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三、米氏学说的作用
1、首次将作物产量与养分供应之间的关系用数学方式描述,开创了定量施肥的新纪元;
2、使有限的养分资源发挥最大的增产效益;
3、为现代肥料效应函数法奠定了基础。
四、报酬递减律与米氏学说的启示
1、以成倍的肥料投资去换取微小的增产是不符合经济施肥原则的;
2、同样,也不能片面地企图以减少肥料用量来降低生产成本,而忽略了增产率与总产量的关系;
3、在肥料的调度上,应提倡“雪中送炭”而避免“锦上添花”;
4、在一个人多地少的国度,为确保国家粮食安全,往往要牺牲施肥的经济效益而主攻粮食高产。
第四节因子综合作用律
一、因子类别
1、直接因子:
种子、养分、水分、空气、温度、光照等;
2、间接因子:
各种自然灾害、机械化耕作水平、农业政策等。
二、内容要点作物产量在一定程度上受某一限制因子的制约,只有在各因子处于最适状态时才能达到最高。
是最小养分律的扩展。
三、作用
1、作物高产是诸多因子综合作用的结果;
2、合理利用因子之间的交互效应可提高肥效。
第二章施肥的基本原则
一培肥地力的可持续原则
1、培肥地力是农业可持续发展的根本
2、施肥是培肥地力的有效途径
二协调营养平衡的原则
1、施肥是调控作物营养平衡的有效措施
2、施肥是修复土壤营养平衡失调的基本手段
三增产与提质相统一的原则
1、施肥与作物产量
2、施肥与作物品质
3、施肥与产量和品质的关系一般情况下,在产量水平较低时,施肥可使作物产量和农产品品质同步增长,在产量水平较高时,随着施肥量的增加,产量和品质呈现负相关。
四提高肥料利用率的原则
1、提高肥料利用率是施肥的长期任务
2、施肥与肥料利用率的关系
五减少生态环境污染的原则
1、不合理施肥导致土壤质量下降pH变化、土壤结构破坏、重金属污染等
2、不合理施肥导致生态环境污染大气污染、水体污染、农产品污染等
第三章养分平衡法
施肥量=(计划产量所需养分总量—土壤供养分量)/(肥料中养分含量×
肥料中该养分利用率)
养分平衡法又称“目标产量法”,“平衡”之意在于通过施肥补足土壤供应养分与目标产量所需养分之间的差额,达到养分的供需平衡。
本法涉及四大参数,其中土壤供养分量确定的方法较多,根据方法的不同形成了计算施肥量的“地力差减法”和“土壤有效养分校正系数法”。
第一节地力差减法
以不施肥或不施所需计算养分种类的地块的作物产量为基础产量,其养分主要来自土壤,以此作为“土壤供养分量”。
计算公式为:
施肥量=(单位经济产量所需养分量×
(目标产量-基础产量))/(肥料中养分含量×
一、五大参数的确定
(一)基础产量的确定
1、空白(无肥区)法
该区不施任何肥料,如果仅考虑化肥施用量,可施用等量等质的有机肥做底肥。
2、田间试验(无养分区)法
该法设置五项不同肥料处理的田间试验,分别测得不施氮、磷、钾时的基础产量。
3、单位养分增产量推算法(倒推法):
在掌握当地单位养分可增产粮食数量的前提下(即投入产出比),计算出施肥所增产粮食的总量,而后从总产量中减去该值,剩下的产量就是依靠土壤养分而获得的基础产量。
但是,受报酬递减律的影响,不同产量水平时,单位养分的增产量是不一样的,必须区别对待。
(二)目标产量的确定
1、以地定产法
依据:
作物产量形成所需的养分来自土壤和施肥两方面。
土壤肥力水平越高,肥料效应越低(报酬递减),因此,土壤肥力在某种程度上决定着产量可能达到的限度。
我们把土壤肥力对作物产量的贡献率称作“作物对土壤基础肥力的依存率”,简称依存率。
依存率(%)=(无肥区农作物产量)/(完全肥区农作物产量)*100
土壤基础肥力越高,依存率越大,施肥的效应越低;
反之,土壤基础肥力越低,依存率越小,施肥的效应越大。
说明,越是贫瘠的土壤,施肥得到的增产量越大,这就是报酬递减律的真实体现。
利用依存率确定目标产量必须在不同肥力水平的土壤上进行多点或(和)多年田间试验,设置无肥区或无养分区和完全肥区两种处理,成熟后单收单打计产。
2、以土壤有机质定产
3、以水定产
在降雨量少,又无灌溉条件的地区限
制作物产量的因子是水分而非土壤养分。
以水定产由此而生。
4、前三年平均产量法
基层常用的经验推算法公式为:
目标产量=前三年平均单产×
(1+10±
%)
之所以采用前三年平均单产作为计算基数,是因为充分考虑了自然条件的变化。
该法的应用前提是当地的作物布局、当家品种相对稳定。
(三)单位经济产量所需养分量(养分系数)
经济产量通常指的是目标收获物,如小麦的子粒、棉花的籽棉或皮棉等。
经济产量=生物学产量×
经济系数
养分系数的真正含义就是形成单位经济产量所需的养分总量(而且必须是被有效利用的),包括秸秆等所需的养分量,但不包括根茬,因为根茬中的养分归还了土壤。
(四)肥料利用率(养分利用率)
1、概念
当季作物从所施肥料中吸收的养分占施入肥料养分总量的百分数。
2、测定方法
(1)示踪法
(2)田间差减法
肥料利用率(%)=(施肥区作物吸养分量-无肥区作物吸养分量)/(肥料施用量×
肥料中养分含量)×
100
3、影响因素
(1)土壤肥力对肥料利用率的影响土壤肥力越高,肥料利用率越低
(2)施肥量对肥料利用率的影响施肥量越大,肥料利用率越低
3)土壤水分对肥料利用率的影响在田间持水量60~70%范围内,肥料利用率随土壤水分的增加而上升,高于或低于此含水量,肥料利用率则下降。
在各参数中,肥料利用率变幅最大,可达几倍;
尤其是水分因子为诸因子之首。
(五)肥料中有效养分含量
第二节土壤有效养分校正系数法
一、基本概念
该法以土壤有效养分的测定为手段,确定“土壤供养分量”。
测土平衡施肥的基本思路是基于农作物营养元素的土壤化学原理,用相关分析选择最适浸提剂,测定土壤有效养分,计算土壤供肥量,进而计算作物施肥量的一种方法。
但常规的土壤有效养分的测定方法由于受提取剂的影响,所获得的结果只是一个“相对值”,而非“真值”或“绝对量”,不能直接用于施肥量计算,必须对测定结果进行校正,得到“土壤有效养分校正系数”后,才能用于施肥量计算。
土壤有效养分测定结果都以mg/kg表示,若假定其是土壤有效养分的真实含量,则每1mg/kg有效养分在每公顷土壤耕层有效养分的总量(以kg计)应为:
2250000×
10-6=2.25
每1mg/kg有效养分在每亩土壤耕层某有效养分的总量(以kg计)应为:
150000×
10-6=0.15
2.25和0.15称作“土壤养分换算系数”由于土壤有效养分的测定值(简称“土测值”)不是真实含量,因此需要校正,养分校正系数由此产生。
土壤供养分量=土测值×
2.25(或0.15)×
养分校正系数
经过校正的土壤有效养分量相当于地力差减法公式中的土壤供养分量。
土壤有效养分校正系数法
施肥量=(目标产量×
单位经济产量所需养分量-土测值×
养分校正系数)/(肥料中养分含量×
二、土壤有效养分校正系数的测定
设置田间试验
测定土壤有效养分
确定土壤有效养分系数
进行回归统计
编制土壤有效养分校正系数换算表
土壤有效养分水平越高,土壤有效养分校正系数越小。
有人认为,土壤有效养分校正系数代表了作物对土壤有效养分的“利用率”,这是不确切的,因为利用率最大不会超过100%,而土壤有效养分校正系数有的已大大超过了100%。
校正系数法具有一定的准确性。
第三节土壤养分等级指标法
一、概述
土壤养分的测定是实验室的常规方法,旨在了解土壤养分状况,衡量土壤肥力,指导土壤培肥和合理施肥以满足作物的营养需求。
因此被得到广泛应用。
土壤养分水平与作物产量有密切关系,就象人的健康状况与体检指标有密切关系一样,土壤养分也可以划分为若干等级用于评价土壤肥力的水平。
关键是所选定的方法必须与作物吸收养分之间具有显著的正相关。
土壤养分指标确定:
布置田间试验
对无养分处理养分测定
相对产量
作图
按三级分段制表
五、相对产量的意义
相对产量的计算方法与依存率相同,但应用的场合不同,意义也不同。
在养分等级指标和临界值指标的确定中,相对产量的应用对土壤基础肥力的评价更具有可比性,也有利于将杂乱的作物产量数据规整在0~100%范围内,使数据处理更为简便,而且使养分等级的划分更为科学。
六、本法施肥量的确定
土壤养分等级指标法应用直观、简便,充分发挥了土壤测试的专长,而最大的问题在于施肥量确定的数学关系不明确,长期以来都是根据土测值结合经验确定。
这类问题也并非不能解决,只要我们能找到土壤有效养分的增长与施肥量之间的数学关系,即土壤有效养分每增长1mg/kg需要使用多少肥料,或每施用1kg肥料能增加多少土壤速效养分就有望解决。
第四章诊断施肥法
利用生物、化学或物理等测试技术,分析研究直接或间接影响作物正常生长发育的营养元素的丰缺、协调与否,从而确定施肥方案的一种施肥技术手段。
诊断施肥法属于产中定肥方法,意在检验测土施肥法所确定的基肥用量与施肥方案是否满足了作物的需求;
同时通过诊断进一步确定追肥的用量与施肥方案。
诊断施肥法分土壤诊断与作物营养诊断两种,诊断技术有常规方法和快速测定方法。
第一节土壤诊断法
一、土壤诊断的依据
1、土壤养分的强度因素通常指土壤溶液中养分的活度
土壤质地越轻,对土壤溶液中P浓度的要求越高,也就是对土壤养分供应强度的要求越高。
2、土壤养分供应的容量因素通常指土壤有效养分的总含量。
通俗地说,土壤养分的强度因素表明了土壤的供肥能力,而土壤养分的容量因素则表明了土壤的保肥能力。
二、土壤诊断方法
1、幼苗法2、田间肥效试验法3、微生物法4、化学分析法
第二节作物营养诊断法
作物营养诊断不仅是对土壤培肥与施肥效果的真实检验,同时也是决定施肥方案的重要依据。
一、作物营养诊断的依据
1、作物体内养分的含量与分布养分浓度:
生育早期>生育后期养分总量:
生育早期<生育后期养分分布:
N、P繁殖器官>营养器官K营养器官>繁殖器官
2、作物营养状况与长势长相的关系
营养平衡并且充足时,作物长势旺盛、长相健壮,充满活力;
营养缺乏时,长势长相均变差,极度缺乏时,会出现特有的缺素症状;
营养过剩时,长势过旺,会出现抗病虫害能力下降、恋青迟熟、早衰等现象,这些都可以作为外形诊断的依据。
3、作物体内养分形态与营养状况的关系
4、养分再利用特性与作物营养诊断
5、植株体内养分浓度—作物产量(或生长量)之间的关系
二、作物营养诊断的方法
1、形态诊断
通过外形观察或生物测定了解某种养分丰缺与否的一种手段。
主要是长势长相诊断与营养失调症状诊断。
症状诊断根据作物体内不同营养元素其生理功能和移动性各异,缺乏或过剩时会表现出各种特有的症状,只要用肉眼观察这些特殊症状就可判断作物某种营养元素失调的一种方法。
长势长相的诊断:
利用生物测定或观察植株形态的方法。
具体方法有图谱法、检索法等。
2、化学分析诊断:
通过化学分析测定植株体内营养元素的含量,与正常植株体内养分含量标准直接比较而做出丰缺判断的一种营养诊断方法叶分析法分常规分析(全量分析)方法与快速诊断两种叶片营养诊断标准分临界值法标准值法平衡指数法养分比值法
(5)DRIS法(略)
3、酶学诊断法:
利用作物体内酶活性或数量变化来判断作物营养丰缺的方法
优点:
①灵敏度高,②相关性好,③酶活变化早于形态变化。
缺点:
①测定结果不稳定,②测试步骤繁琐,③测试技术欠完善。
4、生化诊断法
主要用于水稻氮素的营养诊断
(1)茚三酮法
茚三酮可与水稻体内的酰胺发生桃红色反应,其颜色的深浅与水稻的氮素营养状况呈正相关。
(2)碘试法
作物体内的C/N或糖/氮比可反映其氮素营养状况,利用碘的淀粉反应检测水稻叶鞘中淀粉的多寡,可间接判断水稻氮素营养水平。
5、物理化学诊断法
(1)离子选择性电极法
(2)电子探针法
6、施肥诊断法
(1)根外施肥诊断
(2)土壤施肥诊断
7、其他诊断方法
(1)显微结构诊断法
(2)示踪法(3)遥感
第五章肥料效应函数法
第一节肥料的产量效应
一、肥料效应的一般概念
(一)总产量曲线表示投入量与总产出量关系的曲线。
一般有3种类型,报酬固定型、报酬递减型和报酬递增型。
(二)平均产量指单位量肥料的产量。
(三)边际产量指增减单位量肥料所增加或减少的总产量。
反映施肥量增加所引起总产量的变动率。
而精确边际产量即总产量曲线上某点的斜率。
由于边际产量反映了总产量的变动率,因此是确定经济合理施肥量的重要依据。
二、肥料效应的函数模式及性质
(一)单元肥料效应函数
1、直线相关
此式不能反映施肥量递增时的报酬递减以及过量施肥引起的总产量下降现象。
只在土壤养分很低时才能出现。
2、曲线相关
(1)指数相关
(2)抛物线函数
①二次抛物线函数y=b0+b1x+b2x2此为典型的二次抛物线函数式。
当b1>0、b2<0时,曲线呈抛物线形式,可全面反映施肥量与产量的关系,特别时过量施肥引起的产量下降
若b2>0,则呈报酬递增型;
若b2<0,则呈报酬递减型;
若b2=0,则呈报酬固定型
②1.5次抛物线函数
③平方根式
④三次多项式
y=b0+b1x+b2x2+b3x3为一S形肥料效应曲线,全面反映了从土壤肥力极低时到施肥过量时作物边际产量由递增到递减直至减产的变化过程。
3、曲面相关
第二节单元肥料效应函数的经济分析
一、肥料效应的阶段性
y=b0+b1x+b2x2+b3x3S形肥料效应曲线表现出产量效应有三个阶段,其实质是边际产量的变化。
1、边际产量的变化
dy/dx=b1+2b2x+3b3x2表明边际产量变化呈二次抛物线形式,当起始表现递增至x=-b2/3b3时,边际产量达到最高,即转向点C。
2、总产量变化随边际产量变化而变化,总体呈凸形。
3、平均产量变化起始阶段,随边际产量增加而增加,至C点后,边际产量下降,而平均产量却继续增加,至边际产量=平均产量时,即到达平均产量最高点,而后,两者均下降。
但边际产量可一直降到0以下(边际产量=0时,对应的产量为最高产量),而平均产量却始终大于0。
4、肥料增产效应的三个阶段
第一阶段:
至平均产量最高点。
平均产量随施肥量增加而递增至最大值。
第二阶段:
从平均产量最高点至总产量最高点。
平均产量与边际产量均呈下降趋势,此阶段,单位面积的施肥利润相对较高。
第三阶段:
此阶段边际产量为负值,施肥效应为负效应。
二、经济最佳施肥量的确定
1、边际产值、边际成本、边际利润
现以一元二次式为例
y=b0+b1x+b2x2
经济最佳施肥量的确定依据:
经济最佳施肥量是指在单位面积上获得最大施肥利润的施肥量。
A点增施肥料的增产值大于肥料成本,增施肥料可增加利润,但递增等量肥料的增产值却依次下降,单位面积的施肥利润依渐减率增加。
B点增施肥料的增产值与肥料成本相同,增施肥料已不能增加利润,单位面积的施肥利润达到最大值,此时的施肥量即为经济最佳施肥量。
C点增施肥料的增产值小于施肥成本,经济效益出现负值,单位面积的施肥利润开始下降。
因此,为了获得最大经济效益,施肥量应以b点为最佳施肥点,低于此点,施肥利润相对较低,超过此点,增加施肥量反而减少利润。
经济最佳施肥量的确定方法
最大利润施肥量、最优利润施肥量的确定的方法以及如何灵活运用
第一节作物轮作类型及其肥力特性
轮作:
轮作(Croprotation)是在同一田地上有顺序地轮种不同作物的种植方式。
一、一般轮作类型
按熟制特点来分,常见的轮作类型有一年一熟制,一年两熟制,两年三熟和三年五熟等。
与轮作相对应的是连作。
连作又称重茬,即在同一田地上连续地轮种同一宗作物的种植方式。
二、不同轮作制下土壤理化性状变化
(一)连作对土壤理化性质的不良影响
①会使土壤中某种单一营养元素缺乏,造成养分间比例失调;
②容易引起土壤传染的病虫杂草的蔓延与危害;
③可能出现植物残体和根系分泌物中的有毒物质在土壤中积累,使作物自身中毒。
④导致作物生长不良,产量降低,品质变劣。
(二)轮作对土壤理化性质的影响
1、改善土壤的物理化学性质
2、调节土壤养分与水分的供应
3、抑制农作物的病虫草害
三、轮作制下茬口土壤肥力特性
(一)茬口土壤肥力特性:
是指栽培某一作物后,前作对后作的土壤理化性质及病虫杂草感染影响特点。
(二)茬口土壤肥力特性的形成特点:
茬口土壤肥力特性的形成既受到栽培作物本身生物特性影响,又受到包括施肥技术在内的栽培技术影响,还受到土壤本身特性的影响,所以,评价某一茬口土壤肥力特性的好坏是相对的。
(一)生茬这一类茬口是指栽培过禾谷类作物、块根、块茎类作物和茎叶类作物的茬口。
(二)熟茬熟茬主要是指栽培豆科绿肥,牧草等作物的茬口。
(三)半熟茬这一类茬口是指栽培油料作物、食用豆类作物和棉花等的茬口。
(四)休闲茬
可以活化土壤养分,接纳雨(雪)水,对稳产和高产起到一定的作用。
休闲茬对土壤肥力的提高,但是以消耗土壤潜在肥力为代价的,所以,在休闲茬上安排作物要着重增施有机肥补充土壤有机质和养分。
四、轮作制下养分元素的归还特性
1、低度归还型一般认为归还比例低于10%,有氮、磷、钾三种元素。
在施肥上必须重视氮、磷、钾肥的补充,特别是磷的补充。
2、中度归还型归还比例一般在10-30%,有钙、镁、硫、硅和钠等元素。
这些元素在酸性土壤上应补给,而在石灰性土壤上可以不必补给。
3、高度归还型归还比例一般大于30%,有铁、铝和锰等元素。
对于这些元素一般可以不必补给,但在石灰性土壤上由于该元素的有效性低,有时也可补充一些铁和锰。
第二节轮作制度下肥料的分配原则
一、一般分配原则
(一)均衡增产、保证重点原则
(二)效益优化原则(三)用养结合原则(四)可持续发展原则(五)整体化原则
二、不同轮作制度下的肥料分配原则
(一)一年一熟制肥料分配原则
有机肥分配:
有机肥主要分配在小麦上,在有机肥充足的地方玉米也可以分配一些。
化肥分配:
氮肥重点在小麦和玉米上,同时考虑玉米上施入一部分氮磷,大豆少施氮肥多施磷肥。
(二)
一年两熟制肥料分配原则
有机肥料的分配:
代表性轮作方式:
小麦—玉米
第一种观点认为主要分配在小麦上。
(1)小麦生育期长;
(2)小麦比玉米更为重要一些(3)玉米生长期间高温多雨,可以充分利用其后效。
第二种观点认为,小麦、玉米都需要有机肥作基肥,则60-70%施在小麦上,而30-40%用在玉米上,保证均衡增产。
化肥的分配:
小麦、玉米同样对待,要分地力情况、产量目标、养分种类而确定。
油菜—水稻
主要分配在油菜上。
(1)油菜系越冬作物,生育期长,抗冻能力弱;
(2)水稻生长期间温度较高,水稻土腐殖化系数高于旱地。
油菜应重施磷钾肥,返青时适量追施氮肥;
水稻需磷量较低,并且淹水条件下,磷的有效性自然增加,水稻可充分利用上茬磷的后效,即磷肥使用提倡“旱重水轻”。
为此,须将一个轮作周期磷肥用量的70%以上用于油菜做基肥,而让水稻利用其后效,使磷肥的肥效得到最好的发挥。
(三)两年三熟肥料的分配原则
代表性轮作方式:
冬小麦—甘薯→春玉米
总的原则:
是保证一年多熟的,兼顾好一年一熟。
有机肥的分配:
主要考虑在冬小麦和春玉米上,尤其是要加强春玉米上施用有机肥,这样既能为春玉米提供营养,又能为下茬冬小麦提供营养。
化肥分配:
冬小麦和春玉米都要增加氮磷肥的施用,而在甘薯上更要考虑钾肥的施用,减少一些氮肥。
(四)立体种植肥料的分配原则
代表性立体种植方式:
小麦/玉米—大白菜→小麦—-大豆
立体种植肥料分配总的原则:
是多施有机肥,施好氮肥、养分协调数量充足。
重点放在小麦和大白菜上。
化肥的分配:
要适度加大对大白菜氮肥的投入,同时要多施磷肥、钾肥和一些微量肥料。
第三节轮作制度下施肥计划的制定
一、调查研究,收集有关资料
(一)了解当地的轮作方式及其产量水平
(二)了解当地经济状况和生产条件
(三)了解当地肥料施用现状
(四)了解当地的科技水平
(五)了解当地的气候条件
(六)了解当地的土壤肥力状况
二、估算轮作周期内作物对养分需要总量
(一)确定轮作周期内各种作物的计划产量。
(二)估算各个作物实现计划产量的需养分量。
三、估算轮作周期内作物对养分需要总量。
六、轮作制度下施肥技术的效果评价
①土壤理化性质对比分析;
②作物产量对比分析;
③产值、成本、经济效益对比分析;
④对轮作周其内施肥技术效果的合理性进行全面检验和评价。
撒施条施穴施环施叶面喷施拌种
农化服务:
以科学技术为主导,以肥料为载体,以合理施肥和保障农业可持续发展为目的,由科技、肥料生产与流通及肥料使用等部门共同组成的社会化的农业技术服务体系。
农化服务的组织形式:
隶属于政府部门的专门机构
隶属于企业和科技部门的农化服务机构分为由肥料制造商开发的市场部门下设的农化服务机构由肥料经销商开办的农化服务机构由大
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- 施肥 原理