通用施肥模型及其应用

基于生态平衡施肥理论和多年实践,建立了通用施肥模型及其若干应用模式。（1）不进行秸秆还田情况下,当Wj≥Wi时的通用施肥模型表达式为＂肥料转化率＋肥料离土率＋肥料培肥率=1＂;当Wj〈Wi时的通用施肥模型表达式为＂土壤-肥料转化率＋土壤-肥料离土率=1＂。（2）进行秸秆还田情况下,当Wj≥Wi时的通用施肥模型表达式为＂肥料经济产量转化率＋肥料离土率＋肥料培肥率=1＂;当Wj〈Wi时的通用施肥模型表达式为＂土壤-肥料经济产量转化率＋土壤-肥料离土率=1＂。基于以上理论和方法,分别对肥料长期定位试验、示踪试验、普通肥料田间试验、轮作栽培模式情况下的通用施肥模型进行了讨论;并介绍了参数计算过程。根据实际工作需要,对通用施肥模型进行了简化,分别定义了土壤-化肥养分生物产量转化率、土壤-化肥养分籽粒产量转化率两个参数和相应的施肥模型。最后简介了通用施肥模型多年实践情况。     

肥效评价的生态平衡施肥理论体系、指标体系及其实证

根据生态平衡施肥理论和实践,在综合评价肥料利用率及其算法前提下,提出了肥效评价的生态平衡施肥理论体系和指标体系,并进行了实证。理论体系包括：（1）以生态平衡施肥的多目标优化施肥为核心内容,即生态平衡施肥是以适宜的肥料成本、保证粮食产量和品质、持续培肥或保持土壤肥力平衡、减少施肥污染的多目标优化;（2）从操作上定义了多个评价指标,并可通过普通肥料田间试验求算;（3）指标体系包括评价肥效和指导施肥双重功能;（4）确立了肥效评价指标体系建立的方法。指标体系包括4方面9项指标：①用产量评价的指标有肥料转化率、最低肥料转化率、最高肥料转化率、平均肥料转化率;②考虑对环境负面影响的指标有肥料离土率、生态施肥量上限;③考虑土壤培肥的指标有培肥施肥量下限;④考虑土壤和肥料共同作用的指标有土壤-肥料养分表观转化率和土壤-肥料养分表观离土率。     

长期不同施肥制度对红壤稻田肥料利用率的影响

通过对红壤水稻土17年长期定位施肥试验的研究,比较了不同施肥制度下水稻产量及肥料表观利用率、农学利用率、生理利用率之间的差异。结果表明,无论早稻还是晚稻,有机无机肥配施施肥制度（OM）下的水稻产量都最高,相对于CK增产率分别为108.9%、53.8%;其次为节约型有机无机肥配施施肥制度（JF）,增产率分别为83.3%、47.8%。对肥料表观利用率、农学利用率、生理利用率的研究可看出,节约型有机无机肥配施施肥制度（JF）和纯化肥施肥制度（NPK）的肥料利用率处于较高水平。综合产量和肥料利用率两因素来看,JF施肥制度更符合现代农业发展需要。     

生态平衡施肥模型与目标产量施肥模型比较研究

对目标产量施肥模型特点、弊端和预测施肥量精度等进行了综合研究,并与生态平衡施肥模型进行了比较。结果表明:尽管目标产量施肥模型构建合理,参数获得容易,但参数多,参数易变,参数准确测定困难,参数间存在相互影响关系,模型中没有考虑土壤有效养分平衡或变化,因此,它难以作为精确施肥模型使用;与其相比,生态平衡施肥模型将施肥系统中诸多变量统一在质量守恒定律之下,具有测土施肥模型和肥料效应函数模型的双重功能,参数变异小,参数易于获得和预测施肥量准确等诸多优点。     

区域生态平衡施肥模型建立方法和应用

本文根据生态平衡施肥模型和区域肥料田间试验数据确立了区域生态平衡施肥模型的建立方法 ,从而在现有施肥参数和生态平衡施肥参数之间架起了信息交换的桥梁 ;根据土壤有效养分测定值和地块属性建立了地块施肥模型 ,实现了区域施肥模型与地块施肥模型的转换 ,具有肥料效应函数模型和测土施肥模型双重功能。     

红壤稻田种植粮食三熟制的肥料效应

在中低产红壤稻田种植粮食和三熟制条件下，连续进行了１５年肥料效应定位试验。结果表明，施肥能显著地提高稻麦产量。但不同种类肥料配施的增产和培肥效果不相同。施用有机肥料能明显改善土壤理化性质，培肥地力，长期单施化肥，土壤物理性质变差，增施钾肥可缓解红壤稻田缺钾现象。     

黑土区中部玉米和大豆肥料利用率研究

在土壤自然供肥能力不断下降的情况下,肥料的施用在支撑作物产量中起到了至关重要作用.化肥施用量大和土壤肥力降低导致了肥料利用率不高,关于培肥后土壤在优化平衡施肥后的肥料利用率还鲜有报道.本研究在黑土区中部选择了连续3年秸秆还田构建肥沃耕层后的地块,设置了优化平衡施肥处理(NPK),缺素处理(NP、PK和NK)开展肥料利用...     

不同控释肥类型及施肥方式对肥料利用率和氮素平衡的影响

采用草莓盆栽试验研究了3种肥料类型（普通肥料、控释氮肥、控释复合肥）及其不同施肥方式对氮磷钾利用率、氮素在土壤一作物体系中的平衡及草莓生长的影响。结果表明，相对于普通肥料、控释氮肥和控释复合肥提高了土壤中有效养分的含量，促进了草莓生长，提高了草莓糖酸比和维生紊C含量。不同肥料类型间，植株干重、草莓产量和氮磷钾利用率大小顺序为：控释复合肥〉控释氮肥〉普通肥料。控释氮肥处理土壤中氮的残留率最高，其次为控释复合肥。氮的损失率大小顺序为：普通肥料〉控释氮肥〉控释复合肥。不同施肥方式间草莓糖酸比和维生素C含量、土壤氮残留率差异不显著。植株干重、草莓产量、氮钾利用率大小顺序为：底施〉混施和侧施〉表施；底施处理的磷素利用率最高，其他处理间差异不显著，氮损失率大小顺序为：表施〉混施和侧施〉底施。     

吉林省玉米施肥效果与肥料利用效率现状研究

【目的】本研究通过收集整理2005~2013年国家测土配方施肥项目在吉林省布置的1110个“3414”田间试验,分析了施用氮、磷、钾肥对玉米产量、经济效益的影响,测算了氮、磷、钾肥的利用效率,目的在于明确当前生产条件下吉林省玉米的施肥效果与肥料利用效率,为肥料的合理施用与配置提供依据。【方法】选取玉米“3414”田间试验的处理1（N₀P₀K₀）、处理2（N₀P₂K₂）、处理4（N₂P₀K₂）、处理6（N₂P₂K₂）和处理8（N₂P₂K₀）,分别记为不施肥（CK）、不施氮（-N）、不施磷（-P）、氮磷钾配施（NPK）和不施钾（-K）处理,研究不同施肥处理下的玉米产量、产值、施肥利润和产投比,比较增施氮、磷、钾肥的增产效应以及不同肥料的农学效率、偏生产力和肥料贡献率。另外,分析不施肥处理（缺素处理）玉米产量与相应肥料贡献率之间的关系,并利用模型进行模拟。【结果】不施肥条件下,当前吉林省玉米的平均产量和产值分别为6.6 t/hm2和1.21×103 yuan/hm2。施肥可显著提高玉米的产量和经济收益,其中以NPK处理的玉米产量和施肥利润最高,平均分别为10.1 t/hm2和5.07×103 yuan/hm2,其后分别为-K处理（8.9 t/hm2、3.27×103 yuan/hm2）、-P处理（8.7 t/hm2、2.83×103 yuan/hm2）和-N处理（7.7 t/hm2、1.39×103 yuan/hm2）。在其他养分施用基础上,增施氮、磷、钾肥可平均分别增产2.36 t/hm2（35.1%）、1.39 t/hm2（18.0%）和1.18 t/hm2（14.9%）,平均施肥利润分别为3.68×103、2.24×103和1.80×103 yuan/hm2。当前生产条件下,吉林省玉米在氮磷钾配施条件下的肥料农学效率、偏生产力和肥料贡献率分别为11.4 kg/kg N、32.8 kg/kg和34.7%,而增施氮、磷、钾肥的平均农学效率分别为14.3 kg/kg N、20.5 kg/kg P₂O₅和17.2 kg/kg K₂O,平均偏生产力分别为61.1、146.4和142.4 kg/kg,平均肥料贡献率分别为23.4%、14.1%和11.9%。分析发现,氮磷钾肥配施（或某一肥料）的肥料贡献率随不施肥处理（或相应缺素处理）玉米产量的提高而显著下降,且关系符合对数函数模型,说明提高基础地力可减少对外源肥料的依赖。【结论】吉林省玉米氮磷钾肥的增产效果和肥料利用率相比全国平均水平较高,但仍需重视氮肥管理以稳产增效,继续大力推广平衡适量施肥理念及相应技术,在实现作物增产的同时提高肥料利用效率并促进土壤培肥。     

测土配方施肥是种植水稻节本增效的有效途径

测土配方施肥是国际现行最科学、最规范的施肥技术,它是以土测试和田间试验为基础,根据土壤供肥能力,肥料利用率,作物需肥规律,在增施有机肥的基础上,提出氮、磷、钾及中微量元素合理施肥时期、方法和数量。因此,它具有培肥地力、节约成本、提质增效的优点。     

基于缓释肥的侧条施肥技术对水稻产量和氮素流失的影响

研究了侧条施肥技术条件下不同缓释肥用量对水稻产量和氮索流失特征的影响。与不施肥处理（cK）和农民常规施肥处理（FP）比较,利用侧条施肥技术高缓释肥处理（HF）水稻氮素投入比农民常规施肥处理（FP）降低约40％,水稻产量没有降低,穗粒数和千粒重分别比农民常规施肥处理增加17．0％和16．6％。缓释肥各处理氮素回收率在54．5％-63．5％之间,高于常规施肥处理的36．9％。常规施肥处理田面水NH;和TN在施肥后3d内即可达到最大值,随时间推移下降较快,而高缓释肥处理田面水N0i含量在施肥30d后才降到最低;以尿素为氮源,施肥后的前9d是防止氮素流失的关键时期,以缓释肥为氮源,则前30d是防止氮素流失的重要时期。氮素渗漏淋失主要发生在生育前期,以NOi-N形态为主,占全氮流失量的64．8％-70．3％之间,高缓释肥处理的全氮渗漏损失量（14．86kg·hm。）比当地农民常规施肥处理（23．43kg·hm。）减少8．57kg·hm。。综合考虑水稻产量和环境效益,侧条施肥技术可作为一种资源节约和环境友好的施肥技术在水稻种植上应用。     

基于香蕉根系分布特征的变量施肥机研制

针对香蕉施肥作业中肥量分布不合理和施肥效率低等问题,对香蕉根系的分布特征进行统计分析,获得基于根系分布特征的施肥决策,并以此为基础,设计了香蕉变量施肥机,进行了样机试验。结果表明:香蕉幼苗期的施肥长度≤0.22 m,主次施肥区的施肥量比例为8:5,施肥长度比例为2:1;营养体生长期的施肥长度≤0.42 m,主次施肥区施肥量比例为2:1,施肥长度比例为5:1;生殖体发育期的施肥长度≤0.84m,主次施肥区施肥量比例为11:5,施肥长度比例为3:1。田间试验结果表明,机具前进速度0.38m/s、排肥盘转速22r/min、漏肥孔圆心角120°时,排肥量理论值与实际值平均相对误差为5.74%,施肥合格率为93%,满足香蕉施肥作业要求;采用变量施肥机施肥的香蕉植株长势优于常规人工穴施肥。该研究为香蕉变量施肥机的研究提供了基础数据和设计新思路。     

不同氮磷肥施用对春玉米农田N_2O排放的影响

农田过量施肥会增加N2O排放,使农田土壤成为重要的温室气体排放源。为减少农田N2O排放,利用自动观测系统研究了春玉米农田中不同肥料对N2O排放的影响,并结合作物产量及N2O的排放量探索减少温室气体排放的施肥措施。采用田间试验方法设定了不施肥（CK）、尿素（U）、尿素加磷肥（NP）和硝酸磷肥（NOP）4个处理进行研究。结果表明,各处理下N2O排放总量分别为：CK0.21kgN·hm-2、U1.19kgN·hm-2、NP0.93kgN·hm-2、NOP0.69kgN·hm-2;N2O排放主要受施肥、灌溉,降雨和土壤温度的影响;在作物生长后期土壤含氮量小于7mgN·kg-1的情况下,观测到土壤吸收N2O的情况;各处理下排放因子均小于政府间气候变化委员会（IPCC）的缺省值1%,表明IPCC推荐的排放因子不适用于估算中国北方的春玉米农田N2O排放。施加磷肥有助于减少农田N2O排放并提高产量,硝态磷肥较尿素可以显著减少N2O排放。综合考虑产量和N2O排放,相对于施用尿素和尿素加磷肥处理,硝酸磷肥处理不仅可节约15%和30%的肥料投入,而且分别减少42%和26%的N2O排放,具有减排不减产的良好效果。     

施用腐植酸对夏玉米产量、氮素吸收及氮肥利用率的影响

为了探究腐植酸与无机肥料配施对夏玉米产量、氮素吸收及氮肥利用率的影响,于2014年始在河南省南阳市卧龙区英庄镇开展田间定位试验,共设置单施磷钾肥、常规施肥、常规施肥+3 000kg·hm~(-2)腐植酸、常规施肥减氮15%+3 000 kg·hm~(-2)腐植酸、常规施肥减氮30%+3 000 kg·hm~(-2)腐植酸等5个处理,分析不同氮肥运筹下夏玉米产量和氮肥利用的特征。结果表明,施用腐植酸可以有效改善夏玉米的农艺性状,提高夏玉米的产量,促进植株对氮素的累积和提高氮肥的利用率。其中,以常规施肥减氮15%+腐植酸处理效果最佳,与常规施肥相比,产量增加8.68%~12.96%,籽粒氮含量、籽粒氮累积量、地上部总氮累积量分别增加2.83%~3.92%、11.75%~19.74%、8.83%~19.41%,氮肥利用率增加52.00%~116.55%。因此,常规施肥减氮15%+3 000 kg·hm~(-2)腐植酸是本研究区域最佳的施肥模式,对实现现代农业生产的高产高效、资源节约和生态环境保护具有重要意义,是值得推荐的肥料运筹方式。     

长期不施磷肥对旱地红壤养分比例与玉米产量的影响

在湖南祁阳国家红壤肥力与肥料效益长期监测基地,于2008年对已有18年旱地红壤肥料试验历史的不施肥、NK、NP、PK、NPK处理下玉米产量、pH以及养分状况等指标进行了研究.结果表明,长期不施磷肥、只施氮钾肥导致玉米绝产.施用磷肥有极显著的增产作用,其中NP、PK与NPK处理分别比不施肥处理玉米增产33.2%、66.39%与151.45%.施磷的增产作用主要体现在玉米穗粒数、百粒重以及公顷穗数的增加.长期施用氮肥造成了土壤酸化,尤以NK处理酸化严重(pH值降至4.1),导致玉米产量连年下降.长期不施磷肥、只施氮钾肥,导致土壤全磷量和有效磷量降低,而全氮、全钾、碱解氮、有效钾量增加,表现为土壤氮磷钾养分比例严重失衡.NK处理的土壤氮磷钾全量比例为2.8:1:44.5,其它施磷处理的为1.09～1.32:1:17.96～19.36;NK处理的土壤氮磷钾速效量为31:1:57,其它施磷处理的为0.7～1.16:1:1.07～4.6.     

不同施肥制度下紫色土坡耕地氮素流失特征

利用野外径流小区试验,比较了川中紫色土丘陵区12种不同施肥制度下坡耕地侵蚀产沙特征和氮素迁移特征。结果表明,在单次降雨量达到44 mm时,相对于不施肥而言,农家肥配施化肥分别降低坡地径流与侵蚀量68.2%,67.3%,秸秆还田配施化肥分别降低80.3%,92.6%。不同施肥制度下随地表径流迁移的颗粒态氮占总氮的比例大部分都在60.0%以上。坡耕地平衡施肥能降低坡耕地土壤氮素随径流的损失,增施了磷、钾肥后,总氮迁移量分别降低了41.0%和46.1%。与不施肥相比较,农家肥配施化肥减少径流总氮69.0%,秸秆还田配施化肥减少90.5%。     

鄱阳湖地区长期施肥双季稻田生态系统净碳汇效应及收益评估

以江西省红壤所长期施肥红壤水稻土双季稻农田生态系统为研究对象,利用不同施肥处理作物产量及土壤有机质含量等测定数据结合调查获得的生态系统物质和管理投入资料,估算了不同施肥处理（不施肥（CK）、单施氮肥（N）、单施磷肥（P）、单施钾肥（K）、氮磷肥配施（NP）、氮钾肥配施（NK）、氮磷钾配施（NPK）、两倍氮磷钾配施（2NPK）、有机肥与氮磷钾肥配施（NPKM））双季稻生态系统的碳汇效应和经济效益。结果表明,有机肥和化肥配施（NPKM）既提高了系统的作物固碳量又显著增加了土壤的固碳量,使得其净碳汇效应最大,为8．78tC·hm^-2·a^-1;两倍氮磷钾配施（2NPK）系统的净碳汇效应为8．11tC·hm^-2·a^-1,二者均高于氮磷钾配施（NPK）处理的7．03tC·hm^-2·a^-1,不施肥及单施一种或两种无机肥配施系统的净碳汇效应均明显减弱,其中不施肥处理（CK）最小为4．52tC·hm^-2·a^-1,单施N肥比单施P、K肥在提高系统净碳汇效应上作用明显。配施有机肥（NPKM）稻田的作物产量和经济效益也高于无机肥配施处理（NPK和2NPK）,不施肥、单施一种或两种无机肥配施稻田的作物产量和经济效益明显偏低。因此,稻田施用一定量的无机肥是提高稻田生态系统碳汇效应和经济效益的保证,而配施有机肥可以明显提高稻田生态系统的碳汇效应和经济效益。     

安徽土壤肥料信息系统中施肥决策的研究

研究了安徽土壤肥料信息系统中配方施肥决策的算法和模型中的参数。采用土壤养分校正系数法,得出了安徽省各地区土壤养分校正系数值及其与土测值之间的关系,从而根据土壤养分含量、作物种类和目标产量确定某一区域的施肥量,为土壤肥料信息系统中的施肥决策提供方法依据。