肥料應(yīng)用函數(shù)與推薦施肥及肥料管理

肥料應(yīng)用函數(shù)與推薦施肥及肥料管理第1頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二第一節(jié)肥料反應(yīng)曲線的一般規(guī)律及其數(shù)學(xué)模型

李比希提出最小養(yǎng)分律后，人們認(rèn)識(shí)到?jīng)Q定產(chǎn)量的養(yǎng)分因素是土壤中對(duì)作物需要處于相對(duì)最小的那一種，而與絕對(duì)含量無關(guān)，隨著土壤中養(yǎng)分消耗與施肥之間平衡狀況的變化，最小養(yǎng)分種類不斷更替。

第2頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二

在最小養(yǎng)分律支配下施肥量與產(chǎn)量的關(guān)系可用下圖概括：

植物生長量養(yǎng)分供應(yīng)量增加極限毒效高量低量適量第3頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二

開始施用限制因子肥料時(shí)，植物生長量曲線上升較快，常出現(xiàn)肥效遞增階段，隨著施肥數(shù)量增加，逐漸脫離相對(duì)最小狀態(tài)，生長量繼續(xù)上升，但單位肥料的增產(chǎn)量逐漸減少，于是出現(xiàn)了肥效遞減階段，繼續(xù)增施肥料，生長量將達(dá)到極限，若再盲目施肥，則產(chǎn)生毒效，出現(xiàn)肥料負(fù)效應(yīng)階段，整個(gè)肥效反應(yīng)曲線表現(xiàn)為S型曲線。

肥料效應(yīng)函數(shù)：

肥料的增產(chǎn)效應(yīng)反應(yīng)施肥量與產(chǎn)量的關(guān)系。這種數(shù)量關(guān)系可以用數(shù)學(xué)函數(shù)來表示，此函數(shù)即肥料效應(yīng)函數(shù)。

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肥料效應(yīng)函數(shù)估算法是建立在田間試驗(yàn)――生物統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的計(jì)量施肥方法。它不用化學(xué)或物理手段去揭示農(nóng)田土壤的養(yǎng)分供應(yīng)量。農(nóng)作物需肥量和肥料利用率等參數(shù)，而是借助于施肥量田間試驗(yàn)，通過施肥量與產(chǎn)量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，配制出一元、二元或多元肥料效應(yīng)回歸方程式，所得的肥料效應(yīng)回歸方程式可計(jì)算出代表性地塊的最高施肥量，最佳施肥量和最大利潤施肥量等配方施肥參數(shù)。

第5頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二一、施肥量與產(chǎn)量之間的關(guān)系

1、施肥量與產(chǎn)量之間的直線關(guān)系

李比希認(rèn)為，作物產(chǎn)量與最小養(yǎng)分供應(yīng)量之間成直線相關(guān)。尤其是在生產(chǎn)條件差，土壤肥力低，養(yǎng)分供應(yīng)不足，施肥量較低時(shí)。

這種類型一般用Y=bo+b1X

Y－總產(chǎn)量bo—不施肥區(qū)產(chǎn)量b1－效應(yīng)系數(shù)X－施肥量第6頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二2、施肥量與產(chǎn)量之間的曲線相關(guān)

指數(shù)模式Y(jié)=A(1-10-cx)

A－施用該種養(yǎng)分所達(dá)最高產(chǎn)量C－效應(yīng)系數(shù)

二次拋物線函數(shù)Y＝b0＋b1+b2X2

國內(nèi)外大量氮肥試驗(yàn)表明，肥料的增產(chǎn)效應(yīng)往往符合二次拋物線形式。

第7頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二二、肥料增產(chǎn)效應(yīng)的階段性

在一定生產(chǎn)條件下，當(dāng)作物嚴(yán)重缺乏某種養(yǎng)分時(shí)，增施該養(yǎng)分的增產(chǎn)量，起初往往是遞增，但超過一定限度后，增施單位劑量養(yǎng)分的增產(chǎn)量便開始遞減，當(dāng)其遞減為零時(shí)，作物產(chǎn)量達(dá)到最大值，此時(shí)，再繼續(xù)增加肥料，則將導(dǎo)致減產(chǎn)。

第8頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二第一階段第二階段第三階段總產(chǎn)量C轉(zhuǎn)向點(diǎn)邊際產(chǎn)量平均增產(chǎn)量Y產(chǎn)量施肥量Xyo第9頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二1、在土壤供肥水平低的情況下，增施單位劑量肥料的增產(chǎn)量（即邊際產(chǎn)量）隨施肥量的增加而遞增，直至轉(zhuǎn)向點(diǎn)（C）時(shí)為止。2、超過轉(zhuǎn)向點(diǎn)后，增施單位劑量肥料的增產(chǎn)量隨施肥量的增加而遞減，因而總產(chǎn)量按報(bào)酬遞減率增加，直達(dá)到最高產(chǎn)量為止。3、在一定生產(chǎn)條件下，作物有一最高產(chǎn)量，超過最高產(chǎn)量后，繼續(xù)增加肥料，則總產(chǎn)量隨施肥的增加而遞減，出現(xiàn)負(fù)效應(yīng)，但是總產(chǎn)量的遞減率可能小于到達(dá)最高產(chǎn)量的遞增率。4、無限量的增施肥料，可能使產(chǎn)量下降為零。根據(jù)以上特點(diǎn)，可將肥料增產(chǎn)效應(yīng)劃分成三個(gè)階段，即由三個(gè)最高點(diǎn)反映了曲線三階段。

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第一階段：從起點(diǎn)始至平均產(chǎn)量（指總產(chǎn)量除以施肥量所得商值）達(dá)最高點(diǎn)時(shí)為止。

AP＝Y(jié)/x

在此階段內(nèi)，邊際產(chǎn)量（指增減單位劑量肥料所引起的總產(chǎn)量增減額。以MP＝dy/dx表示）隨施肥量的增加而遞增至轉(zhuǎn)向點(diǎn)（C點(diǎn)）達(dá)到最大值，超過轉(zhuǎn)向點(diǎn)則開始遞減，但仍然大于平均產(chǎn)量，因而平均產(chǎn)量隨施肥量的增加而遞增，至最高點(diǎn)時(shí)為止，此時(shí)邊際產(chǎn)量等于平均產(chǎn)量。在此階段內(nèi)，平均產(chǎn)量不斷提高直至此階段的終點(diǎn)時(shí)達(dá)到最大值。

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第二階段：自平均產(chǎn)量的最高點(diǎn)到最高產(chǎn)量的最高點(diǎn)，在此階段內(nèi)，平均產(chǎn)量與邊際產(chǎn)量均隨施肥量的增加而遞減，但邊際產(chǎn)量的遞減率較大，平均產(chǎn)量大于邊際產(chǎn)量?？偖a(chǎn)量〔指投入一定數(shù)量的肥料所獲得的總收入（產(chǎn)量）〕依報(bào)酬遞減率增加，直至邊際產(chǎn)量等于零，即總產(chǎn)量達(dá)到最高點(diǎn)時(shí)為止。

第三階段：超過總產(chǎn)量最高點(diǎn)即進(jìn)入第三階段，此階段的邊際產(chǎn)量為負(fù)值，因而總產(chǎn)量隨施肥量的增加而減少，出現(xiàn)負(fù)效應(yīng)。

由上可知，第二階段是合理的施肥區(qū)域。

第12頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二第二節(jié)肥料的科學(xué)施用與管理

一、肥料的分類

肥料的種類繁多，分類的方法也沒有嚴(yán)格規(guī)范和統(tǒng)一的分類與命名。現(xiàn)將長期習(xí)慣的分類方法與命名作簡(jiǎn)單的介紹：

第13頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二1、按肥料來源與組分的主要性質(zhì)可分為：化學(xué)肥料、有機(jī)肥料、生物肥料、綠肥。2、按所含營養(yǎng)元素成分可分為：氮肥、磷肥、鉀肥、鎂肥、硼肥、鋅肥、等，有時(shí)將這些肥料按植物需要量分為大量營養(yǎng)元素肥料和微量營養(yǎng)元素肥料。3、銨營養(yǎng)成分種類多少可分為：?jiǎn)钨|(zhì)肥料、復(fù)合肥料或復(fù)（混）肥料。4、按肥料狀態(tài)分則有：固體肥料（包括粒狀和粉狀肥料）與液體肥料5、按肥料中養(yǎng)分的有效性或供應(yīng)速度可分為：速效肥料、緩效肥料、長效肥料。6、按肥料中養(yǎng)分的形態(tài)或溶解性可分為：氨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥、酰胺態(tài)氮肥等?；蛩苄苑柿?、弱酸溶性肥料、難溶性肥料。7、按積攢方法分則有：堆肥、漚肥、沼氣發(fā)酵肥等。

第14頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二二、肥料的科學(xué)施用

（一）科學(xué)用肥的目的與要求

1、目的：從宏觀來看，科學(xué)施用肥料，要力爭(zhēng)做好有機(jī)與無機(jī)肥料配合施用，按最佳的經(jīng)濟(jì)效益合理施用肥料，不斷提高養(yǎng)分利用率；降低肥料施用可能造成的生態(tài)環(huán)境污染；以便真正做到用地與養(yǎng)地相結(jié)合，為我國高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，提供土壤農(nóng)化方面的可靠保證。

第15頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二2、要求：為達(dá)到科學(xué)施肥的目的，應(yīng)充分利用全國和本省范圍已獲得土壤資源評(píng)價(jià)成果及各種科研資料。如：定期掌握土壤肥力動(dòng)態(tài)變化資料；并且建立數(shù)據(jù)庫和信息系統(tǒng)；完善并嚴(yán)格執(zhí)行肥料檢測(cè)與鑒定的法規(guī)與手續(xù)；逐步按地區(qū)建立起不同種植制度的肥料分配與施肥體系；提倡鼓勵(lì)與研究推廣有機(jī)肥源的開發(fā)、積制與施用；在化肥增長的同時(shí)注意調(diào)整施肥的養(yǎng)分比例：與土地管理部門配合，督促縣、鄉(xiāng)、村、各級(jí)建立起耕地檔案，制定生產(chǎn)力等級(jí)，地力保養(yǎng)與維護(hù)以及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境質(zhì)量等標(biāo)準(zhǔn)，逐步實(shí)行耕地的肥力定等估價(jià)與升降以及生態(tài)環(huán)境質(zhì)量評(píng)估等責(zé)任制與獎(jiǎng)懲制度。第16頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二（二）科學(xué)用肥的基本環(huán)節(jié)

1、大力開發(fā)有機(jī)肥源，認(rèn)真改進(jìn)與推廣有機(jī)肥料積制、保管與施用的先進(jìn)技術(shù)

(1)積極鞏固與發(fā)展多種形式的秸稈直接還田等技術(shù)。(2)以“中國綠肥區(qū)劃”為依據(jù)，按9個(gè)級(jí)區(qū)，47個(gè)二級(jí)區(qū)采用肥糧、肥菜、肥油（料）等綜合利用方式，提出經(jīng)濟(jì)有效的方法，積極回復(fù)與發(fā)展綠肥的種繁與施用面積。(3)加強(qiáng)保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)自然界物質(zhì)循環(huán)的意識(shí)，主動(dòng)開發(fā)和利用包括糞尿在內(nèi)的有用廢棄物，擴(kuò)大有機(jī)肥料肥源。

第17頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二2、盡量做好化肥的及時(shí)供應(yīng)與合理分配，按作物生育期的特點(diǎn)與低產(chǎn)缺肥地區(qū)的需求，及時(shí)提供肥料是科學(xué)用肥提高肥料利用率的關(guān)鍵，也是提高單產(chǎn)與總產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)均衡增產(chǎn)的重要措施。中國農(nóng)科院土壤肥料研究所在1981－1983年全國化肥試驗(yàn)網(wǎng)所獲資料的基礎(chǔ)上，編寫了中國化肥區(qū)劃，按區(qū)劃把全國分為8個(gè)一級(jí)區(qū)，31個(gè)二級(jí)區(qū)；一級(jí)區(qū)反映了不同地區(qū)化肥生產(chǎn)與分配的宏觀決策提供了依據(jù)，也是土肥工作者布置肥效試驗(yàn)，制定輪作施肥與科學(xué)用肥方案的重要參考資料。

第18頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二3、優(yōu)化推薦施肥量，提高肥料利用率與增產(chǎn)效益這里包括以下內(nèi)容：即確定最佳施肥量與合理的氮、磷、鉀等養(yǎng)分的比例，以及科學(xué)施用技術(shù)。

確定經(jīng)濟(jì)合理的肥料施用量方面，近年來，各地研究推廣了多種方法，照其原理可歸為三類：

以土壤肥力化學(xué)為基礎(chǔ)的測(cè)土施肥法。以作物營養(yǎng)化學(xué)為基礎(chǔ)的作物營養(yǎng)診斷施肥法以田間試驗(yàn)和生物統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)的肥料效應(yīng)函數(shù)施肥法。

第19頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二

不同方法各有特點(diǎn)，應(yīng)用時(shí)往往可以并存，互相滲透與補(bǔ)充，以求得不斷發(fā)展和完善?？偟闹钡剿枷胧侨绾伟答B(yǎng)分平衡的要求，使推薦施肥定量化，既能高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，又講究經(jīng)濟(jì)效益。具體的試驗(yàn)布置與計(jì)算等技術(shù)等都有專門書籍論述。在此僅就常用的方法作簡(jiǎn)要說明。

第20頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二(1)以測(cè)土施肥為理論的土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)法是通過多點(diǎn)田間試驗(yàn)，將土壤有效養(yǎng)分的化學(xué)測(cè)定值（相對(duì)值）按田間試驗(yàn)所獲得的作物相對(duì)量（即無肥區(qū)產(chǎn)量占全肥區(qū)最高產(chǎn)量％）劃分為3～5個(gè)等級(jí)作為土壤豐缺指標(biāo)，然后按等級(jí)布置田間試驗(yàn)，求得在某一類型土壤上作物產(chǎn)量與施肥關(guān)系的曲線，作為建議施肥量的依據(jù)。第21頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二(2)養(yǎng)分平衡法又稱目標(biāo)產(chǎn)量法。運(yùn)用計(jì)劃產(chǎn)量指標(biāo)、農(nóng)作物需肥量、土壤工肥量、肥料有效養(yǎng)分含量與肥料利用率等五個(gè)參數(shù)構(gòu)成建議施肥量的計(jì)算公式，即可估算出推薦施肥量。如：

一季作物的養(yǎng)分吸收總量－土壤供應(yīng)養(yǎng)分量推薦施肥量＝――――――――――――――――――――

肥料中養(yǎng)分含量×肥料當(dāng)季利用率或可寫成：（計(jì)劃產(chǎn)量－無肥區(qū)產(chǎn)量）×形成100Kg產(chǎn)量所需養(yǎng)分量推薦施肥量＝――――――――――――――――――――――――

肥料中養(yǎng)分含量×肥料當(dāng)季利用率第22頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二

有建議把有機(jī)肥增產(chǎn)量納入基礎(chǔ)肥力中計(jì)算，即所用處理都以有機(jī)肥作底肥，以便解決有機(jī)肥料用量計(jì)算困難的問題。此估算施肥量的方法為某一地區(qū)作肥料規(guī)劃或判斷土壤養(yǎng)分收支平衡帳時(shí)是很有應(yīng)用價(jià)值的。

第23頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二(3)在不同肥力等級(jí)的地塊上按一定的試驗(yàn)設(shè)計(jì)布置多點(diǎn)分散的肥力試驗(yàn)，先求得作物對(duì)肥力反應(yīng)的效應(yīng)函數(shù)，而后由此分別計(jì)算出最高產(chǎn)量施肥量或最佳經(jīng)濟(jì)施肥量，這一方法獲得的推薦施肥量是建立在科學(xué)測(cè)試和嚴(yán)密的統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)上的結(jié)果，而且還能應(yīng)用電腦計(jì)算技術(shù)。應(yīng)該說，這是近年來科學(xué)施肥的重要改革與先進(jìn)技術(shù)。

第24頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二(4)營養(yǎng)診斷法也是國內(nèi)、外比較廣泛采用的方法。它包括作物外形診斷，土壤－植物的化學(xué)診斷以及施肥診斷等。在查明作物生長的障礙因素后，對(duì)癥施肥有重要作用。但是營養(yǎng)診斷是一項(xiàng)比較復(fù)雜的綜合技術(shù)，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)量品質(zhì)的因素眾多，且不斷變化和相互作用。為此，既要發(fā)揮營養(yǎng)診斷對(duì)判斷施肥的作用，又要看到應(yīng)將它與肥料效應(yīng)函數(shù)法、現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)及電子計(jì)算機(jī)應(yīng)用等相結(jié)合，以提高推薦施肥的準(zhǔn)確性。第25頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二4、經(jīng)過認(rèn)真的試驗(yàn)、研制與開發(fā)適用的廣譜型或?qū)Ｓ眯偷膹?fù)合肥。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，1990年我國實(shí)際化肥用量為2607萬噸（銨有效養(yǎng)分計(jì)），N：P2O5：K2O為1：0.45：0.1，并預(yù)測(cè)2000年需要化肥量為3000－3200萬噸，N：P2O5：K2O為1：0.5：0.2~0.3，北方應(yīng)以調(diào)整氮磷比為主；南方則應(yīng)以調(diào)整氮鉀比，同時(shí)，有針對(duì)性的施用適量的微量元素肥料，這是全國范圍的宏觀控制。

第26頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二5、改進(jìn)施肥技術(shù)與大力推廣已見成效的施肥方法

(1)積極研究小型施肥機(jī)械，大力推廣施肥機(jī)械化進(jìn)程，如綠肥的種、管、翻壓、收獲的機(jī)械化，有機(jī)肥的積制、施用等的機(jī)械化以及作物追肥（包括葉面噴施）機(jī)械化，以減少勞動(dòng)強(qiáng)度和提高工效。

(2)促進(jìn)和穩(wěn)定有機(jī)肥料在總施肥量中的比例。除推廣秸稈還田外，加緊開發(fā)有機(jī)－無機(jī)復(fù)混肥的生產(chǎn)，并在積制機(jī)械化的基礎(chǔ)上，著手考慮有機(jī)肥料生產(chǎn)的工廠化和商品化等。第27頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二(3)試驗(yàn)和研制有利于提高養(yǎng)分利用率的肥料新型劑、添加劑等。

(4)因地制宜地大力推廣具有定量化特點(diǎn)和增產(chǎn)、節(jié)肥、增收效果的配方施肥新技術(shù)，并逐步建立縣級(jí)計(jì)算機(jī)推薦施肥與咨詢系統(tǒng)。

(5)積極推進(jìn)有益元素制劑等的開發(fā)、應(yīng)用和試驗(yàn)研究，以便探求作物高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的新途徑。

(6)繼續(xù)推廣氮肥深施，水溶性磷肥集中施用等已有成效的施肥方法。

第28頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二三、肥料的科學(xué)管理

肥料的管理工作寓于肥料的運(yùn)輸、貯存、混配與施撒的整個(gè)過程之中。管理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致肥料非生產(chǎn)性的消費(fèi)與損失。據(jù)報(bào)道，化肥在貯、運(yùn)、用中可能的損失平均為10％～15％。同時(shí)，還會(huì)引起肥料中養(yǎng)分有效性的降低，人畜的傷害，以及生態(tài)環(huán)境遭受污染。肥料的混合與撒施過程有可能造成肥料分布不均勻，而導(dǎo)致作物生長不一，甚至受害，造成減產(chǎn)，尤其高濃度肥料或大劑量施用時(shí)，對(duì)產(chǎn)量的影響更為明顯。

第29頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二（一）管理對(duì)化肥質(zhì)量的影響

貯運(yùn)是化肥生產(chǎn)到施用過程中不可少的重要環(huán)節(jié)，包括裝卸、運(yùn)輸和貯存等。這些環(huán)節(jié)上管理不善、不科學(xué)就會(huì)影響到化肥的質(zhì)量，乃至用戶施用和肥料的效果。在貯運(yùn)過程中，發(fā)生的化肥質(zhì)量變化，除了化肥有效性降低外，整體物理性質(zhì)惡化最為常見。具體如粉化、結(jié)塊、潮解、離析等。

化肥運(yùn)輸－貯存系統(tǒng)中的管理

第30頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二1、肥料粉化

粉化是指顆粒肥料產(chǎn)生粉塵。主要原因是生產(chǎn)中所用的調(diào)理劑或包裹劑的粘附力差，使顆粒的機(jī)壓強(qiáng)度小，耐磨性變差。粉化不但導(dǎo)致環(huán)境污染和肥料損失，對(duì)搬、運(yùn)、貯、用過程都會(huì)增加麻煩，尤其對(duì)機(jī)械化施肥更顯不利。粉化也是導(dǎo)致化肥結(jié)塊的重要因素之一。

第31頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二2、肥料結(jié)塊

結(jié)塊是常見的現(xiàn)象，其產(chǎn)生的機(jī)制是化肥顆粒間晶體的結(jié)合鍵增長所致。含氮量高的化肥結(jié)塊傾向都大?；屎坞x水量小，粒度大，硬度強(qiáng)則結(jié)塊傾向就小。降低化肥結(jié)塊的措施有：(1)在生產(chǎn)過程中用調(diào)理劑。亦稱防結(jié)塊劑，它是一種能粘附在顆粒表面的涂覆介質(zhì)。粉狀者為無活性物料如硅藻土、粘土、滑石等：用量為化肥重量的1％～4％。液態(tài)者為噴涂在顆粒表面的油品、石蠟、樹脂等；用量為0.2％～0.5％。(2)貯運(yùn)過程中控制溫度、濕度，掌握貯存壓力等都有利于緩解結(jié)塊現(xiàn)象發(fā)生。

第32頁，共36頁，2023年，2月20日，星期二3、肥料潮解

潮解是指化肥暴露在大氣中吸收了水分。吸濕潮解影響化肥的流動(dòng)性，產(chǎn)生物理性質(zhì)變質(zhì)，不同化肥的潮解傾向不同，即吸水速率與水分滲透到堆內(nèi)的速率都不一樣。后者與化肥的貯水能力有關(guān)。貯水能力小的化肥，當(dāng)其吸收的水分超過本身的貯水能力時(shí)，就會(huì)靠毛細(xì)管作