于低、中、高三等级养分供应的土壤，REK分别为0.506、0.372和0.257；

其中，以t/ha计，钾的产量反应＝钾产量反应系数×目标产量。