[发明专利]农作物秸秆还田时一种最佳氮素施入量确定方法

说明书

技术领域

本发明专利属于农业施肥领域，专利代码为A01C。具体涉及到在耕种过程中采用农作物秸秆还田时氮肥施入量的确定技术。

背景技术

氮肥中氮元素对植物生长起着非常重要的作用，它是植物体内氨基酸的组成部分、是构成蛋白质的成分，也是植物进行光合作用的叶绿素组成部分。施用氮肥不仅能提高农作物的产量，还能提高农作物产品的质量。为了生产出优质农产品，减少氮素造成的农业面源污染，根据农作物的需肥规律和土壤供肥性能，确定氮肥的最佳施用数量。

农作物秸秆中富含大量的氮素，每季还田300-600kg秸秆，相当于向土壤中施入纯氮1.2-4.8kg。连续几年的秸秆还田，能使土壤的保肥保水能力明显提高，更有利于农业耕作。秸秆还田能提高农作物产量、降低化肥用量、减少环境污染。土壤的改良和地力的提高，势必促使农作物健壮生长，抗病虫害性能大大加强，农作物生长过程中农药的施用量必然降低。这样，就更有利于绿色农产品的生产，提高农产品的产量和质量。

农作物秸秆还田后经过土壤微生物进行分解转化，在整个转化过程中产生大量的微生物，消耗土壤中的氮素等速效养分，势必会造成土壤微生物(即秸秆转化的微生物)与作物幼苗争夺氮素养分的矛盾。氮素不足影响出苗或幼苗的生长，出现黄苗、死苗、导致作物减产，不利于秸秆的腐烂；氮素过多则造成浪费，出现旺苗而导致减产，同时增加了氮素对环境的污染风险。因此秸秆还田时，氮素肥料的施入数量非常重要。

目前许多资料包括教科书上都只是说秸秆直接还田后适当增加氮素肥料施用量，增多增少概念模糊，致使农民在农作物秸秆直接还田后氮肥施用上无可适从。由于不同秸秆中的氮素含量差异，因此不同农作物秸秆和不同的秸秆还田量对氮素的需求差异较大。随着国家对环境污染的治理力度不断加大，农业生产中秸秆直接还田数量越来越多，秸秆还田后氮素肥料施入量的不确定性，成为困惑农民进行秸秆直接还田后施用氮肥数量的难题。

本专利借鉴微生物分解有机物质的碳氮比基本理论，将作物施肥中秸秆还田量与氮肥施入量引入数学模式中，以此建立秸秆还田量与氮肥施入量的关系式，解决秸秆还田过程中确定氮素施肥量的问题。该技术经多年的实践检验，能准确指导作物秸秆还田量施肥中氮肥的施入量。经检索国内外相关文献：未发现有与“农作物秸秆还田时一种最佳氮素施入量确定技术”相同内容的报道。

发明内容

适用于科学研究中秸秆还田量与氮素施入精确量的确定技术

7.1.收获秸秆全部还田时秸秆还田量与氮素增减量确定技术

秸秆还田时作物施肥氮素增减量(N_R)＝A×(根总量+秸秆量)×(C％÷25-N％)-0.15×速效N。

7.2.在不考虑根系和土壤中的氮素时秸秆还田量与氮素增减量确定技术

氮素增减量(N_R)＝A×还田秸秆量×(C％÷25-N％)。

7.3.秸秆还田当季的分解转化只占30％时还田量与氮素增减量确定技术

作物施肥秸秆还田时氮素增减量(N_R)＝0.3×(根总量+秸秆量)×(C％÷25-N％)-0.15×速效N。

大田生产中秸秆还田量与氮素施入总量的简易确定技术

8.1.秸秆还田与氮素增减量简易确定技术

为适应大田生产，在不考虑根系和土壤中的氮素，秸秆还田当季的分解转化只占30％，秸秆还田量与与氮素施用增减量的简易确定技术：氮素增减量(N_R)＝0.3×还入秸秆量×(C％÷25-N％)。

8.2.大田生产中秸秆还田量与氮素施入总量的简易确定技术：作物施肥秸秆还田时氮素施入总量(N_T)＝作物正常需氮量(N_C)+0.3×还入秸秆量×(C％÷25-N％)。

具体实施方式

在不施用氮肥、不进行秸秆还田的自然状态下，土壤中氮素能满足作物残留根系分解所需

9.1收获作物后土壤中的根系总量

正常情况下，玉米、水稻、油菜根系占全株总量的15-18％，分布在耕层中的不超过80％；小麦根系分布较少，据山东省农科院1975年测定，小麦亩产量500kg时，0-30cm土层中的根干物质量为85.8kg；马铃薯分布在耕层土壤中的根系更加少。因此，以上四种作物，就是将地上部分的根茬确定在内，耕作层干物质量也不足全株生物产量的20％。以农作物产量、秸秆产出量之和的20％确定根系总量。作物产量与秸秆产、根系产出量见表1。

表1  作物产量与秸秆产、根系产出量(单位：kg/667平方米)