本发明涉及农业环境评价领域，具体地涉及两熟区作物轮作预警系统。
背景技术：
土地资源作为一种重要的自然资源，是人类生产和生活的根本，然而，随着人类对土地资源的不和谐利用和管理，加快了土壤性质变化的速度，使得当前世界各地的土壤退化相当严重，已日益威胁到人类赖以生存的土地资源。土壤质量评价是污染防治的基础，通过采集土壤环境指标进行土壤质量评价，有利于弄清区域土壤质量现状及其变化发展规律，为土地合理利用、环境管理、环境规划和土壤污染的综合防治提供科学依据。
影响环境的因素众多，但大多数都不稳定，不适合作为监测环境指标。农业耕作时，施肥手段是否合适对农业环境诸如水、空气和土壤存在很大的影响，导致农业丰收与饥馑。而当前缺乏简便易行的针对施肥影响环境的评估工具。
技术实现要素：
本发明为了克服上述技术问题的不足，提供了一种两熟区作物轮作预警系统，可以完全解决上述技术问题。
解决上述技术问题的技术方案如下：
本发明设计了一种两熟区作物轮作预警系统，首先建立评价指标体系：选择磷作为轮作环境风险指示元素的依据，在三种大量营养元素中，对环境影响最大的营养元素是氮和磷，但是氮素的循环途径非常多，影响因素多，氮的表观平衡的变化比较大，而磷素循环途径则相对稳定，没有气态损失，磷的表观养分平衡与环境污染的相关性高，且计算方便，可进一步结合土壤质地判断磷养分流失风险，以及磷素投入的科学性。
该预警系统采用三级指标评价体系，分别为：周年磷平衡、土壤质地、磷肥运筹，一级指标为周年磷平衡状况，该指标决定了不同的色系，分别为绿色、黄色、红色，在此基础上再依据二级指标与三级指标细分，所述的二级指标为土壤质地，所述的三级指标为磷肥在不同茬次间分配情况，共分为六种预警级别，分别为深绿、浅绿、浅黄、深黄、粉红、深红，根据不同土壤质地对磷盈余的保持能力，分别将沙土、壤土、黏土的最适宜磷素平衡定为0.9-1.1，0.8-1.2和0.7-1.3，所述的不同土壤质地对磷盈余的保持能力为黏土>壤土>沙土。
该两熟区作物轮作预警系统，具体步骤为：
(1)测定耕层土壤质地
通过手测法，即可判定土壤的质地是沙土、壤土或黏土；
(2)计算周年磷平衡，所述的周年磷平衡为农田磷素周年投入和产出之比，即：周年磷平衡＝两茬作物磷投入总量/两茬作物磷带走总量，所述的两茬投入量包括一年两茬作物投入的基肥和追肥中有机肥、化肥的磷含量，以肥料施用量乘以该肥料磷含量(p2o5)计算；所述的两茬带走量包括一年两茬作物收获携出量，以单位产量带走磷养分量(p2o5)乘以产量计算；通常情况下磷平衡值的计算是投入与产出的差值，即磷平衡的绝对值。但此种方法得到的磷平衡值，由于不同作物(轮作)类型之间对磷素吸收量的差异较大，从而难以用一套统一的标准对其结果的合理性进行判断，而只能分别对不同轮作类型采用不同的数据单独进行判断，则限制了其应用的灵活性。本发明中磷平衡的计算采用投入与产出的比值(商)而非差值，从而使得不同轮作类型之间的磷平衡可以进行统一量化和比较；
(3)计算秋播作物与夏播作物磷肥投入比(p秋/p夏)，该步骤的科学依据为根据土壤磷循环的生物地球化学特征，周年中磷肥应重点施用在秋播作物上以提高磷肥利用效率；计算公式如下：
p秋/p夏＝秋播作物磷投入量/夏播作物磷带走量
所述的秋播作物磷投入量包括秋播作物投入的基肥和追肥中有机肥、化肥的磷含量，以肥料施用量乘以该肥料磷含量(p2o5)计算；所述的夏播作物磷带走量为夏播作物收获携出量，以单位产量带走磷养分量(p2o5)乘以产量计算；
(4)根据步骤(2)和(3)计算结果，依据下表判断：
预警级别说明：
绿色系列代表周年磷投入量比较合理；
黄色系列代表周年磷投入量偏少，需增加磷肥投入量；
红色系列代表周年磷投入量偏多，需减少磷肥投入量；
具体来说，
深绿：代表磷肥施用合理、茬次间分配合理、环境友好；
浅绿：磷肥周年投入总量合理，但茬次间的分配不合理，需调整磷肥的茬次间分配；环境风险较低；
浅黄：磷肥周年投入偏少，但茬次间的分配合理，需增加磷肥的周年总投入量；环境风险较低；
深黄：磷肥周年投入偏少，需调整季节分配，需增加磷肥的周年总投入量；环境风险中等；
粉红：磷肥投入过量，季节分配合理，需减少磷肥的周年投入量；环境风险高；
深红：磷投入过量，且茬次间分配不合理，需减少磷投入量，且调整茬次间的分配，环境风险极高。
本发明的有益效果是：
本发明方法设计新颖，抓住影响水、土壤、空气等环境的关键因素，通过简便、科学的方式对两熟区作物栽培模式进行预警，是一种针对施肥影响环境的评估工具。便于不同层面的用户选择最佳轮作模式。如农民可自行计算常年轮作操作的风险，从而指导选择更佳轮作模式，政府部门可计算区域性的轮作风险，便于调整种植结构。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：
选择磷作为轮作环境风险指示元素的依据，在三种大量营养元素中，对环境影响最大的营养元素是氮和磷，但是氮素的循环途径非常多，影响因素多，氮的表观平衡的变化比较大，而磷素循环途径则相对稳定，没有气态损失，磷的表观养分平衡与环境污染的相关性高，且计算方便，可进一步结合土壤质地判断磷养分流失风险，以及磷素投入的科学性。
该预警系统采用三级指标评价体系，分别为：周年磷平衡、土壤质地、磷肥运筹，一级指标为周年磷平衡状况，该指标决定了不同的色系，分别为绿色、黄色、红色，在此基础上再依据二级指标与三级指标细分，二级指标为土壤质地，三级指标为磷肥在不同茬次间分配情况，共分为六种预警级别，分别为深绿、浅绿、浅黄、深黄、粉红、深红，根据不同土壤质地对磷盈余的保持能力，分别将沙土、壤土、黏土的最适宜磷素平衡定为0.9-1.1，0.8-1.2和0.7-1.3，所述的不同土壤质地对磷盈余的保持能力为黏土>壤土>沙土。
该两熟区作物轮作预警系统，具体步骤为：
(1)测定耕层土壤质地
通过手测法，即可判定土壤的质地是沙土、壤土或黏土；
(2)计算周年磷平衡，所述的周年磷平衡为农田磷素周年投入和产出之比，即：周年磷平衡＝两茬作物磷投入总量/两茬作物磷带走总量，所述的两茬投入量包括一年两茬作物投入的基肥和追肥中有机肥、化肥的磷含量，以肥料施用量乘以该肥料磷含量(p2o5)计算；所述的两茬带走量包括一年两茬作物收获携出量，以单位产量带走磷养分量(p2o5)乘以产量计算；通常情况下磷平衡值的计算是投入与产出的差值，即磷平衡的绝对值。但此种方法得到的磷平衡值，由于不同作物(轮作)类型之间对磷素吸收量的差异较大，从而难以用一套统一的标准对其结果的合理性进行判断，而只能分别对不同轮作类型采用不同的数据单独进行判断，则限制了其应用的灵活性。本发明中磷平衡的计算采用投入与产出的比值(商)而非差值，从而使得不同轮作类型之间的磷平衡可以进行统一量化和比较；
(3)计算秋播作物与夏播作物磷肥投入比(p秋/p夏)，该步骤的科学依据为根据土壤磷循环的生物地球化学特征，周年中磷肥应重点施用在秋播作物上以提高磷肥利用效率；计算公式如下：
p秋/p夏＝秋播作物磷投入量/夏播作物磷带走量
所述的秋播作物磷投入量包括秋播作物投入的基肥和追肥中有机肥、化肥的磷含量，以肥料施用量乘以该肥料磷含量(p2o5)计算；所述的夏播作物磷带走量为夏播作物收获携出量，以单位产量带走磷养分量(p2o5)乘以产量计算；
(4)根据步骤(2)和(3)计算结果，依据下表判断：
根据以上方法体系，在华北两熟区38个农户地块上的应用实例：发明人课题组近年在华北地区山东、河北两个省，6个地区，11个县市的调查结果如下表所示：
调查取样的原则采用“随机等比例”调查，即首先按照各县统计数据中的各种作物的播种面积确定各县的取样点数量，然后在各县该种作物的集中种植区重点取样，而具体取样位置采用随机原则，以最大限度地保证取样的代表性。
关于编号，采用“县名+顺序号”命名法。
备注：#div/0！代表夏播作物磷投入量为零，此种情况按“p秋/p夏>1”计。
预警级别说明：
绿色系列代表周年磷投入量比较合理；
黄色系列代表周年磷投入量偏少，需增加磷肥投入量；
红色系列代表周年磷投入量偏多，需减少磷肥投入量；
具体来说，
深绿：代表磷肥施用合理、茬次间分配合理、环境友好；
浅绿：磷肥周年投入总量合理，但茬次间的分配不合理，需调整磷肥的茬次间分配；环境风险较低；
浅黄：磷肥周年投入偏少，但茬次间的分配合理，需增加磷肥的周年总投入量；环境风险较低；
深黄：磷肥周年投入偏少，需调整季节分配，需增加磷肥的周年总投入量；环境风险中等；
粉红：磷肥投入过量，季节分配合理，需减少磷肥的周年投入量；环境风险高；
深红：磷投入过量，且茬次间分配不合理，需减少磷投入量，且调整茬次间的分配，环境风险极高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。