CN109005833A - 一种基于养分转化率的定量施肥方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农作物施肥技术领域，具体涉及一种基于养分转化率的定量施肥方法，所述方法通过建立基于养分转化率的施肥模型来确定施肥量，所述施肥模型通过如下方式来确定：(1)确定养分转化率；(2)确定地块施肥量调节量比例K和Y；(3)确定生态经济施肥模型。本发明所提供的基于养分转化率的定量施肥方法，仅依据肥料田间试验确定的养分转化率和土壤养分含量就能确定区域和地块的最佳施肥量，使定量施肥简单化和实用化；可以实现按区域或按地块的定量施肥，在保证单产和品质的前提下，增加施肥经济效益、培肥土壤和减少肥料面源污染。

Description

一种基于养分转化率的定量施肥方法
技术领域
本发明涉及农作物施肥技术领域，具体涉及一种基于养分转化率的定量施肥方法。
背景技术
目前，定量施肥模型主要有三类：一类是基于土壤养分含量计算推荐施肥量的模型，称之为测土推荐施肥模型，另一类是以肥料田间试验结果为依据，通过数学模型计算出最佳推荐施肥量，称之为肥料效应函数模型，第三类是以测定作物生长期间叶片内的养分含量来决定当时的施肥推荐方案，称之为营养诊断方法，第三类更适合于追肥情况。
第一类和第二类模型为主要施肥模型，其中肥料当季表观利用率和土壤养分当季表观利用率是最重要的施肥参数，由于这两个推荐施肥参数没有考虑肥料的长期效应和施肥区与不施肥区的肥料和土壤养分表观利用率不同，致使截止目前为止的这两类施肥模型没有通用性的，都存在这样或那样的理论问题、方法问题和参数问题，难以实际应用。目前，尚无通用的推荐施肥模型，特别是同时满足高产、优质、高效、土肥培肥和环保五个目的的定量化模型。
由于氮、磷、钾元素在肥料、土壤、作物体内和环境中的行为不同，一般地，氮、磷、钾施肥模型虽有共性，但是各有特点。氮在土壤中容易损失(挥发和渗漏等)；磷在土壤中容易被固定，有效性低；一般土壤提供的钾较多，肥料钾也有一定的被固定。
发明内容
本发明提供了一种基于养分转化率的定量施肥方法，仅依据肥料田间试验确定的养分转化率和土壤养分含量就能确定区域和地块的最佳施肥量，使定量施肥简单化和实用化。
为了达到上述技术效果，本发明包括以下技术方案：本发明提供了一种基于养分转化率的定量施肥方法，所述方法通过建立基于养分转化率的施肥模型来确定施肥量，所述施肥模型通过如下方式来确定。
(1)确定养分转化率
Kyield＝Wyield/Winput，
Kyiele为养分转化率，Wyield为肥料田间试验最佳施肥量小区产量带走的养分量，Winput为肥料田间试验最佳施肥量小区的施肥量；养分可以为氮、磷和钾，其中，氮(N)、磷(P2O5，下同)、钾(K2O，下同)分别计算。
(2)确定地块施肥量调节量比例K和Y
K＝地块土壤有效养分含量/区域土壤有效养分含量平均值；
Y(施肥量增加或减少％)＝0.40*(1-K)；0.40是施肥量调整幅度的经验参数。
(3)所述生态经济施肥模型表达式
1)当K为1时，W’input＝W’yield/Kyield+0，即，地块施肥量＝地块目标产量带走的养分量/养分转化率+0；
2)当K＜1时：W’input＝W’yield/Kyield+(W’yield/Kyield)*Y，即，地块施肥量＝地块目标产量带走的养分量/养分转化率+在区域平均施肥量基础上增加的施肥量；
3)当K＞1时：W’input＝W’yield/Kyield+(W’yield/Kyield)*Y，即，地块施肥量＝地块目标产量带走的养分量/养分转化率+在区域平均施肥量基础上减少的施肥量。
采用上述技术方案，包括以下有益效果：本发明所提供的基于养分转化率的定量施肥方法，仅依据肥料田间试验确定的养分转化率和土壤养分含量就能确定区域和地块的最佳施肥量，使定量施肥简单化和实用化；可以实现按区域或按地块的定量施肥，在保证单产和品质的前提下，增加施肥经济效益、培肥土壤和减少肥料面源污染。
具体实施方式：
下面通过具体的实施例对本发明做进一步的详细描述。
实施例：
本实施例提供了一种基于养分转化率的定量施肥方法，所述方法通过建立基于养分转化率的施肥模型来确定施肥量，所述施肥模型通过如下方式来确定。
(1)确定养分转化率
Kyield＝Wyield/Winput，
Kyield为养分转化率，Wyield为肥料田间试验最佳施肥量小区产量带走的养分量，Winput为肥料田间试验最佳施肥量小区的施肥量；其中，氮(N)、磷(P2O5，下同)、钾(K2O，下同)分别计算；
其中，最佳施肥量小区产量是指在“3414肥料田间试验”的14个小区中产量最高的小区，最佳施肥量小区折算成每亩产量带走的养分量包括根、茎叶、籽粒等器官中的养分量，它等于籽粒重量(干重，下同)*籽粒中某养分(N或P2O5或K2O，下同)含量+根系重量*根系中某养分含量+茎叶重量*茎叶中某养分含量+其他可能的器官重量*其他可能的器官中某养分含量。
最佳施肥量小区折算成每亩产量带走的养分量除以最佳施肥量小区折算成每亩的籽粒(或经济产量)产量＝最佳施肥量小区每百公斤籽粒(或经济产量)产量带走的养分量。
举例如下：(a)吉林省某地玉米肥料田间试验结果是最佳产量600公斤/亩的小区其N、P2O5、K2O施肥量Winput分别为14.0(其中7公斤/亩为一次性追肥量)、6.0、6.0(公斤/亩，)，将此时的N、P2O5、K2O施肥量确定为最佳施肥量，因为在此施肥量情况下，土壤氮和磷养分基本不会减少，所以作物吸收的养分表观上都是可以理解为来自于肥料，于是作物吸收的养分量除上最佳施肥量就是养分转化率了；由于肥料钾补充的量远小于作物带走的钾量，所以钾是处于消耗状态的，因此钾是参照氮和磷的计算方法计算的养分转化率，也可以理解为肥料钾提供给作物的养分还不够，还需要土壤提供钾，因此肥料钾表现上全部被作物吸收了，没吸收部分补充土壤钾的损失了；测试结果表明在玉米产量为600公斤/亩时，每生产100公斤籽粒时根、茎叶和籽料所带走的养分总量分别是1.8公斤N、0.9公斤P2O5、2.3公斤K2O；(b)本肥料试验试验N、P2O5、K2O转化率Kyield分别为((600/100)*1.8)/14.0＝77.14％、((600/100)*0.9)/6.0＝90.00％、((600/100)*2.3)/6.0＝230.00％；其中N、P2O5、K2O的Wyield分另为(600/100)*1.8＝10.80、(600/100)*0.9＝5.40、(600/100)*2.3＝13.80(公斤/亩)；(c)进一步，假如获得一系列产量对应的养分转化率Kyield，就可以建立产量与Kyield的函数关系，当确定一个区域或一块地目标产量后，就可以通过产量与Kyield的函数关系反求出Kyield，于是，通过目标产量可以计算该产量所带走的N、P2O5、K2O养分量Wyield，最后可以计算出一个区域或一块地施肥量Winput＝Wyield/Kyield。(2)确定地块施肥量调节量比例K和Y
K＝地块土壤有效养分含量/区域土壤有效养分含量平均值；
其中，地块土壤有效养分含量是通过常规土壤养分采样和化验方法获得的，区域土壤有效养分含量平均值是指区域内某一有效养分所有化验结果的平均数。
Y(施肥量增加或减少％)＝0.40*(1-K)；0.40是施肥量调整幅度的经验参数。
举例如下：仍以上例为例，本案例中区域土壤有效P2O5平均值为20mg/kg，现有三个地块土壤有效P2O5含量分别为10、20、30mg/kg，则K分别为0.50(K小于0.50时取0.50)、1.00、1.50(K大于1.50时取1.50)；这里规定当K分别为0.50、0.60、0.70、0.80、0.90、1.00时，以区域施肥量为基数分别增加20％、16％、12％、8％、4％、0％的施肥量(相当于配上个直线方程，即Y(施肥量增加％)＝0.40*(1-K)；同理，规定当K分别为1.50、1.40、1.30、1.20、1.10、1.00时，以区域施肥量为基数分别减少20％、16％、12％、8％、4％、0％的施肥量(相当于配上个直线方程，即Y(施肥量减少％)＝0.40*(1-K)。
(3)所述生态经济施肥模型的表达式
1)当K为1时，W’input＝W’yield/Kyield+0，即，地块施肥量＝地块目标产量带走的养分量/养分转化率+0；
其中，地块目标产量带走的养分量＝目标产量/100*每百公斤籽粒(或经济产量)产量带走的养分量；此处的养分转化率由步骤(1)获得。
以P2O5为例，当地块土壤有效P2O5含量为20mg/kg时，W’input＝W’yield/Kyield+0＝(5.40/0.90)+0＝6.00+0＝6.00(公斤/亩P2O5)。
2)当K＜1时：W’input＝W’yield/Kyield+(W’yield/Kyield)*Y，即，地块施肥量＝地块目标产量带走的养分量/养分转化率+在区域平均施肥量基础上增加的施肥量；即，地块施肥量＝地块目标产量带走的养分量/养分转化率+在区域平均施肥量基础上增加的施肥量；其中，当土壤有效磷含量为10mg/kg时，在区域平均施肥量基础上增加的施肥量＝(区域平均施肥量*Y＝6.00*(0.40*(1-0.5))＝1.20(公斤/亩P2O5)；即地块施肥量＝6.00+1.20＝7.20(公斤/亩P2O5)；
3)当K＞1时：W’input＝W’yield/Kyield+(W’yield/Kyield)*Y，即，地块施肥量＝地块目标产量带走的养分量/养分转化率+在区域平均基础上减少的施肥量；其中，当土壤有效磷含量为30mg/kg时，在区域平均施肥量基础上减少的施肥量＝(区域平均施肥量*Y＝6.00*(0.40*(1-1.5))＝-1.20(公斤/亩P2O5)；即地块施肥量＝6.00-1.20＝4.80(公斤/亩P2O5)。
本实施例中，K和Y参数的确定来源于始于2005年全国测土配方施肥工作公开发表的“3414肥料田间试验”的中文文献并从中整理出相关数据，这些试验主要集中在16-21个省、自治区和直辖市。
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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (2)

1.一种基于养分转化率的定量施肥方法，其特征在于，所述方法通过建立基于养分转化率的施肥模型来确定施肥量，所述施肥模型通过如下方式来确定：
(1)确定养分转化率
Kyield＝Wyield/Winput，Kyield为养分转化率，Wyield为肥料田间试验最佳施肥量小区产量带走的养分量，Winput为肥料田间试验最佳施肥量小区的施肥量；
(2)确定地块施肥量调节量比例K和Y
K＝地块土壤有效养分含量/区域土壤有效养分含量平均值；
Y＝0.40*(1-K)；0.40是施肥量调整幅度的经验参数；
(3)所述生态经济施肥模型表达式
1)当K为1时，W’input＝W’yield/Kyield+0，即，地块施肥量＝地块目标产量带走的养分量/养分转化率+0；
2)当K＜1时：W’input＝W’yield/Kyield+(W’yield/Kyield)*Y，即，地块施肥量＝地块目标产量带走的养分量/养分转化率+在区域平均施肥量基础上增加的施肥量；
3)当K＞1时：W’input＝W’yield/Kyield+(W’yield/Kyield)*Y，即，地块施肥量＝地块目标产量带走的养分量/养分转化率+在区域平均施肥量基础上减少的施肥量。
2.根据权利要求1所述的基于养分转化率的定量施肥方法，其特征在于，所述K和Y为特征值；所述区域平均施肥量是指区域地块平均目标产量带走的养分量/区域平均养分转化率。
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