萝卜养分需求特征及养分专家推荐施肥方法验证

摘要：

[目的]针对我国萝卜生产缺乏先进高效的推荐施肥方法,以及肥料过量施用、肥料利用率低等问题,构建简单易操作的萝卜养分专家推荐施肥方法,并验证其适用性.[方法]以全国尺度萝卜田间试验产量和养分吸收数据库为基础,采用QUEFTS模型定量分析萝卜最佳养分需求量,建立基于产量反应和农学效率的萝卜推荐施肥方法,开发智能化的萝卜养分专家系统.于 2018-2020 年在天津、山东和北京开展了 63 个田间试验,包括推荐施肥方法对比试验和氮量级试验,并对萝卜养分专家系统的适用性进行验证.推荐施肥方法对比试验包括 6 个处理,分别为养分专家系统推荐施肥(NE)、农民习惯施肥(FP)、当地优化推荐施肥(ST)以及基于NE的不施氮(NE?N)、不施磷(NE?P)和不施钾(NE?K)处理;氮量级试验包括不施氮(N0)、NE、NE基础上减氮 60%(40%NE)、减氮 30%(70%NE)、增氮 30%(130%NE)和增氮 60%(160%NE)处理.萝卜收获后测定产量、经济效益、氮磷钾养分吸收、养分利用率、养分平衡等指标.[结果]1)QUEFTS模型模拟表明,在目标产量达到潜在产量的 70%范围内,萝卜养分需求量随肉质根产量的增加呈线性增加;生产 1t萝卜的氮、磷和钾养分需求量分别为 2.09、0.53 和 2.80 kg.萝卜对氮、磷和钾肥的产量反应平均为 16.1、8.9 和 9.1 t/hm2,农学效率平均分别为 95.3、96.7 和 57.7 kg/kg.2)田间验证结果显示,与FP处理相比,NE处理分别减施氮、磷、钾肥 40.0%、51.8%和 16.6%;与ST处理相比,NE处理分别减施氮、磷肥 19.9%、34.6%.与FP和ST相比,NE处理萝卜产量分别增加了 4.0 和 2.2 t/hm2,经济效益分别增加了 6509 和 1710 元/hm2,氮肥农学效率分别增加了 42.6 和 25.4 kg/kg,磷肥农学效率分别增加了 66.7 和 41.5 kg/kg,钾肥农学效率分别增加了 17.5 和 9.8 kg/kg,氮、磷、钾肥回收率分别增加了 12.4 和 7.1 个百分点、12.0 和 6.6 个百分点、11.8 和 5.5 个百分点,氮素(N)盈余量分别降低了 117.7 和 34.7 kg/hm2,磷素(P2O5)盈余量分别降低了 94.7 和 42.0 kg/hm2.春季和秋季萝卜产量最高施氮量平均分别为 221 和 201 kg/hm2,产量反应最高可分别达到 17.2 和 8.0 t/hm2;相比于产量最高时的施氮量,NE推荐施氮量分别减少了 24.4%和 16.9%,但其产量反应分别达到最高水平的 95.3%和96.2%.[结论]影响我国萝卜产量的首要限制因子是氮素,其次是磷和钾,产量反应和农学效率较低,这表明长期过量施肥提高了我国菜地土壤基础肥力.基于产量反应和农学效率建立的萝卜养分专家智能化推荐施肥方法,其氮和磷推荐量较习惯施肥分别显著降低了 40.0%和 51.8%,在北京、天津和山东等萝卜主产区的田间验证试验均实现了化肥减施增效,且降低了氮、磷盈余引起的环境风险.因此,养分专家智能化推荐施肥方法在我国萝卜生产中的应用前景广阔.

关键词：萝卜养分需求、养分专家系统、推荐施肥、QUEFTS模型

所属期刊栏目：29

分类号：R927.1;S532;F272.92

资助基金：国家自然科学基金;农田智慧施肥项目;北京市科学技术协会青年人才托举工程项目

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11页

页码：1202-1212