[發(fā)明專利]一種確定作物氮肥施用量的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310721918.0
• 申請(qǐng)日: 2013-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103646347B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李菊梅;馬義兵;劉杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所
• 主分類號(hào): G06Q50/02
• 分類號(hào): G06Q50/02
• 代理公司: 北京鼎佳達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11348
• 代理人: 王偉鋒,姚鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)種植技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于累計(jì)利用率和作物產(chǎn)量確定作物氮肥施用量的方法。

背景技術(shù)

作物推薦施氮量一方面可以增加肥料利用率從而增加農(nóng)民的收入，另一方面可以降低氮肥從土壤-植物體系損失，減少環(huán)境污染。但是準(zhǔn)確而簡(jiǎn)單快速的確定作物的施氮量一直沒(méi)有很好的解決。由于氮的易變性，加上氮的吸收受作物，土壤，氣候以及氮肥施用的數(shù)量，方式，時(shí)間等因素的制約，氮的利用效率研究是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作。因此，氮的當(dāng)季利用率有很大的變異，比如小麥氮的當(dāng)季利用率可以在0.3%到89%間變動(dòng)，而且單位施用氮所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益卻在下降。據(jù)報(bào)道中國(guó)小麥氮的農(nóng)學(xué)效率（每公斤氮產(chǎn)生的籽粒干物質(zhì)量）已經(jīng)從1958-1963年的約10-15kg/kg N降低到1981-1983年的10kg/kg N；玉米在相應(yīng)的時(shí)間段從20-30下降到13.4kg/kg N。這主要是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)上氮肥用量的增加。這樣帶來(lái)的后果是，過(guò)多的氮肥將從植物-土壤體系中損失掉，污染地下水和地表水。

解決以上問(wèn)題的關(guān)鍵是優(yōu)化氮肥施用量。目前大部分氮肥的推薦施用都是以當(dāng)季利用率和目標(biāo)產(chǎn)量法為理論基礎(chǔ)。這一方法最早是1960年提出，后來(lái)逐漸被推廣。這個(gè)方法中，準(zhǔn)確測(cè)定氮的當(dāng)季利用率是關(guān)鍵。就目前而言，氮當(dāng)季利用率測(cè)定有兩種方法，一種是差減法，一是同位素示蹤法。兩種方法在使用的時(shí)候都存在假設(shè)前提。前者假設(shè)添加到土壤中的氮肥不會(huì)改變作物對(duì)土壤本身氮的吸收；而后者假設(shè)植物體對(duì)氮各種同位素在生理利用上沒(méi)有差異。通常而言，在土壤有效氮較高的情況下，使用差減法測(cè)定值要低于使用同位素示蹤法，而土壤有效氮較低，則相反。這主要是復(fù)雜的土壤氮供應(yīng)特征決定的。不幸運(yùn)的是，到目前為止，沒(méi)有一種測(cè)定土壤氮供應(yīng)能力的方法在不同的土壤條件和氣候帶下得到廣泛的認(rèn)同。

因此，發(fā)明一種較為容易估算氮的累計(jì)回收率的方法是一個(gè)較好的選擇。在一個(gè)較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，基于農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的土壤氮的礦化和固定處于平衡的狀態(tài)下，一個(gè)簡(jiǎn)單的土壤-植物體系氮平衡經(jīng)常可以建立。在這個(gè)方法中，只用來(lái)自肥料投入的氮作為輸入項(xiàng)，而地上部分總的吸收氮是唯一的輸出項(xiàng)。再者，土壤中的氮肥累積也是需要考慮的。由于氮肥的累積利用率的變異比較小，比利用當(dāng)季利用率有著很大的優(yōu)勢(shì)，所以建立一種簡(jiǎn)單快速準(zhǔn)確的基于累計(jì)利用率和作物產(chǎn)量的氮肥推薦方法是科學(xué)的和可行的。

關(guān)于氮肥施用量的推薦方法主要有三類：(1)土壤和植物測(cè)試類，包括通過(guò)土壤和／或植株

測(cè)試以確定適宜施氮量的各種方法；(2)田間試驗(yàn)法，以田間氮肥施用量試驗(yàn)為基礎(chǔ)的推薦方法，即針對(duì)某一作物進(jìn)行大量的田間氮肥用量試驗(yàn)，以此計(jì)得各田塊的氮肥適宜施

用量；（3）區(qū)域平均適宜施用量法，也是一種田間試驗(yàn)法，即針對(duì)某一作物在一個(gè)區(qū)域進(jìn)行大量的田間氮肥用量試驗(yàn)，并取其平均得出該作物的區(qū)域平均適宜施氮量。測(cè)試類的各種方法一直是許多科技人員的研究熱點(diǎn)，其目的是力求使所確定的氮肥施用量符合當(dāng)?shù)禺?dāng)時(shí)的實(shí)際需要。但是，實(shí)際上由于種種原因這一類方法只能達(dá)到半定量推薦水平。這主要是因?yàn)椋?1)根據(jù)測(cè)試結(jié)果計(jì)算氮肥施用量時(shí)所采用的一些參數(shù)都是從大量試驗(yàn)中得出的平均值，如氮肥當(dāng)季利用率，它們的變異是比較大的，與具體田塊的實(shí)際數(shù)值有一定的差異；(2)現(xiàn)在還缺乏土壤氮素供應(yīng)能力的指標(biāo)，土壤氮素供應(yīng)能力與測(cè)試值之間的相關(guān)性較低，不能滿足推薦施肥量的需要；(3)

不可避免的田間采樣誤差。所以，在我國(guó)田塊小，數(shù)量大，變異大，復(fù)種指數(shù)高的情況下，測(cè)試的工作量很大，不及時(shí)，不能滿足我國(guó)農(nóng)業(yè)的需要。利用田間試驗(yàn)法確定氮肥的推薦量，這種方法耗時(shí)費(fèi)工，不能及時(shí)的反映當(dāng)季作物的需要。現(xiàn)在常用的方法是區(qū)域施肥法，根據(jù)過(guò)去的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從而確定某個(gè)區(qū)域和某種作物的施氮量，但是該方法誤差比較大，不能根據(jù)目標(biāo)產(chǎn)量確定施氮量，也未考慮土壤中的氮素有效性。

相關(guān)的現(xiàn)有作物施氮量確定的田間試驗(yàn)法，耗時(shí)費(fèi)工，不能及時(shí)的反映當(dāng)季作物的需要；土壤有效態(tài)氮法，測(cè)定不能很好的反映土壤條件和作物需要；區(qū)域施肥法，屬于半定量的方法，不能滿足田塊的差異性。這些方法容易造成過(guò)多施用氮肥，引起環(huán)境污染。這些方法還不能做到快速，簡(jiǎn)單和準(zhǔn)確。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種確定作物氮肥施用量的方法，以解決作物施氮肥量推薦中的費(fèi)時(shí)，復(fù)雜和不準(zhǔn)確的問(wèn)題，尤其是肥料在土壤中積累引起環(huán)境污染問(wèn)題。

在本發(fā)明中術(shù)語(yǔ)“推薦施氮量”為實(shí)際生產(chǎn)中施加到作物的氮肥量，也稱為“最佳施氮量”。