基于产量反应和农学效率的小麦智能化推荐施肥方法研究

摘要：

[目的]为更准确地优化小麦肥料用量,提高肥料利用效率,我们基于产量反应和农学效率,分别建立了适用于长江流域和北方地区的小麦养分专家系统(NE),并采用大量田间试验验证了其可行性.[方法]收集汇总来自于国际植物营养研究所中国项目部、团队研究以及公开发表的多年多点小麦田间试验结果,建立产量和养分吸收数据库,采用QUEFTS模型分析不同种植区域小麦养分吸收特征,分析小麦产量反应、农学效率和相对产量参数及其内在联系,构建施肥模型,开发小麦养分专家系统.于 2011-2020 年,在小麦主产区 11 省份开展了 467 个田间试验对系统进行校正和改进.每个试验包括 6 个处理:小麦养分专家系统推荐施肥(NE)、农民习惯施肥(FP)、土壤测试施肥(ST)以及基于NE的不施氮、不施磷和不施钾处理.调查了小麦产量、经济效益、养分回收率和肥料农学效率.[结果]1)将数据分为北方地区和长江流域两部分,经QUEFTS模型模拟小麦养分吸收结果显示,每生产 1t小麦籽粒地上部所需氮、磷和钾养分北方地区为 25.6、4.6 和 20.1 kg,长江流域为 20.6、3.9 和 16.1 kg;小麦对氮、磷和钾肥的平均产量反应北方地区为 1.69、0.85 和 0.69 t/hm2,长江流域为 2.60、0.99 和 0.72 t/hm2;小麦氮、磷和钾肥的平均农学效率北方地区为 8.7、8.9 和 7.0 kg/kg,长江流域为12.6、12.2 和 8.4 kg/kg;小麦氮、磷和钾养分的平均相对产量北方地区为 0.76、0.88 和 0.90,长江流域为0.59、0.83 和 0.87.2)田间试验结果显示,与FP处理相比,我国北方地区和长江流域NE处理氮和磷肥用量平均分别减少了 37.4%和 26.1%,钾肥用量增加了 39.2%;与ST处理相比,氮、磷肥用量分别减少了 18.2%、14.1%,而钾肥用量相当.NE处理的产量和经济效益较FP处理分别增加了 0.22 t/hm2 和 998 元/hm2,与ST处理产量相同,但经济效益增加了260元/hm2.NE处理氮肥回收率较FP和ST处理分别增加了12.9和4.6个百分点,农学效率分别增加了 4.0 和 1.5 kg/kg;磷肥回收率分别增加了 5.7 和 1.1 个百分点,农学效率分别增加了2.9 和 0.6 kg/kg;钾肥回收率较FP处理提高了 2.0 个百分点,与ST处理相当.[结论]我国北方生产 1t小麦所需的氮、钾养分量高于长江流域,两个区域磷养分需求量差异较小.长江流域小麦产量对氮肥的反应以及氮肥农学效率均高于北方,两个区域磷肥和钾肥的产量反应和农学效率差异较小.经多年多点田间试验证实,分区域建立的小麦养分专家系统进行施肥推荐,可保证小麦产量,增加农民经济效益,提高肥料利用率,是解决我国小麦种植区小农户推荐施肥难题的科学方法.

关键词：小麦养分专家系统、QUEFTS模型、产量反应、农学效率、养分利用率

所属期刊栏目：29

分类号：S147.3;S532;S606.2

资助基金：农田智慧施肥项目;国家重点研发计划;中国农业科学院科技创新工程项目

在线出版日期：2023-09-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：1190-1201