專利名稱：一種基于農田養分平衡的配方施肥方法
技術領域：
本發明涉及一種農田施肥方法，具體為一種基于農田養分平衡的配方施肥方法。 屬于農業施肥技術領域。
背景技術：
眾所周知，化肥一直以來都是農業生產中不可或缺的增產手段，因此，科技工作者 始終潛心研制開發促進農作物增產增收的多種類型的復合肥，而忽視了土壤所蘊藏的肥 力，即氮磷鉀養分含量與作物所需養分的比較，從而無法選擇最佳配方的復合肥來提高肥 力以增加作物產量及質量。而在當前常規農業生產過程中，為了提高農作物的單產而大量 施用化肥，并且過度注重氮肥的施用而忽略了肥料養分的平衡。肥料過量且養分比例不協 調不僅導致了生產資料的浪費，而且嚴重的污染了農田生態環境，并間接導致了溫室氣體 排放增加、水體富營養化等環境問題。目前，國內有關部門在農業生產的長期實踐中，將全國各地配方施肥的經驗總結 出一套“配方施肥法”進行產前定肥，從肥料定量的不同依據來劃分，盡管將全國幾十個配 方施肥方法歸納為三大類、六個方法，但仍存在一定的問題(1)沒有全面考慮土壤養分含 量變化和不同作物不同階段養分需求進行平衡施肥計算；(2)偏施氮肥，氮磷鉀比例失調；土壤肥力表現出衰退跡象。
發明內容
本發明的目的是為了提供一種基于農田養分平衡的配方施肥方法，綜合考慮農田 土壤養分供給、作物養分吸收和外源養分輸入等因素，以解決現有施肥方法的上述問題。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現。一種基于農田養分平衡的配方施肥方法，包括氮磷鉀三種元素的使用方法氮肥需求量=作物吸收_ 土壤供給+農田流失+ 土壤固定；磷肥需求量=作物吸 收+(土壤供給X 土壤固定)；鉀肥需求量=作物吸收+(土壤供給X 土壤固定)+農田流 失。在氮肥需求量計算公式中，作物吸收量(kg/ha)=單位產量氮素吸收量(kg/t) X 作物產量(t/ha)。有關作物單位產量養分吸收量的估算值在國內已有大量研究，并在農業 技術推廣中廣泛應用，主要農作物對氮磷鉀養分的吸收量估算值如表1所示。土壤供給(kg/ha) = 土壤礦化量(kg/ha) + 土壤基本供給(kg/ha)。土壤礦化量主 要指土壤有機氮的礦化量，隨土壤類型和C/N比而變化。礦化量=土壤氮礦化速率系數X 土壤有機質含量(0M% )。土壤基本供給=AX (%oN tot)。其中，砂土 A值為28. 4，壤土 A 值為26，粘土 A值為24. 3。農田流失根據農田土壤類型和排水狀況的不同，需根據經驗值進行估算。土壤固定(kg/ha) = 土壤供給(kg/ha) X氮素固定系數。公式中所需要使用到的土壤氮礦化速率系數土壤氮基本供給系數、土壤氮流失量以及土壤氮素固定系數如表2和表3所示。表1主要農作物對不同養分的吸收系數 表2主要土壤礦化速率系數 表3主要土壤的流失參考值與氮素固定系數
在磷肥需求量的計算公式中，磷素作物吸收的計算方法與氮素相同。要計算土壤供給磷素量，首先必須測定農田土壤的P205含量，并將實際測定值與 對應土壤類型的P205含量范圍(表4)進行比較，若符合這一范圍，則土壤供給為0;若土 壤實際P205含量低于對應范圍的下限，土壤供給=AXBXC ；若土壤實際P205含量高于對 應范圍的上限，土壤供給=-(AXBXD)。其中，A代表土壤深度(如40cm，則A值為4) ；B代表土壤容重(砂土為1.4，壤土 為1. 3，粘土為1. 2) ；C = P205含量范圍下限-實際含量；D = P205實際含量-含量范圍上限。土壤固定也與農田土壤的實際P205含量有關。若土壤P205含量在含量范 圍內，則土壤固定系數為1 ；如土壤P205實際含量低于含量范圍下限，土壤固定系數= 1. 2+(0. 02X % Ca tot)；如P205實際含量高于含量范圍上限，土壤固定系數為1。表4 土壤P205正常含量范圍(mg/kg) 在鉀肥需求量的計算公式中，作物吸收的計算方法與氮磷相同。土壤供給需要根據農田土壤中Κ20的實際含量的不同分別計算，計算方法與磷肥 相同。土壤固定值的計算方法與磷肥類似，不同類型土壤的Κ20正常含量范圍見表5所示。 僅當土壤Κ20的實際含量低于含量范圍下限時，土壤固定系數的計算方法略有差異，固定 系數=1.2+(0.018Χ%粘粒含量)。當排水狀況為慢速或中速時，農田流失取經驗值，土壤類型是砂土，則農田流失值為25kg/ha，而壤土和粘土的農田流失值分別為15kg/ha和7kg/ ha ο表5 土壤K20正常含量范圍(mg/kg) 本發明基于農田養分平衡的施肥方法的特征在于(1)在施肥計算過程中，全面考慮農田系統土壤養分供給、農作物養分吸收和外源 養分輸入三者間維持相互平衡，同時還考慮土壤養分的固定和流失等因素；(2)在施肥計 算過程中，需要以目標農作物歷年產量作為參考，結合土壤類型、質地、養分含量的測定結 果，并根據目標農作物的種類、需肥規律和栽培管理條件等最終確定肥料施用的品種、數量 和比例；(3)在科學確定各主要養分需求量后，根據氮磷鉀的相對比例合理配置肥料的用 量和比例，再結合不同農作物各生長階段的需肥特點分階段施用。與配方施肥等現有技術相比，本發明的優勢在于(1)全面考慮了影響養分輸入和輸出的各個因素；(2)注重氮磷鉀養分的比例平衡和合理施用；(3)減少了化肥過量施用引起的養分流失。
具體實施例方式下面結合具體實施例進一步闡述本發明的技術方案。實施例以梨樹為例進行計算，根據當地生梨歷年產量，把生梨目標產量定為20t/ha。對梨 園示范區土壤的基本理化性質和養分含量進行測定，分析結果下表所示。梨園養分需求量計算過程所需參數 梨對氮素的吸收系數為4. 7，砂土礦化速率系數為42，砂土土壤基本供給系數為 28. 4 ；在中速排水條件下，砂土氮素流失參考值為40kg/ha，砂土氮素固定系數為0. 20。另 夕卜，在計算果樹對氮素的需求量時，還應加上樹木對氮素的吸收，一般為每年50kg/ha。由 此，按照養分平衡計算公式，2006年梨園氮肥需求量為127. Okg/ha,而2007年梨園氮肥需 求量為 121. 9kg/ha。梨對磷的吸收系數為2. 3，砂質梨園正常的土壤磷含量為16 25mg/kg，土壤深 度取40cm，砂土容重為1.4g/cm3，土壤固定系數取1.2。由此，2006年梨園磷肥需求量為 116. 8kg/ha，而2007年的磷肥需求量為67. 6kg/ha。梨對鉀的吸收系數為4. 8，砂質梨園正常的土壤K含量為102 144mg/kg，土壤深 度取40cm，砂土容重為1.4g/cm3，土壤固定系數取1。砂質土鉀農田流失量為25kg/ha。由 此，2006年梨園鉀肥需求量為147. 9kg/ha,而2007年的鉀肥需求量為101. 4kg/ha。本發明的核心是要在農田系統土壤養分供給、農作物養分吸收和外源養分輸入三 者間維持相互平衡，同時還考慮土壤養分的固定和流失。因此，在肥料投入水平定量時，需 以目標農作物歷年產量作為參考，結合土壤類型、質地、養分含量的測定結果，并根據目標 農作物的種類、需肥規律和栽培管理條件等最終確定肥料施用的品種、數量和比例。在科學 確定各主要養分需求量后，根據氮磷鉀的相對比例合理配置肥料的用量和比例，再結合不 同農作物各生長階段的需肥特點分階段施用。
權利要求
一種基于農田養分平衡的配方施肥方法，其特征在于包括如下氮磷鉀三種元素的使用方法氮肥需求量＝作物吸收-土壤供給+農田流失+土壤固定；磷肥需求量＝作物吸收+土壤供給×土壤固定；鉀肥需求量＝作物吸收+土壤供給×土壤固定+農田流失。
2.根據權利要求1所述的一種基于農田養分平衡的配方施肥方法，其特征在于作物 吸收量=單位產量氮素吸收量X作物產量。
3.根據權利要求1所述的一種基于農田養分平衡的配方施肥方法，其特征在于土壤 供給=土壤礦化量+ 土壤基本供給。
4.根據權利要求1所述的一種基于農田養分平衡的配方施肥方法，其特征在于土壤 礦化量=土壤氮礦化速率系數X 土壤有機質含量。
5.根據權利要求3所述的一種基于農田養分平衡的配方施肥方法，其特征在于土壤 基本供給=AX (%oN tot)，其中，砂土 A值為28. 4，壤土 A值為26，粘土 A值為24.3。
6.根據權利要求1所述的一種基于農田養分平衡的配方施肥方法，其特征在于土壤 固定=土壤供給X氮素固定系數。
全文摘要
本發明公開了一種基于農田養分平衡的配方施肥方法，包括氮磷鉀三種元素的使用方法氮肥需求量＝作物吸收-土壤供給+農田流失+土壤固定；磷肥需求量＝作物吸收+(土壤供給×土壤固定)；鉀肥需求量＝作物吸收+(土壤供給×土壤固定)+農田流失。與配方施肥等現有技術相比，本發明的優勢在于(1)全面考慮了影響養分輸入和輸出的各個因素；(2)注重氮磷鉀養分的比例平衡和合理施用；(3)減少了化肥過量施用引起的養分流失。
文檔編號A01G17/00GK101836533SQ20091004791
公開日2010年9月22日 申請日期2009年3月20日 優先權日2009年3月20日
發明者沈根祥, 錢曉雍, 黃麗華 申請人:上海市環境科學研究院