一种基于目标产量的红壤稻田减量化肥施用方法技术

本发明专利技术公开了一种基于目标产量的减量化肥施用方法，其步骤是：（1）以近5年来双季稻年平均产量的95~105%作为目标产量；（2）根据区域研究结果的推荐施肥量的90~100%作为区域平均适宜施肥量；（3）施用有机肥：利用稻草弃田、紫云英翻压还田下的农田有机物资源作为有机肥来部分替代化肥，根据稻草和紫云英干物量N、P、K养分量分别为0.826%、0.119%、1.708%和3.085%、0.301%、2.065%来计算有机资源的养分可替代量，稻草和紫云英还田后P、K全量替代化学养分，有机物中含有的N按半量来替代化学养分量，得到化肥的减施量；（4）化肥施用：区域平均适宜施肥量减去化学养分替代量即为减量化肥施用方法中的化肥施用量。本发明专利技术中农田有机废弃物利用额外增加的劳动力极少，操作简便，易于推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及肥料利用效率
，更具体涉及，它适用于稻田有机资源高效利用替代化肥减少面源污染。
技术介绍
目前，水稻种植中肥料施用存在两个突出问题，一是化肥的过量施用及其较低的养分利用效率问题，二是由此造成的环境污染问题。如何提高化肥利用效率及减少农业面源污染，是我国粮食安全和生态环境等研究领域关注的重点问题。关于提高化肥利用效率主要经历了两个发展阶段:①施肥技术的进步阶段，形成测土推荐施肥、氮肥深施、灌溉施肥、以水代氮、前氮后移、缓控施肥等成熟的施肥技术，推动了施肥技术的进步；②区域用量控制施肥理念及技术体系的发展阶段，由于我国农田分散、地块面积小等现实问题使得实现科学施肥的推广难度较大，因此在已有的施肥技术基础上形成了“区域用量控制与田块微调相结合推荐施肥”和“土壤养分分区管理和分区平衡施肥技术”的理念，用来指导区域上养分利用效率的提高。目前，农田环境背景肥力高是即成事实，如水体氮、磷富集和大气氮沉降增加等，上述方法及理念在提高区域养分利用效率起到了较好的推动作用，而在环境高肥力背景下的肥料利用效率的提高技术比较缺乏。现实生产中化肥过量施用依然是普遍现象，化肥施用更进一步降低肥料利用效率，加剧农田施肥对环境污染。而减少稻田施肥对环境不良影响及提高肥料利用效率的有效途径之一是减少化肥投入量，而减少投入量的前提是保障粮食安全，不仅仅是减少过量的化肥施肥量，而是在满足水稻养分需求基础上，有效利用稻田有机废弃物中养分来替代化肥养分来进一步减少化肥的施用量。目前天然化学养分替代资源，如稻田秸杆、绿肥资源的利用，是替代化肥养分是减少化肥施用量的有效措施。由于劳动力短缺，稻草直接弃田成为普遍现象，另外，稻田休闲期长及休闲面积不断扩大，绿肥紫云英的种植潜力变大，两者都是比较清洁的有机肥资源，作为稻田养分的天然来源使得化肥养分的替代成为可能。国内外研究结果表明有机肥的养分的累积效用与化肥相当。已发表文章(陈安磊等.长期施肥对红壤稻田表层土壤氮储量的影响.生态学报，2010，30 (18): 5059-5065)公开减量化肥施用对耕层土壤氮储量、氮肥农学利用率及对产量的的影响，已发表文章(陈安磊等.长期施肥对红壤稻田耕层土壤碳储量的影响.环境科学，2009,30 (5):1267-1272)公开了有机肥施用对表层土壤碳储量及固碳潜力的影响。 上述发表的文章没有涉及具体的减量化肥施用方案，仅从减量化肥施用下碳、氮固定及氮利用效率的进行了效应评价，而对减量PK养分的效应没有评述，更没有涉及化肥减量施用的方法基础，即基于目标产量(区域目标产量)基础上的减量化肥施用方法，而且在区域减量化肥施用方法上缺乏具体实施方法。本方法在确定区域产量和施肥量的情况下，调用区域可利用性高的有机资源来减少化肥投入量，提供了具体方案。特点是充分利用稻田天然投入的有机资源替代化肥，不额外增加人工投入，在现实中可操作性强，易于推广。因此，提出的，可达到一举多得的效应。
技术实现思路
为充分利用上述稻田有机资源，解决化肥施用过量问题，本专利技术的目的是在于提供，方法易行，操作简便，该方法能同时达到基于目标产量的稻田减量化肥施用目的，又能达到培肥土壤及资源高效、环境友好的稻田优化生产效果。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术措施: 以区域近5年来均产为依据确定目标产量，根据达到目标产量的区域推荐施肥量确定区域平均适宜施肥量，采用农户自然弃田的稻草、休闲期紫云英作为养分天然替代物，然后根据其养分可替代量，确定稻田减量化肥施用方法，再利用该方法下的产量、养分利用效率等指标评价减量化肥施用方法可行性。一种基于目标产量的减量化肥施用方法，其步骤是: 1、确定目标产量:调研红壤双季稻区域近5年来双季稻产量，以平均产量的95~105%作为减量化肥施用方法的目标产量。2、确定区域平均适宜施肥量:调研区域施肥量、产量及其养分利用效率确定不同目标产量的推荐施 肥量，以研究中达到该目标产量的推荐施肥量的90-100%作为区域平均适宜施肥量。推荐施肥量具体确定方法同朱兆良等提出的推荐施肥的方法(朱兆良等.保障我国粮食安全的肥料问题.植物营养与肥料学报，2013，19 (2):259-273)。所述的区域平均适宜施肥量中，早稻所需N、P、K肥料占全年施用量的分配比例分别为35-45%、80-100%和25_40%，晚稻所需N、P、K肥料占全年施用量的分配比例分别为55-65%、0-20%和 60-75%。3、施用有机肥:利用农户自然还田方式(稻草自然弃田、休闲期紫云英春耕翻压还田)下的农田有机物资源作为有机肥来部分替代化肥养分，根据区域试验报道结果(统计区域稻草和紫云英的干物量)来确定有机肥资源量，有机物资源稻草中的养分按如下方式计算:Ν、P、K养分量分别占稻草干物量的0.826%,0.119%、1.708%，有机物资源紫云英中的养分按如下方式计算:Ν、P、K养分量分别占紫z?英干物量的3.085%、0.301%、2.065%,因稻草和紫云英还田后Ρ、κ易于从有机物中释放而被作物利用，可全量替代化学养分(化肥中Ρ、Κ的养分)，而有机物中含有的N可用性差，按半量来替代化学养分量(化肥中N的养分)，得到稻草和紫云英Ν、Ρ、Κ养分量对化学养分的替代量，即得到化肥的减施量。此时，有机物资源化学养分替代量中K养分量一般大于早稻平均适宜施肥量中K养分施用量，因此早稻不施化学钾肥。4、化肥施用:步骤2中的区域平均适宜施肥量减去步骤3中的化学养分替代量即为减量化肥施用方法中的化肥施用量，其中早稻化学氮肥总施用量占化学氮肥总施用量的25^35% ;早稻氮肥按基肥、蘖肥(基肥与蘖肥比例1:3至2:3)施用，晚稻氮肥按基肥、蘖肥和穂肥(基肥、蘖肥与穂肥比例为4:5:1至5:6:1)施用.磷肥作为早稻基肥一次性施入；早稻不施用钾肥，钾肥作为晚稻基肥一次性施入。所述的氮肥为尿素，磷肥为过磷酸钙，钾肥为氯化钾。所述的基肥为底肥，即在水稻移植前施用的肥料，蘖肥为水稻分蘖初期施入农田的肥料，穂肥为水稻抽穗初期施入农田的肥料。所述的农田有机物资源农户自然还田方式中，自然弃田的稻草为晚稻稻草，早稻稻草不还田。5、减量施肥效益分析 通过以下4个效益指标分析减量化肥施用方法的可行性，建立区域基于目标产量的减量化肥施用效益评价方法: (O分析减量化肥施用方法下产量(均产)是否达到目标产量，同时采用相对误差法评价该方法与区域平均适宜施肥量方法的产量差异。相对误差法的评价过程为:通过相对误差法计算公式:年际产量相对误差均值=((Xl1-XO1)/ XO1+ (Xl2-XO2)/ XO2……+ (Xln-XOn)/ XOn) X 100/n计算l~n年产量相对误差的均值，相对误差小于5%为达到目标产量。式中Xl为减量化肥施用方法稻谷产量，XO为区域平均适宜化肥施用量方法稻谷产量，下标1，2......η为试验年数。(2)计算稻谷产量年际变异系数，来评价减量化肥方法下稻谷产量的稳定性及安全性，计算公式为:变异系数(cv%) =产量的标准差XlOO/产量均值。(3)以稻田不施肥试验作为对照计算肥料表观利用率，用以综合表征施入化肥养分被水稻累积吸收的百分比，表观利用率计算公式:肥料表观利用率=(施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于目标产量的减量化肥施用方法，其步骤是：（1）、确定目标产量：调研红壤双季稻区域近5年来双季稻产量，以平均产量的95~105%作为减量化肥施用方法的目标产量；（2）、确定区域平均适宜施肥量：调研区域施肥量、产量及其养分利用效率确定不同目标产量的推荐施肥量，以研究中达到该目标产量的推荐施肥量的90~100%作为区域平均适宜施肥量；（3）、施用有机肥：利用农户晚稻稻草自然弃田、休闲期紫云英春耕翻压还田下的农田有机物资源作为有机肥来部分替代化肥，统计区域稻草和紫云英的干物量来确定有机肥资源量，有机物资源稻草中的养分按如下方式计算：N、P、K养分量分别占稻草干物量的0.826%、0.119%、1.708%，有机物资源紫云英中的养分按如下方式计算：N、P、K养分量分别占紫云英干物量的3.085%、0.301%、2.065%，稻草和紫云英还田后P、K全量替代化学养分，稻草和紫云英有机物中含有的N按半量来替代化学养分量，得到稻草和紫云英N、P、K养分量对化学养分的替代量，即得到化肥的减施量；（4）、化肥施用：步骤（2）中的区域平均适宜施肥量减去步骤（3）中的化学养分替代量即为减量化肥施用方法中的化肥施用量，早稻氮肥按基肥、蘖肥施用，晚稻氮肥按基肥、蘖肥和穂肥施用；磷肥作为早稻基肥一次性施入，钾肥作为晚稻基肥一次性施入。...

【技术特征摘要】
1.一种基于目标产量的减量化肥施用方法，其步骤是: (1)、确定目标产量:调研红壤双季稻区域近5年来双季稻产量，以平均产量的95~105%作为减量化肥施用方法的目标产量； (2)、确定区域平均适宜施肥量:调研区域施肥量、产量及其养分利用效率确定不同目标产量的推荐施肥量，以研究中达到该目标产量的推荐施肥量的90-100%作为区域平均适宜施肥量； (3)、施用有机肥:利用农户晚稻稻草自然弃田、休闲期紫云英春耕翻压还田下的农田有机物资源作为有机肥来部分替代化肥，统计区域稻草和紫云英的干物量来确定有机肥资源量，有机物资源稻草中的养分按如下方式计算:Ν、P、K养分量分别占稻草干物量的0.826%,0.119%、1.708%，有机物资源紫云英中的养分按如下方式计算:Ν、P、K养分量分别占紫云英干物量的3.085%,0.301%,2.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈安磊，王卫，张文钊，陈春兰，谢小立，魏文学，
申请(专利权)人：中国科学院亚热带农业生态研究所，
类型：发明
国别省市：湖南;43