《糖料蔗化肥减施增效技术规程》（征求意见稿）编制说明

广西地方标准《糖料蔗化肥减施增效技术规程》（征求意见稿）编制说明广西农业科学院农业资源与环境研究所一、任务来源、起草单位、主要起草人根据广西壮族自治区市场监督管理局《广西壮族自治区市场监督管理局关于下达2022年广西地方标准制修订项目计划的通知》（桂市监函[2022]1903号）的文件精神，我单位申请制定的广西地方标准《糖料蔗化肥减施增效技术规程》（项目序号为2022-1011）于2022年7月获得立项。本标准由广西壮族自治区农业农村厅提出，由广西壮族自治区农业科学院负责起草。彭嘉宇助理研究员广西农科院资环所调研、试验施肥研究与验证、材料汇总，主持编写周柳强研究员广西农科院资环所调研、分析制图、试验示范验证，参与编写黄金生副研究员广西农科院资环所调研、试验示范验证，参与编写研究员广西农科院资环所调研、试验示范验证，参与编写谢如林研究员广西农科院资环所调研、试验示范验证，参与编写谭宏伟研究员广西农科院调研、试验示范验证，参与编写朱晓晖助理研究员广西农科院资环所调研、试验示范验证，参与编写副研究员广西农科院资环所调研、试验示范验证，参与编写二、制定标准的必要性和意义广西是我国重要的产糖区，甘蔗产业已成为广西农村经济的支柱产业和广大农民脱贫致富的主要方式之一。长期以来我区甘蔗种植区化肥的氮磷钾养分年施用量偏高，过量和不平衡施用化肥直接增加甘蔗产生成本、浪费大量资源，同时引起土壤酸化、板结，土壤微生态系统受到破坏，保肥、供肥能力降低及水体环境污染等，直接影响蔗农收益及已威胁到我区甘蔗产业的稳定发展。随着国家调从而实现了化肥的科学减施。广西是我国重要的产糖区，施肥是甘蔗高产稳产的物质基础，当前蔗农过量和不平衡施用化肥直接增加甘蔗产生成本、浪费大量资源。因此，建立我区甘蔗养分推荐方法，制定符合当地实际的肥料施用标准迫在欧美发达国家上世纪五十年代起，大量施用化肥，引起了地表水体富营养化等生态环境问题。对此，他们根据作物养分需求或土壤测试制定了肥料施用限量标准，如丹麦政府制定了根据作物需求量的肥料施用限量标准，其中氮的允许施用量为强制标准，磷、钾为推荐标准，同时根据土壤检测和作物产量可对施肥量进行适当调整。德国制定了《施肥条例》指出大田作物每年总氮施用量不超过170kg/hm2。随着国家调控力度的加强，八十年代后欧洲国家化肥用量持续下降，而粮食产量却保持稳定，从而实现了化肥的科学减施。甘蔗是甘蔗是我国重要经济作物之一，在甘蔗栽培与生产方面，广西壮族自治区颁布了地方标准《糖料甘蔗轻简高效栽培技术规程》（DB45/T1251-2015）、《绿色食品甘蔗生产技术规程》（DB45/T206-2004）。但目前还未见有《糖料蔗化肥减施增效技术规程》的国家标准、行业标准和地方标准频布，通过开展糖料蔗化肥减施增效技术规程研究和制（修）订，并在生产中推广应用，可推动我区甘蔗种植体系化肥施用向标准化方向发展，为我区甘蔗化肥减施增效提供有力支撑，全面提高我区糖料蔗产1、成立标准编制工作组广西地方标准《糖料蔗化肥减施增效技术规程》项目任务下达后，标准牵头单位广西农业科学院成立了以彭嘉宇为组长，周柳强、黄金生、区惠平、谢如林、谭宏伟、朱晓晖、曾艳等人组成的标准起草工作小组，制定了编写方案，部署了小组成员分工及标准起草工作时间安排，全面启动了该规程的编制工作。2、收集整理文献资料标准编制工作组收集了国内相关技术文献资料。主要有：GB/T35113稳定性肥料NY/T53土壤全氮测定法NY/T149石灰性土壤有效磷测定方法NY/T889土壤缓效钾与速效钾的测定NY/T1121.1土壤样品的采集、处理和贮存NY/T1121.6土壤有机质的测定NY/T1121.7酸性土壤有效磷的测定NY/T1749南方地区耕地土壤肥力诊断与评价NY/T1796甘蔗种苗DB45/T1251糖料甘蔗轻简高效栽培技术规程3、编制过程标准编制工作组在对收集的资料进行整理研究后，召开了标准编制会议，对标准的整体框架进行了研究，并对标准的关键性问题进行了初步探讨。经过研究，标准的主体内容包括术语和定义、技术要求、养分管理等。4、形成文本草案、征求意见稿、送审稿2017年始，课题组成员已开展本项目汇总和分析了课题组以及同行已发表的甘蔗产量和养分吸收数据，对土壤基础养分供应进行综合评价，并查阅了大量的国内外文献资料，初步构建了广西甘蔗种植区的土壤肥力等级的指标体系。按照简化、统一的原则确定了广西地方标准《糖料蔗化肥减施增效技术规程》的基本内容和思路，形成了标准草稿及立项申报书，并报送至广西壮族自治区市场监督2022年8月-2023年4月，在原有的材料的基础上，起草小组成员通过对土壤地进一步完善了标准框架、技术内容，完成对初稿和编制说明的修改，最终完成了《糖料蔗化肥减施增效技术规程》广西地方标准的征求意见稿和编制说明。标准、行业标准的协调情况1、实用性原则本文件中有关糖料蔗化肥减施增效技术规程内容及要求的规定，是在充分收况的基础上进行制定。符合当前糖料蔗栽培管理养分推荐的发展水平，具有较强的实用性和可操作性。2、协调性原则本在标准编写过程中注意了糖料蔗化肥减施增效管理技术相关法律法规、标准的协调问题，在内容上与现行法律法规、标准协调一致。3、规范性原则本文件严格按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求和规定编写本文件的内容，保证标准的编写质量。4、前瞻性原则国内外发展趋势：推荐施肥是实现化肥科学减施的基础，国际植物营养研究所（IPNI）提出了基于产量反应和农学效率的推荐施肥方法。其中产量反应是指施用氮磷钾肥料的处理与不施某种养分的缺素处理之间的产量差，农学效率是指施入每公斤氮、磷或钾养分所能增加的经济产量。为推动化肥减量增效和农业绿色发展，制定《糖料蔗化肥减施增效技术规》推动糖料蔗化肥减施具有十分重要本技术规程，具有较强的可操作性，具有以下优点：①同时考虑了氮、磷、钾养分之间的交互作用，而不是只针对一种营养元素计算作物养分需求量；②考虑了土壤磷素的农学阈值与环境阈值，兼顾土壤磷素变化对磷盈亏量的相应，减少施磷在提高土壤磷素累积的同时增加的流失风险；③考虑了土壤基础养分供应空间变异情况，指导蔗田养分精准调控。5.与现行法律、法规的关系本标准（征求意见稿）制定是依据《中华人民共和国标准化法》等国家相关的法规和强制性标准的基础上结合地方实际情况制定出来的，因此与现行法律、法规及强制性标准无冲突。五、主要条款的说明，主要技术指标、参数、试验验证的论述本文件规定了糖料甘蔗化肥减施增效的术语和定义、技术要点、养分管理、化肥施用技术等内容。（一）土壤肥力分级本项目通过汇总和分析课题组以及同行已发表的甘蔗产量和养分吸收数据，对土壤基础养分供应进行综合评价，初步构建了广西甘蔗种植区的土壤肥力等级的指标体系。①评价指标的选择前期采用网格布点采集扶绥县的甘蔗集中成片种植区耕层土壤，测试pH、有机质、全量N、P、K，速效N、P、K等基础土壤的农化性状（图1）。图1甘蔗集中成片种植区有机质、全氮、速效磷、速效钾插值图采用GIS的地统计分析软件对采样点的土壤养分含量进行半方差分析，得出各要素变异函数理论模型的相应参数见表1，其中有机质、全氮、有效磷、速效钾C0/(C+C0)在25%～75%之间，变量均具有中等的空间相关性，本项目采用土壤全量N，有效P、速效K及有机质等土壤养分含量评价养分供应信息（表1）。表1土壤养分变异函数理论模型及其参数项目块金值/基台值块金值（C0）基台值（C+C0）C0/（C+C0%）RMSSEMSE有机质2.85464.330.7580.132全氮2.3584.75849.560.558有效磷5.6859.25661.420.476速效钾4.3257.69856.180.854注:1）RMSSE为均方根标准化误差；2）MSE为平均标准化误差。②空间相关性桂南蔗区土壤样品的有机质含量在6.03-44.58g•kg-1，标准差7.22，变异系数为29.51；有效磷含量在1.7-95.0mg•kg-1，标准差16.24，变异系数为74.76；速效钾含量在11.0-358.0mg•kg-1，标准差44.66，变异系数为52.02。蔗区土壤养分存在不同程度的空间变异性，其中有机质变异系数均小于30%，变异相对较弱（表2）。表2蔗区土壤主要养分分级统计项目均值标准差变异系数（%）有机质（g•kg-1）6.03-44.5824.477.2229.51有效磷（mg•kg-1）1.7-95.021.7274.76速效钾（mg•kg-1）11.0-358.085.8444.6652.02③土壤肥力分级土壤有机质含量是反映土壤肥力的一项重要指标，前期对甘蔗种植区的土壤测试结果表明，土壤的有机质含量处于10~30g•kg-1之间的土壤占73.1%，有机质含量大于30g•kg-1的土壤占19.2%；土壤全氮含量处于0.5~1.5g•kg-1之间的土壤占77.0%，土壤全氮含量与有机质含量关系非常密切，相关系数r=0.9037。磷素相对产量与速效磷的相关系数r=0.9889,结合蔗区实际情况修正划分出高、中、低的指标土壤速效磷(P)>20mg•kg-1、(P)5~20mg•kg-1和(P)<5mg•kg-1。钾素相对产量与速效钾的相关系数r=0.862，合蔗区实际情况修正划分出高、中、低的指标土壤速效钾(K)>120mg•kg-1、(K)60~120mg•kg-1和(K)<60mg•kg-1。通过土壤基础养分供应进行综合评价，将土壤基础养分供应分为高、中、低三个等级，分级详见表3。表3土壤基础养分分级表分级有机质(g•kg-1)全N(g•kg-1)有效P(mg•kg-1)有效K(mg•kg-1)高中低>30>1.5>20>1200.5-1.55-20<10<0.5<5<60（二）推荐施肥量的确定产量反应是指施用氮磷钾肥料的处理与不施某种养分的缺素处理之间的产量差，农学效率是指施入每公斤氮、磷或钾养分所能增加的经济产量。因此，可以依据土壤基础养分供给量的方法进行施肥管理，当土壤基础供给量较高时，可以不施或较少施用某一种元素，同时依据施肥后作物生长关键时期养分测定值及产量反应，适时地供应适量的养分，实现养分的需求与供应同步。①产量反应产量反应是施肥小区与不施肥小区蔗茎产量之差，其所增加的产量是通过施肥来实现的，产量反应可以反映土壤基础养分的供应状况，还可以反映施肥效应的情况。蔗茎氮、磷和钾产量反应小于40、20和20t•hm-2的分别占全部试验样本数的91.0%、77.9%和80.9%（图2）。图2甘蔗氮、磷和钾产量反应频率分布图②甘蔗农学效率农学效率（Agronomicefficiency,AE）是产量反应与施肥量的比值，本研究中甘蔗氮素农学效率小于100kg•kg-1的占全部样本数的83.3%；磷素农学效率小于100kg•kg-1的占全部样本数的64.7%；钾素农学效率小于50kg•kg-1的占全部样本数的67.8%，位于50-150kg•kg-1的占全部样本数的27%（图3）。图3甘蔗氮、磷和钾素农学效率频率分布图③产量反应和农学效率的关系不施肥获得的产量所需的养分主要来自土壤基础养分供应，施肥与不施肥产量之差（即产量反应）所需的养分主要由施肥提供，农学效率可以反映施肥的效应。产量反应、农学效率和施肥量之间存在紧密联系。随着施肥量不断增加，甘蔗产量反应成抛物线变化，农学效率的变化趋势与产量反应相同，两者之间存在二次曲线关系。在推荐施肥地块或附近区域具有相似养分管理措施的土壤做过减素试验，直接计算产量反应，通过养分供应充足的产量与缺素产量之间的产量差获得。施肥推荐主要是依据预估的不同土壤肥力条件下的产量反应和农学效率确施肥量=产量反应/农学效率④甘蔗各生育阶段的养分需求特征甘蔗对氮的吸收量，以分蘖期、伸长初期和伸长末期是甘蔗生长吸收氮最多的时期，其中苗期占7.9%，分蘖期占16.1%，伸长初期占31.0%，伸长末期占35.3%，成熟期占9.7%。甘蔗对磷的吸收量，以分蘖期、伸长初期和伸长末期为甘蔗生长吸收磷最多的时期。甘蔗在各生育阶段吸收磷的比例，苗期占7.1%，分蘖期占18.5%，伸长初期占31.6%，伸长末期占36.7%，成熟期占6.0%。甘蔗对钾的吸收量以分蘖期、伸长初期和伸长末期为吸收钾最多的时期。甘蔗在各生育阶段吸收钾的比例，苗期占4.2%，分蘖期占13.7%，伸长初期占32.8%，伸长末期占41.2%，成熟期占8.1%（图4），养分需求最多的时期均在大培土之后。图4甘蔗各生育阶段的养分需求特征图⑤磷素施用阈值长期施磷土壤磷一直处于盈余状态，土壤有效磷含量累积与提升更显著，地表径流磷流失更大。土壤全磷和有效磷变化量均与土壤磷盈亏量呈正相关关系（图5）。出于产量与环境保护方面考虑，提高作物产量兼顾降低环境污染风险的最佳土壤有效磷含量控制在农学阈值与环境阈值之间。图5连续施磷下土壤磷盈亏变化以Mitscherlich方程拟合作物相对产量和土壤有效磷的关系获得的赤红壤蔗地土壤有效磷农学阈值为土壤有效磷农学阈值为12.1mg·kg-1（图6）。当蔗区土壤有效磷含量约为10mg·kg-1，施入120-135.5kgP2O5·hm-2并从甘蔗种植的第2-3年采用隔年施磷，可维持土壤有效磷含量处于农学阈值与环境阈值之间。图6甘蔗相对产量与土壤有效磷的响应关系⑥养分推荐方案的确定通过汇总和分析课题组以及同行已发