基于gis的滴灌棉田氮素施肥管理方法_3

文档序号:9794622阅读:来源:国知局
铃重(克):每个样点随机收取吐絮铃45个(从棉株上中下部均匀采收),晾晒干后 称重量,计算平均单铃重。单铃重(克/铃)=45个絮铃籽棉干重(克)/45。
[0037]②收获密度(株/亩)=667m2/(平均行距(米)X平均株距(米)),行距=总宽度/总行 数。
[0038 ]③平均单株成铃数(个/株)=成铃数/株数,总成铃数=成铃数+絮铃数+1 /3幼铃数 ④籽棉亩产量(公斤/亩)=收获密度(株/亩)X平均单株成铃数(个/株)X单铃重(克/ 铃)/1000 X校正系数(85%)。
[0039]三、不同氮素分区的基肥施肥模型的建立 土壤碱解氮或称水解性氮也叫有效氮,包括无机态氮(铵态氮、硝态氮)及易水解的有 机态氮(氨基酸、酰胺和易水解蛋白质)。选择碱解氮作为土壤供氮能力的指标,主要是考虑 到的是这种氮源能够反映农田土壤近期的氮素供应情况。本文研究了土壤碱解氮诊断在滴 灌棉花基肥推荐过程中的应用,并在土壤氮素分区的基础上建立了低、中、高三种氮素养分 分区的基肥推荐模型,为滴灌棉花基肥变量施肥提供技术支持。
[0040] 3.1滴灌棉田不同氮素分区土壤供氮量与籽棉产量的关系 (1)低氮区不同土层土壤供氮量与籽棉产量关系 滴灌棉田低氮区0-80cm的土壤供氮量与滴灌棉花籽棉产量之间有较好的相关性,且籽 棉产量与土壤各采样深度之间的相关性都达到了显著水平。以20cm为取样深度,通过回归 分析建立了低氮区0-80cm 土壤碱解氮与棉花籽棉产量的关系模型,分别为: 表5低氮区不同土层土壤供氮量(播前土壤碱解氮)与棉花产量的关系模型
模型分析结果表明,低氮区0-20cm 土层的碱解氮含量与籽棉产量的相关性最高,并通 过对回归模型求导计算得出,在0-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm土壤供氮量作为供氮指 标的时候,相应的土壤最佳供氮量((^/如=0)分别为149.9611^/1^、175.811^/1^、177.78 mg/kg、159.50 mg/kg,结果表明低氮区土壤的供氮能力随着土层深度的增加表现出减小的 趋势,最高的供氮土层为40_60cm,此土层中棉花根系分布较少,氮素的大量积累不利于棉 花生长的氮素营养需求。
[0041] (2)中氮区不同土层土壤供氮量与籽棉产量关系 滴灌棉田中氮区0-80cm的土壤供氮量与滴灌棉花籽棉产量之间有较好的相关性,且籽 棉产量与土壤各采样深度之间的相关性都达到了显著水平。且以0以20cm为取样深度,通过 回归分析建立了中氮区Ο-SOcm 土壤碱解氮与棉花籽棉产量的关系模型,分别为: 表6中氮区土壤供氮量(播前土壤碱解氮)与棉花产量的关系模型
模型分析结果表明,中氮区0-20cm土层的碱解氮含量与籽棉产量的相关性最高,并通 过对回归模型求导计算得出,在0-20cm、20-40cm、40-60cm、60-80cm土壤供氮量作为供氮指 标的时候,相应的土壤最佳供氮量(dy/dx=0)分别为166 · 79mg/kg、183 · 93mg/kg、174.56 mg/kg、172.41mg/kg,通过研究区获得的0-80cm最佳土壤供氮量计算得出,中氮区土壤的供 氮能力随土层深度的增加而减小的趋势,最高供氮能力土层为20-40cm,此层为棉花根系主 要分布土层,可以很好的为滴灌棉花的生长发育提供较好的氮素营养环境。
[0042] (3)高氮区不同土层土壤供氮量与籽棉产量关系 滴灌棉田高氮区0-80cm 土层的碱解氮与滴灌棉花籽棉产量之间的相关性稍差于低氮 区和中氮区,但总体上还是表现出了较好的相关性,且籽棉产量与土壤各采样深度之间的 相关性都达到了显著水平。以20cm为取样深度,通过回归分析建立了高氮区0-80cm 土壤碱 解氮与棉花籽棉产量的关系模型,分别为: 表7高氮区土壤供氮量(播前土壤碱解氮)与棉花产量的关系模型
模型分析结果表明,高氮区土壤碱解氮含量与籽棉产量的最高相关性同样出现在〇-20cm的土层,并通过对回归模型求导计算得出,在0_20cm、30-40cm、40-60cm、60-80cm土壤 供氮量作为供氮指标的时候,相应的土壤最佳供氮量(dy/dx=0),分别为191.04mg/kg、 205 · 61mg/kg、183 · 87 mg/kg、192 · 04mg/kg,通过研究区获得的0-80cm最佳土壤供氮量计算 得出,高氮区土壤的供氮能力随着土层深度的增加同样也表现减小的趋势,与中氮区最高 供氮能力土层也为20_40cm〇
[0043] 3.2基于土壤碱解氮含量的滴灌棉田氮素分区基肥量的推荐 土壤的最佳供氮量指标可以为滴灌棉田氮肥施用总量和基肥施用量的确定提供一定 的参考。采用此方法操作时,只需先测定滴灌棉田播前的土壤碱解氮含量,氮肥的施用总用 量即为土壤碱解氮含量与土壤最佳供氮量的差值,再按照适当的基肥施用比例(f),就可以 确定基肥的施用量。在实际生产中,不同区域的基肥施用量不同,根据对不同区域的基肥施 用量的调研总结出,基肥施用比例(f) 一般为20%、30%、40%三种情况。因此本研究分别计算 出了滴灌棉花氮肥总施用量的20%、30%和40%作为播前施入的基肥量。滴灌棉田的氮肥总施 用量和基肥施用量就可以用以下公式进行确定: N-N〇pt_Nmin ( 1 ) Nb=(N〇pt-Nmin) Xf (2) 其中,N为氮肥施用总量,Nb为基肥施用量,Nopt为土层最佳供氮量,Nmin为播前相应土层 碱解氮含量。各指标的单位均为kg/hm2。
[0044]当Nmin大于等于1^时,基肥不施用氮素。
[0045]由3.1结果分析得到,研究区低、中、高氮区的土壤最佳供氮量与籽棉产量的最好 的拟合关系均出现在0-20cm的土层,由于前期计算出的土壤最佳供氮量均为单位千克质量 的土壤中的碱解氮含量,经过公式换算成单位公顷土壤中氮土壤氮素含量,换算公式为: 每公顷土壤碱解氮含量(kg/hm2) = 10000 X 土壤容重(1.25) X 土层深度(0.2m) X 1000kg X 0· 2m 深土层碱解氮含量(mg/kg) +106 (3) 根据以上公式得到本研究滴灌棉花播前0-20cm不同土壤碱解氮测定值对应的氮肥施 用总量和基肥推荐施用量(见表8) 表8基于0-20cm土壤碱解氮的滴灌棉田氮肥总量及基肥推荐用量
由表8推荐的滴灌棉花氮肥施用总量除了为推荐基肥用量提供依据以外,另一个重要 的作用是为了确定其各生育期用量的大概范围,这样可以对氮肥施用量有一个总体概念。 同时还可以看到,不同氮素养分分区的土壤碱解氮含量测定值对应的基肥推荐用量差异较 大,而在传统施肥过程中没有考虑到不同养分含量情况,导致不论何种养分状况下的施肥 量是均一的,因此会导致低氮区施肥不足影响作物生长,高氮区又施肥过量,在影响作物生 长的同时也造成了肥料的浪费,所以可以看出分区施肥对于传统的经验施肥是非常必要 的。一般情况下,建议滴灌棉花基肥施用量为总施肥量的30%,这样可以保证在滴灌棉花有 足够的氮素供应直到其追肥期,在滴灌棉花生长的各生育期进行追肥时,可以通过作物营 养快速诊断技术进行追肥推荐。
[0046] 四、不同氮素分区追肥施肥模型的建立 4.1不同分区的最佳经济施肥模型的建立 在棉花低氮、中氮、高氮三个分区条件下,对棉花产量与氮素施肥总量进行回归分析。 结果表明:用一元二次方程对棉花的氮肥效应进行拟合,得到低氮(a)、中氮(b)和高氮(c) 区施肥总量与棉花产量的回归方程分别如下: y = -0.0224x2+17.512x+2881.98 (R2=8727;n=30) (4) y = -0.028x2+17.084x+4155.73 (R2=0.272;n=30) (5) y = -0.0263x2+14.738x+4728.85 (R2=0.8356;n=30) (6) 式中y -棉花籽棉产量,kg*hnf2 x-施纯氮量,kg · hnf2 对式(4)、(5)和(6)求导,当边际产量((17/(^〇=0,对应的施氮量分别为3911^/111112、305 kg/hm2和280 kg/hm2。此施氮量为各分区全生育期总施氮量,可作为氮肥追施总量的参考。
[0047] 当边际产量(dy/dx)等于氮肥与棉花的价格比(Py/Px)时,边际利润等于零,单位面 积的施肥利润最大,此时的施肥量为经济最佳施肥量。对式(4)、(5)和(6)求导即可得到各 分区的经济最佳施肥模型: Xi=391.0-22. 32Py/Px
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