CN109819745A - 一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法，包括如下步骤：步骤1：根据土壤磷素水平将土地划分为缺磷区、适宜区和高磷区，然后确定土地磷当季盈余率K；步骤2：通过长期监测和研究获得不同作物的磷素需要量C和有效磷地力产量公式为YOlsen‑P；步骤3：根据不同的土壤质地建立矫正系数A；步骤4：根据小麦产量目标Yt建立模型IP＝C×(Yt‑YOlsen‑P)×(1+K)×A。通过建立磷肥变量施肥模型，利用磷素大数据平台，研发出基于有效磷水平的磷肥推荐系统，实现精量施磷。本发明可以变量施磷，可以让施磷量精确到0.5kg/亩，减少了磷肥多施或少施的情况，使农作物能够稳定生产。
Description
技术领域
本发明涉及磷肥施用领域，具体涉及一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法。
背景技术
据全国第二次土壤普查，全国耕地总面积仅剩18.27亿亩，其中优质耕地只占21％，土壤有机质低于0.5％的耕地约占10％，缺磷地占59％，缺钾地占23％，缺磷钾地占10％。我国大部分地区还采用经验施肥，施肥量精确度不够高，在磷肥价格和农产品价格等因素影响下，实际施用过程中极易少施或过量施用，造成作物减产或生产成本增加等问题。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述大部分地区还采用经验施肥的现象导致实际施用过程中极易少施或过量施用，造成作物减产或生产成本增加的问题，本发明提供一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法，包括如下步骤：
步骤1：根据土壤磷素水平将土地划分为缺磷区、适宜区和高磷区，然后确定土地磷当季盈余率K；
步骤2：通过1990-2015年的长期监测和研究获得不同作物的磷素需要量C和有效磷地力产量公式为YOlsen-P；
步骤3：根据不同质地土壤磷素吸附及解吸特征建立矫正系数A；
步骤4：根据小麦产量目标Yt及相关参数建立磷肥使用量模型IP＝C×(Yt-YOlsen-P)×(1+K)×A。
步骤5：根据步骤4所述磷肥使用量模型计算磷肥使用量。
进一步，所述步骤1中确定土壤磷素水平的方法为：选择5个梯度以上广泛代表土壤磷素水平的土壤，设置不同磷肥用量的肥料效应大田试验，经米切李西指数模型(Mitscherlich exponential model)拟合作物产量与土壤Olsen-P的关系，确定土壤磷的农学阈值，以土壤农学阈值为标准，对比待定土壤Olsen-P含量与农学阈值的数量关系，判断土壤磷素的水平。
进一步，所述步骤1中所述缺磷区Olsen-P<15mg/kg，所述适宜区15mg/kg≤Olsen-P≤25mg/kg，所述高磷区Olsen-P>25mg/kg。
进一步，所述步骤1中依据土壤磷素投入量与作物带出量之间的关系，确定土壤当季盈余率K。
进一步，所述步骤2中确定不同作物的磷素需要量C的方法为：选择土壤磷素水平高于农学阈值的土壤，重复5次以上，按作物正常需求量施用氮磷钾肥，试验收获后，通过测定不同作物产量和含磷量，获得作物需磷系数P和磷素需求量C。作物磷素需求量C＝需磷系数P×目标产量，其中需磷系数P＝∑(作物不同器官含磷量×不同器官干物质量)/作物产量。
进一步，获得小麦需磷系数P为0.00975(kg P2O5/kg)，玉米需磷系数P为0.00866(kg P2O5/kg)，大豆需磷系数P为0.01884(kg P2O5/kg)。
进一步，有效磷地力产量公式为YOlsen-P的确定方法：选择5个梯度以上广泛代表土壤磷素水平的土壤，设置不同磷地力产量大田试验，按作物正常需求量施用氮肥和钾肥，不施磷肥，试验收获后，拟合作物产量与土壤基础磷水平的关系，建立有效磷地力产量公式YOlsen-P。
进一步，所述步骤2中小麦有效磷地力产量公式为YOlsen-P＝8317-9244.1×e-0.110×Olsen-P，玉米有效磷地力产量公式为YOlsen-P＝9796-6193×e-0.123×Olsen-P，大豆有效磷地力产量公式为YOlsen-P＝3666-6736×e-0.243×Olsen-P。
进一步，所述步骤3中依据潮土不同质地土壤磷素吸附及解吸特征，确定沙土矫正系数A为1.4，中壤矫正系数A为1.0，重壤矫正系数A为1.1。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.通过建立磷肥变量施肥模型，利用磷素大数据平台，研发出基于有效磷水平的磷肥推荐系统，实现精量施磷；
2.本发明可以变量施磷，可以让施磷量精确到0.5kg/亩，减少了磷肥多施或少施的情况，使农作物能够稳定生产；
3.可以为农业信息化施肥提供核心技术，并大规模推广，改变当前的经验施磷、等量施磷的现状。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
实施例1
一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法，包括如下步骤：
步骤1：确定土壤磷素水平的方法为：选择5个梯度以上广泛代表土壤磷素水平的土壤，设置不同磷肥用量的肥料效应大田试验，经米切李西指数模型拟合作物产量与土壤Olsen-P的关系，确定土壤磷的农学阈值，以土壤农学阈值为标准，对比待定土壤Olsen-P含量与农学阈值的数量关系，判断土壤磷素的水平，根据土壤磷素水平将土地划分为缺磷区、适宜区和高磷区，依据土壤磷素投入量与作物带出量之间的关系，确定土壤当季盈余率K，选择在高磷区中的温县和新乡两地种植小麦，测得温县Olsen-P＝35mg/kg，其土地磷当季盈余率K＝-20％，新乡Olsen-P＝43.6mg/kg，其土地磷当季盈余率K＝-30％；
步骤2：确定不同作物的磷素需要量的方法为：选择土壤磷素水平高于农学阈值的土壤，重复5次以上，按作物正常需求量施用氮磷钾肥，试验收获后，通过测定不同作物产量和含磷量，获得作物需磷系数P和磷素需求量C，作物磷素需求量C＝需磷系数P×目标产量，其中需磷系数P＝∑(作物不同器官含磷量×不同器官干物质量)/作物产量。有效磷地力产量YOlsen-P的确定方法：选择5个梯度以上广泛代表土壤磷素水平的土壤，设置不同磷地力产量大田试验，按作物正常需求量施用氮肥和钾肥，不施磷肥，试验收获后，拟合作物产量与土壤基础磷水平的关系，建立有效磷地力产量公式YOlsen-P。通过长期监测和研究获得小麦需磷系数P为0.00975kg P2O5/kg和小麦有效磷地力产量公式为YOlsen-P＝8317-9244.1×e-0.110×Olsen-P。
步骤3：依据潮土不同质地土壤磷素吸附及解吸特征，确定温县土壤为重壤其矫正系数A＝1.1，新乡为中壤其矫正系数A＝1.0；
步骤4：温县小麦产量目标Yt＝650千克/亩，新乡小麦产量目标Yt＝600千克/亩，然后建立磷肥使用量模型IP＝C×(Yt-YOlsen-P)×(1+K)×A；
步骤5：根据步骤4所述磷肥使用量模型计算小麦磷肥使用量，计算结果为温县磷肥用量0.93千克/亩，新乡磷肥用量0.35千克/亩。
实施例2
一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法，包括如下步骤：
步骤1：确定土壤磷素水平的方法为：选择5个梯度以上广泛代表土壤磷素水平的土壤，设置不同磷肥用量的肥料效应大田试验，经米切李西指数模型拟合作物产量与土壤Olsen-P的关系，确定土壤磷的农学阈值，以土壤农学阈值为标准，对比待定土壤Olsen-P含量与农学阈值的数量关系，判断土壤磷素的水平，根据土壤磷素水平将土地划分为缺磷区、适宜区和高磷区，依据土壤磷素投入量与作物带出量之间的关系，确定土壤当季盈余率K，选择适宜区中的黄泛区、永城和民权三地进行小麦种植，黄泛区Olsen-P＝25mg/kg，其土地磷当季盈余率K＝10％，永城Olsen-P＝21.1mg/kg，其土地磷当季盈余率K＝10％，民权Olsen-P＝18.6mg/kg，其土地磷当季盈余率K＝10％；
步骤2：确定不同作物的磷素需要量的方法为：选择土壤磷素水平高于农学阈值的土壤，重复5次以上，按作物正常需求量施用氮磷钾肥，试验收获后，通过测定不同作物产量和含磷量，获得作物需磷系数P和磷素需求量C，作物磷素需求量C＝需磷系数P×目标产量，其中需磷系数P＝∑(作物不同器官含磷量×不同器官干物质量)/作物产量。有效磷地力产量YOlsen-P的确定方法：选择5个梯度以上广泛代表土壤磷素水平的土壤，设置不同磷地力产量大田试验，按作物正常需求量施用氮肥和钾肥，不施磷肥，试验收获后，拟合作物产量与土壤基础磷水平的关系，建立有效磷地力产量公式YOlsen-P。通过长期监测和研究获得小麦需磷系数P为0.00975kg P2O5/kg和小麦有效磷地力产量公式为YOlsen-P＝8317-9244.1×e-0.110×Olsen-P。
步骤3：依据潮土不同质地土壤磷素吸附及解吸特征，确定黄泛区土壤为沙土其矫正系数A＝1.4，永城中壤质地土壤其矫正系数A＝1.0，民权重壤质地土壤其矫正系数A＝1.1；
步骤4：黄泛区小麦产量目标Yt＝550千克/亩，永城小麦产量目标Yt＝550千克/亩，民权小麦产量目标Yt＝600千克/亩，然后建立磷肥使用量模型IP＝C×(Yt-YOlsen-P)×(1+K)×A；
步骤5：根据步骤4所述磷肥使用量模型计算小麦磷肥使用量。计算结果为黄泛区磷肥用量0.52千克/亩，永城磷肥用量0.60千克/亩，民权磷肥用量1.48千克/亩。
实施例3
一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法，包括如下步骤：
步骤1：确定土壤磷素水平的方法为：选择5个梯度以上广泛代表土壤磷素水平的土壤，设置不同磷肥用量的肥料效应大田试验，经米切李西指数模型拟合作物产量与土壤Olsen-P的关系，确定土壤磷的农学阈值，以土壤农学阈值为标准，对比待定土壤Olsen-P含量与农学阈值的数量关系，判断土壤磷素的水平，根据土壤磷素水平将土地划分为缺磷区、适宜区和高磷区，依据土壤磷素投入量与作物带出量之间的关系，确定土壤当季盈余率K，选择缺磷区中的夏邑、民权和永城三地进行种植，夏邑Olsen-P＝6.3mg/kg，其土地磷当季盈余率K＝50％，民权Olsen-P＝8.2mg/kg，其土地磷当季盈余率K＝40％，永城Olsen-P＝7.3mg/kg，其土地磷当季盈余率K＝50％；
步骤2：确定不同作物的磷素需要量的方法为：选择土壤磷素水平高于农学阈值的土壤，重复5次以上，按作物正常需求量施用氮磷钾肥，试验收获后，通过测定不同作物产量和含磷量，获得作物需磷系数P和磷素需求量C，作物磷素需求量C＝需磷系数P×目标产量，其中需磷系数P＝∑(作物不同器官含磷量×不同器官干物质量)/作物产量。有效磷地力产量YOlsen-P的确定方法：选择5个梯度以上广泛代表土壤磷素水平的土壤，设置不同磷地力产量大田试验，按作物正常需求量施用氮肥和钾肥，不施磷肥，试验收获后，拟合作物产量与土壤基础磷水平的关系，建立有效磷地力产量公式YOlsen-P。通过长期监测和研究获得小麦需磷系数P为0.00975kg P2O5/kg和小麦有效磷地力产量公式为YOlsen-P＝8317-9244.1×e-0.110×Olsen-P。
步骤3：依据潮土不同质地土壤磷素吸附及解吸特征，确定夏邑土壤为沙土其矫正系数A＝1.4，民权沙土质地土壤其矫正系数A＝1.4，永城沙土质地土壤其矫正系数A＝1.4；
步骤4：夏邑小麦产量目标Yt＝500千克/亩，民权小麦产量目标Yt＝500千克/亩，永城小麦产量目标Yt＝500千克/亩，然后建立磷肥使用量模型IP＝C×(Yt-YOlsen-P)×(1+K)×A；
步骤5：根据步骤4所述磷肥使用量模型计算小麦磷肥使用量，计算结果为夏邑磷肥用量5.19千克/亩，永城磷肥用量3.74千克/亩，民权磷肥用量4.54千克/亩。
表1.利用该模型小麦施磷量确定值
Claims (9)
1.一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：根据土壤磷素水平将土地划分为缺磷区、适宜区和高磷区，然后确定土地磷当季盈余率K；
步骤2：通过1990-2015年的长期监测和研究获得不同作物的磷素需要量C和有效磷地力产量公式为YOlsen-P；
步骤3：根据不同的土壤质地建立矫正系数A；
步骤4：根据小麦产量目标Yt及相关参数建立磷肥使用量模型IP＝C×(Yt-YOlsen-P)×(1+K)×A；
步骤5：根据步骤4所述磷肥使用量模型计算磷肥使用量。
2.根据权利要求1所述的一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法，其特征在于，所述步骤1中确定土壤磷素水平的方法为：选择5个梯度以上广泛代表土壤磷素水平的土壤，设置不同磷肥用量的肥料效应大田试验，经米切李西指数模型拟合作物产量与土壤Olsen-P的关系，确定土壤磷的农学阈值，以土壤农学阈值为标准，对比待定土壤Olsen-P含量与农学阈值的数量关系，判断土壤磷素的水平。
3.根据权利要求1所述的一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法，其特征在于，所述步骤1中所述缺磷区Olsen-P<15mg/kg，所述适宜区15mg/kg≤Olsen-P≤25mg/kg，所述高磷区Olsen-P>25mg/kg。
4.根据权利要求1所述的一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法，其特征在于，所述步骤1中依据土壤磷素投入量与作物带出量之间的关系，确定土壤当季盈余率K。
5.根据权利要求1所述的一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法，其特征在于，所述步骤2中确定不同作物的磷素需要量C的方法为：选择土壤磷素水平高于农学阈值的土壤，重复5次以上，按作物正常需求量施用氮磷钾肥，试验收获后，通过测定不同作物产量和含磷量，获得作物需磷系数P和磷素需求量C，作物磷素需求量C＝需磷系数P×目标产量，其中需磷系数P＝∑(作物不同器官含磷量×不同器官干物质量)/作物产量。
6.根据权利要求5所述的一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法，其特征在于，所述步骤2中小麦需磷系数P为0.00975kg P2O5/kg，玉米需磷系数P为0.00866kg P2O5/kg，大豆需磷系数P为0.01884kg P2O5/kg。
7.根据权利要求1所述的一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法，其特征在于，所述步骤2中有效磷地力产量公式为YOlsen-P的确定方法：选择5个梯度以上广泛代表土壤磷素水平的土壤，设置不同磷地力产量大田试验，按作物正常需求量施用氮肥和钾肥，不施磷肥，试验收获后，拟合作物产量与土壤基础磷水平的关系，建立有效磷地力产量公式YOlsen-P。
8.根据权利要求7所述的一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法，其特征在于，所述步骤2中小麦有效磷地力产量公式为YOlsen-P＝8317-9244.1×e-0.110×Olsen-P，玉米有效磷地力产量公式为YOlsen-P＝9796-6193×e-0.123×Olsen-P，大豆有效磷地力产量公式为YOlsen-P＝3666-6736×e-0.243×Olsen-P。
9.根据权利要求1所述的一种基于土地有效磷确定磷肥使用量的方法，其特征在于，所述步骤3中依据潮土不同质地土壤磷素吸附及解吸特征，确定沙土矫正系数A为1.4，中壤矫正系数A为1.0，重壤矫正系数A为1.1。
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| Title |
|---|
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| CN109819745B (zh) | 2021-07-02 |
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