[发明专利]一种预测水稻氮肥施用量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种预测水稻氮肥施用量的方法。

背景技术

水稻生长需要氮肥，推荐水稻氮肥施用量的方法可分为两类，即基于土壤和植株测试的推荐方法和基于肥料效应函数的推荐方法，前一种方法因为测试条件的限制和准确性问题在生产中应用不多，后一种方法（以下称为肥料效应函数法）是我国《测土配方施肥技术规范》推荐使用和目前普遍采用的方法。肥料效应函数法的实施首先要进行肥料田间试验，根据试验结果得到肥料效应方程，然后对方程求导，由边际产量（dy/dx=0）和边际效益（dy/dx=px/py）推荐出2种施氮量：即最高产量施氮量（即获得最高产量时的推荐施氮量）和最佳经济施氮量（即获得最佳经济效益时的推荐施氮量），其中最佳经济施氮量比最高产量施氮量低，在生产中应用得较多（但仍偏高）。肥料效应函数法的实施是一个把“点状”田块的试验结果推广到“面上”区域的过程，在国外以规模经营为主的农场中应用效果较好，而在我国高度分散经营的土地利用方式中，由于长期以来农民对土壤投入和经营方式的差异，即使在同一区域，田块之间的肥力水平（或者说产量潜力）也存在很大不同，以少量“点状”试验结果推广到“面上”必然会在部分田块出现不理想的效果。另外，肥料效应函数法本身也有一定局限性，这主要表现在当季的试验结果不能在当季应用，而由于气候的年度间变异也可能导致推荐效果的偏差。因此，尽管近年来农业技术推广部门大力推广这项技术，农民们还是习惯沿用以往的施肥量进行施肥，或者在不同田块施相同用量的氮肥，导致农业生产中氮肥投入长期居高不下，土壤氮素逐年盈余，农业面源污染日益加剧。因此，可以说高度分散经营的土地利用方式和不能实时应用影响了肥料效应函数法在我国的应用效果，研究一种能针对具体田块且能提前预测水稻施氮量的简易方法十分必要。

目前，对推荐施肥的研究已进入到以产量、品质和环境为多元目标的科学施肥时期，“土壤氮素平衡法”由于可防止土壤氮素盈余、降低环境风险，已成为人们竞相追逐的研究热点，但由于土壤氮素平衡的影响因素众多、影响过程十分复杂，应用养分平衡作为推荐施肥的依据一直是研究难点，迄今还没有令人满意的具体方法在生产中得到推广。较早将土壤氮素平衡应用到推荐施氮的是芬兰、挪威等欧洲国家，目前许多OECD国家加入到这个行列，但它们只是将氮素平衡作为限制作物施氮总量和控制环境污染的手段，并由此规定作物的最高施氮量。其基本原理是一种简单的土壤氮素平衡，即：当季作物施氮量=目标产量需氮量﹣土壤供氮量，土壤氮素平衡的计算中没有考虑氮的损失，具体田块准确的土壤供氮能力也不易获得，因而难以实现对具体田块施氮量的提前预测。我国农业部于2005年颁布并于2011年修订的《测土配方施肥技术规范》中也介绍了一种利用养分平衡计算施肥量的方法，其计算公式为：施肥量=（目标产量所需养分总量-土壤供肥量）÷（肥料中养分含量×肥料当季利用率），虽然考虑了肥料的损失（肥料当季利用率），但由于同样存在土壤供肥能力的不易获得，且不可能提前预知肥料当季利用率，该方法在生产实际中也应用很少。

如何更好地建立更为实际的预测水稻氮肥施用量的方法，是本领域希望解决的实际问题。

发明内容

本发明的目的在于：针对本领域的实际需求，结合上述预测水稻氮肥施用量中存在的问题，以土壤氮素平衡为前提，提供一种新的预测水稻氮肥施用量的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种预测水稻氮肥施用量的方法。其特征在于：首先确定具体田块的氮素归还指数、目标产量和百公斤籽粒吸氮量，然后利用下列公式预测水稻氮肥施用量：

水稻氮肥施用量=氮素归还指数×目标产量×百公斤籽粒吸氮量÷100，式中：

氮素归还指数＝1／(1－氮素净损失率)，其中，1为具体田块前期水稻生产中投入土壤的肥料氮；氮素净损失率为氮肥投入后引起的土壤中氮向环境输出的增加量占氮肥投入量的百分比；1－氮素净损失率为水稻收获后实际携出的氮占氮肥投入量的百分比；

目标产量＝（1＋递增率）×前3年平均单产，单位为kg/亩；

百公斤籽粒吸氮量为：水稻每产出100kg经济产量所需要吸收的氮，单位为kgN / kg。