有效
一种基于QUEFTS模型的区域化水稻专用肥配肥与施用方法
周卫、何萍、徐新朋、孙静文、艾超、王玉军
中国农业科学院农业资源与农业区划研究所
周
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何
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徐
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孙
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王
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摘要
本发明公开了一种基于QUEFTS模型的区域化水稻专用肥配肥与施用方法,提供了一种轻简化、定量化、合理化的具有区域化特点的水稻专用肥配肥与施肥方法,即在复杂的水稻施肥体系中通过水稻可获得产量、产量反应和相对产量等关键参数评估水稻作物生长环境和土壤肥力状况,快速、准确地提供一种水稻专用肥氮(N)、磷(PO)和钾(KO)养分需求比例和对应的推荐施肥方法。该方法是一种有效提高水稻作物产量和肥料利用率、减少环境污染、提升土壤肥力、高效易行、适用广泛的环境保护性的化肥生产与减施技术,为工厂化生产具有区域特色的水稻专用掺混肥和/或水稻专用复合肥和/或复混肥提供技术保障。
1.一种基于QUEFTS模型的区域化水稻专用肥配肥方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)应用QUEFTS模型拟合一季稻、中稻、早/晚稻不同潜在产量和目标产量下地上部分的N、P和K最佳养分需求量曲线,并通过地上部最佳养分吸收曲线的直线部分对应的地上部N、P、K养分吸收和籽粒产量,获得一季稻、中稻、早/晚稻养分内在效率IE和吨粮养分吸收RIE参数;(2)依据所述步骤(1)的潜在产量下的地上部最佳养分需求量曲线直线部分对应的最大目标产量取值,设定为一季稻、中稻、早/晚稻的可获得产量Ya;(3)依据所述步骤(2)可获得产量Ya和所述步骤(1)直线部分对应吨粮养分吸收RIE参数获取一季稻、中稻、早/晚稻可获得产量Ya下地上部养分吸收量,即:地上部养分吸收量(kg/hm 2 )=Ya(t/hm 2 )×RIE(kg/1t);(4)依据一季稻、中稻、早/晚稻N、P和K养分相对产量的25th、中值和75th所对应的RYN、RYP和RYK确定土壤基础养分N、P和K供应能力等级,按低、中、高等级划分,并且结合步骤(1)吨粮养分吸收RIE、步骤(2)可获得产量Ya获得对应等级土壤基础养分N、P和K供应的INS、IPS和IKS,即:IS=Ya×RY×RIE;(5)依据步骤(3)和步骤(4)获得的数据,采用养分平衡法确定一季稻、中稻、早/晚稻全生育期内肥料应提供的N、P和K养分供应量,所述一季稻、中稻、早/晚稻全生育期内肥料应提供的N、P和K养分供应量等于相应水稻地上部N、P和K养分吸收总量减去土壤基础养分N、P和K供应量,即:肥料供N=N 地上部 ─INS,肥料供P=P 地上部 ─IPS,肥料供K=K 地上部 ─IKS;(6)依据步骤(5)得到的一季稻、中稻、早/晚稻全生育期内肥料应提供的N、P和K养分供应量换算一季稻、中稻、早/晚稻全生育期内肥料应提供的N、P和K养分间的N:P:K和N/N:P/N:K/N的配比;(7)依据步骤(6)得到的一季稻、中稻、早/晚稻全生育期内肥料提供的N:P:K和N/N:P/N:K/N的养分比例,按肥料当季利用率和施肥措施调整一季稻、中稻、早/晚稻全生育期内各阶段所需肥料提供的N:P:K和N/N:P/N:K/N的养分配比,具体调整步骤如下:(7.1)按当季利用率进行调整肥料基础N、P和K养分供应量分别按当季利用率:N30%-35%,P10%-25%,K30%-45%进行调整;(7.2)按施肥措施进行调整所述水稻生长全生育期内划分为移栽期、分蘖期、幼穗分化期和开花期,对应所述一季稻、中稻、早/晚稻专用肥分别由基施专用肥、分蘖肥、幼穗分化肥和开花肥组成;对应专用肥提供的基础N、P和K养分总量在水稻全生育期内的分配原则如下:所述一季稻、中稻专用肥N分别由基施专用肥、分蘖肥和幼穗分化肥提供,分配比例为4:3:3,其中:一季稻、中稻基施专用肥N占全N的40%、分蘖肥N占全N的30%、幼穗分化肥N占全N的30%;所述一季稻、中稻专用肥P全部由其基施专用肥提供,占全P的100%;所述一季稻、中稻专用肥K分别由基施专用肥和幼穗分化肥提供,分配比例为1:1,其中:一季稻、中稻基施专用肥K占全K的50%、幼穗分化肥K占全K的50%;所述早/晚稻专用肥N、专用肥P和专用肥K全部由其基施专用肥提供,分别占全N、全P和全K的100%;(8)依据步骤(7)得到的一季稻、中稻、早/晚稻全生育期内各阶段所需肥料提供的N/N:P/N:K/N的养分配比,分别配制生产一季稻、中稻、早/晚稻专用掺混肥和/或复合肥和/或复混肥,具体步骤为:(8.1)依据步骤(7)中所获得的按施肥措施调整后的N/N:P/N:K/N养分配比折算一季稻、中稻、早/晚稻专用肥N:P 2 O 5 :K 2 O养分配比;(8.2)依据(8.1)中的一季稻、中稻、早/晚稻专用肥N:P 2 O 5 :K 2 O养分配比,按照GB15063-2001标准分别确定一季稻、中稻、早/晚稻专用掺混肥和/或复合肥和/或复混肥料总养分含量(%)和对应N-P 2 O 5 -K 2 O品级后,进行配肥。
2.根据权利要求1所述的一种基于QUEFTS模型的区域化水稻专用肥配肥方法,其特征在于,步骤(7.1)中肥料基础N、P和K养分供应量分别按当季利用率35%、25%和45%进行调整,即调整后的N:P:K=N/35%:P/25%:K/45%,N/N:P/N:K/N=35%N/35%N:35%P/25%N:35%K/45%N=1:35%P/25%N:35%K/45%N。
3.一种权利要求1-2任一项所述的基于QUEFTS模型的区域化水稻专用肥的施用方法,其特征在于,是一种基于可获得产量、产量反应和农学效率的推荐施用方法,具体包括以下步骤:步骤一:依据种植区域内历年水稻作物平均产量确定种植区域的土壤基础N、P和K养分供应的低、中、高等级,即低肥力土壤、中肥力土壤和高肥力土壤,所述低肥力土壤为该田块过去5年作物平均产量小于全国25%的田块,所述高肥力土壤为该田块过去5年作物平均产量大于全国75%的田块,所述中肥力土壤为该田块过去5年作物平均产量介于25%-75%之间的田块;步骤二:依据步骤一获得的土壤基础N、P和K养分供应等级和相应种植区域水稻品种确定相应水稻专用肥料N:P 2 O 5 :K 2 O养分配比和施肥方式;步骤三:依据水稻种植区域的生长环境风险等级对应的水稻作物往年的平均产量水平确定可获得产量Ya,采用如下估算方法:依据种植区域的土壤条件将种植区域的生长环境划分为高风险生长环境和低风险生长环境;所述高风险生长环境可获得产量Ya为当地以往5-10年的水稻平均产量;所述低风险生长环境可获得产量Ya为当地以往5-10年的水稻平均产量加上0.5t/hm 2 ;其中,所述土壤条件根据种植区域土壤有无障碍因子进行评定,障碍因子是指土壤为盐渍土、泥炭土、酸性硫酸盐土中的任何一种;所述高风险生长环境为试验田块土壤有障碍因子存在;低风险生长环境为试验田块土壤无障碍因子存在;步骤四:依据步骤三得到的可获得产量Ya和相应种植区域的水稻作物品种确定相应水稻作物施氮产量反应YRN,所述水稻作物施氮产量反应YRN由公式1计算:YRN(t/hm 2 )=Ya×k 式1,其中,k为施氮产量反应系数,由公式2计算:k=1-RYN 式2;步骤五:依据步骤四获得的相应种植区域的水稻作物施氮产量反应YRN确定相应水稻作物的氮农学效率AEN,即:AEN(kg/kg)=a×(YRN) 2 +b×(YRN)+c 式3,其中,a为二次项系数,b为一次项系数,c为常数项;步骤六:依据步骤四中获得的施氮产量反应YRN和步骤五中获得的氮农学效率AEN确定种植区域的相应水稻作物全生育期内的施氮总量N 总 ,由公式4计算:N 总 (kg/hm 2 )=YRN(t/hm 2 )×1000/AEN(kg/kg) 式4;步骤七:依据步骤六获得的施氮总量N 总 ,以及权利要求1中步骤(7.2)确定步骤二相应种植区域的水稻作物专用肥提供N占施氮总量N 总 的百分比m(%),其中:一季稻、中稻基施专用肥N占施N总量的百分比m(%)=40%、一季稻、中稻分蘖肥N占施N总量的百分比m(%)=30%、一季稻、中稻幼穗分化肥N占施N总量的百分比m(%)=30%;早/晚稻基施专用肥N占施N总量的百分比m(%)=100%;步骤八:依据权利要求1中步骤(8.2)中的一季稻、中稻、早/晚稻专用掺混肥和/或复合肥和/或复混肥料N-P 2 O 5 -K 2 O品级中的N养分浓度w(%)和步骤六相应种植区域的水稻作物全生育期内的施氮总量N 总 (kg/hm 2 )以及步骤七的水稻作物专用肥提供N占施氮总量N 总 的百分比m(%),确定相应种植区域的水稻专用肥的推荐施用量,由公式5计算:水稻专用肥推荐施用量(kg/hm 2 )=N 总 (kg/hm 2 )×m(%)/w(%)式5,其中,一季稻、中稻基施专用肥的推荐施用量=N 总 (kg/hm 2 )×40%/w(%),一季稻、中稻分蘖肥的推荐施用量=N 总 (kg/hm 2 )×30%/w(%),一季稻、中稻幼穗分化肥的推荐施用量=N 总 (kg/hm 2 )×30%/w(%),早/晚稻基施专用肥的推荐施用量=N 总 (kg/hm 2 )×100%/w(%)。
4.根据权利要求3所述的一种基于QUEFTS模型的区域化水稻专用肥施用方法,其特征在于,步骤五中所述的二项式系数a、b、c的数值通过一季稻、中稻、早/晚稻以往试验数据的拟合二项式曲线获得。
暂无引用专利



