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文档简介
1、土壤养分丰缺评价与测土配方施肥1.1 基本原理所有植物都必需有16种元素: 碳、氢、氧、氮、磷、钾、硫、钙、镁、硼、铁、铜、锌、锰、钼、氯 钠、钴、钒、硅不是所有植物都必需的,但对某些植物是必需 其中13种元素来自土壤: 大量元素:N、P、K 中量元素:S、Ca、Mg 微量元素:B、Fe、Cu、Zn、Mn、Mo、Cl 据试验,近年来本地部分地区土壤已经表现出了缺Si现象部分作物需要的养分量301604013015青菜豆653407519040蕃 薯20403108017540马铃薯1020160501006水 稻2540120501206玉 米3030175751706小 麦202515055
2、1505大 麦SMgOK2OP2O5N 需要的养分量(千克/公顷)产量(吨/公顷) 作物品种资料来源:杭州农业网叶菜类、茶叶等需氮较多豆科作物、糖料作物、纤维作物、薯类作物以及瓜类、果树需磷较多 棉花、烟草、马铃薯、甘薯、甜菜、西瓜、果树等需钾较多马铃薯、大豆、花生、油菜喜硫 油菜喜硼、水稻喜硅、甜菜喜钠 棉、麻等作物,因氯能增加纤维的韧性及拉力 不同作物对肥料的反应也不同 土壤养分临界值是最早用于诊断指标的一种表示方法。实际上,它是表示养分缺乏和不缺乏的分界线。具体来讲,某土壤养分的测定值低于临界值时,说明土壤中该养分处于缺乏或极缺乏的水平。因此,必需及时施用含该养分的肥料,才能获得明显的增
3、产效果;反之,如果土壤养分测定值高于临界值,说明土壤中该养分处于基本够用或较为丰富的水平。因此,可适当补施或暂时不施用含该养分的肥料。 土壤养分临界值是决定要不要施肥的重要依据,利用土壤养分临界值,就可以根据作物特点和土壤养分丰缺状况合理施用氮磷钾和微肥,做到心中有数。制定土壤养分丰缺指标缺素试验法: 在30个以上不同土壤肥力水平(即不同土壤测得值)的田块上安排试验,两个处理全肥区、缺肥区,计算相对产量,以相对产量与养分含量进行回归,拟合曲线,再根据相对产量计算不同产量水平下的土壤养分临界值。以测试土壤有效磷对小麦丰缺指标为例:试验处理: 全肥区按照满足作物生长需要的肥料水平施肥(NPK) 缺
4、肥区不施用磷肥,其余施肥品种、施肥量及其它措施与全肥区相同计算相对产量: 缺肥区产量 相对产量 = *100 全肥区产量试验号有效磷(mg/kg)全肥区产量(kg/亩)缺肥区产量(kg/亩)相对产量(%)试验号有效磷(mg/kg)全肥区产量(kg/亩)缺肥区产量(kg/亩)相对产量(%)12.2 345.5 150.2 43.5 136.1 390.6 315.2 80.7 22.4 323.0 134.3 41.6 146.5 388.0 256.8 66.2 32.7 367.2 202.3 55.1 156.9 364.0 274.4 75.4 42.9 380.8 193.4 50.8
5、 167.0 356.2 277.1 77.8 53.0 333.4 171.0 51.3 177.7 372.5 302.4 81.2 63.1 312.0 225.8 72.4 188.1 336.5 234.2 69.6 73.3 382.5 145.3 38.0 198.3 386.7 342.6 88.6 83.4 383.7 196.8 51.3 208.5 322.5 285.0 88.4 93.8 378.6 215.8 57.0 219.3 375.3 347.1 92.5 104.2 375.1 255.4 68.1 2210.4 368.4 364.7 99.0 114.
6、7 335.4 290.7 86.7 2310.7 372.0 364.5 98.0 124.9 345.0 221.1 64.1 2411.2 390.8 388.1 99.3 试验结果:拟合曲线:Y=a+b*lgX 或 Y=X/(b+a*X)本例采用Y=X/(b+a*X)工具软件:SPSS for Windows 10.0计算结果: XY= 0.03547+0.007316*XR2=0.7943* 全国农业技术推广服务中心测土配方施肥技术规范规定:相对产量在50%以下的土壤养分测定值定为极低;相对产量50%75%为低;75%95%为中;大于95%为高土壤养分丰缺指标的确定土壤养分丰缺指标的
7、确定土壤Olsen磷(mg/kg)小麦相对产量(%)10075502524681012极低低中高丰缺状况临界值高=11.0中5.6-11.0低2.8-5.6极低=15中12-15低6-12极低=12中10-12低5-10极低=12=15=20=15中7-1212-1510-208-15低4-76-126-105-8极低466=10=12=15=10中5-1010-128-157-10低3-55-105-84-7极低355XUb Ua-UbYp0.95 XUaYp0.65 X=UbYt:目标产量 Ua:高度适宜临界值Yp:品种生产潜力产量 Ub:不适宜临界值X:适宜度指数预测目标产量举例: 作物
8、品种:水稻武育粳15号 生产潜力产量:650公斤/亩 Yp 田块适宜度指数:0.8250 X 高度适宜临界值:0.8800 Ua 不适宜临界值:0.4500 Ub 目标产量=650*0.65+650*(0.95-0.65)*(0.8250-0.4500)/(0.8800-0.4500) =592.6公斤/亩(1)地力分区(级)配方法(2)目标产量配方法 A. 养分平衡法 B. 地力差减法(3)肥料效应函数法 A. 多因子、多水平田间试验法 B. 养分丰缺指标法 C. 氮、磷、钾比例法2.2.3 施肥模型问题2.2.4 土壤测试值问题未采样田块土壤测试值的确定: A. 邻近点替代 B. 空间插值
9、 C. 以点代面2.2.5 肥料运筹方案问题 作物一生几次施肥、每次施肥的品种(元素)、每次施肥的比例分配等 专家经验法2.2.6 应用方式问题方案形成方式: 交互式 批处理成果查询方式: 计算机查询 非计算机查询2.2.7 测土配方施肥工作流程土壤采样及农业生产情况调查一图一表模式田间试验、模型及知识库建立农户建立县域耕地资源管理信息系统作物适宜性评价土壤养分丰缺状况评价施肥方案推荐(施肥指导单元图)施肥方案推荐(管理单元图)触摸屏查询掌上查询县域配方推荐(建立配方库)肥料生产厂商网上查询肥料供应点施肥卡、肥料2.2.8 技术流程土壤图行政区划图叠加采样点基本情况数据表(GPS定位)测土配方
10、施肥采样点点位图各种养分图以点代面区域统计空间插值(A. 数据准备)土地利用现状图管理单元图采样点土壤化验结果数据表关联添加 X、Y(B. 县域配方推荐)平均产量法或适宜度指数法计算施肥指导单元目标产量选择施肥模型计算单元肥料用量作物肥料运筹方案计算各期肥料用量建立配方库管理单元图作物适宜性评价拟合县域配方、建立配方库(C. 管理单元施肥 方案推荐)平均产量法或适宜度指数法计算施肥指导单元目标产量选择施肥模型计算单元肥料用量作物肥料运筹方案计算各期肥料用量配方库中筛选配方施肥方案管理单元图作物适宜性评价关联(D. 指导单元施肥 方案推荐)平均产量法或适宜度指数法计算施肥指导单元目标产量选择施肥
11、模型计算单元肥料用量作物肥料运筹方案计算各期肥料用量配方库中筛选配方施肥方案管理单元图作物适宜性评价施肥指导单元2.3 工作步骤 数据准备 作物适宜性评价县域配方推荐 单元施肥方案推荐 2.3.1 数据准备 加载耕地资源管理单元图 连接耕地资源管理单元属性数据表 连接作物适宜性评价结果数据表 (如果有且需要) 2.3.2 作物适宜性评价 如果采用作物适宜度指数法计算目标产量,并且在2.3.1中没有连接作物适宜性评价结果数据表,则需要本步骤。 2.3.3 县域配方推荐 2.3.4 单元施肥推荐2.4 信息发布与应用 县域系统查询 InterNer查询 触摸屏(PC机)查询 掌上电脑(智能手机)查
12、询 一图一表查询2.4.1 InterNet查询系统网址:http:/www.ChinaFramL 该网站免费为全国各试点单位提供信息发布服务,并提供直接连接。2.4.2 触摸屏(PC)查询系统 可运行于台式机、笔记本及触摸屏一体机上的查询系统。2.4.3 掌上电脑(手机)查询系统 走到哪里查到哪里(GPS自动定位查询) 想查哪里就查哪里(地图浏览点击查询)演示一个系统耕地资源管理信息系统 (县域)一幅图施肥指导单元图 (乡域)一张表施肥方案推荐表 (地块)一张卡测土配方施肥推荐卡 (农户)一次购肥农民根据施肥推荐卡在同一个肥料销售点、一次性买齐全部肥料2.4.4 “五个一”应用模式一图:施肥
13、指导单元图一表:施肥方案推荐表一卡:施肥推荐卡(肥料销售人员完成) 查阅施肥指导单元图 确定土壤类型 查阅施肥方案推荐表 确定施肥方案 填写施肥推荐卡并介绍给农民谢 谢2007.5.16 江苏扬州以下幻灯片为调用部分土壤肥力综合指标 通常将作物种在土壤中而不施任何肥料所得的产量,即“空白田产量”,称为“土壤肥力综合指标”作物定产经验公式 处理1 不施任何肥料 处理2单施磷、钾肥,用量适中 处理3在处理2的基础上施氮肥 处理4在处理2的基础上施氮肥的130% 处理5在处理2的基础上施氮肥的160% 处理6在处理2的基础上施氮肥的190%选择在土壤肥力高低不相同的30个以上田块进行分组s(公斤)(
14、公斤)()500516.0602.585.6早稻单产与土壤肥力的关系配方施肥 把土壤肥力的综合指标X和施肥可以获得的最高产量Y这两个数据成对地汇总起来,经过统计分析,两者之间存在如下函数关系: Y=X/(a+bX) 实际使用时可简化为: Y=a+bX作物定产经验公式例:浙江省早稻定产经验公式: Y=248.6+0.66X n=72浙江农科院玉米定产经验公式: Y=236.3+0.72X n=35宁夏农科院小麦定产经验公式: Y=225.9+0.6837X n=19摘自配方施肥小结:优点:有理论依据结果较可靠缺点:需要做大量试验作物品种问题难处理全国耕地地力评价指标体系全集1种植制度18地表岩石
15、露头状况35腐殖层厚度52水溶态硼2设施类型19地表砾石度36障碍层类型53有效硅30积温20田面坡度37障碍层出现位置54有效钼410积温21灌溉保证率38障碍层厚度55有效铜5年降水量22灌溉模数39水型56有效锰6全年日照时数23排涝模数40成土母质57有效铁7光能辐射总量24抗旱能力41质地58交换性钙8无霜期25排涝能力42容重59交换性镁9干燥度26林地覆盖率43田间持水量60有效硫10东经27梯田类型44pH61盐化类型11北纬28梯田熟化年限45CEC621米土层含盐量12海拔29土壤侵蚀类型46有机质63耕层土壤含盐量13坡度30土壤侵蚀程度47全氮64潜水埋深14坡向31剖
16、面构型48有效磷65旱季地下水位15地貌类型32质地构型49缓效钾66地下水矿化度16地形部位33有效土层厚度50速效钾17地面破碎情况34耕层厚度51有效锌仪征市水稻适宜性评价层次分析模型水稻适宜性土壤养分理化性状立地条件灌溉条件有效磷速效钾有效锌有效硅pH有机质质地耕层厚度障碍层位置地貌类型坡度排涝模数灌溉模数水稻适宜性准则层判别矩阵土壤养分 8.71% 理化性状 27.23%立地条件 34.69% 灌溉条件 29.37%指标层(土壤养分)判别矩阵有效锌 10.25% 有效硅 23.66%速效钾 36.73% 有效磷 29.37%指标层(理化性状)判别矩阵 pH 7.89% 质地 20.6
17、4%有机质 71.46% 指标层(立地条件)判别矩阵耕层厚度 8.67% 障碍层位置 25.52%地貌类型 35.91% 坡度 29.89%指标层(灌溉条件)判别矩阵排涝模数 20.00% 灌溉模数 80.00%层次分析结果表模糊评价法进行单项指标评价(隶属函数模型)模糊子集:一个模糊性概念就是一个模糊子集,模糊子集取值自01中间任一数值(包括两端的0与1)。隶属度:元素符合这个模糊性概念的程度。完全符合时隶属度为1,完全不符合时为0,部分符合取0与1之间一个中间值。隶属函数:表示元素与隶属度之间的解析函数。根据隶属函数,元素的每个值都可以算出其对应隶属度。 仪征市水稻适宜性评价指标隶属函数标
18、号函数类型项 目隶属函数CutA1戒上型有效锌(mg/kg)Y=1/(1+4.14(u-c)2)c=1.0ut0.2A2戒上型速效钾(中壤-紧砂)(mg/kg)Y=1/(1+7.3810-4(u-c)2)c=100ut10A2戒上型速效钾(重壤-重粘)(mg/kg)Y=1/(1+5.9410-4(u-c)2)c=120ut20A3戒上型有效磷(中壤-紧砂)(mg/kg)Y=1/(1+0.0414(u-c)2)c=10ut2A3戒上型有效磷(重壤-重粘)(mg/kg)Y=1/(1+0.0414(u-c)2)c=12ut5A4峰 型pHY=1/(1+1.18(u-c)2)c=6.8ut1=4,ut
19、2=9A5概念型质地(见表7)A6戒上型有机质(中壤-紧砂)(%)Y=1/(1+1.0357(u-c)2)c=2.0ut0.5A6戒上型有机质(重壤-重粘)(%)Y=1/(1+1.0357(u-c)2)c=2.6ut1A7戒上型地下水位深度(cm)Y=1/(1+810-4(u-c)2)c=80ut10A8直线型障碍层Y=0.01x c=100ut15A9戒上型耕层厚度(cm)Y=1/(1+0.024(u-c)2)c=20ut10124.5-9.90.83=Ut2) 0 8.1 0.3340 6.8(=c) 1 6.3 0.7722 3.9(=Ut1) 0计算适宜度指数(IFI)加法模型 IFI
20、=FiCi (i=1,2,3,n) 式中:IFI(Integrated Fertility Index)代表适宜度指数; F =第i个因素评语; Ci=第i个因素的组合权重。乘法模型 IFIM1 M2 M3Mn 式中:M1F1 C1; =F2 C2; Mn=Fn Cn乘法与加法结合的模型 IFIMj FiCi (i=1,2,3,nj)适宜度指数计算举例:指标名称实测值隶属度因子得分有效磷100.85790.0220速效钾790.63030.0202有效锌0.570.56640.0050有效硅81.30.86960.0179pH6.50.95490.0205有机质12.60.45610.0888
21、质地重壤10.0562耕层厚度150.62500.0188障碍层位置20010.0885地貌类型平坦河流高台地0.50.0623坡度10.80.0830灌溉模数510.2350排涝模数10.66670.0391综合得分0.7573适宜度指数作物生产潜力产量 在满足作物生长需要的大田生产条件下,作物可能达到的最高产量。 这是作物品种区域试验的一项重要内容。 地力分区(级)配方法 按土壤肥力高低分为若干等级,或划出一个肥力均等的田片,作为一个配方区,利用已有资料和试验成果,结合群众的实践经验,估算出这一配方区内比较适宜的肥料种类及其施用量。养分平衡法作物需要吸收的养分土壤能提供的养分应施肥料所含养
22、分应施的肥料养分=作物需要吸收的养分 土壤可提供的养分应施的肥料养分=作物需要吸收的养分 土壤可提供的养分养分平衡法肥料需要量计算公式:肥料需要量 =目标产量 0.15 肥料养分含量肥料当季利用率作物单位产量养分吸收量 土壤养分测定值校正系数地力差减法:目 标 产 量土壤生产的产量肥料生产的产量地力差减法肥料需要量 = 作物单位产量养分吸收量(目标产量空白田产量)肥料中所含养分肥料当季利用率例:地力差减法施肥量计算作物品种:武育粳15号;目标产量:590公斤/亩;土壤类型:小粉白土;基础地力产量比例:62%;百公斤籽粒吸氮量:1.82公斤;肥料品种:尿素;肥料当季利用率:40%。作物品种:武育
23、粳15号;目标产量:590公斤/亩;土壤类型:小粉白土;基础地力产量比例:62%;百公斤籽粒吸氮量:1.82公斤;肥料品种:尿素;肥料当季利用率:40%。 0.0182(590-590 62%)肥料需要量 = 46% 40% = 22.2(公斤/亩)作物需要吸收的养分确定作物需要吸收的养分=目标产量作物单位产量养分吸收量例:水稻单位产量吸氮量计算水稻亩产(公斤)谷实含N(%)共吸N(公斤)稻草产量(公斤)稻草含N(%)共吸N(公斤)谷草共吸N(公斤)每生产一公斤谷需吸N(公斤)484350.73.058.930.0182 490.10.012+4350.007水稻每公斤产量吸氮量= 490.1 = 0.0182(公斤)吸收养分早 稻晚稻杂交稻小麦大麦玉米谷子高粱棉花N1.82.02.03.02.65.0P2O50.61.01.8K2O1.83.04.0几种主要作物每百公斤经济产品对养分的吸收量(公斤)作物单位
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