测土配方施肥的基本原理与方法定稿.pdf

第三章测土配方施肥的基本原理与方法3.1 养分平衡施肥的基本原理3.1.1平衡施肥的基本原理平衡施肥律俗话说“萝卜白菜、各有所爱”， 植物也和人一样， 不同品种的作物对养分的需求是不同的同一种作物在不同的生长时期对养分的需求也不尽相同这就要求我们在施肥时，应按作物生长的需要和土壤各种养分供应状况（供应强度和容量）缺什么、 补什么， 缺多少， 补多少，均衡地供应各种养分，才能作到高产、 优质 如蔬菜对氮需求量较高，施肥时不仅要考虑氮，也应该考虑磷、钾的施用例如，资料孙秀莲等的研究(1996) 表明，大白菜的氮、磷、钾（n：p2o5：k2o）的较佳比例为 1 ：0.55 ：1.25 ；番茄则为 l ：0.39 ：1.20 而在实践生产中，由于钾的比例明显偏低，导致蔬菜产量底品质差所以，施肥时必须考虑各种养分的合理搭配，做到平衡施肥又如， 果树在幼树挂果前和春季需要氮为主；在进入丰产期和果实膨大期以氮钾为主；各个时期对磷肥都有一定需求平衡施肥的基本原理报酬递减律当肥料用量逐级递增时作物产量并不随肥料增加而直线上升却按抛物线的形式逐渐增加 单位肥料所增加的作物产量是逐渐递减的从下面的示意图可以看出，肥料从 0 增加到 900 千克时，作物产量从7500千克增到30000 千克。

如果将肥料用量按150 千克作为一个等级时， 则每增加150 千克所能获得的作物增产量的次序是abcde, 明显地呈递减趋势；这里需要提出的，报酬递减律并不是说随着肥料用量的增加，蔬菜产量降低，而是产量总趋势在不断增加， 但增加速度在减慢，使单位肥料蔬菜增产量递减而且，随着产量达到一定极限后，增加肥料施用量不仅不能提高产量，反而会使产量下降（f 、g） 通过对报酬递减律的研究利用，我们可以选择最佳的施肥量，力争用最小的投入换取最大的收益从图中我们可以看到，采用600 公斤的施肥量，能够得到26000 公斤的高产；但如果片面追求30000 公斤的最高产量，需要多施用300 公斤的肥料，而产量仅仅提高了4000公斤，是不可取的同理，如果为减少投入不施用肥料，产量就会大大减少到7500 公斤，不能发挥土地应有的价值因此，选择控制作物合理产量，是提高经济效益的主要条件平衡施肥的基本原理最小养分律最小养分律又称“木桶理论”，指作物产量高低决定于最不能满足该种作物所需的养分，这个养分就是最小养分 这种养分不能用其他养分来代替当最缺少的营养元素得到补充后满足了作物增产需要，作物产量就随之提高产量提高后， 其他营养元素可能成为新的最小养分而限制作物产量再提高。

木桶理论作物产量相当于木桶的容量，如同木桶容量的大小取决于最短木块的高度，作物产量水平决定于最小养分所能提供的量的高低根据这个基本原理，我们只有对最小养分进行针对性补充，才能够取得增加的产量的目的，以最小的投入换取最大的收益土壤测试、 平衡施肥的目的，就是增加短板投入、减少长板投入，使“木桶”的每块板子能够同样高低，取得最好的经济效益3.1.2平衡施肥的基本原理养分归还学说养分归还学说于认为，在作物生长发育过程中，不断地从十壤中吸收氮、磷、钾、钙、镁等养分， 为了保持土壤肥力应通过施肥向土壤归还被蔬菜吸走的各种养分否则就会造成土壤肥力衰退我们知道，自然环境下，大自然能够为植物提供其生长所需要的必需的营养和条件，比如：动植物的尸体为土壤提供了微生物生长繁殖的有机成分，而微生物代谢过程中又为植物提供了氮、磷、钾、钙、铁、等养分；随着风化分解，土壤中的矿物成分活化为作物能够吸收的钙、镁、硫等中微量元素；雷鸣闪电把空气中的氮气合成了作物可以吸收的氨，并随着雨水进入土壤 , 实际上，我们人为补充的营养成分与自然产生的相比，只是冰山一脚生产实践中， 随着种植规模和产量的提高，土壤本身所能提供的养分已远远不能满足作物生长需求，这就要求我们必须采用施肥的手段给予补充。

然而，我们人为的补充行为不能够以破坏大自然原有的供求体系为代价，否则，如同杀鸡取卵，得不偿失在这个过程中，我们应该以保证以下几个主要条件为前提：1. 要保持自然环境和土壤营养环境的平衡；2. 要考虑自然环境下所能够提供的营养元素的利用，并注意保持这种能力的持续性；3. 要尽可能减少对自然环境的污染，保证人民生活健康3.2 肥料效应函数施肥的基本原理3.2.1肥料效应函数的概念与作用1、肥料效应作物产量对施肥的反应2、肥料效应函数也叫肥料效应方程、施肥模型，指表达作物产量对施肥反应的数学函数式3、肥料效应函数的作用判断肥料养分效应的大小和特征，进行肥料新品种的评价；可以确定最佳施肥量、最大施肥量等肥料效应函数的代数形式及其系数值取决于土壤、作物、 肥料种类及栽培技术条件等多种因素3.2.2肥料效应函数的类型和特征肥料效应方程式从数学形式上分为直线、指数、 多项式、 相交直线方程式等，从自变量数上分为一元、多元等1、一元肥料效应回归方程式一元肥料效应方程式有：（1）直线方程式特征：固定报酬，因而该式不能反映当施肥量递增时表现出的肥效递减现象以及过量施肥，特别是过量施用N肥时的总产量下降现象。

适用条件：在较低生产水平、较低肥力、施用低量肥料时，可能符合直线方程2）指数 ( 或对数 ) 方程式i 米采利希方程式（米氏，1909）ii典型的指数方程式米氏方程中X为养分供应量，包括了土壤养分，不能直观表达施肥量的影响，为此， 克劳斯等提出了修正式，并称之为典型的指数方程式：y=y0+d(1-10-kx) 公 式 ： y = b0 + b1 x产 量系 数施 肥 前 产 量 水 平肥 料 用 量养 分 供 应（3）多项式任何函数至少在一个比较小的领域内可用多项式做近似表示，因此在条件较复杂时，可首先试用多项式回归进行回归计算优点：可用最小二乘法对它的参数进行方便的检验可以反映出最高产量及其以后的产量下降可以直接反映施肥量与产量的关系，而不象多数指数式只适于表示养分供应量与产量的关系i 二次方程式 Niklas & Miller (1927)根据肥料报酬递减律导出二次多项式y=b0+b1x+b2x2 y：不施肥时的产量b0：开始阶段的产量增长趋势b1x：肥料效应的曲率程度及方向b2x2：施肥量微分得： dy=b1dx+2b2xdx dy/dx=b1+2b2x （边际产量曲线） dy/dx=0时得最高产量，即：b1+2b2x=0 x=-b1/2b2 此为最高产量的施肥量将上式再次微分得 d2y/dx2=2b2 它反应了边际产量曲线的情况，因而反应了肥料效应方程曲率的程度及方向b2 0 时， d2y/dx2 0 边际产量不断，曲线是报酬递增型, 产量随施肥量的增加而不断提高，不出现最高产量b2 0 时， d2y/dx2 0，曲线是报酬递减型，产量的增加有一个最高产量点b2=0 时，曲线为直线型的典型的肥料效应曲线，当用二次式时，b10 b2 xmax= ? zmax= ? 施肥利润 =(ymax-b0).py-xmax. px-zmax.pz 2、最佳施肥量 ( 经济最佳施肥量) 定义：单位面积土地获得最大经济效益的施肥量四、肥料效应函数的选择和配置在选择和配置肥料效应方程式时，以及运用方程式的经验进行分析判断。

择过程中应先后注意的因素七五”攻关：黄淮海平原主要作物优化施肥和土壤培肥技术氮磷二因素 5 4 5两元素的肥料效应二次方程式： y=b0+b1x+b2x2+b3z+b4z2+b5xz y=b0+b1z0.5+b2x+b3z0.5+b4z+b5x0.5z0.5 多点试验资料的归类和聚类：按地力基础产量水平归类法按产量等级归类法多因素动态聚类法5 种施肥模型对玉米产量和施氮量关系的拟合王圣瑞 , 陈新平 , 高祥照 , 毛达如 , 张福锁， 2002，植物营养与肥料学报, 8 (4) :409413 三元二次施肥模型进行拟合试验成功率仅为56 % ,而采用一元施肥模型可以对全部试验进行数据处理王圣瑞 , 陈新平 , 高祥照 , 毛达如 , 张福锁， 2002，植物营养与肥料学报, 8 (4) :409 413 五、肥料效应函数应用于高产、优质和环境保护的多目标养分资源管理不同施氮量下的小麦产量与硝酸盐淋失量(Kjellerup, 1983) 夏玉米施氮量与籽粒产量及0-90cm 土壤氮素表观损失的效应关系0200040006000800010000050100150200250No.8夏玉米籽粒产量(kg/ha)Summermaizegrainyield-500501001502000200040006000800010000050100150200250No.9-50050100150200氮素表观损失(kgN/ha)020004000600080001000012000050100150200250氮肥用量(kg N/ha)N fertilization ratesNo.10夏玉米籽粒产量(kg/ha)Summermaizegrainyield050100150200250020004000600080001000012000050100 150 200 250氮肥用量(kg N/ha)N fertilization ratesNo.12050100150200250氮素表观损失(kgN/ha)0200040006000800010000050 100 150 200 250300 350No.110501001502002501：施肥经济效益； 2 ： 氮素表观损失； 3 ：植株硝酸盐含量) 大白菜施用氮肥的经济效益、品质效应与环境效应六、应用肥料效应函数法进行养分资源管理的工作流程试验设计试验管理与信息采集肥料效应函数的选择与配置肥料效应函数的判别计算优化施肥量3.2.4应用肥料效应函数法进行养分资源管理的方法评价优点： 1. 以田间试验为基础，因而能客观地反映具体条件下的肥料效应 2. 具有较好的反馈性 3. 可用于肥料的宏观管理、分配缺点：1. 田间试验费时费钱2. 具有严格的地域性3. 技术难度大，不易掌握4. 产前定肥，难以克服气候等条件变化的影响5. 磷肥效应用二次方程拟合，用量偏高3.3 土壤有效养分的测试方法有校验试验3.3.1相关研究概念：指提取测定值与参比标准之间的相关性研究。

实质上就是指提取测定方法的筛选, 它01000200030004000500060000100200300400500施 氮 量 N rate(kg/ha)施肥效益Fertilizationprofit(yuan/ha)050100150200250300350氮素表观损失Napparentlosses(kg/ha)121500200025003000硝酸盐含量NitrateContent(mg/kg)3多半在温室或网室中，以盆栽试验的方法来进行，但并不排除应用田间试验法3.3.2校验研究的概念：指选定提取测定方法之后，再以作物产量反应为依据，确定测定值的“高”、“中”、“低”等各级指标它必须在田间做，完全排除盆栽方法3.3.3相关研究与校验研究的步骤（1）事先调查与选点（2）土壤采样：1 个分析样所代表的面积不应过大( 1ha) 应多点采样（3）相关研究与筛选测土方法（4）用选定的方法测定土壤有效养分（5）校验研究与指标的确定（6）在不同指标值的土壤上分别做施肥量试验，以确定建议施肥量” 或“ 最佳施肥量 ”3.3.4相关研究相关研究的目的是用若干个参比标准值来考核每一种提取测定方法的结果，检验此法在这类土壤上是否可用。

在相关研究中最常用的参比标准是相对产量或增产百分率相关研究的主要步骤：根据土壤化学原理，分别对N、P、K 等选出若干可能应用的提取测定方法；确立参比标准（相对产量或增产百分率）；采取土壤进行盆栽试验，但也不排斥田间试验；用所有选定的方法进行土壤测定，并取得各个参比标准的数值；在参比标准值与提取测定值之间进行统计学相关性计算；选用相关性最好的提取测定方法增产百分率作为参。