[發明專利]一種基于土壤地力和冠層光譜的水稻高產診斷施氮肥方法

在審

• 申請號: 201610749938.2
• 申請日: 2016-08-26
• 公開（公告）號: CN106941843A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 薛利紅;侯朋福;楊林章
• 申請（專利權）人: 江蘇省農業科學院
• 主分類號: A01C21/00
• 分類號: A01C21/00
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所43205
• 代理人: 許伯嚴

技術領域

本發明涉及的是農業高產施肥與面源污染控制技術領域，具體涉及一種基于土壤地力和冠層光譜的水稻高產診斷施氮肥方法。

背景技術

糧食生產離不開化肥的施用，目前我國農田化肥用量普遍過高，導致化肥利用率低下，化肥造成的面源污染現象突出。我國稻田單季氮肥用量平均為12公斤/畝，比世界平均用量高出65％左右；太湖流域部分高產田的單季氮肥用量更是高達18-22公斤/畝，其中氮肥利用率僅有30％-35％，大量化肥氮的使用不僅不利于水稻高產，還會污染地下水、使江河湖泊富營養化。為了防治農田化肥面源污染，中央政府明確提出，到2020年，在保證糧食安全的前提下要實現化肥零增長，這就要求我們必須兼顧高產和環境需求。因此，如何根據土壤地力和作物高產的養分需求進行因地因作物的精確施肥，從而提高氮肥利用率，確保高產，是目前亟待解決的一個技術問題。

而目前傳統的水稻高產施肥方法如測土配方施肥法多采用目標產量吸氮量減去土壤基礎供氮量或者無氮空白區作物吸氮量計算出合理施氮量，在此基礎上根據傳統的經驗分配基追比，往往基肥用量偏多。近年來發展起來的實地氮肥管理方法(SSNM)在此基礎上利用葉綠素儀(SPAD-502儀)或者葉色卡測定出來的葉片SPAD值或葉色對追肥用量進行調整，可有效避免氮肥的過多投入，但診斷精度受測定葉片、具體測定位置等的影響，需要測定多張葉片；此外具體追肥用量確定時并沒有考慮追肥時期對氮肥利用率的影響。因此，如何綜合考慮土壤地力對前期用肥比例的影響、追肥時期對氮肥利用率的影響、單葉測定對群體氮素診斷精度的影響，發展一種新的施肥方法是急需解決的問題。

發明內容

針對現有技術上存在的不足，本發明目的是在于提供一種基于土壤地力和冠層光譜的水稻高產診斷施氮肥方法，能夠提高水稻氮肥利用率，提高水稻產量，減少氮素損失造成的環境風險，達到精確施氮、提高肥料利用率、減少氮素損失、確保水稻高產穩產的目的。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：一種基于土壤地力和冠層光譜的水稻高產診斷施氮肥方法，包括基于土壤地力和目標產量的水稻合理施氮量確定、基于土壤地力的高產水稻氮素適宜前后期分配比例、基于土壤地力的基肥和蘗肥分配比例確定、基于水稻冠層光譜的氮素營養實時診斷方法以及相關參數的校準方法、基于水稻冠層NDVI的追肥用量計算方法以及穗肥的配套施用方法：

其中，第一步，首先公開了基于土壤地力和目標產量的水稻合理施氮量確定：即根據水稻高產目標產量(Y)和百公斤稻谷吸氮量(N₁₀₀)計算出水稻需氮量(GNU)(公式1)，其中目標產量(Y)可設定為該區域同類品種的最高產量或者在平均產量的基礎上增加5％，百公斤稻谷吸氮量(N₁₀₀)，常規粳稻取值為2.1，常規秈稻為1.8，雜交稻為1.7。

第二步，公開了基于土壤地力的高產水稻氮素適宜前后期分配比例：太湖流域一季中稻地區，對于低地力土壤，前期(基肥與蘗肥)與后期(促花肥、穗肥和粒肥等)分配比例為6：4，中地力和高地力土壤，分配比例為5：5；雙季稻區前期與后期的適宜用肥比例以7：3為宜，其中，低地力土壤是指不施氮肥時水稻基礎產量低于正常施肥水稻產量的70％，或者土壤全氮含量低于1.5％，且有機質含量低于2.0％。

第三步，公開了基于土壤地力的基肥和蘗肥分配比例的確定以及基蘗肥的施用方法：太湖流域一季中稻地區，對于低地力土壤，基肥的比例以占前期用肥的30-40％為宜，在田塊翻耕時深施下去，60-70％的前期用肥要在插秧后10-12天施用，以促進分蘗，為高產搭好豐產架子；對于中高地力土壤，基肥與蘗肥的分配比例對產量無顯著影響，不做具體限制；對于雙季稻區，基蘗肥的運籌比例統一按照3：7進行分配，即基肥占30％，蘗肥占70％。低地力土壤的定義如前所述。基肥施用在土地翻耕前均勻撒施，然后深耕(10-15厘米)，使肥料深埋入地下。基肥推薦施用三元復合配方肥，氮磷鉀比例以1：0.4：1為宜。蘗肥推薦施用尿素，采用以水帶氮的方法，即水稻水層落干后，將肥料均勻撒施到田里，然后緩慢灌水，小水細流，使肥料隨水溶解后逐漸滲透到土壤里。肥料用量等于施氮量(F)除以肥料的含氮量。