北方褐土區冬小麥養分平衡施肥參數研究

杜 君， 孫克剛, 白由路， 楊俐蘋， 盧艷麗， 王 磊， 王 賀

(1河南省農業科學院植物營養與資源環境研究所，河南鄭州 450002； 2中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，農業部作物營養與施肥重點開放實驗室，北京 100081)

北方褐土區冬小麥養分平衡施肥參數研究

杜 君1,2， 孫克剛1, 白由路2*， 楊俐蘋2， 盧艷麗2， 王 磊2， 王 賀2

(1河南省農業科學院植物營養與資源環境研究所，河南鄭州 450002； 2中國農業科學院農業資源與農業區劃研究所，農業部作物營養與施肥重點開放實驗室，北京 100081)

【目的】利用養分平衡法原理，研究各養分平衡施肥參數，建立以土壤有效養分測定為基礎的我國褐土冬小麥測土推薦施肥指標體系，以簡捷快速、科學合理地指導我國北方褐土區冬小麥的施肥與生產。【方法】通過對多年多點小麥肥效試驗結果的分析，分別計算出小麥單位產量養分吸收量、土壤有效養分校正系數、肥料當季利用率等養分平衡施肥參數，主要研究土壤環境、產量水平等因素對土壤有效養分校正系數和肥料利用率的影響及變化規律。【結果】冬小麥每百千克小麥產量養分吸收量在一個相對穩定的范圍內變化，因此忽略其變化將其定為常數，即氮(N)、磷(P2O5)和鉀(K2O)分別為3 kg、1.2 kg和2.8 kg。土壤有效養分校正系數與土壤有效養分含量之間呈顯著冪指數負相關關系。在不同的產量水平下，肥料養分當季利用率與土壤有效養分含量之間呈顯著對數負相關關系。在此基礎上，建立了以養分平衡原理為依據、土壤有效養分測定為基礎的我國褐土冬小麥測土推薦施肥指標體系。【結論】由于養分平衡模型的作物推薦施肥量是根據目標產量需肥量與土壤供肥量之差來計算的，在利用該模型進行施肥推薦時，研究的關鍵點應該是如何準確確定模型中土壤有效養分校正系數和肥料當季利用率等參數，以便得到廣泛地推廣應用。在北方褐土區建立了以養分平衡原理為依據，土壤肥力測定為基礎，具有氮、磷和鉀全定量特性的小麥測土推薦施肥體系。

養分平衡法； 測土配方施肥； 土壤有效養分校正系數； 肥料利用率

為建立符合不同區域和種植體系的作物施肥指標體系，我國的土壤肥料科研工作者進行了大量的研究工作。目前，現有的60多種平衡施肥方法又可劃分為效應函數法、測土施肥法和營養診斷法三大系統[1]。國內應用最廣泛的是采用肥料效應函數模型來獲得推薦施肥量，即利用大量的田間施肥試驗以及土壤養分的測試結果，建立作物產量與施肥量之間的效應函數模型，根據邊際分析法計算達到最高產量或最大經濟效益的施肥量。王興仁等[2]指出，應用肥料效應函數模型進行推薦施肥會存在一些問題，如廣泛采用二次多項式模型往往使推薦施肥量偏高，由于作物產量受生態條件以及栽培管理水平等綜合因素的影響，決定了其存在一定的局限性，而且計算較為復雜、技術要求也較高，在推廣上受到了一定限制，但肥料效應函數模型的應用對我國區域性施肥決策起到了重要作用。

測土施肥法是在土壤肥力化學基礎上發展起來的計量施肥技術，通過對土壤有效養分的測定，提出施肥建議。該方法在國內外應用較為廣泛，可年年進行，并可微觀指導每一地塊的施肥。其中，目標產量法是測土推薦施肥方法中的典型代表，它是從傳統的養分平衡施肥法發展而來的，這一方法是國內外配方施肥中最常用、最基本和最重要的方法。養分平衡法計量施肥是以李比希的“養分歸還”學說為基礎，是美國著名土壤化學家Truog[3]于1960年在第七次國際土壤學會上明確提出的，后被Stanford[4-5]所發展并應用于生產實踐。20世紀60年代Truog-Stanford的養分平衡法計量施肥法開始傳入我國。80年代，國內科研工作者用校正后的土壤養分測定值代替田間試驗結果計算土壤供應量，使得養分平衡法在我國長江以南地區的施肥中得到推廣和應用。養分平衡施肥模型，是根據作物目標產量需肥量與土壤供肥量之差來計算施肥量的。由于難以準確確定土壤養分校正系數參數和肥料當季利用率，目前沒有形成全國范圍內的應用推廣模式。但是該模型突出的優點就是概念清楚、易于理解和掌握、實用性較強，而且被認為是最精確的施肥方法之一[6]。在利用該施肥模型進行施肥推薦來建立施肥指標體系時，研究的關鍵點就是如何準確確定模型中土壤有效養分校正系數和肥料當季利用率等參數，以便得到廣泛地推廣應用。

小麥是是我國重要的商品糧和戰略性糧食儲備品種。小麥生產狀況將直接關系到我國糧食安全、農業增效和農民增收[7]。因此，在小麥生產中，采用科學合理的推薦施肥技術，建立小麥施肥指標體系，對指導我國小麥的測土配方施肥具有重要意義。褐土廣泛分布在關中、晉東南、豫西以及燕山、太行山等低丘等區域，在行政區劃上主要分布在北京、河南、河北、山東和陜西等省份，是我國種植冬小麥的主要土壤類型之一[8]。本研究基于養分平衡模型的優點，針對冬小麥主產區的褐土土類，采用多年多點小麥田間試驗的資料，重點研究土壤、產量水平和管理措施等因素對土壤養分供應量和肥料利用率的影響及變化規律，建立以養分平衡原理為依據，土壤肥力測定為基礎，具有氮、磷和鉀全定量特性的小麥測土推薦施肥體系，以指導農民科學施肥，做到試驗研究的深入化、推廣應用的簡單化。

1 材料與方法

1.1 試驗數據來源

試驗數據來源于兩個方面：一是來源于國家科技支撐計劃“高效施肥關鍵技術研究與示范”項目(2008BADAB03)的數據，為建立我國主要糧食作物施肥指標體系，該項目實施期間(2008～2010年)，在小麥主產區河南、河北、山東，北京和陜西等地分別布置了大量冬小麥肥料效應試驗，本研究選取了95個試驗點的數據;二是來源于近幾年已發表的有關小麥“3414”肥料試驗的文章,從2005年開始，國家開始實施測土配方施肥財政補貼資金項目，并逐年加大補貼范圍和力度，以推動糧食增產，農民增收和保護生態環境[9]。近年來，我國土壤肥料工作者在研究作物需肥規律、土壤供肥規律以及建立主要作物的施肥技術指標體系方面做了大量的科研工作并積累了大量的成果，本研究選取了各期刊相關文章中30多個試驗點的數據。

1.2 試驗方法

肥料效應田間試驗采用“3414”方案設計，在具體實施過程中可根據研究目的選用“3414”完全實施方案或部分實施方案。“3414”是指氮、磷、鉀3個因素，4個水平,14個處理。4個水平的含義: 0水平指不施肥，2水平指當地推薦施肥量，1水平(指施肥不足)=2水平×0.5，3水平(指過量施肥)=2水平×1.5(見農業部《測土配方施肥技術規范》試行)。本研究選用“3414”試驗14處理中的5個處理，分別為N0P0K0、 N0P2K2、 N2P0K2、 N2P2K0和N2P2K2。

耕地主要以旱地為主，種植制度以小麥—玉米兩熟制為主。氮肥為尿素，分基肥和追肥，磷肥為過磷酸鈣，鉀肥為氯化鉀，其中磷肥與鉀肥做基肥一次施入。田間管理與當地生產田管理一致。實打實收，分別計產(為標準含水下產量)。小麥收獲時用多點法取植株和籽粒樣品，按常規分析方法測定小麥秸稈和籽粒中的全氮、全磷和全鉀含量。植株樣品用濃H2SO4-H2O2消煮，氮用凱氏定氮法，磷用鉬銻抗比色法，鉀用原子吸收分光光度計測定。

1.3 供試土壤

本研究選取的土類均為褐土，包括普通褐土、石灰性褐土等各亞類。土壤質地為砂壤至粘壤。土壤pH值(土液比1 ∶2.5，電位法測定)變幅為6.2～8.5，有機質(油浴加熱重鉻酸鉀氧化容量法測定)為14～24.4 g/kg， 堿解氮(堿解擴散法)為37.5～125 mg/kg，有效磷(Olsen-P)變幅為2.4～82.2 mg/kg，速效鉀(乙酸銨浸提法)為52～208 mg/kg。

1.4 小麥品種

冬小麥品種主要包括：河南省周麥16號、新麥9號、溫麥6號、豫麥25、豫麥49、豫麥57、豫麥70、西農979、洛麥2號、濟麥20號等；河北省京東8號、衡95等；陜西省西農88、小偃23等；山西省晉麥60號、臨優45等。產量水平為3450～10200 kg/hm2。

1.5 養分平衡模型的變量參數

本研究采用養分平衡模型來建立測土推薦施肥指標體系，其原理為在施肥條件下作物吸收的養分來自于土壤和肥料，作物總需肥量與土壤供肥量之差即是實現目標產量的施肥量。基本表達式為:

式中， F為土壤施肥量；C為小麥需肥量；S為土壤供肥量；U為肥料當季利用率。

式中, 2.25為換算系數，即0—20 cm表層土壤(容重為1.12 g/cm3)的土壤養分測定值(mg/kg)換算成kg/hm2(土壤中養分供應量和施肥量的單位)的乘數。

在計算施肥量時，包括目標產量、單位產量的養分吸收量、土壤有效養分校正系數、肥料當季利用率和肥料中養分含量5個參數。本文著重做了土壤氮、磷、鉀養分的校正系數和氮、磷、鉀肥的當季利用率的變量參數研究。

1.6 分析與計算方法

使用Excel 2007軟件對試驗數據進行處理，SPSS13.0統計軟件進行相關分析。

土壤有效養分校正系數(%)= 缺素區小麥地上部分吸收該元素量/(該元素土壤養分測試值×2.25)

肥料當季利用率(%)=[施肥處理小麥當季吸收N(P2O5、K20)養分量-缺素區處理小麥當季吸收的N(P2O5、K20)養分量]/N(P2O5、K20)施用量×100其中，缺素區分別用N0P2K2、N2P0K2和N2P2K0處理。

另外，單位產量的養分吸收量以及驗證模型時的肥料效應函數，用的均是“3414”試驗中的全肥區處理，即N2P2K2處理。

2 結果與分析

2.1 目標產量

目標產量即計劃產量，是決定肥料需要量的原始依據，目標產量的設計是實現小麥定量化栽培管理的前提和基礎。生產上現有的目標產量設計主要有“以地定產”、“以水定產”[10]、以前3年平均產量定產或將光溫生產潛力修訂后作為目標產量等幾種方法[11]。其中在前3年平均產量的基礎上增加10%～15%作為目標產量是生產上應用最廣泛的方法之一。為了便于應用，本研究以前3年小麥平均產量來定產，根據生產實際，小麥產量的增產率定為15%。

2.2 單位產量的養分吸收量

單位產量的養分吸收量也即養分系數，本研究是指每百千克小麥籽粒產量所需養分量[6]，一般可用下式計算:

一般來說，作物養分需求量與環境條件、栽培技術，特別是產量水平有關。隨著作物產量的提高，氮、磷、鉀吸收量也相應增多。由于作物對養分具有選擇性吸收，以及作物組織具有較穩定的化學結構，所以作物單位產量養分的吸收量會在一定的范圍內變化[6]。一般研究中，常常把單位產量的養分需求量看作是一個常數。

在本研究中，為探討小麥單位產量(每百千克)養分需求量的變化幅度，對小麥經濟產量與其對應的小麥地上部分(包括籽粒和秸稈)所吸收的養分總量(也即生物產量所吸收的養分量)作了相關分析。從圖1可以看出，小麥生物產量養分需求量受小麥產量水平的影響很大，且隨著產量水平的提高而增加。并且小麥生物產量的養分吸收量與其對應的籽粒產量之間均達到極顯著的直線相關關系。也就是說，小麥生物產量的養分吸收量與小麥籽粒產量的比值(即小麥單位產量所需養分量)趨向一個穩定的范圍，因此可以把小麥單位產量的養分需求量定為常數。于是就可以把所選取各樣本中分別計算出來的單位產量養分需求量(N、P2O5、K2O)求其算術平均值，作為小麥的養分系數。根據分析計算的結果，本研究中，冬小麥每百千克小麥產量所需養分量分別定為氮(N)3 kg、磷(P2O5)1.2 kg、鉀(K2O)2.8 kg。

2.3 土壤有效養分校正系數

土壤中某種養分的供應量是用土壤測試值換算得到的，方程為:

土壤養分供應量(kg/hm2)= 土壤養分測定值(mg/kg)×2.25×土壤有效養分校正系數。

其中，土壤有效養分校正系數是通過田間試驗取得的。試驗表明，校正系數不是一個定值，它與土壤測試值呈明顯的負相關關系。本文主要研究了我國褐土土壤有效養分校正系數與土壤有效養分含量的關系見圖2。

分析表明，土壤有效養分校正系數與土壤有效養分含量之間呈下降的冪函數關系，其中土壤堿解氮校正系數與土壤堿解氮含量、土壤有效磷校正系數與土壤有效磷含量、土壤速效鉀校正系數與土壤速效鉀含量之間均呈極顯著負相關關系。土壤堿解氮(N)、土壤有效磷(P)和土壤速效鉀(K)校正系數的取值范圍分別為0.25～1.50、0.20～1.65和 0.20～1.20。

2.4 肥料當季利用率與土壤養分測定值的關系

本研究中計算肥料當季利用率采用的是差減法，缺素區分別用N0P2K2、 N2P0K2和N2P2K0處理。肥料的當季利用率高低與土壤養分含量、作物產量水平、肥料類型、施肥方法等因素有關[12-17]。本研究通過大量試驗結果分析表明，肥料當季利用率與小麥產量水平和土壤養分含量呈顯著相關性。并且把小麥產量(Y)分為三個水平: Y<6000 kg/hm2、6000≤ Y ≤7500 kg/hm2及Y>7500 kg/hm2，主要研究了肥料當季利用率與土壤養分測定值之間的函數關系。結果顯示，在不同的產量水平下，氮、磷、鉀當季利用率與土壤氮、磷、鉀養分之間呈極顯著對數負相關關系。其關系式如下:

1)當Y<6000 kg/hm2

N當季利用率= 4.117-0.8467LnX1

(r=-0.624**，n=63)

P2O5當季利用率= 0.583-0.1144LnX2

(r=-0.811**，n=63)

K2O當季利用率= 2.289-0.3889LnX3

(r=-0.791**，n=63)

2)當6000≤ Y≤ 7500 kg/hm2

N當季利用率= 2.947-0.5822LnX1

(r=-0.698**，n=65)

P2O5當季利用率=0.606-0.1255LnX2

(r=-0.906**，n=65)

K2O當季利用率= 2.335-0.3993LnX3

(r=-0.811**，n=65)

3)當Y>7500 kg/hm2

N當季利用率= 3.419-0.6983LnX1

(r=-0.681**，n=66)

P2O5當季利用率=0.809-0.1846LnX2(r=-0.887**，n=66)

K2O當季利用率= 2.712-0.4695LnX3(r=-0.797**，n=66)

以上式中, X1、X2和X3分別表示土壤堿解氮含量(N mg/kg)、有效磷含量(P mg/kg)和速效鉀含量(K mg/kg)，n為樣本數。

分析可知，在上述的肥料當季利用率與土壤養分測定值之間的函數關系中，土壤堿解氮(N)含量、有效磷含量(P)和速效鉀含量(K)的取值范圍分別為40～130、 5～50和 50～250。同時，在低產、中產和高產田中，氮(N)當季利用率平均值分別為34.8%、36.6%和20.0%；磷(P2O5)當季利用率平均值分別為30.4%、 26.5%和25.1%；鉀(K2O)當季利用率的平均值分別為37.1%、 43.5%和39.5%。

2.5 小麥測土推薦施肥量的確定

小麥氮、磷、鉀施肥量的確定，是根據養分平衡施肥模型，將以上各參數進行整合，即在不同的產量水平下，分別對氮、磷、鉀的施用量進行推薦，其施肥模型如下:

1)產量水平為Y<6000 kg/hm2

2)產量水平為6000≤Y≤ 7500kg/hm2

3)產量水平為Y>7500kg/hm2

2.6 養分平衡法推薦施肥量與田間肥料效應函數法結果的比較

為了驗證養分平衡法計算推薦施肥用量在生產上的實用性，本研究分別用不同肥力褐土旱地上的小麥田間試驗肥效方程法得出的施用量進行了比較。2008～2010年分別在河南孟津縣白鶴鎮、河南澠池縣陳村鄉等5個試驗點做了小麥肥料效應試驗，選取了小麥產量與氮、磷、鉀施用量呈顯著相關的五個試驗，同時也分別代表了低、中、高產量水平。其中，5個試驗點氮、磷、鉀(N、P2O5、K2O)合理施肥量(即第二水平施肥量)分別為180、 120、 120kg/hm2,150、 90、 70kg/hm2,195、 90、 75kg/hm2,180、 120、 120kg/hm2及150、 120、 120kg/hm2，其它土壤理化性狀見表1。對各肥料效應試驗點建立肥料效應曲線方程，得到最大施肥量和最佳施肥量，分別見表2～表4。

在各試驗中，將小麥產量與氮、磷、鉀肥養分施用量用三元二次方程進行擬合，分別建立肥料效應函數方程，回歸關系均達到了顯著水平。利用肥料效應曲線方程，分別求出最高產量時的施肥量和最佳施肥量。在各試驗點中，分別用肥料效應函數計算得到的最高產量和最佳產量作為養分平衡模型中的目標產量，以及土壤理化性狀中提供的土壤有效養分測試值，

表2 養分平衡模型推薦施氮肥量與肥料效應函數模型推薦施氮肥量比較

Table 2 Comparison of the nutrient balance model and fertilizer effect function model in recommended N rate

表3 養分平衡模型推薦施磷肥量與肥料效應函數模型推薦施磷肥量比較

Table 3 Comparison of the nutrient balance model and fertilizer effect function model in recommended P2O5rate

利用養分平衡施肥模型分別得到推薦施肥量。將用養分平衡模型得到的推薦施肥量與用肥料效應函數計算出的施肥量進行比較，用相對誤差(RE)表示，其結果見表2～表4。

結果表明，用養分平衡法推薦得到的施肥量基本上在最大施肥量與最佳施肥量之間，即養分平衡法推薦的施肥量與肥料效應方程的結果基本相符。利用養分平衡法進行推薦施肥其突出的優點是易于理解和掌握、實用性較強，而且定量精確，簡而易行，便于推廣。

3 討論與結論

在作物施肥指標體系的研究上，目前研究較多的就是土壤養分豐缺指標法[18]，即利用土壤普查的土壤養分測試數據和已有的田間肥料效應試驗數據，結合農民的經驗，按土壤肥力分成若干等級，根據各種養分豐缺等級來確定施肥量。此方法簡單快速，并具有針對性，可服務到微觀地塊。到目前為止，我國多數地方仍在應用此方法和當時提出的指標體系。然而，我國土壤肥力水平較之已前已發生很大的變化，很多土壤肥力指標已不適應現在的土壤肥力狀況，因此，此方法有待進一步完善。本研究采用養分平衡的原理，以測定土壤養分含量為基礎來構建小麥施肥指標體系，并指導農民科學施肥。

Ramamoorthy[19]于1967年在印度小麥上廣泛推行養分平衡法計量施肥方法，取得一定成果。上世紀80年代初，上海化工研究院從印度文獻中引入了“土壤有效養分校正系數“，用校正后的土壤養分測定值代替田間試驗結果計算土壤供應量，使得養分平衡法在我國長江以南地區的施肥中得到一定的推廣和應用。后來，劉文通等[20]、陸允甫等[21]、黃德明[22]、張寬等[23]和周鳴錚等人[24-26]在實踐中進一步完善和應用，使養分平衡法計量施肥得以迅速推廣。

過去Truog認為同一類土壤同一測定方法土壤養分校驗系數是常數[25]。從上世紀80年代開始，國內通過試驗發現把校正系數看作常數有嚴重缺陷，而且越來越多的研究表明，土壤有效養分校正系數不是一個定值。劉文通等[20]、陸允甫等[21]等人研究發現，土壤供應量與土壤測定值呈對數曲線關系，校正系數是一個變量。而且肥料利用率的變化也較大，不同作物、不同肥力水平、不同產量水平、不同施肥量、不同水分管理條件等因素都會影響肥料的利用率，因此，設定一個區域統一的肥料利用率值也是不合理的。這就是當初養分平衡模型沒在國內廣泛推廣與應用的原因。但養分平衡法的優點是概念清楚，容易理解，實用性較強，且精確定量并便于推廣。隨著科研工作者對施肥模型的不斷探索和研究，使得養分平衡法計量施肥得到進一步的推廣和應用。代勇等[27]通過3年的油菜大田試驗，利用養分平衡法原理，尋求各因子與土壤測定值之間的數量關系，確立了以土壤測定值為自變量的油菜推薦施肥模型。馬新明等[28]依據養分平衡原理和“作物-土壤-環境-技術”整體原則，采用土壤空間信息數據與小麥需氮量和各生育階段葉面積指數相結合的方法，設計了小麥施氮模型。本研究是在前人的研究基礎上，在小麥主產區的主要土壤類型褐土上，進一步研究了土壤環境因素和產量水平因素等對土壤有效養分校正因子和肥料利用率的影響及變化規律，從而建立了基于養分平衡法的我國褐土冬小麥測土推薦施肥指標體系。

關于目標產量的確定，國內外均進行了大量的研究[29-31]。目標產量即計劃產量，是決定肥料需要量的原始依據，目標產量的設計是實現小麥定量化栽培管理的前提和基礎。國內外比較普遍的確定方法有以下幾種: 1)平均單產法，即用前幾年常年產量做基數，比如將增加10%～20%作為目標產量值。2)以地定產法，即首先確定目標產量與無肥區產量之間的數學式，確定了基礎產量就可以推出決策點下一季的目標產量。3)以水定產法，即根據生育期內降水量與播前土壤養分有效含水量來確定目標產量的方法[32-33]，該法關鍵是事先確定決策點水量效能指數，即10 mm降水量生產作物的經濟產量千克數[34]。4)肥料效應函數求算法，即利用某地區建立的肥料效應函數，求出最高產量作為目標產量。5)光溫生產潛力修訂法，近年來，朱艷等[11]提出了用光溫生產潛力經修訂后作為目標產量的方法。眾多方法中，在前3年作物平均單產的基礎上增加10%～15%作為目標產量是生產上應用最廣泛的方法之一。為了便于施肥模型的應用和推廣，本研究以前3年小麥平均產量來確定目標產量，并且把目標產量作為一個輸入項，由施肥用戶來提供。根據生產實際，在本研究中將小麥產量的增產率定為15%。

在養分平衡模型中，最難確定的就是肥料當季利用率的問題。肥料利用率是反映肥料投入與作物生長關系的重要指標，有不同的表示方法，如肥料偏生產力(PFP)[35]和肥料回收利用率(RE)[36]等。這些都是為不同目的設定的，很難統一。目前國內外普遍應用的肥料當季利用率，即肥料養分回收率(RE)。其計算公式為，肥料養分利用率(%)=(作物吸養分量-土壤供應量)/所施肥料養分量。該方法計算出的肥料利用率多以直接吸收率表示，不考慮當季肥料與土壤養分的交換利用量與以前施用肥料的有效量，即是肥料當季利用率。研究表明[12,16]肥料種類、施肥方法、作物產量水平及土壤環境等因素均對肥料當季利用率有大的影響。所以在用差減法計算肥料的利用率，往往不能獲得可靠的結果。國內外許多專家學者試圖用同位素標記法來研究肥料利用率，結果表明，用15N標記技術測定的氮肥利用率低于差減法的計算結果[37-38]，但一般認為用同位素標記獲得的肥料利用率要比直接用差減法得到的要可靠[39-40]。本文主要研究了不同產量水平下土壤有效養分含量對肥料當季利用率的定量關系。同時，本研究中所用的肥料均為化肥，而且肥料種類確定。有關其它種類的化肥，其肥料當季利用率可另行研究，可采用與本研究同樣的原理和方法。

本研究中沒有考慮有機肥，但在有機肥的施用中，計算化肥施用量時，應從目標產量需養分總量中扣除有機肥中的養分量。但有機肥對肥料利用率以及對土壤供肥能力的影響比較復雜，有待進一步研究。

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Study on parameters of balanced fertilization for winter wheat in cinnamon soil in Northern China

DU Jun1,2, SUN Ke-gang1, BAI You-lu2*,YANG Li-ping2, LU Yan-li2, WANG Lei2, WANG He2

(1InstituteofPlantNutritionandResourceEnvironment,HenanAcademyofAgriculturalSciences,Zhengzhou450002,China；2InstituteofAgriculturalResourcesandRegionalPlanning,ChineseAcademyofAgriculturalScience/KeyLaboratoryofCropNutritionandFertilization,MinistryofAgriculture,Beijing100081,China)

【Objectives】 Based on principle of nutrient balanced method, parameters of balanced fertilization for winter wheat in cinnamon soil in Northern China were studied. A soil testing and fertilizer recommendation index system for winter wheat in cinnamon soil was established to guide fertilizer use and wheat production directly, quickly, scientifically and rationally in this region.【Methods】The parameters of balanced fertilization for winter wheat in cinnamon soil of Northern China were studied by field trials in multiple sites and years. The parameters as nutrient uptake per 100 kg grain, calibration coefficients of soil available nutrients and apparent recovery efficiency of applied fertilizer were calculated respectively in this study. The impact of soil environment factors and yield on the calibration coefficients of soil available nutrients and apparent recovery efficiency of applied fertilizer and their variation tendency was studied.【Results】The results indicate the nutrient uptakes per 100 kg grain of wheat for nitrogen(N), phosphorous(P2O5)and potassium(K2O)are 3, 1.2 and 2.8 kg respectively with small variation. The calibration coefficients of soil available nutrients relate significant negatively with soil available nutrients by power exponent. The apparent recovery efficiencies of the applied fertilizers have negative logarithmic relationship with soil available nutrients in different yield range. Based on the nutrient balanced method, a soil testing and fertilizer recommendation index system for winter wheat in cinnamon soil is established to guide fertilizer use and wheat production directly, quickly, scientifically and rationally in this region.【Conclusions】Based on the nutrient balanced model, the fertilizer rates are recommended by the differences between the fertilizer requirement amounts for a target yield and soil nutrient-supplying amounts. The key point for the fertilizer recommendation is how to accurately determine basic parameters as the calibration coefficients of soil available nutrients and apparent recovery efficiencies of the applied fertilizer, which can make model be popularized and applied widely. Finally, the soil testing and fertilizer recommendation index system with quantitative characteristics of N, P, and K for winter wheat in cinnamon soil of Northern China is established, which is based on the nutrient balanced method and the related soil testing.

nutrient balanced method; soil testing and fertilizer recommendation; calibration coefficient of soil available nutrients; apparent recovery efficiency of applied fertilizer

2014-04-23 接受日期: 2014-12-27 網絡出版日期: 2015-05-06

國家科技支撐計劃“高效施肥關鍵技術研究與示范”項目(2008BADA4B03); 河南省財政預算項目“氮肥增值提效及高施用技術研究與應用”資助。

杜君(1978—)，男，河南周口人，博士，助研，主要從事養分資源管理與現代施肥技術研究。E-mail: dujun0520@163.com *通信作者E-mail: ylbai@caas.ac.cn

S512.1.062

A

1008-505X(2015)05-1113-10