CN112005684A - 新疆棉花氮肥推荐施肥方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及科学施肥技术领域,是一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法,其包括(1)根据往年或上一年农民已获得棉花产量确定目标产量;(2)根据棉田土壤养分等级和目标产量确定棉花的氮产量反应;(3)根据氮产量反应和氮肥农学效率的关系确定氮肥农学效率;(4)根据已知的氮产量反应和氮肥农学效率求出棉花施氮量。采用本发明所述疆棉花氮肥推荐施肥方法指导新疆棉田氮肥施用,不仅提高氮肥利用率,降低氮肥损失,能够避免氮肥过量施用对环境造成不良影响,与农民习惯施肥可获得棉花产量效益相比,使用本发明所述施肥方法所获得的棉花产量效益显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及科学施肥技术领域,是一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法。
背景技术
氮素是影响棉花生长发育和产量的各种营养元素中最敏感的因素,它通过建立和维持作物光合作用与库容量在作物产量形成中扮演最重要的角色,并与钾、磷素的吸收存在着密切关系。新疆为典型的大陆性荒漠气候,农业是独特的荒漠绿洲灌溉农业。农区土地、光照等自然资源十分丰富,有利于棉花规模化生产,具有生产优质、多类型棉花得天独厚的环境条件。棉花收入占新疆农民收35%左右,在新疆南疆棉花主产县甚至占到50%至70%(田立文等,2013),棉花生产已成为新疆国民经济的主导产业和农民增收的主要途径。近年来随着新疆棉花生产水平的提高,棉农收入增加,在生产中化肥的施用量有偏高的倾向,全疆化肥的年均增长率超过棉花单产的年均增长率,化肥的增产效益也在下降(张炎等,2006; 陈西玫等, 2009),尤其是氮肥,施用存在很大的盲目性,氮肥的供给与棉花的阶段需氮不相吻合,氮肥效应不能充分发挥。氮肥的过量、不合理投入,不仅造成氮肥资源的浪费,还导致农田水体氮污染、土壤生产力与农产品品质下降、制造温室气体N2O等一系列环境问题,制约着新疆棉花产业的可持续发展 (高怀友等, 2003; 王斌等, 2009; 徐丽萍等, 2011)。由农业生产尤其是氮肥施用带来的污染问题日益受到人们的关注,如何进行精准施氮和提高养分资源管理水平变得越来越重要。
发明内容
本发明提供了一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法,通过前期大量田间试验获得的土壤基础养分供应、棉花氮吸收、目标产量、氮产量反应、氮肥农学效率等指标,建立氮的产量反应和氮肥农学效率方程,根据氮的产量反应和氮肥农学效率的关系确定施氮量,结合最佳养分管理原则,最终给出棉花合理的推荐施氮量与施用方法,从而更科学的指导棉花氮肥施用,提高氮肥利用率,降低氮肥施用对环境的负面影响。
本发明的技术方案是通过以下措施来实现的:一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法,按下述方法进行:
(1)确定棉花目标产量:目标产量(t/ha)=往年或上一年已获得产量×1.1;
(2)确定氮的产量反应:(a)如果棉花氮的产量反应已知,则直接进行下述步骤(3)的求解;(b)如果棉花氮的产量反应未知,先确定土壤养分等级,再根据不同土壤养分等级对应的氮产量反应系数确定氮产量反应,不同土壤养分等级对应的氮产量反应系数:低肥力棉田土壤对应的新疆南疆地区的氮产量反应系数为0.472,新疆北疆地区的氮产量反应系数为0.406;中肥力棉田土壤对应的新疆南疆地区的氮产量反应系数为0.398,新疆北疆地区的氮产量反应系数为0.325;高肥力棉田土壤对应的新疆南疆地区的氮产量反应系数为0.313,新疆北疆地区的氮产量反应系数为0.243;然后根据步骤(1)中的目标产量,由公式:氮产量反应=目标产量×氮产量反应系数,来确定氮产量反应;
(3)确定氮肥农学效率:由步骤(2)中获得氮产量反应之后,根据下述公式计算相应的氮肥农学效率,新疆南疆地区棉花氮肥农学效率:y=-0.2185x2 +4.6874x+0.1286,新疆北疆地区棉花氮肥农学效率:y=-0.4412x2 +5.1544x+0.4688,其中y为氮肥农学效率,农学效率的单位为kg/kg,x为氮产量反应,氮产量反应的单位为t/ha;
(4)确定施氮量:通过步骤(2)和(3)分别得到氮产量反应和氮肥农学效率,根据公式:施氮量(FN,kg N/ha)=氮产量反应×1000/氮肥农学效率,得到棉花的氮肥推荐施用量。
下面是对上述发明技术方案的进一步优化或/和改进:
上述步骤(2)的(b)中,如果棉花氮的产量反应未知,但是已知该棉田的土壤测试数据,则根据以下土壤测试数据确定土壤养分等级,再根据土壤养分等级确定氮产量反应系数;同时满足以下条件的为低肥力棉田土壤:有机质含量≤15g/kg,速效氮含量≤60mg/kg,速效磷含量≤10mg/kg,速效钾含量≤140mg/kg;同时满足以下条件的为中肥力棉田土壤:有机质含量为15g/kg至20g/kg,速效氮含量为60mg/kg至80mg/kg,速效磷含量为10mg/kg至15mg/kg,速效钾含量为140mg/kg至260mg/kg;同时满足以下条件的为高肥力棉田土壤:有机质含量≥20g/kg,速效氮含量≥80mg/kg,速效磷含量≥15mg/kg,速效钾含量≥260mg/kg。
上述当土壤的速效氮≥80mg/kg、有机质含量≤15g/kg时,该土壤的养分等级为中肥力棉田土壤;当土壤的速效氮≥80mg/kg、有机质含量为15g/kg至20g/kg时,该土壤的养分等级为高肥力棉田土壤;当土壤的速效氮≤60mg/kg、有机质含量≥20g/kg时,土壤的养分等级为中肥力棉田土壤。即当速效氮≥80mg/kg时,将有机质测试值的“低”、“中”等级升级为“中”、“高”等级;当速效氮≤60 mg/kg时,则将有机质测试值的“高”等级降级为“中”等级。
上述步骤(2)的(b)中,如果棉花氮产量反应未知,且无土壤测试数据,则根据以下条件确定土壤养分等级:
满足以下条件的为低肥力棉田土壤:砂土或微黄的粘土或壤土;
满足以下条件的为中肥力棉田土壤:有机质中等并呈灰色或褐色的粘土或壤土;
满足以下条件的为高肥力棉田土壤:有机质含量高并呈黑色的粘土或壤土。
上述步骤(2) 的(a)中,如果在已知地块做过减素试验,则根据减素试验计算产量反应,即氮产量反应=氮磷钾全部施用处理产量-不施氮处理产量。
上述确定氮肥推荐施用量后,根据基追比和施肥次数进行施肥。
上述肥料种类为有机肥时,全部基施。
上述肥料种类为单质氮肥时,在滴灌条件下,分别在蕾期、花期、花铃期和铃期分4次至6次随水追肥。FN≤180 kg/ha时,分4次施肥,分别在蕾期、初花期和花铃期和铃期施用,高、中和低土壤肥力下的施用比例分别为20:25:35:20, 25:25:35:15和25:25:30:20;180kg/ha<FN≤240kg/ha时,分5次施肥,分别在蕾期、初花期和花铃前期、花铃中期和铃期施用,施用比例为10:20:30:20:20;FN>240kg/ha时,分6次施肥,分别在蕾期、初花期和花铃前期、花铃中期、花铃后期和铃期施用,施用比例为10:20:25:25:10:10。在漫灌条件下,30%氮肥作为基肥施入,70%的氮肥分3次在浇水前分别在蕾期、花铃期和铃期施用,施用比例为25:30:15。
上述肥料种类为控释氮肥时,则需要与普通尿素配施,施用比例为70:30,70%控释尿素全部一次性基施,30%的普通尿素花期和花铃期做追肥,施用比例为10:20。
上述肥料种类为复合肥,根据复合肥带入的氮量不同,进行4次至6次施氮。由于磷养分推荐用量通常小于氮素推荐量,因此水溶复合肥推荐中应以优先满足磷养分需求为准,剩余的氮肥在分4次至6次随水追施。复合肥为水溶性复合肥,水溶性复合肥养分为 N-P2O5-K2O(代表三种养分的百分含量),水溶性复合肥基肥用量=施磷量×100/P2O5,a=水溶性复合肥基肥用量×N/100,N代表氮肥在所述水溶性复合肥中的百分含量,P2O5代表磷养分在所述水溶性复合肥中的百分含量,K2O代表钾养分在所述水溶性复合肥中的百分含量,A代表氮的推荐施用量,a代表水溶性复合肥基肥带入的氮养分量;
(a)当所述复合肥中带来的氮素用量>推荐氮量时,即a>A,
若a-A<15 kg N/ha,则不需要再施氮肥,
若a-A≥15 kgN/ha,则所述复合肥中带来的氮素过高,需要选择其他种类复合肥;
(b)若所述复合肥带来的氮素用量<推荐氮量,即a<A,且满足0<(A-a)<15 kg N/ha,则不需要再次补充氮肥;
(c)若所述复合肥带来的氮素用量<推荐氮量,即a<A,且满足15kg N/ha≤(A-a)≤50kg N/ha,则分别在花期、花铃期和铃期以尿素形式补充剩余的氮肥,尿素补充量为(A-a)/0.46;
(d)若所述复合肥带来的氮素用量<推荐氮量,即a<A,且满足(A-a)>50 kg N/ha,则分别在蕾期、花期、花铃期和铃期以尿素形式补充剩余的氮肥,尿素补充量为(A-a)/0.46。
采用本发明所述一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法指导新疆棉田氮肥施用,不仅提高氮肥利用率,降低氮肥损失,能够避免氮肥过量施用对环境造成不良影响,而且与农民习惯施肥可获得棉花产量效益相比,使用本发明所述施肥方法所获得的棉花产量效益显著提高。
具体实施方式
本发明不受下述实施例的限制,可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。本发明中的百分数如没有特殊说明,均为质量百分数。
下面结合实施例对本发明作进一步描述:
实施例1:该一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法,按下述方法进行:
(1)确定棉花目标产量:目标产量(t/ha)=往年或上一年已获得产量×1.1;
(2)确定氮的产量反应:(a)如果棉花氮的产量反应已知,则直接进行下述步骤(3)的求解;(b)如果棉花氮的产量反应未知,先确定土壤养分等级,再确定不同土壤养分等级对应的氮产量反应系数:低肥力棉田土壤对应的新疆南疆地区的氮产量反应系数为0.472,新疆北疆地区的氮产量反应系数为0.406;中肥力棉田土壤对应的新疆南疆地区的氮产量反应系数为0.398,新疆北疆地区的氮产量反应系数为0.325;高肥力棉田土壤对应的新疆南疆地区的氮产量反应系数为0.313,新疆北疆地区的氮产量反应系数为0.243;然后根据步骤(1)中的目标产量,由公式:氮产量反应=目标产量×氮产量反应系数来确定氮产量反应;
(3)确定氮肥农学效率:由步骤(2)中获得氮产量反应之后,根据下述公式计算相应的氮肥农学效率,新疆南疆地区棉花氮肥农学效率:y=-0.2185x2 +4.6874x+0.1286,新疆北疆地区棉花氮肥农学效率:y=-0.4412x2 +5.1544x+0.4688,其中y为氮肥农学效率,农学效率的单位为kg/kg,x为氮产量反应,氮产量反应的单位为t/ha;
(4)确定施氮量:通过步骤(2)和(3)分别得到氮产量反应和氮肥农学效率,根据公式:施氮量(FN,kg N/ha)=氮产量反应(t/ha)×1000/氮肥农学效率(kg/kg),得到棉花的氮肥推荐施用量。
本发明所述方法利用QUEFTS(Quantitative Evaluation of the Fertility ofTropical Soils)模型对1996年至2019新疆7个地区21个植棉县的61个棉花品种田间试验的产量和氮养分吸收数据共3285组,进行校正和模拟,获得新疆棉花最佳氮养分需求曲线;同时结合目标产量、土壤基础养分供应(土壤养分等级)、氮产量反应和氮肥农学效率等指标,应用最佳养分管理原则,从而更科学的指导棉花氮肥施用,提高氮肥利用率,降低氮肥损失。
本发明所述方法步骤(1)中,目标产量=往年或上一年已获得产量×1.1,该系数1.1即是通过前期大量田间试验获得的结果,即在新疆南疆地区试验次数n=233,新疆北疆地区试验次数n=78而得。
所述往年或上一年已获得产量可以是农民在往年或上一年习惯施肥获得的棉花产量,与农民在往年或上一年习惯施肥获得的棉花产量相比,使用本发明所述方法获得的棉花产量在新疆南疆地区提高9.2%以上,新疆北疆地区提高9.8%以上。
本发明所述方法步骤(2)的(a)中,氮的产量反应系数是根据氮磷钾全部施用处理与不施氮处理产量差和氮磷钾处理的产量的比值确定的,土壤养分供应等级(土壤养分等级)为低、中、高对应的氮产量反应系数分别为氮产量反应系数由小到大排列的第75%、第50%和第25%位对应的系数。
实施例2:作为上述实施例的优化,步骤(2)的(b)中,如果棉花氮的产量反应未知,但是已知该棉田的土壤测试数据,则根据以下土壤测试数据确定土壤养分等级,再根据土壤养分等级确定氮产量反应系数;同时满足以下条件的为低肥力棉田土壤:有机质含量≤15g/kg,速效氮含量≤60mg/kg,速效磷含量≤10mg/kg,速效钾含量≤140mg/kg;同时满足以下条件的为中肥力棉田土壤:有机质含量为15g/kg至20g/kg,速效氮含量为60mg/kg至80mg/kg,速效磷含量为10mg/kg至15mg/kg,速效钾含量为140mg/kg至260mg/kg;同时满足以下条件的为高肥力棉田土壤:有机质含量≥20g/kg,速效氮含量≥80mg/kg,速效磷含量≥15mg/kg,速效钾含量≥260mg/kg。
实施例3:与实施例2不同,当土壤的测试数据不满足实施例2所述土壤养分等级划分条件时,可通过下述条件确定土壤养分等级:
当土壤的速效氮≥80mg/kg、有机质含量≤15g/kg时,该土壤的养分等级为中肥力棉田土壤;当土壤的速效氮≥80mg/kg、有机质含量为15g/kg至20g/kg时,该土壤的养分等级为高肥力棉田土壤;当土壤的速效氮≤60mg/kg、有机质含量≥20g/kg时,土壤的养分等级为中肥力棉田土壤。即当速效氮≥80mg/kg时,将有机质测试值的“低”、“中”等级升级为“中”、“高”等级;当速效氮≤60 mg/kg时,则将有机质测试值的“高”等级降级为“中”等级。
实施例4:作为上述实施例的优化,步骤(2)的(b)中,如果棉花氮产量反应未知,且无土壤测试数据,则根据土以下条件确定土壤养分等级:
满足以下条件的为低肥力棉田土壤:砂土或微黄的粘土或壤土;
满足以下条件的为中肥力棉田土壤:有机质中等并呈灰色或褐色的粘土或壤土;
满足以下条件的为高肥力棉田土壤:有机质含量高并呈黑色的粘土或壤土。
实施例5:作为上述实施例的优化,步骤(a)中,如果在已知地块做过减素试验,则根据减素试验计算产量反应,即氮产量反应(t/ha)=施氮磷钾肥地块产量-不施氮地块产量。
实施例6:作为上述实施例的优化,确定氮肥推荐施用量后,根据基追比和施肥次数进行施肥。
实施例7:作为上述实施例6的优化,肥料种类为有机肥时,全部基施。
实施例8:作为上述实施例6的优化,肥料种类为单质氮肥时,在滴灌条件下,分别在蕾期、花期、花铃期和铃期分4次至6次随水追肥。FN≤180 kg/ha时,分4次施肥,分别在蕾期、初花期和花铃期和铃期施用,高、中和低土壤肥力下的施用比例分别为20:25:35:20,25:25:35:15和25:25:30:20;180kg/ha<FN≤240kg/ha时,分5次施肥,分别在蕾期、初花期和花铃前期、花铃中期和铃期施用,施用比例为10:20:30:20:20;FN>240kg/ha时,分6次施肥,分别在蕾期、初花期和花铃前期、花铃中期、花铃后期和铃期施用,施用比例为10:20:25:25:10:10。在漫灌条件下,30%氮肥作为基肥施入,70%的氮肥分3次在浇水前分别在蕾期、花铃期和铃期施用,施用比例为25:30:15。FN代表氮肥用量。
实施例9:作为上述实施例6的优化,肥料种类为控释氮肥时,则需要与普通尿素配施,施用比例为70:30,70%控释尿素全部一次性基施,30%的普通尿素花期和花铃期做追肥,施用比例为10:20。
实施例10:作为上述实施例6的优化,肥料种类为复合肥,根据复合肥带入的氮量不同,进行4次至6次施氮。由于磷养分推荐用量通常小于氮素推荐量,因此水溶复合肥推荐中应以优先满足磷养分需求为准,剩余的氮肥在分4次至6次随水追施。复合肥为水溶性复合肥,水溶性复合肥养分为 N-P2O5-K2O(代表三种养分的百分含量),水溶性复合肥基肥用量=施磷量×100/P2O5,a=水溶性复合肥基肥用量×N/100,N代表氮肥在所述水溶性复合肥中的百分含量,P2O5代表磷养分在所述水溶性复合肥中的百分含量,K2O代表钾养分在所述水溶性复合肥中的百分含量,A代表氮的推荐施用量,a代表水溶性复合肥基肥带入的氮养分量;
(a)当所述复合肥中带来的氮素用量>推荐氮量时,即a>A,
若a-A<15 kg N/ha,则不需要再施氮肥,
若a-A≥15 kgN/ha,则所述复合肥中带来的氮素过高,需要选择其他种类复合肥;
(b)若所述复合肥带来的氮素用量<推荐氮量,即a<A,且满足0<(A-a)<15 kg N/ha,则不需要再施氮肥;
(c)若所述复合肥带来的氮素用量<推荐氮量,即a<A,且满足15kg N/ha≤(A-a)≤50kg N/ha,则分别在花期、花铃期和铃期以尿素形式补充剩余的氮肥,尿素补充量为(A-a)/0.46;
(d)若所述复合肥带来的氮素用量<推荐氮量,即a<A,且满足(A-a)>50 kg N/ha,则分别在蕾期、花期、花铃期和铃期以尿素形式补充剩余的氮肥,尿素补充量为(A-a)/0.46。这里所说的推荐氮量是通过本发明所述方法步骤(4)得到的氮肥推荐施用量。
本发明所述一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法的应用实施例如下:
应用实施例1
一种种植在新疆北疆地区新星棉5号的往年平均籽棉产量为5.5t/ha,氮产量反应为1t/ha,那么今年的目标产量=5.5×1.1=6.05t/ha。根据氮的产量反应和氮肥农学效率的关系式:y=-0.4412x2+5.1544x+0.4688(y为氮肥农学效率kg/kg,x为氮产量反应t/ha)得出农学效率为5.18kg/kg,根据公式:施氮量(FN,kg N/ha)=氮产量反应(t/ha)×1000/氮肥农学效率(kg/kg)得出该棉田的推荐施氮量为193kg/ha。按照蕾期:初花期:花铃期1:花铃期2:铃期=10:20:30:20:20的比例将氮肥施入,最终得到籽棉产量为6.086t/ha。
应用实施例2
一种种植在新疆北疆地区的新陆早48号的往年平均籽棉产量为5t/ha,氮产量反应未知,也无土壤测试。通过观察土壤的表面性状,棉田土壤质地为壤质,土壤颜色为灰色,根据土壤养分供应等级的估算可以确定该棉田的土壤养分等级为中(中肥力棉田土壤),得出中肥力棉田土壤对应的氮产量反应系数为0.325,根据公式:目标产量=往年获得产量×1.1得出今年的目标产量为5×1.1=5.5t/ha。氮产量反应=目标产量×氮产量反应系数=5.5*0.325=1.787t/ha。根据氮的产量反应和氮肥农学效率的关系式:y=-0.4412x2+5.1544x+0.4688(y为氮肥农学效率kg/kg,x为氮产量反应t/ha)得出农学效率为8.27kg/kg ,根据公式:施氮量(FN,kg N/ha)=氮产量反应(t/ha)×1000/氮肥农学效率(kg/kg)得出该棉田的推荐施氮量为216kg/ha。按照蕾期:初花期:花铃期1:花铃期2:铃期=10:20:30:20:20的比例将氮肥分5次施入,最终得到籽棉产量为5.504t/ha。
应用实施例3
一种种植在新疆南疆地区的新陆早75号的上一年籽棉产量为6.5t/ha,氮产量反应未知,也无土壤测试。通过观察土壤的表面性状,棉田土壤质地为壤质,土壤颜色为灰色,根据土壤养分供应等级的估算可以确定该棉田的土壤养分等级为中(中肥力棉田土壤),得出中肥力棉田土壤对应的氮产量反应系数为0.398,根据公式:目标产量=上一年可获得产量×1.1得出今年的目标产量为6.5×1.1=7.15t/ha。氮产量反应=目标产量×氮产量反应系数=7.15×0.398=2.845t/ha。根据氮的产量反应和氮肥农学效率的关系式:y=-0.2185x2+4.6874x+0.1286(y为氮肥农学效率kg/kg,x为氮产量反应t/ha)得出氮肥农学效率为11.7kg/kg,根据公式:施氮量(FN,kg N/ha)=氮产量反应(t/ha)×1000/氮肥农学效率(kg/kg)得出该棉田的推荐施氮量为243kg/ha。按照蕾期:初花期:花铃前期:花铃中期:花铃后期:铃期=10:20:25:25:10:10的比例将氮肥分6次施入,最终得到籽棉产量为7.247t/ha。
应用实施例4
一种种植在新疆北疆地区的新陆早57号的往年平均籽棉产量为5.8t/ha,氮产量反应未知,但是之前做过土壤测试,测试结果为:11.3 g/kg,速效氮58.4 mg/kg,有效磷24.4mg/kg,速效钾229 mg/kg。根据土壤测试氮磷钾临界值指标可以确定该棉田土壤地力等级属于低(低肥力棉田土壤),得出低肥力棉田土壤对应的氮产量反应系数为0.406,根据公式:目标产量=往年获得产量×1.1得出今年的目标产量为5.8×1.1=6.38t/ha。氮产量反应=目标产量×氮产量反应系数=6.38×0.406=2.59t/ha。根据氮的产量反应和氮肥农学效率的关系式:y=-0.4412x2+5.1544x+0.4688(y为氮肥农学效率kg/kg,x为氮产量反应t/ha)得出氮肥农学效率为10.85kg/kg,根据公式:施氮量(FN,kg N/ha)=氮产量反应(t/ha)×1000/氮肥农学效率(kg/kg)得出该棉田的推荐施氮量为238kg/ha。按照蕾期:初花期:花铃前期:花铃中期:铃期=10:20:30:20:20的比例将氮肥分5次施入,最终得到籽棉产量为6.451t/ha。
应用实施例5
一种种植在新疆南疆地区的新陆早65号上一年籽棉产量为5.9t/ha,氮产量反应1.4t/ha,目标产量=农民可获得产量×1.1得出今年的目标产量为:目标产量=上一年获得产量×1.1得出今年的目标产量为5.9×1.1=6.49t/ha。根据氮的产量反应和氮肥农学效率的关系式:y=-0.2185x2+4.6874x+0.1286(y为氮肥农学效率kg/kg,x为氮产量反应t/ha) 得出农学效率为6.26kg/kg,根据公式:施氮量(FN,kg N/ha)=氮产量反应(t/ha)×1000/氮肥农学效率(kg/kg)得出该棉田的推荐施氮量为223kg/ha。按照蕾期:初花期:花铃前期:花铃中期:铃期=10:20:30:20:20的比例将氮肥分5次施入,最终得到籽棉产量为6.887t/ha。
应用实施例6
一种种植在新疆北疆地区的新陆早57号的去年籽棉产量为5.6t/ha,氮产量反应1.1t/ha,根据公式:目标产量=上一年获得产量×1.1得出今年的目标产量为5.6×1.1=6.16t/ha。根据氮的产量反应和氮肥农学效率的关系式:y=-0.4412x2+5.1544x+0.4688(y为氮肥农学效率kg/kg,x为氮产量反应t/ha)得出氮肥农学效率为5.6kg/kg,根据公式:施氮量(FN,kg N/ha)=氮产量反应(t/ha)×1000/氮肥农学效率(kg/kg)得出该棉田的推荐施氮量为196kg/ha。按照蕾期:初花期:花铃前期:花铃中期:铃期=10:20:30:20:20的比例将氮肥分5次施入,最终得到籽棉产量为6.159t/ha。
由上述应用实施例可知,按照本发明所述一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法指导棉花氮肥施用,不仅提高氮肥利用率,降低氮肥损失,能够避免氮肥过量施用对环境造成不良影响,而且与农民习惯施肥可获得棉花产量效益相比,使用本发明所述施肥方法所获得的棉花产量效益显著提高。
本发明所述方法采用QUEFTS模型分析最佳养分吸收,除了考虑土壤养分供应(土壤养分级别),还考虑了土壤以外的其他来源养分,如沉降、灌水等环境带入养分,时效性强,在有无土壤测试的条件下均可使用,充分考虑了棉田土壤本身的养分供应,能更合理地为农民推荐氮肥的施用量,在提高氮肥利用率的同时,降低氮肥过量施用对环境造成的不利影响;本发明所述方法不仅适合新疆以小农户为主体的经营模式,而且能够实现区域尺度的氮肥推荐,是实现棉花增产增效和提高其比较优势的重要途径。
以上技术特征构成了本发明的实施例,其具有较强的适应性和实施效果,可根据实际需要增减非必要的技术特征,来满足不同情况的需求。
Claims (10)
1.一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法,其特征在于按下述方法进行:
(1)确定棉花目标产量:目标产量(t/ha)=往年或上一年已获得产量×1.1;
(2)确定氮的产量反应:(a)如果棉花氮的产量反应已知,则直接进行下述步骤(3)的求解;(b)如果棉花氮的产量反应未知,先确定土壤养分等级,再根据不同土壤养分等级对应的氮产量反应系数确定氮产量反应,不同土壤养分等级对应的氮产量反应系数:低肥力棉田土壤对应的新疆南疆地区的氮产量反应系数为0.472,新疆北疆地区的氮产量反应系数为0.406;中肥力棉田土壤对应的新疆南疆地区的氮产量反应系数为0.398,新疆北疆地区的氮产量反应系数为0.325;高肥力棉田土壤对应的新疆南疆地区的氮产量反应系数为0.313,新疆北疆地区的氮产量反应系数为0.243;然后根据步骤(1)中的目标产量,由公式:氮产量反应=目标产量×氮产量反应系数,来确定氮的产量反应;
(3)确定氮肥农学效率:由步骤(2)中获得氮产量反应之后,根据下述公式计算相应的氮肥农学效率,新疆南疆地区棉花的氮肥农学效率:y=-0.2185x2 +4.6874x+0.1286,新疆北疆地区棉花氮肥农学效率:y=-0.4412x2+5.1544x+0.4688,其中y为氮肥农学效率,农学效率的单位为kg/kg,x为氮产量反应,氮产量反应的单位为t/ha;
(4)确定施氮量:通过步骤(2)和(3)分别得到氮的产量反应和农学效率,根据公式:施氮量(FN,kg N/ha)=氮产量反应×1000/氮肥农学效率,得到棉花的氮肥推荐施用量。
2.根据权利要求1所述的一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法,其特征在于步骤(2)的(b)中,如果棉花氮的产量反应未知,但是已知该棉田的土壤测试数据,则根据以下土壤测试数据确定土壤养分等级,再根据土壤养分等级确定氮产量反应系数;同时满足以下条件的为低肥力棉田土壤:有机质含量≤15g/kg,速效氮含量≤60mg/kg,速效磷含量≤10mg/kg,速效钾含量≤140mg/kg;同时满足以下条件的为中肥力棉田土壤:有机质含量为15g/kg至20g/kg,速效氮含量为60mg/kg至80mg/kg,速效磷含量为10mg/kg至15mg/kg,速效钾含量为140mg/kg至260mg/kg;同时满足以下条件的为高肥力棉田土壤:有机质含量≥20g/kg,速效氮含量≥80mg/kg,速效磷含量≥15mg/kg,速效钾含量≥260mg/kg。
3.根据权利要求1所述的一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法,其特征在于当土壤的速效氮≥80mg/kg、有机质含量≤15g/kg时,该土壤的养分等级为中肥力棉田土壤;当土壤的速效氮≥80mg/kg、有机质含量为15g/kg至20g/kg时,该土壤的养分等级为高肥力棉田土壤;当土壤的速效氮≤60mg/kg、有机质含量≥20g/kg时,土壤的养分等级为中肥力棉田土壤。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法,其特征在于步骤(2)的(b)中,如果棉花氮产量反应未知,且无土壤测试数据,则根据土以下条件确定土壤养分等级:
满足以下条件的为低肥力棉田土壤:砂土或微黄的粘土或壤土;
满足以下条件的为中肥力棉田土壤:有机质中等并呈灰色或褐色的粘土或壤土;
满足以下条件的为高肥力棉田土壤:有机质含量高并呈黑色的粘土或壤土。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法,其特征在于步骤(a)中,如果在已知地块做过减素试验,则根据减素试验计算氮产量反应,即氮产量反应=氮磷钾全部施用处理产量-不施氮处理产量。
6.根据权利要求1或2或3或4或5所述的一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法,其特征在于确定氮肥推荐施用量后,根据棉花生长规律确定基追比例,按照基追比例和施肥次数。
7.根据权利要求6所述的一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法,其特征在于肥料种类为有机肥时,全部基施。
8.根据权利要求6所述的一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法,其特征在于肥料种类为单质氮肥时,在滴灌条件下,分别在蕾期、花期、花铃期和铃期分4次至6次随水追肥;FN≤180kg/ha时,分4次施肥,分别在蕾期、初花期和花铃期和铃期施用,高、中和低土壤肥力下的施用比例分别为20:25:35:20, 25:25:35:15和25:25:30:20;180kg/ha<FN≤240kg/ha时,分5次施肥,分别在蕾期、初花期和花铃前期、花铃中期和铃期施用,施用比例为10:20:30:20:20;FN>240kg/ha时,分6次施肥,分别在蕾期、初花期和花铃前期、花铃中期、花铃后期和铃期施用,施用比例为10:20:25:25:10:10,在漫灌条件下,30%氮肥作为基肥施入,70%的氮肥分3次在浇水前分别在蕾期、花铃期和铃期施用,施用比例为25:30:15,FN代表氮肥用量。
9.根据权利要求6所述的一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法,其特征在于肥料种类为控释氮肥时,则需要与普通尿素配施,施用比例为70:30,70%控释尿素全部一次性基施,30%的普通尿素分别在花期和花铃期做追肥,施用比例为10:20。
10.根据权利要求6所述的一种新疆棉花氮肥推荐施肥方法,其特征在于肥料种类为复合肥,根据复合肥带入的氮量不同,进行4次至6次施氮,由于磷养分推荐用量通常小于氮素推荐量,因此水溶复合肥推荐中应以优先满足磷养分需求为准,剩余的氮素在分4次至6次随水追施,复合肥为水溶性复合肥,水溶性复合肥养分为 N-P2O5-K2O ,水溶性复合肥基肥用量=施磷量×100/P2O5,a=水溶性复合肥基肥用量×N/100,P2O5代表磷养分在所述水溶性复合肥中的百分含量,N代表氮肥在所述水溶性复合肥中的百分含量,K2O代表钾养分在所述水溶性复合肥中的百分含量,A代表氮的推荐施用量,a代表水溶性复合肥基肥带入的氮养分量;
(a)当所述复合肥中带来的氮素用量>推荐氮量时,即a>A,
若a-A<15 kg N/ha,则不需要再施氮肥;
若a-A≥15kg N/ha,则所述复合肥中带来的氮素过高,需要选择其他种类复合肥;
(b)若所述复合肥带来的氮素用量<推荐氮量,即a<A,且满足0<(A-a)<15 kg N/ha,则不需要再次补充氮肥;
(c)若所述复合肥带来的氮素用量<推荐氮量,即a<A,且满足15kg N/ha≤(A-a)≤50kg N/ha,则分别在花期、花铃期和铃期以尿素形式补充剩余的氮肥,尿素补充量为(A-a)/0.46;
(d)若所述复合肥带来的氮素用量<推荐氮量,即a<A,且满足(A-a)>50 kg N/ha,则分别在蕾期、花期、花铃期和铃期以尿素形式补充剩余的氮肥,尿素补充量为(A-a)/0.46。
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GR01 | Patent grant | ||
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