专利名称：一种基于农田养分平衡的配方施肥方法
技术领域：
本发明涉及一种农田施肥方法，具体为一种基于农田养分平衡的配方施肥方法。 属于农业施肥技术领域。
背景技术：
众所周知，化肥一直以来都是农业生产中不可或缺的增产手段，因此，科技工作者 始终潜心研制开发促进农作物增产增收的多种类型的复合肥，而忽视了土壤所蕴藏的肥 力，即氮磷钾养分含量与作物所需养分的比较，从而无法选择最佳配方的复合肥来提高肥 力以增加作物产量及质量。而在当前常规农业生产过程中，为了提高农作物的单产而大量 施用化肥，并且过度注重氮肥的施用而忽略了肥料养分的平衡。肥料过量且养分比例不协 调不仅导致了生产资料的浪费，而且严重的污染了农田生态环境，并间接导致了温室气体 排放增加、水体富营养化等环境问题。目前，国内有关部门在农业生产的长期实践中，将全国各地配方施肥的经验总结 出一套“配方施肥法”进行产前定肥，从肥料定量的不同依据来划分，尽管将全国几十个配 方施肥方法归纳为三大类、六个方法，但仍存在一定的问题(1)没有全面考虑土壤养分含 量变化和不同作物不同阶段养分需求进行平衡施肥计算；(2)偏施氮肥，氮磷钾比例失调；土壤肥力表现出衰退迹象。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，综合考虑农田 土壤养分供给、作物养分吸收和外源养分输入等因素，以解决现有施肥方法的上述问题。本发明的目的可以通过以下技术方案来实现。一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，包括氮磷钾三种元素的使用方法氮肥需求量=作物吸收_ 土壤供给+农田流失+ 土壤固定；磷肥需求量=作物吸 收+(土壤供给X 土壤固定)；钾肥需求量=作物吸收+(土壤供给X 土壤固定)+农田流 失。在氮肥需求量计算公式中，作物吸收量(kg/ha)=单位产量氮素吸收量(kg/t) X 作物产量(t/ha)。有关作物单位产量养分吸收量的估算值在国内已有大量研究，并在农业 技术推广中广泛应用，主要农作物对氮磷钾养分的吸收量估算值如表1所示。土壤供给(kg/ha) = 土壤矿化量(kg/ha) + 土壤基本供给(kg/ha)。土壤矿化量主 要指土壤有机氮的矿化量，随土壤类型和C/N比而变化。矿化量=土壤氮矿化速率系数X 土壤有机质含量(0M% )。土壤基本供给=AX (%oN tot)。其中，砂土 A值为28. 4，壤土 A 值为26，粘土 A值为24. 3。农田流失根据农田土壤类型和排水状况的不同，需根据经验值进行估算。土壤固定(kg/ha) = 土壤供给(kg/ha) X氮素固定系数。公式中所需要使用到的土壤氮矿化速率系数土壤氮基本供给系数、土壤氮流失量以及土壤氮素固定系数如表2和表3所示。表1主要农作物对不同养分的吸收系数 表2主要土壤矿化速率系数 表3主要土壤的流失参考值与氮素固定系数
在磷肥需求量的计算公式中，磷素作物吸收的计算方法与氮素相同。要计算土壤供给磷素量，首先必须测定农田土壤的P205含量，并将实际测定值与 对应土壤类型的P205含量范围(表4)进行比较，若符合这一范围，则土壤供给为0;若土 壤实际P205含量低于对应范围的下限，土壤供给=AXBXC ；若土壤实际P205含量高于对 应范围的上限，土壤供给=-(AXBXD)。其中，A代表土壤深度(如40cm，则A值为4) ；B代表土壤容重(砂土为1.4，壤土 为1. 3，粘土为1. 2) ；C = P205含量范围下限-实际含量；D = P205实际含量-含量范围上限。土壤固定也与农田土壤的实际P205含量有关。若土壤P205含量在含量范 围内，则土壤固定系数为1 ；如土壤P205实际含量低于含量范围下限，土壤固定系数= 1. 2+(0. 02X % Ca tot)；如P205实际含量高于含量范围上限，土壤固定系数为1。表4 土壤P205正常含量范围(mg/kg) 在钾肥需求量的计算公式中，作物吸收的计算方法与氮磷相同。土壤供给需要根据农田土壤中Κ20的实际含量的不同分别计算，计算方法与磷肥 相同。土壤固定值的计算方法与磷肥类似，不同类型土壤的Κ20正常含量范围见表5所示。 仅当土壤Κ20的实际含量低于含量范围下限时，土壤固定系数的计算方法略有差异，固定 系数=1.2+(0.018Χ%粘粒含量)。当排水状况为慢速或中速时，农田流失取经验值，土壤类型是砂土，则农田流失值为25kg/ha，而壤土和粘土的农田流失值分别为15kg/ha和7kg/ ha ο表5 土壤K20正常含量范围(mg/kg) 本发明基于农田养分平衡的施肥方法的特征在于(1)在施肥计算过程中，全面考虑农田系统土壤养分供给、农作物养分吸收和外源 养分输入三者间维持相互平衡，同时还考虑土壤养分的固定和流失等因素；(2)在施肥计 算过程中，需要以目标农作物历年产量作为参考，结合土壤类型、质地、养分含量的测定结 果，并根据目标农作物的种类、需肥规律和栽培管理条件等最终确定肥料施用的品种、数量 和比例；(3)在科学确定各主要养分需求量后，根据氮磷钾的相对比例合理配置肥料的用 量和比例，再结合不同农作物各生长阶段的需肥特点分阶段施用。与配方施肥等现有技术相比，本发明的优势在于(1)全面考虑了影响养分输入和输出的各个因素；(2)注重氮磷钾养分的比例平衡和合理施用；(3)减少了化肥过量施用引起的养分流失。
具体实施例方式下面结合具体实施例进一步阐述本发明的技术方案。实施例以梨树为例进行计算，根据当地生梨历年产量，把生梨目标产量定为20t/ha。对梨 园示范区土壤的基本理化性质和养分含量进行测定，分析结果下表所示。梨园养分需求量计算过程所需参数 梨对氮素的吸收系数为4. 7，砂土矿化速率系数为42，砂土土壤基本供给系数为 28. 4 ；在中速排水条件下，砂土氮素流失参考值为40kg/ha，砂土氮素固定系数为0. 20。另 夕卜，在计算果树对氮素的需求量时，还应加上树木对氮素的吸收，一般为每年50kg/ha。由 此，按照养分平衡计算公式，2006年梨园氮肥需求量为127. Okg/ha,而2007年梨园氮肥需 求量为 121. 9kg/ha。梨对磷的吸收系数为2. 3，砂质梨园正常的土壤磷含量为16 25mg/kg，土壤深 度取40cm，砂土容重为1.4g/cm3，土壤固定系数取1.2。由此，2006年梨园磷肥需求量为 116. 8kg/ha，而2007年的磷肥需求量为67. 6kg/ha。梨对钾的吸收系数为4. 8，砂质梨园正常的土壤K含量为102 144mg/kg，土壤深 度取40cm，砂土容重为1.4g/cm3，土壤固定系数取1。砂质土钾农田流失量为25kg/ha。由 此，2006年梨园钾肥需求量为147. 9kg/ha,而2007年的钾肥需求量为101. 4kg/ha。本发明的核心是要在农田系统土壤养分供给、农作物养分吸收和外源养分输入三 者间维持相互平衡，同时还考虑土壤养分的固定和流失。因此，在肥料投入水平定量时，需 以目标农作物历年产量作为参考，结合土壤类型、质地、养分含量的测定结果，并根据目标 农作物的种类、需肥规律和栽培管理条件等最终确定肥料施用的品种、数量和比例。在科学 确定各主要养分需求量后，根据氮磷钾的相对比例合理配置肥料的用量和比例，再结合不 同农作物各生长阶段的需肥特点分阶段施用。
权利要求
一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，其特征在于包括如下氮磷钾三种元素的使用方法氮肥需求量＝作物吸收-土壤供给+农田流失+土壤固定；磷肥需求量＝作物吸收+土壤供给×土壤固定；钾肥需求量＝作物吸收+土壤供给×土壤固定+农田流失。
2.根据权利要求1所述的一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，其特征在于作物 吸收量=单位产量氮素吸收量X作物产量。
3.根据权利要求1所述的一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，其特征在于土壤 供给=土壤矿化量+ 土壤基本供给。
4.根据权利要求1所述的一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，其特征在于土壤 矿化量=土壤氮矿化速率系数X 土壤有机质含量。
5.根据权利要求3所述的一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，其特征在于土壤 基本供给=AX (%oN tot)，其中，砂土 A值为28. 4，壤土 A值为26，粘土 A值为24.3。
6.根据权利要求1所述的一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，其特征在于土壤 固定=土壤供给X氮素固定系数。
全文摘要
本发明公开了一种基于农田养分平衡的配方施肥方法，包括氮磷钾三种元素的使用方法氮肥需求量＝作物吸收-土壤供给+农田流失+土壤固定；磷肥需求量＝作物吸收+(土壤供给×土壤固定)；钾肥需求量＝作物吸收+(土壤供给×土壤固定)+农田流失。与配方施肥等现有技术相比，本发明的优势在于(1)全面考虑了影响养分输入和输出的各个因素；(2)注重氮磷钾养分的比例平衡和合理施用；(3)减少了化肥过量施用引起的养分流失。
文档编号A01G17/00GK101836533SQ20091004791
公开日2010年9月22日 申请日期2009年3月20日 优先权日2009年3月20日
发明者沈根祥, 钱晓雍, 黄丽华 申请人:上海市环境科学研究院