技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)肥料領(lǐng)域，具體涉及一種稻田氮肥施用量的確定方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為獲得高作物產(chǎn)量，化肥特別是氮肥被大量施用，然而不合理施肥（主要是過量施用）的情況普遍存在。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1999年我國化肥氮磷鉀養(yǎng)分施用比例較適宜的縣僅為1%。不合理施肥不僅會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)下降、經(jīng)濟(jì)效益降低，而且易引發(fā)嚴(yán)重的環(huán)境污染。

不合理施肥的情況在以集約化農(nóng)業(yè)為主的東部地區(qū)尤為突出。以太湖地區(qū)為例，近年來該區(qū)域農(nóng)田氮肥施用量持續(xù)上升，水稻施氮量已達(dá)300kg?N?ha^-1，更有甚者達(dá)到350kg?N?ha^-1，而全國平均施氮量僅為228kg?N?ha^-1。過量的施氮不僅造成水稻減產(chǎn)、氮肥邊際效應(yīng)下降和資源浪費(fèi)，而且引發(fā)了嚴(yán)重的環(huán)境問題。例如，過量施氮造成土壤中N的盈余量不斷增加，營養(yǎng)元素的過度積累增加了農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中N損失風(fēng)險(xiǎn)。已有研究表明，農(nóng)業(yè)活動(dòng)是太湖地區(qū)N面源污染的主要來源，對(duì)太湖富營養(yǎng)化的N貢獻(xiàn)率達(dá)到了59%。

針對(duì)上述情況，確定合理的稻田施氮量，以保證產(chǎn)量的同時(shí)減少過量氮肥對(duì)環(huán)境的影響，是集約化農(nóng)業(yè)亟待解決的問題。目前，關(guān)于氮肥臨界閾值的確定方法不多。申請(qǐng)人曾在國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃《肥料減施增效與農(nóng)田可持續(xù)利用基礎(chǔ)研究》子課題中探索了臨界閾值尋找方法，該方法基于農(nóng)業(yè)“高產(chǎn)”目標(biāo)，針對(duì)太湖區(qū)域稻田的目標(biāo)產(chǎn)量、施氮量、關(guān)鍵生育期的作物與土壤養(yǎng)分供求關(guān)系來確定臨界閾值，即滿足高產(chǎn)目標(biāo)的施氮量、作物和土壤養(yǎng)分供求范圍。該方法確定的臨界閾值偏重產(chǎn)量要素，沒有涉及到環(huán)境要素，而且通過養(yǎng)分指標(biāo)確定閾值的過程較為繁瑣，土壤及作物類型對(duì)閾值范圍的影響較大，難以推廣應(yīng)用。

因此，尋求一種簡單、可行且有效的稻田氮肥合理施用量的確定方法，以在保證產(chǎn)量的同時(shí)控制氮肥投入，減少過量施氮對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響，保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種簡單、可行且有效的稻田氮肥合理施用量的確定方法。通過該方法確定合理的氮肥施用量，不僅可以維持作物高產(chǎn)，而且可以有效降低氮肥過量施用導(dǎo)致的環(huán)境污染問題，在產(chǎn)量和環(huán)境之間取得較好的平衡。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，如圖1所示，本發(fā)明以特定方法，分別建立稻田施氮量與作物產(chǎn)量和環(huán)境指標(biāo)的直線平臺(tái)模型，基于直線平臺(tái)反映的數(shù)據(jù)信息確定合理施氮量。

本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下：

一種稻田氮肥施用量的確定方法，包括以下步驟：

（1）選擇目標(biāo)地塊，根據(jù)當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)施氮量N，設(shè)置氮肥梯度試驗(yàn)，并測定不同施氮量下的產(chǎn)量和環(huán)境指標(biāo)；

（2）建立施氮量-產(chǎn)量的直線平臺(tái)模型，確定經(jīng)濟(jì)施氮量（N₂）

利用SPSS多因素方差分析中的Duncan新復(fù)極差法對(duì)氮肥梯度試驗(yàn)中各施氮量的產(chǎn)量作方差分析，以差異不顯著的各施氮量產(chǎn)量的均值為準(zhǔn)，確定水平線并定義為產(chǎn)量平臺(tái)；

產(chǎn)量平臺(tái)左側(cè)的各施氮量產(chǎn)量均顯著低于平臺(tái)產(chǎn)量，根據(jù)產(chǎn)量平臺(tái)左側(cè)各施氮量對(duì)應(yīng)的產(chǎn)量，通過線性擬合建立施氮量與產(chǎn)量之間的線性關(guān)系；

將上述水平線和直線相連，即得到施氮量-產(chǎn)量的直線平臺(tái)模型，兩線交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的施氮量即為經(jīng)濟(jì)施氮量（N2）；

（3）建立施氮量-環(huán)境指標(biāo)的直線平臺(tái)模型，確定環(huán)境閾值施氮量（N₃）

利用SPSS多因素方差分析中的Duncan新復(fù)極差法對(duì)氮肥梯度試驗(yàn)中各施氮量的環(huán)境指標(biāo)作方差分析，以差異不顯著的各施氮量環(huán)境指標(biāo)的均值為準(zhǔn)，確定水平線并定義為環(huán)境平臺(tái)；

根據(jù)環(huán)境平臺(tái)右側(cè)各施氮量對(duì)應(yīng)的環(huán)境指標(biāo)，通過線性擬合建立施氮量與環(huán)境指標(biāo)之間的線性關(guān)系；

將上述水平線和直線相連，即得到施氮量-環(huán)境指標(biāo)的直線平臺(tái)模型，兩線交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的施氮量即為環(huán)境閾值施氮量（N3）；

（4）確定合理施氮量，即閾值區(qū)域

根據(jù)上述步驟（2）的經(jīng)濟(jì)施氮量（N2）和步驟（3）的環(huán)境閾值施氮量（N3），確定兩者間的施氮量即為目標(biāo)地塊的合理施氮量。

上述方法中，傳統(tǒng)施氮量N是指目標(biāo)地塊所處區(qū)域的平均施氮量，通過調(diào)查該區(qū)域所有農(nóng)戶，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)后計(jì)算所得。