CN117337674A - 一种旱作马铃薯水溶性专用肥配肥和其推荐施用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旱作马铃薯水溶性专用肥配肥和其推荐施用方法，属于农业资源环境技术领域，本发明中的配肥方法基于旱作马铃薯各生育期N、P和K养分吸收量和滴灌施肥水肥耦合一体化技术的水溶性专用肥N、P和K养分利用率，确定旱作马铃薯作物水溶性专用肥N、P和K养分的需求比例，提供了一种旱作马铃薯作物水溶性专用肥料的配制生产方法。同时，本发明还基于4R原则提供了该旱作马铃薯水溶性专用肥料的推荐施用方法。本发明结合现代滴灌施肥水肥耦合一体化技术进行配肥和4R原则推荐施肥，可在减少肥料施用量的前提下，充分发挥肥效，提高马铃薯产量和品质。
Description
技术领域
本发明属于农业资源环境技术领域，具体涉及一种旱作马铃薯水溶性专用肥配肥和其推荐施用方法。
背景技术
当前马铃薯种植普遍存在偏施氮肥以及磷钾养分失衡等问题，肥料不合理施用不仅影响马铃薯产量的进一步提高，还导致肥料利用率低下和环境污染等问题。马铃薯是一种高投入高产出同时也是高耗水的作物。随着马铃薯主粮化进程的推进，种植面积不断扩大，受到水资源短缺的严重制约。干旱地区水肥利用效率是增加马铃薯种植效益的主要途径，水肥耦合一体化技术是马铃薯产量进一步提高的有效途径。
马铃薯地膜覆盖技术基本经历了20世纪80年代的试验阶段、90年代的起步应用阶段、2000年后的创新探索应用阶段以及2010年以来的集成提升应用；种植形式有超薄白色地膜半膜覆盖、加厚黑色地膜半膜覆盖、黑色地膜双垄沟全膜覆盖以及黑色地膜半膜覆盖加滴灌等。地膜栽培能够保墒集水、抗旱、防寒、抑制杂草、改善马铃薯生长微环境，也为提高马铃薯栽培的水肥管理水平提出了更高的要求。
旱作马铃薯覆膜水肥耦合一体化技术，即地膜覆盖和滴灌施肥技术相结合，己被生产实践证明是有效增产和节水、节肥技术。水肥耦合一体化技术因地制宜制定灌溉、施肥方案，强调水肥两大因素的协同互作效应。在灌水量、施肥量及其灌溉、施肥时间控制等方面都达到了很高的精度，可以大幅度提高水肥的利用效率，并可根据马铃薯作物对水肥的需求规律，在不同生育时期实现定量精准供给。不仅协调和满足供应作物生长对水肥的需求，提高农产品产量，而且较好地解决土壤养分富集和盐渍化问题。同时，可有效控制因盲目过量施肥造成的水分下渗和养分移动淋失、地下水及土壤环境污染，减少农药残留污染，改善农田生态环境和水资源短缺状况，对促进农业可持续发展具有重大现实意义。
马铃薯高产高效的两大制约因素无外乎水和肥。地膜覆盖极大解决了马铃薯栽培的“水”这一制约因素的影响。那么，选择合理的马铃薯水溶性专用肥配方进行合理配肥生产，不仅有效解决了马铃薯栽培的“肥”的制约因素的影响，而且可以提供一种结合滴灌施肥水肥耦合一体化技术的标准化的施用量和施用方法，对于马铃薯栽培的优质、高产、高效意义重大。
近年来，地膜覆盖马铃薯在种薯选用、配方施肥、中耕管理、打秧收获等一系列技术上进行了集成组装，将覆膜方式应用与农艺农机深度融合，非常适应土地流转后种植大户和专业合作社企业化生产，为机械化生产全面铺开、马铃薯种植现代化发展注入了新的活力。同时，在马铃薯作物全生育期中能否简化生产方法，达到节肥、节水、降低劳动强度就显得尤为重要。
施肥的宗旨要符合4R(Right source,Right rate,Right time,Rightplace)原则，即选择合适的肥料种类、使用合适的用量在合适的时间施用在合适的位置，以满足作物的养分需求，并达到供需同步。然而，由于土壤类型、气候条件、轮作系统和管理措施的巨大差异，在马铃薯作物生产实际中很难实现。施肥是实现马铃薯作物高产高效的前提条件，“4R”原则在指导正确施肥过程中起着关键性作用。其中，采用合理、正确的肥料配方进行配肥是集约化生产的关键，正确的施肥时期是保证合理施肥的关键，同时，正确的施肥时期决定了配方肥在整个生育期的分配比例，这个分配比例与作物的干物质累积规律、养分需求规律相关联。因此，根据马铃薯作物的养分吸收规律和“4R”原则，结合滴灌施肥水肥耦合一体化技术研制开发旱作马铃薯水溶性专用肥和其水肥耦合一体化推荐施用方法具有重要意义。
发明内容
本发明目的是基于旱作马铃薯作物的养分吸收规律、水肥耦合一体化技术和“4R”原则提供一种旱作马铃薯水溶性专用肥料配肥和其推荐施用方法，即根据旱作马铃薯作物各生育期的养分吸收规律，结合滴灌施肥水肥耦合一体化技术，提供一种旱作马铃薯水溶性专用肥料的配肥和其推荐施用方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
本发明提供了一种旱作马铃薯水溶性专用肥的配肥方法，该方法是一种基于旱作马铃薯各生育期N、P和K养分吸收量m(kg/ha)的水溶性专用肥的配肥方法，包括以下步骤：
(1)依据旱作马铃薯各生育期内N、P和K养分的吸收量的田间试验和统计分析资料，确定旱作马铃薯各生育期内N、P和K养分吸收量m(kg/ha)；
所述旱作马铃薯生育期划分为第一生育期和第二生育期，所述第一生育期为苗期至块茎形成期，所述第二生育期为块茎膨大前期至淀粉积累期至收获期。
所述旱作马铃薯第一生育期的块茎形成期和第二生育期的淀粉积累期为旱作马铃薯的特殊或关键生育期；
(2)依据步骤(1)得到的结果，确定旱作马铃薯水溶性专用肥料N、P和K养分的初始配比；
所述旱作马铃薯水溶性专用肥料由块茎形成肥和块茎成熟肥组成；
所述块茎形成肥为旱作马铃薯第一生育期的苗期至块茎形成期追施专用肥料，以第一生育期的块茎形成期N、P和K养分的吸收量m(kg/ha)为依据确定N、P和K养分的初始配比；
所述块茎成熟肥为旱作马铃薯第二生育期的块茎膨大前期至淀粉积累期至收获期追施专用肥料，以第二生育期的淀粉积累期N、P和K养分的吸收量m(kg/ha)为依据确定N、P和K养分的初始配比；
所述旱作马铃薯块茎形成肥N、P和K养分的初始配比依据第一生育期的块茎形成期N、P和K养分吸收量m记为：mN1、mP1和mK1，获得旱作马铃薯水溶性块茎形成肥初始配比为：1:(mP1/mN1):(mK1/mN1)；
所述旱作马铃薯块茎成熟肥N、P和K养分的初始配比依据第二生育期的淀粉积累期N、P和K养分吸收量m记为：mN2、mP2和mK2，获得旱作马铃薯水溶性块茎成熟肥初始配比为：1:(mP2/mN2):(mK2/mN2)；
(3)依据步骤(2)得到的初始配比和滴灌施肥水肥耦合一体化技术的旱作马铃薯水溶性专用肥料的N、P和K养分利用率α分别记为αN、αP和αK，修正旱作马铃薯水溶性肥料N、P和K养分的初始配比，获得修正后的旱作马铃薯水溶性肥料N、P和K养分的配比；
所述旱作马铃薯作物水溶性专用肥料滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N、P和K养分利用率αN、αP及αK分别为50～60％、40～50％和60～70％。
所述修正后的旱作马铃薯作物水溶性专用肥料N、P和K养分配比为：1:[(mP/mN)×αN/αP)]:[(mK/mN)×αN/αK)]。
(4)依据旱作马铃薯作物的栽培土壤的持水、保肥能力，对步骤(3)旱作马铃薯水溶性专用肥料N、P和K养分的利用率αN、αP和αK进一步优化，获得优化后的旱作马铃薯水溶性专用肥料N、P和K养分的最终配比；
所述旱作马铃薯作物栽培土壤的持水、保肥能力的影响因素为旱作马铃薯栽培土壤的土壤质地；
根据我国1986年版土壤质地分类标准分类，所述旱作马铃薯作物的栽培土壤质地限定为壤土和砂壤土；
所述壤土是一种介于砂质与黏土之间的土壤。该土壤团粒结构小，腐殖质、矿物质含量丰富，疏松透气，具有较强的蓄水性和保肥能力，旱作马铃薯水溶性专用肥N、P和K养分的利用率αN、αP和αK较高；即在壤土栽培条件下，所述优化后的旱作马铃薯作物水溶性专用肥滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N、P和K养分利用率αN、αP和αK分别为60％、50％和70％；
所述砂壤土是一种带砂带黏土壤，该土壤不结团、不板硬、疏松透气，透水能力强，保肥能力较弱，旱作马铃薯水溶性专用肥N、P和K养分的利用率αN、αP和αK较低；即在砂壤土栽培条件下，所述优化后的旱作马铃薯作物水溶性专用肥滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N、P和K养分利用率αN、αP和αK分别为50％、40％和60％；
所述优化后的旱作马铃薯水溶性专用肥料N、P和K养分的最终配比为：1:[(mP/mN)×αN/αP)]:[(mK/mN)×αN/αK)]＝1:[(mP/mN)×60％/50％)]:[(mK/mN)×60％/70％)]；
所述优化后的旱作马铃薯水溶性专用肥料N、P和K养分的最终配比为：1:[(mP/mN)×αN/αP)]:[(mK/mN)×αN/αK)]＝1:[(mP/mN)×50％/40％)]:[(mK/mN)×50％/60％)]；
(5)依据步骤(4)获得的优化后的旱作马铃薯水溶性专用肥料N、P和K养分的最终配比，分别配制生产旱作马铃薯作物水溶性专用肥料。
进一步地，步骤(5)中，配制旱作马铃薯作物水溶性专用肥料的具体步骤包括：依据步骤(4)得到的优化后的旱作马铃薯作物水溶性专用肥料N、P和K养分的最终配比，折算旱作马铃薯作物水溶性专用肥料N、P2O5和K2O养分的配比；依据大量元素水溶肥料标准(NY1107-2020)确定旱作马铃薯作物水溶性专用肥料中总养分含量G和对应N-P2O5-K2O品级后，进行配肥生产。
进一步地，所述旱作马铃薯作物水溶性专用肥料N、P和K养分折算为N、P2O5和K2O养分的配比为1:[(mP/mN)×αN/αP×2.29)]:[(mK/mN)×αN/αK×1.2)]。其中，2.29为P2O5的转换系数，1.2为K2O的转换系数。
进一步地，所述旱作马铃薯作物水溶性专用肥料由大量元素N-P2O5-K2O和微量元素TE组成，养分来源包括：
(1)所述大量元素为N、P2O5和K2O养分来源于：硝铵磷、硫酸铵、磷酸二氢钾、硝酸钾；其中：
硝铵磷分子式为H12N3O4P，颗粒状，含氮32％，含磷4％。
硫酸铵分子式为(NH4)2SO4，白色颗粒晶体，含氮(铵态氮)21.20％，硫24.20％。
磷酸二氢钾也叫磷酸一钾。分子式为KH2PO4，无色或白色结晶或粉末，纯品含钾28.73％，含磷22.76％。
硝酸钾分子式为KNO3，无色或白色结晶，含氮(硝态氮)13.85％，钾38.67％。
(2)所述微量元素TE包括Zn、Fe、Mn、Cu、B和Mo，养分来源于EDTA-锌、EDTA-铁、EDTA-锰、EDTA-铜、硼酸和钼酸铵中的一种或几种的组合；其中：
EDTA-锌分子式为C10H12N2O8ZnNa2，白色粉末，含锌14.5％。
EDTA-铁分子式为C10H12N2O8FeNa·3H2O，棕黄色结晶性粉末，含铁12.5％。
EDTA-锰分子式为C10H12N2O8MnNa2，微红色粉末，含锰12.5％。
EDTA-铜分子式为C10H12N2O8CuNa2，蓝色粉末，含铜14.5％。
硼酸分子式为H3BO3，无色或白色结晶粉末，含硼17.0％。
钼酸铵分子式为(NH4)2MoO4，白色粉末，含钼20.0％。
本发明继续提供了一种根据上述旱作马铃薯作物水溶性专用肥料配肥方法配制生产获得的旱作马铃薯作物水溶性专用肥料产品的滴灌施肥水肥耦合一体化的推荐施用方法，该方法是一种基于4R原则的推荐施肥方法；包括如下步骤：
1)依据旱作马铃薯生育期的生育特征，确定旱作马铃薯在滴灌施肥条件下的追肥期、追肥时间、追肥间隔、追肥次数和追肥品种：
所述追肥期划分为第一追肥期和第二追肥期，所述第一追肥期是指旱作马铃薯作物第一生育期的苗期至块茎形成期至块茎膨大前期；所述第二追肥期是指旱作马铃薯作物第二生育期的淀粉积累期至收获期；
所述第一追肥期的苗期为营养生长期，是指幼苗前期至幼苗期后期；幼苗前期为幼苗出土半月左右地上主茎形成6-8片叶时，幼苗期后期为待主茎上叶片分化到12-16片后，顶芽进入孕蕾期，地上部分出现花蕾、地下匍匐茎的顶端开始膨大时，从幼苗出土到现蕾一般为20-25天。所述第一追肥期的块茎形成期至块茎膨大前期为营养生殖共生期，是指现蕾到开花或称初花至终花期，决定着块茎的数目，是总产量形成的关键期。所述第一追肥期的追肥时间从现蕾开始实施第1次追肥，每隔4～6d施用1次，追施次数n1＝8-10次；所述追肥品种为块茎形成肥。
所述第二追肥期的淀粉积累期至收获期为生殖生长期，是指终花至成熟期，以积累淀粉为中心，块茎体积虽然不再增大，但淀粉、蛋白质和灰分却继续增加，从而使重量增加。所述第二追肥期的追肥时间从终花后的第8～10d实施第1次追肥，每隔8～10d施用1次，追施次数n2＝2-3次；所述追肥品种为块茎成熟肥。
2)依据滴灌施肥条件下旱作马铃薯水溶性专用肥料氮(N)素养分吸收利用率αN的影响因素为栽培土壤的土壤质地，进一步优化旱作马铃薯水溶性专用肥料的追肥时间、追肥间隔和追肥次数：
所述旱作马铃薯作物水溶性专用肥料滴灌施肥水肥耦合一体化技术的追肥时间、追肥间隔和追肥次数的进一步优化的条件依据为栽培土壤的土壤质地不同引起栽培土壤的持水、保肥能力不同，进而引起旱作马铃薯水溶性专用肥料N素养分吸收利用率αN不同。
所述旱作马铃薯栽培土壤的土壤质地限定为壤土和砂壤土；
所述壤土具有较强的蓄水性和保肥能力，在此栽培条件下的旱作马铃薯水溶性专用肥N养分的利用率αN较高；在壤土构成条件下，追肥时间或追肥间隔延长，施肥次数相应减少。即优化后的旱作马铃薯块茎形成肥从现蕾开始实施第1次追肥，追施次数n1＝8次，每隔6d施用1次；优化后的旱作马铃薯块茎成熟肥从终花后的第10d实施第1次追肥，追施次数n2＝2次，每隔10d施用1次；
所述砂壤土透水能力强，保肥能力较弱；在砂壤土的栽培条件下，旱作马铃薯水溶性专用肥料N素养分吸收利用率αN较低，追肥时间或追肥间隔缩短，施肥次数相应增加。即优化后的旱作马铃薯块茎形成肥从现蕾开始实施第1次追肥，追施次数n1＝10次，每隔4d施用1次；优化后的旱作马铃薯块茎成熟肥从终花后的第8d实施第1次追肥，追施次数n2＝3次，每隔8d施用1次；
3)依据旱作马铃薯各生育期单株N、P和K养分吸收量m(kg/ha)的田间试验和统计分析资料，确定旱作马铃薯作物第一追肥期块茎形成期至块茎膨大前期和第二追肥期淀粉积累期至收获期氮(N)养分吸收量MN：
所述第一追肥期块茎形成期至块茎膨大前期旱作马铃薯作物氮(N)养分吸收量MN记为MN1。即：MN1＝mN1+mN2。其中，mN1、mN2分别为块茎形成期、块茎膨大前期吸收氮(N)养分量。
所述第二追肥期的淀粉积累期至收获期旱作马铃薯作物氮(N)养分吸收量MN记为MN2。即：MN2＝mN3+mN4。其中：mN3、mN4分别为淀粉积累期、收获期吸收氮(N)养分量。
4)依据栽培土壤质地为优化条件，确定旱作马铃薯作物水溶性专用肥料滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N养分利用率αN：
所述壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物水溶性专用肥料滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N养分利用率αN＝60％；
所述砂壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物水溶性专用肥料滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N养分利用率αN＝50％；
5)依据步骤3)和4)确定旱作马铃薯作物第一追肥期块茎形成肥和第二追肥期块茎成熟肥的追N量：WN＝MN/αN：
所述壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物第一追肥期块茎形成肥追N量：WN1＝MN1/αN＝MN1/60％，第二追肥期块茎成熟肥追N量：WN2＝MN2/αN＝MN2/60％；
所述砂壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物第一追肥期块茎形成肥追N量：WN1＝MN1/αN＝MN1/50％，第二追肥期块茎成熟肥追N量：WN2＝MN2/αN＝MN2/50％；
6)依据步骤1)-5)和旱作马铃薯作物块茎形成肥含N量ηN1、块茎成熟肥含N量ηN2，分别确定旱作马铃薯作物块茎形成肥和块茎成熟肥的推荐施用量和每次施用量：
所述旱作马铃薯作物块茎形成肥和块茎成熟肥的推荐施用量分别为：W1＝WN1/ηN1＝MN1/(αN1×ηN1)(kg/亩)；折合每次施用量：w2＝W2/n2；W2＝WN2/ηN2＝MN2/(αN2×ηN2)(kg/亩)；折合每次施用量：w2＝W2/n2；
所述壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物块茎形成肥推荐施用量W1＝WN1/ηN1＝MN1/(60％×ηN1)(kg/亩)，折合每次施用量w1＝W1/n1＝W1/8(kg/ha)；所述壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物块茎成熟肥推荐施用量W2＝WN2/ηN2＝MN2/(60％×ηN2)(kg/ha)，折合每次施用量w2＝W2/n2＝W1/2(kg/亩)。其中；ηN1、ηN2分别为块茎形成肥和块茎成熟肥含N量；
所述砂壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物块茎形成肥推荐施用量W1＝WN1/ηN1＝MN1/(50％×ηN1)(kg/ha)，折合每次施用量w1＝W1/n1＝W1/10(kg/亩)；所述砂壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物块茎成熟肥推荐施用量W2＝WN2/ηN2＝MN2/(50％×ηN2)(kg/ha)，折合每次施用量w2＝W2/n2＝W2/3(kg/亩)。其中；ηN1、ηN2分别为块茎形成肥和块茎成熟肥含N量；
7)依据滴灌施肥要求，确定旱作马铃薯作物水溶性专用肥料的施肥方法，所述施用方法基于均匀性原则，采用覆膜滴灌施肥水肥一体化：
7.1)滴灌带工作压力0.08-0.15Mpa，滴头出水量为1.3～1.8L/h，滴头间距30cm～40cm，滴头分布在株距中间；覆膜为聚乙烯薄膜，幅宽70～80cm，厚度0.01mm以上。
7.2)滴灌施肥时间为每次2-3h。具体方法：①先将清水充满滴灌带/或管道后，开始滴灌施肥；②滴灌施肥结束后继续滴清水20-30min，排出管道中残留的肥液。
7.3)检测方法：利用电导率仪监测EC值，其中，旱作马铃薯作物水肥耦合溶液的EC值为1-3毫西/厘米，或每立方米水溶解1-3kg，相当于稀释350-1000倍。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明在对旱作马铃薯水溶性专用肥的配肥方法和其推荐施用方法进行设计时，4R养分管理理念贯彻始终，依据土壤类型和旱作马铃薯生育期对N、P、K养分的吸收量，结合覆膜滴灌施肥水肥耦合一体化技术，确定旱作马铃薯水溶性专用肥N、P和K养分的需求比例，并进一步确定旱作马铃薯水溶性专用肥的配肥方法。在其推荐施用方法中适时、适量直接施于根系集中层，达到定时、定量和定位，符合4R原则。
(2)本发明旱作马铃薯水溶性专用肥料配方以块茎形成期的养分需求兼顾苗期至块茎形成期至块茎膨大前期的养分需求，以淀粉积累期的养分需求兼顾淀粉积累期至收获期的养分需求特征，在施用数量上或施肥次数上进行控制，提高肥料利用效率，降低环境风险。
(3)本发明旱作马铃薯水溶性专用肥料根据旱作马铃薯水肥耦合一体化长期定位试验和统计分析得到旱作马铃薯水溶性专用肥料N、P和K养分的利用率，以此为依据事先设定旱作马铃薯水溶性专用肥料N、P和K养分利用率分别为50～60％、40～50％及60～70％，并通过栽培土壤的土壤质地进一步优化，有效规避了影响旱作马铃薯水溶性专用肥利用效率的各种不确定因素，也为旱作马铃薯水溶性专用肥配方或配肥的调整提供了方法和方向。
(4)旱作马铃薯水溶性专用肥料其肥效的关键是调控根层土壤保持适宜的养分浓度、比例和形态。本发明旱作马铃薯水溶性专用肥推荐施用方法采用覆膜滴灌施肥水肥耦合一体化技术，实现了根系与水肥空间的耦合，在施用量上采用以氮定量的方式，实现了精细化“少量多次”追肥。
(5)本发明实施覆膜滴灌施肥水肥耦合一体化，配肥生产的旱作马铃薯水溶性专用肥料养分直接均匀地施到旱作马铃薯作物的根系层，真正实现了水肥同步，极大提高了肥料有效利用率。
具体实施方式
现详细说明本发明的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本发明的限制，而应理解为是对本发明的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本发明中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本发明。
另外，对于本发明中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本发明内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本发明所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本发明仅描述了优选的方法和材料，但是在本发明的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
在不背离本发明的范围或精神的情况下，可对本发明说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本发明的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本发明说明书和实施例仅是示例性的。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
实施例1
一种旱作马铃薯水溶性专用肥配肥和其推荐施用方法
试验在内蒙古马铃薯主产区之一的武川县哈乐镇进行，该县年平均降水量338mm，马铃薯生育期平均降水量100mm。地区土质类型为栗钙土，土壤质地为壤土，土壤肥力为均匀。马铃薯不同生育期N、P和K养分吸收量m(kg/ha)的田间试验、统计分析资料汇总于表1。
表1
由表1，旱作马铃薯生育期的块茎形成期和淀粉积累期N、P和K养分吸收量m分别记为：mN1、mP1、mK1和mN2、mP2、mK2，分别获得到旱作马铃薯块茎形成期和淀粉积累期N、P和K养分的吸收比例，为1:(mP1/mN1):(mK1/mN1)＝1:(2.50/23.47):(40.24/23.47)＝1:0.11:1.71和1:(mP2/mN2):(mK2/mN2)＝1:(3.48/18.54):(55.55/18.54)＝1:0.19:3.00。由此获得旱作马铃薯块茎形成肥和块茎成熟肥N、P和K养分的初始配比；
对于旱作马铃薯作物水溶性专用肥料滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N、P和K养分利用率分别设定为αN＝60％、αP＝50％及αK＝70％。经过修正与优化的旱作马铃薯作物块茎形成肥和块茎成熟肥N、P和K养分的最终配比分别为1:[(mP1/mN1)×αN/αP)]:[(mK1/mN1)×αN/αK)]＝1:(0.11×60％/50％):(1.71×60％/70％)＝1:0.13:1.47和1:[(mP2/mN2)×αN2/αP2)]:[(mK2/mN2)×αN/αK)]＝1:(0.19×60％/50％):(3.00×60％/70％)＝1:0.23:2.57。转换为N、P2O5和K2O养分的配比分别为1:[(mP1/mN1)×αN/αP×2.29)]:[(mK1/mN1)×αN/αK×1.2)]＝1:(0.13×2.29):(1.47×1.2)＝1:0.29:1.76和1:[(mP/mN)×αN/αP×2.29)]:[(mK/mN)×αN/αK×1.2)]＝1:(0.23×2.29):(2.57×1.2)＝1:0.53:3.08。其中，2.29为P2O5的转换系数，1.2为K2O的转换系数。
旱作马铃薯作物第一生育期追施块茎形成肥。根据试验地土壤质地为砂壤土，追施次数n1＝8次，从现蕾开始实施第1次追肥，每隔6d施用1次。第二生育期追施块茎成熟肥，追施次数n2＝2次，从终花后的第10d实施第1次追肥，每隔10d追肥1次。
1、旱作马铃薯作物水溶性专用肥料配肥方法
旱作马铃薯水溶性专用肥的总养分含量(％)均按≥50％配制生产。
按照大量元素水溶肥料(NY1107-2010)标准中的N-P2O5-K2O品级要求，旱作马铃薯块茎形成肥和块茎成熟肥分别为N:P2O5:K2O＝1:0.29:1.76和N:P2O5:K2O＝1:0.53:3.08。按配合式N-P2O5-K2O(总氮-有效五氧化二磷-氧化钾)顺序，旱作马铃薯块茎形成肥配合式为N-P2O5-K2O＝17-5-30，旱作马铃薯块茎成熟肥配合式为N-P2O5-K2O＝13-7-38。旱作马铃薯块茎形成肥和块茎成熟肥基础原料及每吨成品原料用量汇总于表1和表2。
表2块茎形成肥基础原料及每吨成品原料用量
| 序号 | 基础原料 | 基础原料规格 | 原料份额 | 吨原料用量(kg/吨) |
| 1 | 硝铵磷 | 30-4-0 | 150 | 267.9 |
| 2 | 硫酸铵 | 20-0-0 | 40 | 71.4 |
| 3 | 磷酸二氢钾 | 0-52-34 | 40 | 71.4 |
| 4 | 硝酸钾 | 13.5-0-46 | 330 | 589.3 |
| 5 | EDTA-锌 | 含锌14.5％ | 7.5 | |
| 6 | EDTA-铁 | 含铁12.5％ | 6.5 | |
| 7 | EDTA-锰 | 含锰12.5％ | 5.6 | |
| 8 | EDTA-铜 | 含铜14.5％ | 4.9 | |
| 9 | 硼酸 | 含硼17.0％ | 8.5 | |
| 10 | 钼酸铵 | 含钼20.0％ | 3.5 |
表3块茎成熟肥基础原料及每吨成品原料用量
1.1旱作马铃薯水溶性块茎形成肥(按每吨干基肥料计)
分别称取硝铵磷267.9kg、硫酸铵71.4kg、磷酸二氢钾71.4kg、硝酸钾589.3kg、微量元素TE＝5.5kg，在非对称双螺旋混料机中充分混合均匀，用皮带输送机送入计量包装，即为旱作马铃薯水溶性块茎形成肥。
1.2旱作马铃薯水溶性块茎成熟肥(按每吨干基肥料计)
分别称取硝铵磷109.1kg、硫酸铵36.4kg、磷酸二氢钾127.3kg、硝酸钾727.3kg、微量元素TE＝5.5kg，在非对称双螺旋混料机中充分混合均匀，用皮带输送机送入计量包装，即为旱作马铃薯水溶性块茎成熟肥。
2、旱作马铃薯水溶性专用肥推荐施用量
旱作马铃薯块茎形成肥从现蕾开始实施第1次追肥，追施次数n1＝8次，每隔6d施用1次；旱作马铃薯块茎成熟肥从终花后的第10d实施第1次追肥，追施次数n2＝2次，每隔10d施用1次；
旱作马铃薯作物第一追肥期供N量为块茎形成期吸收N量除以N养分利用率αN，记为MN1＝(mN1+mN2)/αN。其中，mN1、mN2分别为块茎形成期、块茎膨大前期吸收N养分量。旱作马铃薯作物第二追肥期供N量为块茎膨大前期至淀粉积累期至收获期吸收N量除以N养分利用率αN，记为MN2＝(mN3+mN4)/αN。其中，mN3、mN4分别为淀粉积累期、收获期吸收N养分量。
(2.1)依据表1和土壤质地壤土，旱作马铃薯作物水溶性专用肥料滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N养分利用率αN＝60％，确定旱作马铃薯作物水溶性专用肥料第一追肥期块茎形成肥和第二追肥期块茎成熟肥的供N量WN1和WN2为：
块茎形成肥供N量：WN1＝MN1/αN＝(mN1+mN2)/αN＝(23.47+34.67)/60％＝96.90(kg/ha)
块茎成熟肥供N量：WN2＝MN2/αN＝(mN3+mN4)/αN＝(18.54+5.20)/60％＝58.41/60％＝39.57(kg/ha)
(2.2)依据旱作马铃薯作物水溶性专用肥N养分含量ηN，确定旱作马铃薯作物水溶性块茎形成肥和块茎成熟肥的推荐施用量W；
旱作马铃薯作物水溶性块茎形成肥N-P2O5-K2O＝17-5-30，推荐施用量W1为：
W1＝WN1/ηN1＝96.90/17％＝570.00(kg/ha)，折合每次施用量：
w1＝W1/n1＝570.00/8＝71.25(kg/ha)；
旱作马铃薯作物水溶性块茎成熟肥N-P2O5-K2O＝13-7-38，推荐施用量W2为：
W2＝MN2/ηN2＝39.57/13％＝304.36(kg/ha)，折合每次施用量：
w2＝W2/n2＝304.36/2＝152.18(kg/ha)；
3、覆膜滴灌施肥水肥一体化的推荐施用方法
(3.1)覆膜材料为聚乙烯薄膜，幅宽70～80cm、厚度0.01mm；滴灌带工作压力0.08-0.15Mpa，滴灌头出水量1.3～1.8L/h，滴头距离30cm，滴灌头分布在株距中间；
(3.2)膜下滴灌施肥方法：每次先滴清水，待管道充满水后开始施肥；每次施肥时间2-3h；每次施肥结束后继续滴清水20-30min，将管道中残留的肥液全部排出。
(3.3)采用电导率仪监测方法。控制旱作马铃薯作物水溶性专用肥料溶液的EC值在1-3毫西/厘米，或每立方米水溶解1-3kg，相当于稀释350-1000倍，防止浓度过高烧根烧苗。
4、实施例技术效果
本实施例田间试验设常规和优化2个处理，不设重复，试验面积为试验点小区面积的一半。定植前，各试验点分别统一施基肥，从而保证常规和优化处理所施用基肥种类及数量相同。
常规处理追施施可丰水溶肥。其中，苗期追施1次(30-12-8)135kg/ha、盛花期追施4次(15-18-17)195kg/ha、块茎膨大期追施2次(25-14-11)90kg/ha。优化处理追施本发明的旱作马铃薯水溶性块茎形成肥N-P2O5-K2O＝17-5-30和块茎成熟肥N-P2O5-K2O＝13-7-38。常规处理用量及施用时期按照常规习惯进行，优化处理基于氮素供应目标值的方法，采用“总量控制、分期调控”的策略推荐施用时期及用量，打药、整枝等农艺措施均按常规习惯操作。具体见表3。
表3
(1)旱作马铃薯水溶性专用肥对旱作马铃薯产量的影响
表4为旱作马铃薯水溶性专用肥对旱作马铃薯产量的影响。田间试验结果，与传统处理相比，旱作马铃薯水溶性专用肥旱作马铃薯产量平均增加14.5％，表明旱作马铃薯水溶性块茎形成肥和块茎成熟肥有利于提高旱作马铃薯的产量。
表4
(2)旱作马铃薯水溶性专用肥节肥潜力
表5为旱作马铃薯水溶性专用肥节肥潜力。田间试验结果，可以看出，与常规处理相比，旱作马铃薯水溶性专用肥处理追氮量平均减少32.61％，追磷量平均减少72.6％，追钾量平均增加75.65％，表明施用旱作马铃薯水溶性块茎形成肥和块茎成熟肥，结合覆膜滴灌施肥水肥耦合一体化技术和4R原则的推荐施肥方法节N、节P潜力较为可观。
表5
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种旱作马铃薯水溶性专用肥配肥方法，其特征在于，基于旱作马铃薯各生育期N、P和K养分吸收量m，具体包括以下步骤：
(1)依据旱作马铃薯各生育期内N、P和K养分的吸收量的田间试验和统计分析资料，确定旱作马铃薯各生育期内N、P和K养分吸收量m，分别计为mN、mP和mK；
所述旱作马铃薯生育期划分为第一生育期和第二生育期，所述第一生育期为苗期至块茎形成期，所述第二生育期为块茎膨大前期至淀粉积累期至收获期；
所述第一生育期的块茎形成期和第二生育期的淀粉积累期为旱作马铃薯的特殊或关键生育期；
(2)依据步骤(1)得到的结果，确定旱作马铃薯水溶性专用肥料N、P和K养分的初始配比；
所述旱作马铃薯水溶性专用肥料由块茎形成肥和块茎成熟肥组成；
所述块茎形成肥为旱作马铃薯第一生育期的苗期至块茎形成期追施专用肥料，以第一生育期的块茎形成期N、P和K养分的吸收量m为依据确定N、P和K养分的初始配比；
所述块茎成熟肥为旱作马铃薯第二生育期的块茎膨大前期至淀粉积累期至收获期追施专用肥料，以第二生育期的淀粉积累期N、P和K养分的吸收量m为依据确定N、P和K养分的初始配比；
所述旱作马铃薯块茎形成肥N、P和K养分的初始配比依据第一生育期的块茎形成期N、P和K养分吸收量m记为：mN1、mP1和mK1，获得旱作马铃薯水溶性块茎形成肥初始配比为：1:(mP1/mN1):(mK1/mN1)；
所述旱作马铃薯块茎成熟肥N、P和K养分的初始配比依据第二生育期的淀粉积累期N、P和K养分吸收量m记为：mN2、mP2和mK2，获得旱作马铃薯水溶性块茎成熟肥初始配比为：1:(mP2/mN2):(mK2/mN2)；
(3)依据步骤(2)得到的初始配比和滴灌施肥水肥耦合一体化技术的旱作马铃薯水溶性专用肥料的N、P和K养分利用率α分别记为αN、αP和αK，修正旱作马铃薯水溶性肥料N、P和K养分的初始配比，获得修正后的旱作马铃薯水溶性肥料N、P和K养分的配比；
所述旱作马铃薯作物水溶性专用肥料滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N、P和K养分利用率αN、αP和αK分别为50～60％、40～50％和60～70％；
所述修正后的旱作马铃薯作物水溶性专用肥料N、P和K养分配比为：1:[(mP/mN)×αN/αP)]:[(mK/mN)×αN/αK)]；
(4)依据旱作马铃薯作物的栽培土壤的持水、保肥能力，对步骤(3)中旱作马铃薯水溶性专用肥料N、P和K养分的利用率αN、αP和αK进一步优化，获得优化后的旱作马铃薯水溶性专用肥料N、P和K养分的最终配比；
在壤土栽培条件下，所述优化后的旱作马铃薯作物水溶性专用肥滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N、P和K养分利用率αN、αP和αK分别为60％、50％和70％；
在砂壤土栽培条件下，所述优化后的旱作马铃薯作物水溶性专用肥滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N、P和K养分利用率αN、αP和αK分别为50％、40％和60％；
在壤土栽培条件下，所述优化后的旱作马铃薯水溶性专用肥料N、P和K养分的最终配比为：1:[(mP/mN)×αN/αP)]:[(mK/mN)×αN/αK)]＝1:[(mP/mN)×60％/50％)]:[(mK/mN)×60％/70％)]；
在砂壤土栽培条件下，所述优化后的旱作马铃薯水溶性专用肥料N、P和K养分的最终配比为：1:[(mP/mN)×αN/αP)]:[(mK/mN)×αN/αK)]＝1:[(mP/mN)×50％/40％)]:[(mK/mN)×50％/60％)]；
(5)依据步骤(4)获得的优化后的旱作马铃薯水溶性专用肥料N、P和K养分的最终配比，分别配制生产旱作马铃薯作物水溶性专用肥料，具体步骤包括：依据步骤(4)得到的修正与优化后的旱作马铃薯作物水溶性专用肥料N、P和K养分的最终配比，折算旱作马铃薯作物水溶性专用肥料N、P2O5和K2O养分的配比；
依据大量元素水溶肥料标准NY1107-2020，确定旱作马铃薯作物水溶性专用肥料中总养分含量G和对应N-P2O5-K2O品级后，进行配肥生产；
所述旱作马铃薯作物水溶性专用肥料N、P和K养分折算为N、P2O5和K2O养分的配比为1:[(mP/mN)×αN/αP×2.29)]:[(mK/mN)×αN/αK×1.2)]；其中，2.29为P2O5的转换系数，1.2为K2O的转换系数；
所述旱作马铃薯作物水溶性专用肥料由大量元素和微量元素组成；
所述大量元素包括N、P2O5和K2O，养分来源于硝铵磷、硫酸铵、磷酸二氢钾、硝酸钾；
所述微量元素包括Zn、Fe、Mn、Cu、B和Mo中的一种或几种，养分来源于EDTA-锌、EDTA-铁、EDTA-锰、EDTA-铜、硼酸和钼酸铵中的一种或任意几种的组合。
2.根据权利要求1所述的一种旱作马铃薯水溶性专用肥配肥方法，其特征在于，步骤(4)中所述旱作马铃薯水溶性专用肥N、P和K养分的利用率αN、αP和αK的进一步优化条件的栽培土壤持水、保肥能力的影响因素为旱作马铃薯作物栽培土壤的土壤质地；
所述旱作马铃薯作物栽培土壤的土壤质地限定为壤土和砂壤土；
所述壤土是一种介于砂质与黏土之间的土壤，该土壤团粒结构小，腐殖质、矿物质含量丰富，疏松透气，有较强的蓄水性和保肥能力，旱作马铃薯水溶性专用肥N、P和K养分的利用率αN、αP和αK较高；
所述砂壤土是一种带砂带黏土壤，该土壤不结团、不板硬、疏松透气，透水能力强，保肥能力较弱，旱作马铃薯水溶性专用肥N、P和K养分的利用率αN、αP和αK较低。
3.如权利要求1或2所述的一种旱作马铃薯水溶性专用肥配肥方法制备得到的旱作马铃薯水溶性专用肥。
4.如权利要求3所述的一种旱作马铃薯水溶性专用肥推荐施用方法，其特征在于，基于4R原则，包括以下步骤：
1)依据旱作马铃薯生育期的生育特征，确定旱作马铃薯在滴灌施肥条件下的追肥期、追肥时间、追肥间隔、追肥次数和追肥品种；
所述追肥期划分为第一追肥期和第二追肥期，所述第一追肥期是指旱作马铃薯作物第一生育期的苗期至块茎形成期至块茎膨大前期；所述第二追肥期是指旱作马铃薯作物第二生育期的淀粉积累期至收获期；
所述第一追肥期的追肥时间从现蕾开始实施第1次追肥，每隔4～6d施用1次，追施次数n1＝8-10次；所述追肥品种为所述块茎形成肥；
所述第二追肥期的追肥时间从终花后的第8～10d实施第1次追肥，每隔8～10d施用1次，追施次数n2＝2-3次；所述追肥品种为所述块茎成熟肥；
2)依据滴灌施肥条件下旱作马铃薯水溶性专用肥料N素养分吸收利用率αN的影响因素为栽培土壤的持水、保肥能力，进一步优化旱作马铃薯水溶性专用肥料的追肥时间、追肥间隔和追肥次数；
所述旱作马铃薯栽培土壤的持水、保肥能力的影响因素为栽培土壤的土壤质地；
所述旱作马铃薯栽培土壤的土壤质地为壤土和砂壤土；
所述壤土栽培条件下的旱作马铃薯水溶性专用肥料N素养分吸收利用率αN较高，追肥时间或追肥间隔延长，施肥次数相应减少；
即所述壤土优化后的旱作马铃薯块茎形成肥从现蕾开始实施第1次追肥，追施次数n1＝8次，每隔6d施用1次；优化后的块茎成熟肥从终花后的第10d实施第1次追肥，追施次数n2＝2次，每隔10d施用1次；
所述砂壤土栽培条件下的旱作马铃薯水溶性专用肥料N素养分吸收利用率αN较低，追肥时间或追肥间隔缩短，施肥次数相应增加；
即所述砂壤土优化后的块茎形成肥从现蕾开始实施第1次追肥，追施次数n1＝10次，每隔4d施用1次；优化后的块茎成熟肥从终花后的第8d实施第1次追肥，追施次数n2＝3次，每隔8d施用1次；
3)依据旱作马铃薯各生育期单株N、P和K养分吸收量m的田间试验和统计分析资料，确定旱作马铃薯作物第一追肥期块茎形成期至块茎膨大前期和第二追肥期淀粉积累期至收获期N素养分吸收量MN；
所述第一追肥期块茎形成期至块茎膨大前期旱作马铃薯作物N养分吸收量MN记为MN1，即：MN1＝mN1+mN2；其中，mN1、mN2分别为块茎形成期、块茎膨大前期吸收N养分量；
所述第二追肥期的淀粉积累期至收获期旱作马铃薯作物N养分吸收量MN记为MN2，即：MN2＝mN3+mN4；其中：mN3、mN4分别为淀粉积累期、收获期吸收N养分量；
4)依据栽培土壤质地为优化条件，确定旱作马铃薯作物水溶性专用肥料滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N养分利用率αN；
所述壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物水溶性专用肥料滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N养分利用率αN＝60％；
所述砂壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物水溶性专用肥料滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N养分利用率αN＝50％；
5)依据步骤3)和4)确定旱作马铃薯作物第一追肥期块茎形成肥和第二追肥期块茎成熟肥的追N量：WN＝MN/αN；
所述壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物第一追肥期块茎形成肥追N量：WN1＝MN1/αN＝MN1/60％，第二追肥期块茎成熟肥追N量：WN2＝MN2/αN＝MN2/60％；
所述砂壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物第一追肥期块茎形成肥追N量：WN1＝MN1/αN＝MN1/50％，第二追肥期块茎成熟肥追N量：WN2＝MN2/αN＝MN2/50％；
6)依据旱作马铃薯作物水溶性专用肥料滴灌施肥水肥耦合一体化技术的N养分利用率αN、块茎形成肥含N量ηN1和块茎成熟肥含N量ηN2，分别确定旱作马铃薯作物块茎形成肥和块茎成熟肥的推荐施用量和每次施用量；
所述旱作马铃薯作物块茎形成肥和块茎成熟肥的推荐施用量分别为：W1＝WN1/ηN1＝MN1/(αN1×ηN1)，折合每次施用量：w1＝W1/n1；W2＝WN2/ηN2＝MN2/(αN2×ηN2)，折合每次施用量：w2＝W2/n2；
7)确定旱作马铃薯作物水溶性专用肥料的施用方法，是一种覆膜滴灌施肥水肥耦合一体化的推荐施用方法，基于均匀性原则：
7.1)滴灌带工作压力0.08-0.15Mpa，滴头出水量为1.3～1.8L/h，滴头距离30cm～40cm，滴头分布在株距中间；覆膜为聚乙烯薄膜，幅宽70～80cm，厚度0.01mm以上；
7.2)滴灌施肥时间为每次2-3h，具体方法包括以下步骤：①先将清水充满滴灌带/或管道后，开始滴灌施肥；②滴灌施肥结束后继续滴清水20-30min，排出管道中残留的肥液；
7.3)检测方法为利用电导率仪监测EC值，其中，旱作马铃薯作物水肥耦合溶液的EC值为1-3毫西/厘米，或每立方米水溶解1-3kg。
5.根据权利要求4所述的一种旱作马铃薯水溶性专用肥推荐施用方法，其特征在于，步骤2)中所述旱作马铃薯作物水溶性专用肥料滴灌施肥水肥耦合一体化技术的追肥时间、追肥间隔和追肥次数的进一步优化的条件依据为栽培土壤的土壤质地不同引起栽培土壤的持水、保肥能力不同，进而引起旱作马铃薯水溶性专用肥料N素养分吸收利用率αN不同。
6.根据权利要求4所述的一种旱作马铃薯水溶性专用肥推荐施用方法，其特征在于，步骤6)中所述壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物块茎形成肥推荐施用量W1＝WN1/ηN1＝MN1/(60％×ηN1)，折合每次施用量w1＝W1/n1＝W1/8；所述壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物块茎成熟肥推荐施用量W2＝WN2/ηN2＝MN2/(60％×ηN2)，折合每次施用量w2＝W2/n2＝W1/2；其中，ηN1、ηN2分别为块茎形成肥和块茎成熟肥含N量；
所述砂壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物块茎形成肥推荐施用量W1＝WN1/ηN1＝MN1/(50％×ηN1)，折合每次施用量w1＝W1/n1＝W1/10；所述砂壤土栽培条件下的旱作马铃薯作物块茎成熟肥推荐施用量W2＝WN2/ηN2＝MN2/(50％×ηN2)，折合每次施用量w2＝W2/n2＝W2/3；其中；ηN1、ηN2分别为块茎形成肥和块茎成熟肥含N量。
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