CN109588093A - 一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法 - Google Patents

一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109588093A
CN109588093A CN201811600875.XA CN201811600875A CN109588093A CN 109588093 A CN109588093 A CN 109588093A CN 201811600875 A CN201811600875 A CN 201811600875A CN 109588093 A CN109588093 A CN 109588093A
Authority
CN
China
Prior art keywords
soil
wheat
fertilizing
nitrogen
nitrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811600875.XA
Other languages
English (en)
Inventor
马俊永
党红凯
郑春莲
曹彩云
李科江
马筱建
李佳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dry Land Farming Institute of Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences
Original Assignee
Dry Land Farming Institute of Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dry Land Farming Institute of Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences filed Critical Dry Land Farming Institute of Hebei Academy of Agricultural and Forestry Sciences
Priority to CN201811600875.XA priority Critical patent/CN109588093A/zh
Publication of CN109588093A publication Critical patent/CN109588093A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
    • A01C21/00—Methods of fertilising, sowing or planting
    • A01C21/007—Determining fertilization requirements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • G06F17/18—Complex mathematical operations for evaluating statistical data, e.g. average values, frequency distributions, probability functions, regression analysis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Probability & Statistics with Applications (AREA)
  • Operations Research (AREA)
  • Bioinformatics & Computational Biology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Evolutionary Biology (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Fertilizers (AREA)

Abstract

一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法，属于小麦施肥判断的技术领域，包括以下步骤：A、小麦施肥指标的建立：①选择地块，进行不同氮肥施肥量的处理；②建立小麦产量的肥效反应方程，并绘制出氮肥施用量和小麦产量的关系图；③测定并绘制出不同氮肥施肥量处理的2m深土层的土壤硝态氮分布图，以每20cm为一层进行测定；④拟合氮肥施用量与1‑2m深度各土层平均硝态氮含量的数量关系方程，并作图；完成小麦施肥双曲线指标；B、小麦施肥合理性判断：根据小麦施肥双曲线指标判断小麦施肥是否合理。根据本发明方法可以判断农户施肥是否合理，并根据判断结果可以校正施肥量。

Description

一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法
技术领域
本发明属于小麦施肥判断的技术领域，涉及一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法，根据本发明方法可以判断农户施肥是否合理，并根据判断结果可以校正施肥量。
背景技术
我国粮食产量占世界的16％，化肥用量占31％，每公顷用量是世界平均用量的4倍，过量的化肥尤其是氮素，会变成硝态氮淋溶到地下水中，污染地下水，影响人们健康。以上情况是根据统计结果推算的。但究竟一个地区小麦施用了多少氮肥，是否合理，硝态氮淋溶是个什么情况，氮肥多用了多少，应该用多少这些关键指标是一个地区合理施肥的重要依据，但对这些指标一般很难获得。
传统肥效反应方程方法指导施肥，仅考虑的粮食产量随施用氮肥的变化情况，而不知道究竟施用的氮肥对环境的影响情况。不能直观看到不同施肥情况下土壤硝态氮的淋溶情况，不能直观看到实际施用量在硝态氮淋溶和产量所处的水平，不能直观判断是否合理。
发明内容
本发明为解决上述技术问题，进行了长期研究，总结到：北方小麦生育期间降雨较少，并且进行合理灌溉的麦田，施入土壤的氮肥具有一定的“记忆”现象，通过监测收获时的土体硝态氮情况，可以了解不同施肥情况下硝态氮的淋溶情况。本发明通过建立肥效反应方程和土壤硝态氮与施氮量响应方程，应用两种曲线综合运用，可指导作物环境安全，绿色生产。本发明研究了小麦的双曲线指导施肥方法。
本发明为实现其目的采用的技术方案是：
一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法，包括以下步骤：
A、小麦施肥指标的建立
①选择地块，进行0-24kg/亩不同氮肥施肥量的处理，作为调查地块；
②建立小麦产量的肥效反应方程，并绘制出氮肥施用量和小麦产量的关系图，得到小麦产量的肥效反应曲线；肥效反应方程就是施肥量和产量的关系方程，建立方法就是将小麦产量作为纵坐标，施氮量作物横坐标，用二次曲线拟合，即得到肥效反应方程。
③测定并绘制出不同氮肥施肥量处理的0-2m深土层的土壤硝态氮分布图，以每20cm为一层进行测定；
④拟合氮肥施用量与1-2m深度各土层平均硝态氮含量的数量关系方程，并作图，得到拟合氮肥施用量与1-2m深度各土层平均硝态氮含量的数量关系曲线；完成小麦施肥双曲线指标；
依据上述获得的小麦产量的肥效反应方程和拟合氮肥施用量与1-2m深度各土层平均硝态氮含量的数量关系方程两个曲线即“双曲线”进行可用于进行取样小麦氮肥施用合理性评价。小麦根系主要分布在0-1m的土层中，因此1m以下的土壤硝态氮小麦是基本很难利用的，因此1m以下的土壤硝态氮会淋溶到土体深处，造成地下水污染。
B、小麦施肥合理性判断
①选择待判断地块，在小麦收获后取土壤样品，测定土壤硝态氮含量，测定深度为0-2m(在小麦主根层以下)，每20cm为一个土样；
②将上述土壤硝态氮测定结果与步骤A中土壤指标建立过程中不同施肥各处理硝态氮含量图相比对，确定判断土壤硝态氮在土壤硝态氮指标中所处的位置情况；
③根据测定结果，计算判断土壤的土壤样品1-2m土层土壤硝态氮的平均含量数值；
④根据判断土壤样品1-2m土层土壤硝态氮的平均含量数值，按照获得的施肥量与1-2m土层土壤硝态氮关系方程(步骤A中的④的方程)，计算待判断土壤1-2m土壤平均硝态氮所对应的氮肥施用量；
⑤根据判断土壤1-2m土壤平均硝态氮所对应的氮肥施用量，按照前述获得的氮肥用量-小麦产量方程(步骤A中②的小麦肥效反应方程)，计算判断土壤施氮量对应的小麦产量；
⑥判断小麦施肥是否合理。根据建立的“双曲线”指标，分析出该区环境安全条件下合理的氮肥施用量、小麦产量指标和1-2m土层土壤硝态氮含量指标。将上述计算获得的待判断土壤1-2m土层土壤硝态氮含量、氮肥施用量和产量指标与上述合理指标进行比较，可获知判断土壤的施肥是否合理，施肥量多施多少，土壤硝态氮超标多少等指标。
步骤A中，①设置0kg/亩、3kg/亩、6kg/亩、9kg/亩、12kg/亩、24kg/亩氮肥用量处理，小区面积30-60m2，三次重复，除氮肥处理外，每亩施用充足的磷肥和钾肥，作底肥一次性施入。
步骤A中，以土壤质地类型为划分依据，按照沙壤、粘土壤类型设置试验数目，每种土壤质地类型至少设置2个试验，取平均值计算施肥指标。
步骤A中，③在小麦播种前，进行肥料处理后，按照当地生产上的灌溉和除草管理进行管理，收获后测定小区产量，同时测定2m土体的土壤硝态氮含量，每20cm为一层。
在判断小麦施肥是否合理后，进行施肥量校正。
本发明的有益效果是：
本方法特点为直观，有效，功能强大。可通过作图直观看到不同施肥情况下土壤硝态氮的淋溶情况，直观看到实际施用量在硝态氮淋溶和产量所处的水平，直观判断是否合理。该方法功能强大，可同时评价产量、硝态氮淋溶情况及掌握施肥量现状。
附图说明
图1是小麦产量随氮肥施用量变化曲线图。
图2是小麦收获后不同氮肥施用量2m土体土壤硝态氮分布情况图。
图3是收获期1.8-2m土层土壤硝态氮含量随氮肥施用量变化情况图。
图4是农户麦田小麦收获后2m土体土壤硝态氮在试验标准土壤硝态氮所处位置(其中x为农户土壤)图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
1、合理施肥指标获取
在衡水市粘壤土进行连续3年定位试验，设置0kg/亩、3kg/亩、6kg/亩、9kg/亩、12kg/亩、24kg/亩氮肥用量处理。小区面积60m2，三次重复。除氮肥处理外，每亩施用充足的磷肥和钾肥，作底肥一次性施入。
试验平均小麦产量获得的肥效反应方程及作图见图1；2m土体土壤硝态氮分布图见图2；收获期1.8-2m土层土壤硝态氮含量与氮肥施用量关系方程及作图见图3。
根据图1得出该种土壤小麦产量的氮肥肥效反应方程为：
y＝-1.4131x2+52.991x+57.531(R2＝0.9813)
从上方程可以得出最大产量的氮肥用量为最18.7kg/亩，获得的高产量为554.3kg/亩。
但从图2来看，18kg/亩处理氮肥淋溶非常严重。经计算，该施氮量下1-2m深度土壤硝态氮平均含量将达到11.8mg/kg，淋溶严重。
根据图3拟合的指数方程为：
y＝0.5175e0.1671x(R2＝0.9738)
计算1-2m土层土壤硝态氮控制在3mg/kg时，氮肥施用量为10.5kg/亩。根据上述图1获得的肥效反应方程，计算该施氮量对应的小麦产量为458.1kg/亩。该产量为小麦最大产量的82.6％，较最大产量低17.4％，而化肥用量减少43.9％。同时1-2m深度土壤硝态氮低74.6％。
以上分析得到的该区小麦合理施氮量为10.5kg/亩,1-2m土体硝态氮平均含量为3mg/kg，实现的小麦产量为458.1kg/亩。
2、农户施肥情况评价：
在小麦收获后，对农户麦田进行土壤硝态氮测定，测定结果小麦收获后0-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm、80-100cm、100-120cm、120-140cm、140-160cm、160-180cm、180-200cm土层土壤硝态氮含量分别为12.5mg/kg、10.5mg/kg、8mg/kg、7.3mg/kg、7.2mg/kg、8.5mg/kg、9.5mg/kg、10.7mg/kg、10mg/kg、10.2mg/kg。1-2m土层平均土壤硝态氮为9.8mg/kg。
图4是将农户麦田测定的土壤硝态氮数值与试验控制条件下不同氮肥施用量下土壤硝态氮结果一起作图，可清楚看出农户土壤硝态氮含量位置处于12kg/亩和18kg/亩氮肥用量之间。
将农户测定的1-2m土层平均土壤硝态氮9.8mg/kg即y＝9.8，带入施氮量与1-2m土层硝态氮关系方程y＝0.5175e0.1671x，
得到x值为17.6kg，即农户实际施氮量为17.6kg/亩，较合理施氮量10.5kg/亩多7.1kg/亩，多施40.3％。将x＝17.6kg/亩带入施氮量-产量方程，即
y＝-1.4131x2+52.991x+57.531
得到该施氮量下实现的小麦产量为552.5kg/亩。较环境安全合理施氮量下产量高94.4kg/亩，高17.1％。
农户1-2m土层硝态氮较安全硝态氮水平高6.8mg/kg，高出2.3倍。
因此，要实现地下水不污染，环境安全农户的小麦施氮量应较目前用量降低7.1kg/亩，降到该用量小麦产量降低17.1％，淋洗到主要根系层以下的土壤硝态氮将降低2.3倍。

Claims (5)

1.一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、小麦施肥指标的建立
①选择地块，进行0-24kg/亩不同氮肥施肥量的处理，作为调查地块；
②建立小麦产量的肥效反应方程，并绘制出氮肥施用量和小麦产量的关系图，得到小麦产量的肥效反应曲线；
③测定并绘制出不同氮肥施肥量处理的0-2m深土层的土壤硝态氮分布图，以每20cm为一层进行测定；
④拟合氮肥施用量与1-2m深度各土层平均硝态氮含量的数量关系方程，并作图，得到拟合氮肥施用量与1-2m深度各土层平均硝态氮含量的数量关系曲线；完成小麦施肥双曲线指标；
B、小麦施肥合理性判断
①选择待判断地块，在小麦收获后取土壤样品，测定土壤硝态氮含量，测定深度为0-2m，每20cm为一个土样；
②将上述土壤硝态氮测定结果与步骤A中土壤指标建立过程中不同施肥各处理硝态氮含量图做对比，确定待判断土壤硝态氮在土壤硝态氮指标中所处的位置情况；
③根据待判断土壤硝态氮测定结果，计算待判断土壤样品1-2m土层土壤硝态氮的平均含量数值；
④根据判断土壤样品1-2m土层土壤硝态氮的平均含量数值，按照获得的施肥量与1-2m土层土壤硝态氮关系方程，计算判断土壤1-2m土壤平均硝态氮所对应的氮肥施用量；
⑤根据判断土壤1-2m土壤平均硝态氮所对应的氮肥施用量，按照前述步骤A中②获得的氮肥用量-小麦产量方程，计算待判断土壤施氮量对应的小麦产量；
⑥判断小麦施肥是否合理。
2.根据权利要求1所述的一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法，其特征在于，步骤A中，①设置0kg/亩、3kg/亩、6kg/亩、9kg/亩、12kg/亩、24kg/亩氮肥用量处理，小区面积30-60m2，三次重复，除氮肥处理外，每亩施用充足的磷肥和钾肥，作底肥一次性施入。
3.根据权利要求1所述的一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法，其特征在于，步骤A中，以土壤质地类型为划分依据，按照沙壤、粘土壤类型设置试验数目，每种土壤质地类型至少设置2个试验，取平均值计算施肥指标。
4.根据权利要求2所述的一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法，其特征在于，步骤A中，③在小麦播种前，进行肥料处理后，按照当地生产上的灌溉和除草管理进行管理，收获后测定小区产量，同时测定2m土体的土壤硝态氮含量，每20cm为一层。
5.根据权利要求1所述的一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法，其特征在于，在判断小麦施肥是否合理后，进行施肥量校正。
CN201811600875.XA 2018-12-26 2018-12-26 一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法 Pending CN109588093A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811600875.XA CN109588093A (zh) 2018-12-26 2018-12-26 一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811600875.XA CN109588093A (zh) 2018-12-26 2018-12-26 一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109588093A true CN109588093A (zh) 2019-04-09

Family

ID=65964558

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811600875.XA Pending CN109588093A (zh) 2018-12-26 2018-12-26 一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109588093A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111325415A (zh) * 2020-04-08 2020-06-23 河北省农林科学院农业资源环境研究所 一种小麦减肥潜力分区域优化方法
CN111615901A (zh) * 2020-04-30 2020-09-04 北京农业信息技术研究中心 一种果树施肥量预测方法及系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104186156A (zh) * 2014-08-25 2014-12-10 河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所 兼顾环境容量的豫北潮土区冬小麦高产栽培施肥方法
CN104756699A (zh) * 2015-03-26 2015-07-08 河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所 兼顾环境容量的豫北潮土区夏玉米高产栽培施肥方法
CN104813789A (zh) * 2015-04-03 2015-08-05 北京市农林科学院 一种兼顾区域产量与环境风险的北京地区冬小麦分区施氮的方法
CN107182410A (zh) * 2017-06-16 2017-09-22 山西农业大学 一种旱地冬小麦定量施肥方法
CN107480870A (zh) * 2017-07-27 2017-12-15 中国农业科学院棉花研究所 一种评价棉花氮肥施用量是否合理的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104186156A (zh) * 2014-08-25 2014-12-10 河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所 兼顾环境容量的豫北潮土区冬小麦高产栽培施肥方法
CN104756699A (zh) * 2015-03-26 2015-07-08 河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所 兼顾环境容量的豫北潮土区夏玉米高产栽培施肥方法
CN104813789A (zh) * 2015-04-03 2015-08-05 北京市农林科学院 一种兼顾区域产量与环境风险的北京地区冬小麦分区施氮的方法
CN107182410A (zh) * 2017-06-16 2017-09-22 山西农业大学 一种旱地冬小麦定量施肥方法
CN107480870A (zh) * 2017-07-27 2017-12-15 中国农业科学院棉花研究所 一种评价棉花氮肥施用量是否合理的方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111325415A (zh) * 2020-04-08 2020-06-23 河北省农林科学院农业资源环境研究所 一种小麦减肥潜力分区域优化方法
CN111615901A (zh) * 2020-04-30 2020-09-04 北京农业信息技术研究中心 一种果树施肥量预测方法及系统

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Khan et al. Phosphorus efficiency, soil phosphorus dynamics and critical phosphorus level under long-term fertilization for single and double cropping systems
CN103477948B (zh) 用于盐碱地的灌溉控制方法与系统
CN106797746B (zh) 一种快速确定秸秆还田条件下农作物所需化肥用量的方法
Dong-Sheng et al. Relationships between permeability and erodibility of cultivated Acrisols and Cambisols in subtropical China
Li et al. Regional simulation of nitrate leaching potential from winter wheat-summer maize rotation croplands on the North China Plain using the NLEAP-GIS model
CN109588093A (zh) 一种基于双曲线指标进行区域小麦施肥合理性的判断方法
CN108564200A (zh) 一种基于产量构建地理最小数据集的土壤肥力预测方法
CN103125193A (zh) 冬小麦推荐施肥方法
CN108958329A (zh) 一种滴灌水肥一体化智能决策方法
CN104620945A (zh) 土地灌水定额的确定方法
You et al. Profile storage and vertical distribution (0–150 cm) of soil inorganic carbon in croplands in northeast China
CN103125192A (zh) 露地大樱桃测土施肥方法
Zuo et al. Characterization of the root length density distribution of wheat using a generalized function
Zhang et al. Soil nutrient variance by slope position in a Mollisol farmland area of Northeast China
CN109819745A (zh) 一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法
Wang et al. Validation of a soil phosphorus accumulation model in the wheat–maize rotation production areas of China
CN102607679A (zh) 土水重量及渗滤水质实时监测装置
CN110186961A (zh) 一种茼蒿受土壤次生盐渍化危害的诊断方法
CN106404448A (zh) 一种石油烃污染场地土壤的系统化采样方法
Nouri et al. Variability of drainage and solute leaching in heterogeneous urban vegetation environs
CN105044307B (zh) 一种基于贝叶斯理论的土壤重金属二维风险概率评估方法
CN103018401A (zh) 一种飞播林沙质土壤有机碳储量测定的方法
Xie et al. Field studies on 32 P movement and P leaching from flooded paddy soils in the region of Taihu Lake, China
CN106092911A (zh) 一种枣树冠层磷含量的检测方法
CN104813789A (zh) 一种兼顾区域产量与环境风险的北京地区冬小麦分区施氮的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20190409