测土配方施肥技术培训2011年.ppt

推荐施肥指标体系的建立,崔振岭、陈新平、张福锁、江荣风,Tel 01062733454 E-mail ,中国农业大学资源与环境学院,主要内容：,1、氮肥总量控制技术及指标体系建立； 2、磷钾恒量监控技术及指标体系建立； 3、中微量元素因缺补缺技术及指标体系建立； 4、指标建立的不确定性因素。,主要内容：,1、氮肥总量控制技术及指标体系建立； 2、磷钾恒量监控技术及指标体系建立； 3、中微量元素因缺补缺技术及指标体系建立。,测土配方施肥中氮肥的推荐是重点，而氮肥推荐需要实现方法和技术的突破,（朱兆良，1992）,传统的碱解氮方法不能很好地表征田间条件下的土壤供氮量,原因分析：（1）耕层以下的土壤氮素供应 （2）环境养分供应 （3）作物生育进程中气候条件变化对氮素矿化的影响,土壤无机氮(Nmin)与最佳施氮量的关系,土壤无机氮(Nmin): 铵态氮（NH4-N） +硝态氮 (NO3-N) 旱地土壤有效氮测试的适宜指标！,田间条件下土壤Nmin与土壤氮素有效性指标的相关性,0,30,60,90,120,150,180,210,240,100,80,60,40,20,种植后天数,60mm,灌水,60mm,灌水,90mm,灌水,90mm,灌水,施肥,施肥,土层深度,(cm),2,4,6,8,10,12,14,16,18,20,22,24,NO,3,-,N,(mg/kg),高时空变异性限制土壤无机氮最为区域氮肥推荐指标,氮肥总量控制、分期调控的模拟,长期定位实验：,播前土壤硝态氮 （0.469）,土壤氮素矿化 （0）,产量 （0.09）,收获后无机氮 （0.08）,氮素吸收 （0.09）,氮素损失（0.05）,土壤硝态氮田块间变异是当前农田氮肥需求变异的主要驱动因子。,随着优化氮肥管理的进行，土壤无机氮供应逐年减少，土壤、环境氮素供应占作物需求的比例逐渐减少、优化氮肥用量逐年增加，最终达到动态平衡,氮肥总量控制、分期调控(长期)的理论设想,随着优化氮肥管理的进行，土壤、环境氮素供应占作物需求的比例逐渐减少、优化氮肥用量逐年增加，最终达到动态平衡： 氮肥用量与作物吸收带走量相当，氮肥施用与作物需求相匹配有助于提高氮肥利用效率、减少环境压力。,方程： y = ax2 +bx +c,用一元二次方程模型进行模拟，计算每个试验的最佳氮肥用量 ； 自变量x的边际效应等于投入价格与产出价格比, dy/dx = Px/Py ，即2ax + b = Px/Py 求解上述方程，获取最佳氮肥用量 x。,当季肥料试验：作物产量对氮的反应,第一步，利用3414试验计算最佳氮肥用量；,表1 梨树县春玉米对氮肥的反应,平均值11kg/亩（165kg/ha）即是推荐的氮肥总量。,氮肥推荐原则：总量控制、分期调控,总量控制：,氮肥总量控制、分期调控,东北春玉米氮肥总量控制、分期调控技术规程,目标产量 (t/ha) 9.75,氮肥总量 (kg N/ha) 135165 165195 196225,基肥用量 (kg N/ha) 4560 6075 7590,追肥用量 (kg N/ha) 90105 105120 120135,源自：中国主要作物施肥指南 p,7,田块最佳施氮量产量与总量控制下的施氮量产量相关性比较,每个试验对应一个效应方程和最佳施氮量下的产量， 总量控制下的施氮量为165kg/ha； 把165代入每个效应方程，即可得到一系列总量控制下的产量； 把田块最佳施氮量产量与总量控制下的产量作相关； 两者之间存在线性相关，达到了非常显著的水平。,(3年26个试验的平均结果),水稻施氮量与产量和氮肥损失的关系,氮肥总量控制的基本原理,主要内容：,1、氮肥总量控制技术及指标体系建立； 2、磷钾恒量监控技术及指标体系建立； 3、中微量元素因缺补缺技术及指标体系建立。,土壤肥力指标法,应用“3414”试验进行土壤测试方法的“相关研究 ”,步骤： （1）在某一较大的生态区域的某一土壤类型上，在2-3年的研究周期内，对某一特定作物，至少布置20-30个点的3414田间试验； （2）采集基础土样，分别用传统测试方法和M3等新方法测定土壤有效养分； （3）通过田间试验获得不同处理的作物产量和养分吸收量结果（需要测定收获期籽粒和秸杆的养分含量）； （4）计算不同试验中缺氮、磷、钾的相对产量和相对养分吸收量； （5）对多年多点试验的相对产量或相对养分吸收量结果与传统方法或M3等方法的土壤测定结果进行相关性分析。,计算各试验中缺氮、磷、钾的相对产量和相对养分吸收量 对“3414”试验而言； 缺氮的相对产量 = 处理2（N0P2K2）产量 / 处理6（N2P2K2）产量 * 100% 缺磷的相对产量 = 处理4（N2P0K2）产量 / 处理6（N2P2K2）产量 * 100% 缺钾的相对产量 = 处理8（N2P2K0）产量 / 处理6（N2P2K2）产量 * 100% 缺氮的相对吸氮量 = 处理2（N0P2K2）吸氮量 / 处理6（N2P2K2）吸氮量 * 100% 缺磷的相对吸磷量 = 处理4（N2P0K2）吸磷量 / 处理6（N2P2K2）吸磷量 * 100% 缺钾的相对吸钾量 = 处理8（N2P2K0）吸钾量 / 处理6（N2P2K2）吸钾量 * 100%,应用“3414”试验进行土壤测试方法的“相关研究 ”,周鸣铮等，1964,相对产量作物参比标准,建立/更新土壤养分丰缺指标（校验研究）：,校验研究：以作物产量反应为依据，确定测定值的“高” 、“中”、“低” 、“极低”等各级指标。,A、多点田间试验 20点以上，肥力拉开 B、参比标准为相对产量(只此一项!) C、测土、作土测值与相对产量的回归曲线图,通过田间试验建立测土配方施肥技术指标体系,Y = 30.96Ln(x) 13.498,式中Y为相对产量，X 土壤速效养分含量,y = 50%, X = 7 mg/kg y = 75%, X =17 mg/kg y = 95%, X = 33 mg/kg,通过上述公式进行计算：,公式转化：,应用“3414”试验建立土壤有效养分丰缺指标,采用一个新的土壤测试（或速测）方法需要注意什么？ 相关研究！ 校验研究！,绝大多数速效土壤测试是测定土壤养分相对含量，而不是绝对量！,Olsen-P, 20mg/kg: 1kg 土壤中有20mg Olsen-P，而不是指作物只能利用20mg! 交换性钾，100 mg/kg?,应用“3414”试验建立不同土壤肥力的推荐施肥指标,（1）将每个试验的产量与施肥量进行回归分析，建立肥料效应函数； （2）通过边际分析，计算每个试验点的最佳施肥量； （3）将多年多点的结果按不同肥力水平汇总，计算不同肥力水平下的平均的推荐施肥量和上、下限。 （4）以磷为例，获得如下表所示的推荐施肥指标。,磷钾恒量监控技术指标体系,主要内容：,1、氮肥总量控制技术及指标体系建立； 2、磷钾恒量监控技术及指标体系建立； 3、中微量元素因缺补缺技术及指标体系建立。,*酸性土壤；*石灰性土壤,我国土壤微量元素有效养分丰缺参考指标（mg/kg）,东北地区春玉米部分微量元素丰缺指标及对应用肥量,作出相对产量与提取测定值之间关系的点阵图后，不作回归曲线，在点阵中间划一个“ 十”字，把几乎所有点划入左下与右上(、源 )中，“ ”字纵线与横座标的交点即为该养分有效含量的临界点，此法一般用于微量元素，因为微量元素用量很少，除施用、不施用外，不需划分施用量等级。,“十”字法确定临界点,主要内容：,4、指标建立的不确定性因素 4.1最佳施肥量的模拟； 4.2土壤分级测试指标的建立。,“3414”是指氮、磷、钾3个因素、4个水平、14个处理。 4个水平的含义： 0水平指不施肥 2水平指当地最佳施肥量 1水平=2水平0.5 3水平=2水平1.5（该水平为过量施肥水平）。 “3414”方案设计吸收了回归最优设计处理少、效率高的优点。,通过田间试验建立测土配方施肥技术指标体系,“3414”试验方案处理,通过田间试验建立测土配方施肥技术指标体系,有机肥：“3415”，+M(处理1-14) ，处理15：-M CK,三元二次方程拟合成功率低,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,拟合成功的试验点(%) 无法建立正确方程式的点(%) 拟合相关性达不到5%显著水平的点(%) 最佳施肥量大于最高产量施肥量的点(%),9 91 ,一元二次,N 48 22 11 16,P 37 30 25 9,K 33 37 21 6,三元二次,XX地区3414试验的方程拟合情况(n = 67),?,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) :409413,三元二次方程拟合最佳施肥量偏高,根据一元施肥模型拟合计算分别有15 %、44 %、67 %的点不需要施用N、P、K肥，而采用三元二次施肥模型则无法获得这一信息。,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) :409413,三元二次方程拟合无法捕捉不施肥点,不同产量增加趋势需要不同的模型、如何数据都不应随意修改或舍弃,既适合线性加平台模型由适合一元二次模型,当在前三个施肥水平作物产量随施肥量增加而增加，第四个施肥水平与第三个施肥水平相差不大时,仅适合线性加平台模型、仅适合一元二次方程,当第二个施肥水平已接近或达到最高产量时，应用一元二次方法拟合最佳产量施肥量明显高于应用线性加平台模型计算施肥量，故应该选用线性加平台模型。,当在前三个施肥水平产量随施肥量增加而增加，第四个施肥水平与第三个施肥水平相比，有明显降低时，应该选用一元二次方程拟合最佳产量施肥量,作物产量对肥料用量的反应曲线,作物产量没有随施肥量的增加而变化，或作物产量随施肥量的增加而出现减产趋势。,最大产量施肥量(kg/ha) 优化产量施肥量(kg/ha),194 -294,2811 1288,优化肥料用量：0,作物产量对肥料用量的反应曲线,作物产量随施肥量的增加而呈跳跃式变化。,1、检查是否是产量计算或数据输入错误； 2、若没有错误，对于高肥力田块可定义优化施肥量为0，对于无法判断肥力水平的田块应舍弃,作物产量对肥料用量的反应曲线,作物产量随施肥量的增加而明显增加，没有顶点，优化施肥量为外推值。,1、检查是否是产量计算或数据输入错误； 2、若没有错误，对于低肥力田块可定义优化施肥量为最高施肥量， 对于无法判断肥力水