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发布时间:2020-06-03 03:54:43

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作者:王运华

出版社:湖北科学技术出版社

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配方施肥实用新技术

配方施肥实用新技术试读:

内容简介

配方施肥技术是我国20世纪80年代形成的一项农业新技术。这一技术的推广应用,标志着我国农业生产中科学计量施肥的开始。本书系统地介绍了配方施肥技术的发展、作用及其基本方法和技术环节;简述了配方施肥技术的基本原理和理论依据,并结合生产实际,介绍了合理施肥与作物、土壤条件、气候条件和轮作制度的联系以及不同肥料配合施用技术;详细介绍了水稻、小麦、棉花、油菜、烟草、茶树及多种蔬菜、果树的需肥规律及其配方施肥技术,并简要介绍了复合肥料的基本知识。本书内容新颖,针对性和实用性强;编排层次清晰,语言通俗易懂。适合农村基层领导干部、农业技术员及广大农民朋友阅读,也可作为农业专科学校有关专业、各种农业技术培训班相关专业的教材或参考书。一配方施肥技术的发展和作用人口的增长、资源的短缺和环境的恶化,使人类面临着严峻的挑战和威胁。目前,我国可利用耕地仅0.95亿公顷,人均占有耕地只850平方米,有1/3的省份已不足650平方米,且耕地面积在逐年减少;而我国人口每年净增1 300多万人,人地矛盾日益突出。根据《国民经济发展“九五”计划及2010年远景目标纲要》制定的蓝图,到“九五”末,我国粮食产量要达到4.9亿吨,力争5亿吨,农民人均纯收入年递增4%,要基本解决现处贫困线以下的6 500万人口的温饱问题。要实现这一目标,必须依靠科教兴农,提高农业投入中的科技含量,提高土地资源的利用效率。(一)配方施肥技术的发展

配方施肥是我国20世纪80年代形成的一项农业新技术。这一技术的推广应用,标志着我国农业生产中科学计量施肥的开始。

我国广大土壤肥料工作者在历时14年的全国土壤普查工作中积累了大量数据,基本查清了我国土壤情况,为科学施肥工作奠定了基础。随后,土肥工作者们着眼于利用这些数据和成果,广泛开展了肥料田间试验和土壤有效养分测定。首先在湖北、广东两省,针对农民偏施氮肥和投肥效益下降等现象,根据土壤养分含量状况、作物需肥规律以及肥料效应,提出氮、磷、钾肥料配合施用和适时施用技术,成效显著。

1983年,农牧渔业部农业局在广东湛江召集14省、市、自治区的科研单位和肥料工作专家,就配方施肥的科学性、可行性进行了论证。大家一致认为,配方施肥路子对头,目标明确,办法可行,增产效果显著。随后农业部在全国范围内组织试验、示范和推广。

1986年5月,农牧渔业部农业局又在山东沂水县召开全国配方施肥技术经验交流会,进一步肯定了配方施肥是当前施肥技术上一项富有成果的革新,并制定了配方施肥技术规范。

实践证明,实施配方施肥技术可使农作物提高产量8%~15%以上,最高可达30%,同时每亩降低化肥成本10元左右。“七五”、“八五”期间全国推广配方施肥技术面积近3亿公顷,累计增产粮食800多亿千克,增加经济效益500多亿元,取得了明显的经济效益和社会效益。(二)配方施肥的内涵

配方施肥主要是指合理供应和调节作物必需的各种营养元素,以满足作物生长发育的需要,从而达到提高产量和改善农产品品质、减少肥料浪费、防止环境污染的目的。

配方施肥定义为,根据作物需肥规律、土壤供肥性能与肥料效应,在有机肥为基础的条件下,提出氮、磷、钾和微肥的适宜用量和比例以及相应的施肥技术。

配方施肥是一套技术体系,包含着“配方”和“施肥”两个程序。“配方”是肥料的计量,在作物播种之前,通过各种手段确定达到一定目标产量的肥料用量,回答“获得多少产量,该施多少氮、磷、钾等肥料”这一问题。“施肥”是肥料配方在生产中的执行,保证目标产量的实现;要根据配方确定的肥料用量、品种和土壤、作物、肥料的特性,合理安排基肥、种肥和追肥比例,以及施用追肥的次数、时期和用量等。(三)配方施肥在“两高一优”农业中的作用1.提高作物产量,增加施肥效益

为解决人多地少的矛盾,保持作物高产稳产是施肥的主要目标。实行配方施肥,各种作物增产幅度在8%~15%,高的达30%以上,平均每亩增产粮食25~50千克,棉花5~10千克,花生、油菜子15~30千克。配方施肥的效果在水稻上主要表现为提高有效穗数和增加每穗粒数,同时对株高、分蘖均有明显的促进作用;在油菜上则主要是提高了单株角果数、角粒数和千粒重。配方施肥对经济作物如麻类、瓜果、蔬菜等的增产效果尤为明显。

配方施肥能较好地维持作物体内各种营养元素的平衡供应,从而促进作物的生长和发育,提高肥料利用率,减少肥料浪费及其对环境(尤其是地下水)造成的污染。能节省化肥10%,每亩增加纯收入10~15元。因而配方施肥具有显著的经济效益,社会效益和生态效益。

配方施肥增产增收作用在实践中表现为3个方面。(1)调肥增产。即在不增加化肥投资的前提下,调整化肥中氮、磷、钾及微肥的比例,纠正偏施,提高产量,如湖北黄冈县农业252局,1982年把化肥N∶PO∶KO比例从1980年的1∶0.17∶0.025调整到1∶0.57∶0.7,使稻谷生产效率提高64%。(2)减肥增产。即在经济比较发达、以高肥换高产、施肥经济效益低的地区,适当减少某一肥料的用量,能取得增产或平产的效果,如在广东省珠江三角洲高产稻区推广水稻“氮调”施肥法,氮肥用量比习惯用量减少40%左右,水稻单产却还提高10%以上。(3)增肥增产。即在化肥施用量水平很低或单施一种养分肥料的地区,农作物产量未达到最大利润施肥点或者土壤最小养分已成为限制作物产量提高的因子,适当提高肥料用量或配施某一养分元素肥料,即可大幅度增加作物产量。2.克服障碍因子,提高土壤肥力

配方施肥的理论依据之一是最小养分律,即作物的产量是受土壤中相对含量最少的养分制约的,因地矫正偏施,克服土壤障碍因子是配方施肥的重要内容。在农业生产中,由于微量元素的缺乏,出现了棉花缺硼“花而不实”、“蕾而不花”,水稻缺锌僵苗,玉米缺锌花白苗,湖北省高产麦区冬小麦缺钼于越冬期黄化死苗等现象,配施微量元素,能消除土壤障碍因子,克服生理病害;同时还有利于促进作物吸收氮、磷、钾等养分而提高肥料利用率。

配方施肥还能培肥地力,维持土壤的持续生产力,河南省博爱县界沟乡连续5年施行配方施肥,全乡土壤有机质增加0.21%,碱解氮增加14毫克/千克,速效磷增加5.2毫克/千克,速效钾增加18毫克/千克,土壤理化性质改善。3.提高农产品品质

由于偏施氮肥而引起蔬菜中硝酸盐积累,这是城乡人们身体健康的一大威胁。研究结果表明,地下水和城乡饮用水中硝酸盐的含量与氮肥用量呈正相关关系,一些地区饮用水中硝酸盐含量已超过卫生标准。控制氮肥,调配磷、钾肥及其他微量元素,一方面能降低蔬菜中硝酸盐含量,减少硝酸盐对地下水的污染,同时能提高蔬菜、瓜果中维生素C和可溶性糖的含量。在缺钙土壤上对蔬菜和果树配施钙肥或改善其他土壤条件而提高土壤有效钙水平,不仅能克服由高氮肥而诱发的脐腐病、顶腐病、苦痘病而改善外观品质,而且还能提高内含营养物质水平。在湖北省酸性黄棕壤上,钼、氮配施能降低冬小麦子粒硝态氮含量,提高蛋白氮与非蛋白氮的比例而改善面筋品质。配方施肥能显著提高棉花衣分、绒长和铃重,减少蕾、铃脱落。尤其是施钾肥能增加衣分长度和强度。4.高效利用有限肥源

配方施肥中肥料效应函数法是应用边际分析法与计算机模型决策的一种科学施肥方法。现在我国主要省、市、自治区的土壤肥料工作部门大多掌握了当地主要农作物在各种土壤上的一元肥料、二元肥料甚至三元肥料效应回归方程,各地的肥效有可比性,为区域间、作物间合理分配有限肥源提供了确切的依据,对指导地区间、作物间肥料的分配具有重要的作用。另外,还可指导轮作制度中肥料在各种作物上的分配,如在湖北省咸宁市的油-稻-稻轮作制中,分别建立了早稻、晚稻及油菜的肥料效应函数,明确了早稻对磷肥反应特别敏感,而对钾肥反应较差;晚稻对钾肥非常需要,而对磷肥反应较差;油菜对磷、钾、硼肥均有较好反应。因此在油-稻-稻轮作制的肥料分配上,强调“早稻磷,晚稻钾,油菜硼、磷、钾”或者是“晚稻、油菜多施氮、钾肥,磷肥优先分配在早稻和油菜上,早稻控氮,晚稻少磷”。在冬作物-双季稻的三熟制中,小麦比其他冬作物消耗钾多,因而施钾更为重要;但在土壤供钾水平很低的情况下,油菜、早稻、晚稻施钾肥增产效果都十分明显。综上所述,根据肥料效应函数确定轮作制中肥料分配,能克服平均分配中的肥料浪费并提高有限肥源的养分效率。二配方施肥技术的理论依据(一)配方施肥技术的基本原理1.养分归还学说

1840年,德国化学家、现代农业化学的倡导者李比希(J. V. Liebig)以矿质营养理论为基础,提出了养分归还学说。其内容为:“由于人类在土地上种植作物并把这些产物拿走,这就必然会使地力逐渐下降,从而土壤所含的养分将会愈来愈少。因此,要恢复地力就必须归还从土壤中拿走的东西,不然就难以指望再获得过去那样高的产量,为了增加产量就应该向土壤施加灰分。”这一学说的要点可归纳如下:①随着作物的每次收获(包括子粒和茎秆)必然要从土壤中取走大量养分。②如果不正确地归还养分给土壤,地力必然会逐渐下降。李比希曾写道:“土壤中贮存的植物养分到底有多少,可能谁也不能明确地说出来,但是只有愚人才相信它是取之不尽,用之不谒的。”③要想恢复地力就必须归还从土壤中取走的全部东西。④为了增加作物产量就应该向土壤施加灰分元素,就其实质来讲,就是强调,为了作物增产必须以施肥方式补充植物从土壤中取走的养分。在这里不仅是保持土壤原有的基础肥力水平,而是要通过合理施肥,改良土壤,培肥地力,适应作物高产。2.最小养分律

1843年李比希提出了最小养分律,其中心内容是:植物为了生长发育需要吸收各种养分,但是决定和限制作物产量的却是土壤中那个相对含量最小的营养元素,产量也在一定限度内随着这个元素含量的增减而相对地变化。因而无视这个限制因素的存在,即使继续增加其他营养成分也难以再提高植物的产量。最小养分律明确了作物施肥应解决的主要矛盾,是配方施肥的主要原理之一。在利用它指导配方施肥时,应把握以下几个要点:①决定作物产量的是土壤中某种对作物需要相对含量最少而非绝对含量最小的养分。如棉花蕾而不花和油菜花而不实都是由于土壤中缺硼,则硼是最小养分,但硼并不是该土壤中含量最低的养分。②最小养分不是固定不变的,而是随条件而变化的。当土壤中的最小养分得到补充后,作物产量就会迅速增加,而原来的最小养分就不再是最小养分了。我国20世纪50年代农田土壤普遍缺氮,氮就是当时限制作物产量提高的最小养分,所以氮肥的增产效果显著;到60年代,随着化肥工业的发展,农田中氮素化肥施用量急剧增加,氮肥的增产作用明显下降,磷成为限制作物产量提高的、新的最小养分,因此,在施用氮肥的基础上增施磷肥,可以协调氮磷养分比例,获得良好的增产效果;70年代后,由于氮、磷肥的施用,高产作物品种的推广及复种指数的提高,土壤中钾的耗竭加剧,在我国长江以南,钾转化为最小养分,氮、磷、钾配合施用能保持作物高产、稳产;80年代以后,随着作物综合耕作措施的推广和应用,作物产量水平大幅度提高,氮、磷、钾等大量元素肥料施用量也随之增加,伴随发生了土壤中微量元素的缺乏,微量元素成为最小养分,严重阻碍作物产量的提高,其中我国耕地中缺乏面积较大的微量元素是锌、硼、钼,其缺乏面积分别为486万、328万、445万公顷,分别占我国耕地面积的51.1%、34.5%、46.8%。③继续增加最小养分以外的其他养分,不但难以提高产量,而且还会降低施肥的经济效益。如湖北的酸性黄棕壤,由于土壤中钼有效性低,不能被作物吸收利用而发生缺钼,继续增施氮肥不仅不能提高产量,反而激化冬小麦缺钼而发生冬小麦越冬期黄化死苗现象,使生长严重受阻而减产。生产上偏施氮肥能诱发番茄脐腐病和苹果苦痘病,并导致蔬菜品质下降和产品中硝酸盐积累。3.肥料报酬递减律

报酬递减律早在18世纪后期由欧洲的经济学家杜尔哥和安德森同时提出,它作为经济学上一个基本法则,广泛应用于工业、农业以及畜牧业生产等各个领域。它的一般表述是:“从一定土地上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本量的增加而有所增加,但随着投入的单位劳动和资本的增加,报酬的增加却在逐渐减少。”米采利希通过试验提出:①在其他技术条件相对稳定的前提下,随着施肥量的渐次增加,作物产量也随之增加,但作物的增产量却随施肥量的增加而呈递减趋势;②如果一切条件都符合理想的话,作物将会产生出某种最高产量,相反,只要有任何某种主要因素缺乏时,产量便会相应地减少。

当人们认识了化肥的增产效应后,总误认为施肥越多,产量越高,其实不然。报酬递减律表明,单位肥料所获得的报酬,随着施肥量的递增而递减,即产量与施肥量之间不是直线增长关系,而是曲线关系。配方施肥就是根据作物对肥料的效应曲线,确定获得最大经济效益的施肥量,讲求经济合理施肥。4.因子综合作用律

合理施肥是作物增产的综合因子(如水分、养分、光照、温度、空气、品种、耕作等)中起作用的重要因子之一。作物丰产不仅需要解决影响作物生长和提高产量的限制因子,其中包括养分因子中的最小养分,而且只有在外界环境条件足以保证作物正常生长和健壮发育的前提下,才能充分发挥施肥的最大增产作用,收到较高的经济效益。因此,肥料的增产效应必然受因子综合作用律的作用。

因子综合作用律的中心意思是:作物丰产是影响作物生长发育的各种因子,如水分、养分、光照、温度、空气、品种以及耕作条件等综合作用的结果,其中必然有一个起主导作用的限制因子,产量也在一定程度上受该种限制因子的制约。为了充分发挥肥料的增产作用和提高肥料的经济效益,一方面,施肥措施必须与其他农业技术措施密切配合;另一方面,各种养分肥料要配合施用以使各养分元素之间比例协调,维持作物体内的营养平衡。如施肥与灌溉结合,可以同时提高肥料和灌溉的经济效益,起到以肥调水和以水调肥的良好效果。(二)配方施肥技术的基本依据1.作物的营养特性(1)作物必需的营养元素。植物生长发育所必需的营养元素有16种,即碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、钼和氯。这16种元素在植物体内的含量是不同的,其中碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫等营养元素在植物体内的含量较高,约为植物干物重的百分之几十至千分之几,一般称其为“大量元素”。尤其是植物对氮、磷、钾需要量大,而土壤所能供给的有效量又较少,在农业生产中往往需要通过施肥才能满足作物生长的需要,因此,氮、磷、钾被称作“植物营养三要素”或“肥料三要素”。

植物体内的铁、锰、锌、钼、硼和氯等营养元素的含量较小,只有植物干物重的千分之一到十万分之几,因而被称为微量元素。

尽管16种营养元素在植物体内的含量不同,但每种营养元素在植物体内都有自己的生理功能,不能被其他元素所替代,具有同等重要性,其中任一元素缺乏都会阻碍作物的生长发育,严重时甚至不能完成其生命周期。因此,在生产实践中,必须满足作物对各种营养元素的需要,配方施肥,避免偏施单一肥料,保证作物的正常生长。(2)作物对营养元素需求的特殊性。有一些作物除需要16种必需营养元素外,还需要其他有益元素。如硅是水稻生长发育不可缺少的元素,所以水稻需要施硅肥;钠对糖用甜菜及某些蔬菜的生长有良好的促进作用;钴是豆科植物共生固氮所必需的;喜酸性土壤的茶叶树体中含有较多的铝,土壤中活性铝低时茶树生长不良。

不同作物对营养元素需求的比例也不同。如块茎、块根类作物需要较多的钾;豆科作物对磷、钾的需要量比一般的作物多,同时也是喜钙作物;叶用蔬菜、茶、桑等叶用作物需要较多的氮;棉、麻等纤维作物则需要较多的氯;油菜、甜菜需要较多的硼;而马铃薯、烟草、葡萄、柑橘等忌氯作物则不应施含氯化肥。

各种作物对营养元素需求的形态也不同。如水稻喜铵态氮肥;烟草及蔬菜均为喜硝态氮肥。(3)作物营养需求的阶段性。作物从种子萌发到种子形成的整个生育过程中,要经历许多不同的生育阶段。在整个生育过程中,除萌发期靠种子营养和生育末期根部停止吸收养分外,作物都要通过根系从土壤中吸收养分。作物在不同的生育阶段中,对营养元素的种类、数量和比例等有不同要求,这就是作物营养的阶段性。

总的来说,作物在生长初期吸收养分的数量、强度都较低,随着生育进程的推进,作物对养分的吸收量、吸收强度均增加,到成熟期又下降。在作物的营养期中,有两个关键的时期。

①作物营养临界期。即作物对某种养分需求十分迫切,养分元素缺乏、过多或者养分元素间比例失调对作物生长发育产生严重影响的时期。在作物营养临界期,作物对养分要求的数量并不多,但很迫切,如果在作物营养临界期发生营养障碍,即使以后恢复正常,也难以挽回损失。一般,作物在生长初期对外界环境条件比较敏感,所以作物营养临界期多出现在生育前期。如多数作物磷营养临界期为幼苗期,冬小麦在分蘖始期;棉花、油菜在苗期;玉米在三叶期等。作物氮营养临界期也多在生育前期,冬小麦在分蘖和幼穗分化期;水稻在三叶期和幼穗分化期;棉花在现蕾期;玉米在幼穗分化期。水稻分蘖初期和幼穗形成期为钾素营养临界期。

② 作物营养最大效率期。即某种养分对作物能发挥最大增产效率的时期。一般,在作物生长最旺盛的时期,作物吸收养分的能力最强,对养分的需求量和吸收量都很多,施肥的增产效果也最为显著。如,作物氮素营养最大效率期,小麦在拔节至抽穗期;玉米在大喇叭口至抽雄初期;棉花在开花至盛铃期。

值得指出的是,尽管作物在养分需求上存在阶段性和关键时期,但不容忽视作物吸收利用养分的连续性,任一作物各生育阶段对养分的需求是相互联系、彼此影响的。因此,在施肥上既要满足作物关键时期对养分的需求,又要保证作物各生育期对营养的连续需求,采用基肥、种肥、追肥各施肥环节相结合,促进作物全生育期的正常生长并最终取得高产。(4)作物的根部营养特点。植物的根系分为直根系和须根系两种类型。大多数双子叶植物都是直根系,入土较深;而单子叶植物为须根系,入土较浅。无论是双子叶植物还是单子叶植物,其根系大都分布在离地0~40厘米以内。影响植物根系生长与分布的环境因素主要有水分、空气(主要是氧气)、土壤温度、土壤养分、种类及含量等,在一定的范围内,一般是干长根,湿长苗;有氧长根,无氧长苗;冷长根,热长苗;瘦土长根,肥土长苗;磷促长根,氮促长苗。

按照根系分布特点,在施肥中深、浅施结合,有利于作物吸收养分和充分发挥肥效。如小麦、水稻根系主要分布在0~20厘米土层内,而棉花的根系却多分布在0~40厘米土层中,因此,小麦和水稻的基肥就应比棉花施得浅一些。水田氮肥深施能提高水稻下位根活力,增加水稻每穗颖花数;氮肥表施则能促进上位根氧化力而促进分蘖,所以提倡氮肥施用深浅结合,如基肥深施、追肥浅施,使水稻上位根和下位根均能保持较高的活力,有利于水稻正常生长。

根据作物不同发育时期根系生长情况,合理施肥,能促根长苗。如在作物生长早期,根系少,吸收能力弱,及时追施速效性养分肥料,能满足植物临界期营养的需要,对作物发根壮苗非常重要。特别是果树,如柑橘在每年5~6月出现根系生长旺盛期,其生长量可达全年的1/3。根系周年生长习性对新梢抽生、保花保果、壮果以及花芽分化等有一定影响,结合施肥而养叶,根深才能叶茂,因此,促根与保梢,控肥与控梢,稳果与壮果,施肥是最为重要的。(5)作物的根外营养特点。植物除通过根系吸收养分外,还可以通过叶部吸收养分。作物根外营养具有几方面的特点:一是可以防止养分在土壤中被固定,特别是易被土壤固定的元素,如铜、锰、铁、锌等,叶面喷施效果更好。二是能及时满足植物对养分的需要,叶部对养分吸收和转化比根部快,能及时满足植物的需要,尤其是在根部营养受阻的情况下(如长期淹水、干旱等),通过叶部营养能进行及时补救。三是叶面吸收的养分能直接促进植物体内代谢,有利于减缓根系衰老进而促进地上部生长,在作物生长后期,根系由于衰老而吸收能力下降,通过叶部营养能有效地促进灌浆和子粒饱满而增产。2.土壤条件(1)土壤养分含量。土壤中的有机质和氮、磷、钾等元素是作物养分的基本来源。由于成土条件及耕作措施复杂多样,土壤养分含量差异很大。

湖北省主要农作物的地区性土壤养分丰缺指标为如下。水田碱解氮:大于150毫克/千克或120毫克/千克,丰富;等于120毫克/千克或90~150毫克/千克,中等;小于120毫克/千克或90毫克/千克,较低。旱地有机质大于1.7%,全氮大于0.12%,肥力较高;有机质1.0%~1.7%,全氮0.75%~0.12%,肥力中等;有机质小于1.0%,全氮小于0.75%,肥力低。土壤速磷大于10毫克/千克,不缺乏;5~10毫克/千克,缺乏;小于5毫克/千克,严重缺乏。土壤速效钾大于100毫克/千克,不缺乏;60~100毫克/千克,棉花、晚稻缺乏,小麦、油菜中等;小于60毫克/千克,棉花、晚稻为严重缺乏,早、中稻为缺乏,小麦、油菜为较缺乏。土壤速效硼小于0.2毫克/千克,严重缺乏;0.2~0.5毫克/千克,中度缺乏;0.5~0.8毫克/千克为中度缺乏。土壤有效锌小于0.36毫克/千克,严重缺乏(早稻,少量中稻); 0.36~0.50毫克/千克,缺乏。

根据湖北省第二次土壤普查结果,由于有机肥施用量减少,化肥施用量增加,并偏重施用氮肥,导致土壤严重缺磷、部分缺钾和微量元素。湖北省耕地土壤缺磷面积占83.7%,其中小于5毫克/千克严重缺磷面积占51%;缺钾面积占41.5%,鄂南、鄂东南地区耕地速效钾含量最低,加之缓效钾含量也较低,因而是湖北省重点施钾地区;微量元素的缺乏也已成为影响作物增产的障碍因素。

有关统计资料说明,我国耕地约有1/3缺乏有机质,普遍缺氮,缺磷面积占67%,缺钾面积达467万公顷,微量元素锌、硼、钼缺乏面积分别占我国耕地的51.1%、34.5%、46.8%。因此,根据土壤养分含量状况,合理配施各种养分元素肥料,克服土壤养分障碍因子,对提高作物产量和养分利用效率,改善农产品品质都具有非常重要的意义。(2)土壤的保肥性和供肥性。土壤的保肥与供肥是一对矛盾,高产土壤既需要有良好的保肥性,又需要有良好的供肥性,保肥与供肥能协调。

土壤的保肥性和供肥性与土壤有机质(特别是腐殖质的品质、数量)、黏土矿物类型、数量有关。一般,土壤有机质含量尤其是胡敏酸含量高时,土壤的阳离子代换量大,保肥性好;同时,有利于团粒结构形成,改善土壤孔隙状况,协调土壤养分的吸收与释放,使土壤保肥、供肥统一。质地黏重的土壤,其黏粒矿物中2∶1型含量多,吸附和保存养分的能力强,因而保肥性好,但供肥性差;而沙土质地粗,黏粒矿物含量少,本身所含养分又少,加上容易漏水漏肥,供肥性极差;只有壤质土,黏粒含量适中,保肥和供肥性能均较好,能协调地供给植物营养成分。

在施肥的过程中,对质地黏重的土壤,即使一次施肥多,也不会导致养分流失,但要注意防止植株前期疯长和后期贪青迟熟;反之,对质地较轻的土壤,则应采取少量多次的办法,以满足植物生长季节对养分的需要,防止植株脱肥早衰。(3)土壤反应(pH值)与土壤养分有效性。土壤反应即土壤酸碱度,它可从两方面影响土壤养分的植物有效性。一方面是直接影响作物的生长及其对养分的吸收,过酸或过碱的土壤都不利于作物生长;在酸性条件下,作物吸收阴离子多于阳离子;在碱性条件下,作物吸收阳离子多于阴离子。

另一方面,土壤酸碱度影响微生物活动和养分的溶解或沉淀作用,进而影响养分的有效性。土壤中的氮一般是有机态的,需要经过微生物分解才能被植物充分利用,因此,在土壤酸碱度为pH值6~8时,土壤中有效氮含量最多;土壤中磷的有效性一般在pH值6~7.5时较高,这时植物根系分泌的有机酸和微生物分解有机质产生的碳酸促进了难溶性磷酸盐向可溶性转化,所以在过酸(pH值<6.0)或过碱(pH值>7.5)时,土壤中磷的有效性均低;当土壤pH值<6.0时,土壤中有效性钾、钙、镁含量都急剧减少;在pH值4.7~6.7范围内,土壤硼的有效性随pH值提高而提高,但pH值>7.0时,硼的有效性下降,所以在酸性土壤上施用大量石灰容易诱发缺硼;土壤中锌的溶解度与pH值密切相关,一般pH值每增加一个单位,锌的活度降低100倍,缺锌多发生在pH值>6.5的土壤上,含碳酸钙的石灰性土壤更容易发生缺锌;土壤钼的有效性也与土壤pH值关系密切,一般,在酸性土壤中,钼的有效性低,所以我国南方的黄棕壤、棕红壤、红壤、赤红壤、砖红壤等有效钼含量均低。(4)土壤氧化还原状况与土壤养分有效性。土壤氧化还原性是土壤通气状态的标志,它一方面直接影响作物根系和微生物的呼吸作用;另一方面也影响各种物质的存在形态。一般,土壤通气状况好,氧化还原电位高,使土壤有效养分增多;反之,土壤通气不良,氧气还原电位低,使有些养分被还原或使有机物分解产生某些有毒物质,影响作物生长。

铵态氮肥施入旱地时,由于通气条件好而被迅速转化为硝态氮,这有利于作物的吸收、利用,但硝态氮不易被土壤胶体吸附而被淋溶损失;硝态氮肥施入水田中容易随水流失,同时在淹水条件下还易发生反硝化作用,造成氮素大量损失,降低肥料利用率;铵态氮肥深施至水田还原层,一方面有利于根系吸收,同时在还原层铵态氮不易转化为硝态氮,因而减少了淋溶损失和反硝化损失,能较大地提高氮肥利用率。另外,含氯肥料如氯化铵中的氯离子对土壤中的硝化作用有抑制作用,从而减少硝态氮的形成,避免硝态氮的淋失和反硝化损失,所以在水田中施用含氯化肥能提高氮肥利用率。

磷肥施入旱地,在酸性土壤中可形成磷酸铁、铝盐,进而转化为红磷铁矿和铝石,降低磷肥肥效;磷肥施入水田中,则形成溶解度较高的还原态磷酸铁盐,能延长磷素的有效供应时间,减少固定,提高磷肥利用率;在水旱轮作的土壤上,若先将磷肥施入旱作,生成的难溶性氧化态磷酸铁盐在淹水后能被还原而转化为低铁盐,磷的有效性提高,为水田作物提供磷素营养;反之,先将磷肥施入水田,生成的磷酸低铁盐在旱作时会迅速转化为高铁盐,失去再利用的机会,因此,在水旱轮作中,应充分利用土壤氧化还原转化的有利条件,提倡磷肥施用“旱重水轻”,提高磷肥的养分效率。3.气候条件与合理施肥

气候条件如光照、温度、湿度等与合理施肥关系密切,气候条件不仅直接影响作物体内的代谢活动及其对养分的吸收、同化,而且也影响着土壤养分的转化与供应。(1)光照。光照对作物吸收、利用养分的影响主要表现在:一是提供能源,作物吸收养分需要消耗能量,这些能量来自于光合作用;3二是提供原料,作物体内吸收的NH在同化时需要有机酸作为原料,当光照不足时,作物体内合成碳水化合物就少,因而有机酸形成少,3从而导致NH在体内不能及时被转化而积累,严重时甚至发生氨中毒;三是激活酶,如光照影响作物对硝态氮肥的吸收,主要是因为硝酸还原酶需要光激活,从而促进硝态氮向铵态氮转化,推动作物吸收利用硝态氮肥。所以在光照不足时,应控制氮肥的施用量,以避免发生氨中毒。(2)温度。由于温度影响作物光合作用和呼吸作用并影响植物生理代谢所产生的能量,所以温度首先影响作物根系对养分的吸收能力;另外,温度也影响土壤养分的活化和扩散速率。一般,在温度6~38℃范围内,随温度升高,作物吸收养分的数量增加。当温度从30℃降至16℃时,水稻吸收养分减少的次序是:磷酸二氢根离>铵离子>钾离子>硫酸根离子>镁离子>氯离子>钙离子,说明磷、氮、钾的吸收影响较大。在我国北方小麦—玉米两熟区,由于小麦播期晚,地温较低,在土壤有效磷低的条件下,小麦吸收磷的能力明显减弱,严重影响麦苗生长和产量。因此,温度对作物吸收磷、氮、钾的影响最为突出,对寒冷地区的冬季作物应在基肥、种肥或追肥中早施氮、磷肥和农家肥、草木灰肥,对增强植株抗寒力和提高作物产量均有良好效果。在湖北省高产麦区,越冬期低温能激发冬小麦缺钼黄化死苗,钼肥拌种则能有效克服缺钼症,增强小麦抗寒力,使小麦分蘖早而多,抽穗早而齐,能明显提高产量。(3)降水。降水影响土壤水分状况,土壤水分则是化肥溶解和有机肥矿化的必要条件。土壤养分必须依靠水分通过扩散和质流的方式向根表迁移并被作物吸收、利用。在干旱年份,冬小麦对硝酸钾、硫酸铵中氮的利用率为34%,而湿润年份为43%~50%;干旱也阻碍了土壤中磷的扩散,对移动性差的元素如钙、硼,干旱时更易导致作物缺乏。因此,在干旱地区或干旱季节,要采取保墒措施,加强根部对养分的吸收。降雨多则能稀释土壤溶液中养分浓度,并加速养分的淋失,所以雨天和降雨季节不宜施肥。

总之,在气候条件中,温度、光照、降雨往往是相互联系的,降雨多,温度和光照相应降低,土壤水分含量高,养分淋失严重;作物光合作用弱,体内代谢活动受到抑制,养分的吸收、转化能力下降。特别是在华中地区的梅雨季节,更要加强田间肥水管理,避免肥水过多对作物造成危害以及肥料的浪费。而在秋、冬季节,则要注意保持土壤水分,及早给冬季作物施肥,尤其是磷、钾肥早施能有效增强作物抗寒力,并有利于早期分蘖和养分积累,为早春早发奠定基础。4.轮作制中肥料的合理分配

要发挥有限肥源的增产效益,必须改变习惯施肥中的“平均主义”,根据轮作制中各个作物的营养特点及不同茬口土壤供肥特点,合理分配肥料。(1)轮作制中肥料合理分配的原则。轮作制度中肥料合理分配必须考虑两个主要方面,一是对整个轮作周期要如何统筹分配肥料;二是对单个作物要怎样施肥,从而达到当季与下季、当年与下年、用地与养地的协调统一,实现作物季季丰收,连年增产的目标。为此,应掌握如下原则。

① 统筹兼顾,保证重点。轮作制中的肥料不应在不同的作物上平均地分配,而应根据生产目标,把有限的肥料优先分配到主要的作物上。如以粮食为主的轮作制中肥料的分配应优先满足粮食作物,而以经济作物为主的轮作制中施肥的重点就是经济作物,在保证重点的前提下,再适当照顾其他作物,达到重点作物和整个轮作制周期中各作物高产高效的目的。

② 培肥地力,用养结合。栽培作物必然要从土壤中带走大量养分和消耗掉大量有机质,为此必须:向土壤中施用厩肥和其他有机肥料;向土壤中施用化学肥料或种植绿肥,尤其是在轮作系统中适当安排豆科作物,对保持土壤肥力和提高后作产量都是有益的。

③ 降低生产成本,增加经济效益。轮作制中肥料合理分配应注重经济效益,不断降低生产成本。肥料的经济效益与肥料的增产效应直接相关,不同作物、土壤和农业技术措施都会影响肥料的增产效应,从而影响肥料的经济效益。如对鄂南油稻稻轮作制中各种作物都建立多元肥料效应函数,以此求得各作物氮、磷、钾肥的经济最佳施用量,并确定轮作制中氮、磷、钾肥的分配原则是:晚稻、油菜多施氮、钾肥,磷肥优先分配在早稻、油菜上,早稻控氮、晚稻少磷。但在土壤供钾水平很低的情况下,油菜、早稻、晚稻施钾增产效果都十分明显,施钾的后效作用大,采用后效钾量校正各季作物的实际施钾量,可以节省钾肥投资47%,这时钾肥分配的原则是“油菜、早稻重施,晚稻轻施”。

在轮作制中合理分配有限肥源,应在保证作物丰产的前提下,一般以少量肥料分散施在较大面积上比大量肥料集中施在小面积上所获得的经济收益要高,因此,要改变过去“好地多上粪,薄地少施肥或不施肥”的状况,实现作物整体均衡增产、丰产,提高肥料的经济效益。(2)轮作制度中肥料合理分配的依据。施肥制度是与作物种植制度相联系的。作物的轮换方式是在一定的生态系统条件下形成的。不同的轮作方式,由于其作物组成不同,对肥料种类、数量的要求也不一致。由于各地的自然条件不同,作物轮换方式多种多样,但概括起来主要有以下几种类型:以小麦、玉米为主的粮食作物轮作类型;以棉花或烟草为主的经济作物轮作类型;以水稻为主的水旱轮作类型。在不同的轮作类型中合理分配肥料,应主要考虑如下几个因素。

① 作物的生物学特点和营养特性。各种作物对肥料的效应大致分为四大类。

第一类为禾谷类粮食作物,如小麦、玉米、水稻、谷子、高粱等,这些作物对氮、磷肥的反应都较好,因此,多数地区增施氮、磷肥料均有明显增产效果。

第二类为棉花、烟草、油菜等经济作物,它们对养分的需要量比禾谷类作物多。除适量施用氮肥外,它们对磷、钾肥料的反应也很敏感,在适施氮肥的基础上,施用磷、钾肥能明显提高产量和改善品质。

第三类为豆科作物和豆科绿肥作物,这些作物能通过固氮作用为自身及其他作物提供一定数量的氮源,因而它不仅可以减少耕层土壤氮素消耗,而且还可以丰富耕层土壤氮素含量。但豆科作物对磷肥敏感,应增施磷肥。

第四类为蔬菜作物,蔬菜作物种类繁多,营养特性各异,但一般蔬菜作物对养分需求量大,吸肥能力强,对钾、钙及微量元素需求较多。不同种类蔬菜作物中,叶菜类需氮多,根菜类需磷、钾多,果菜类需氮、磷多。

另外,不同作物随收获物取走的养分数量、比例都不同,因而对土壤肥力的影响各异,这将在各种作物施肥技术中分述。

② 养分元素的残留比例。根据小麦、大麦、玉米、高粱、花生5种作物的分析结果,按元素残留比例的大小分为3种类型:第一类为低度残留型,残留比例一般低于10%,有氮、磷、钾3种元素,所以在施肥上必须重视氮、磷、钾的补充。其中花生消耗氮较少,但对磷、钾、钙、镁的消耗量很大,所以在连作花生地上或其后作,都应重视补充这些元素,但石灰性土壤除外。第二类为中度残留类型,残留比例一般在10%~30%,有镁、钙、硫、硅、钠等元素,这些元素的补给程度就小一些,在酸性土壤上应补给,而在石灰性土壤上可以不另补给。第三类为高度残留类型,残留比例一般大于30%,有铁、铝、锰等元素,这些元素一般不必补给,但在石灰性土壤上可适当补充。

③ 轮作制中的茬口特性。所谓茬口特性是指栽培某一作物后的土壤生产性能,包括土壤养分、水分、空气、热量状况及土壤耕性等。从土壤有效肥力来看,豆类、瓜类、芝麻等作物茬地有效肥力较高,后作施肥量可适当减少;而荞麦、谷子等茬地有效养分低,后作需重施肥料。从土壤有机质来看,中耕作物消耗的有机质多,麦类作物消耗的有机质少,而豆科作物、绿肥、牧草等则在一定条件下,有可能增加土壤有机质,如油菜茬和冬闲地早稻田土壤有机质及全氮量下降,而小麦茬早稻田土壤有机质及全氮量均略有增加。对土壤耕性而言,一般高粱、谷子、向日葵等茬地土壤发板,不易耕作,而豆类、麦类作物茬地土质较松软,易于整地。

另外,在轮作制中合理分配肥料,还应考虑作物营养期、目标产量、土壤理化性质、肥料性质及其他农艺措施等。(3)几种主要轮作制中肥料的合理分配。

① 水旱轮作制中肥料的合理分配。水旱轮作的特点,不仅表现在整个轮作周期中,水稻与旱作呈有规律的轮换种植,而且由于土壤的干湿交替,及其理化性质和微生物状况的变化,对土壤养分的供应和提高养分有效性具有深刻的影响。

水稻是水旱轮作中的主要作物,其所吸收的养分,除一部分通过施肥供给外,相当多的养分是由土壤提供的,所以土壤营养与水稻产量的关系极为密切。重视并增施有机肥料对逐步提高稻田土壤肥力起着重要的作用。在有机肥料的分配上,过去一般都把重点放在水稻上,但水田施用有机肥料要求腐熟、适量,如大量施用,水稻中期肥效及叶色难以控制;若施用未腐熟的有机肥料又对水稻生长不利。所以,在保证水稻的基础上,把有机肥料多分配些在旱作的小麦、油菜等上,对改善土壤结构和提高土壤肥力都有好处。因此,水旱轮作中,有机肥料的分配应掌握“水旱并重”的原则,以实现水旱作物全面丰收。尤其是在稻麦两熟田中,麦茬稻田一般施不上有机肥料,有计划地在麦茬上重施有机肥料作基肥,对确保水稻持续高产稳定非常重要。

在化肥的分配上,在氮肥上就形态而言,硝态氮肥宜于旱作,而铵态氮肥和酰胺态氮肥宜用于水田和旱田,但应采用深施技术;在稻麦复种中,水稻是重点,应当把氮素化肥多分配一些给水稻,但仍需掌握适时、适量,否则,氮肥施用过多或后期施用不当,尤其是在高肥力地块上,易引起水稻贪青、倒伏,造成肥料浪费和降低经济效益。在磷肥分配上,应掌握“旱重水轻”的原则,因为施在旱作上的磷肥,在旱作收获后,约有75%~90%仍残留在土壤中,淹水后,一般土壤磷有效性提高,对下季水稻后效大;反之,施在水田中的磷,当土壤落干时,残留在土壤中的磷难以释放,对旱作的后效小。

② 棉花轮作中肥料的合理分配。在棉花轮作中,棉花是主作物。为确保棉花丰产,必须因地制宜地采取农业技术措施,协调棉花营养生长与生殖生长的关系,努力实现棉花“前期早发,中期稳长,后期不早衰”的丰产要求,对于有限肥源的分配,除应保证主作物棉花所需养分外,也应兼顾轮作中其他作物的需要,实现粮棉作物均衡增产。

在有机肥料的分配上,应优先满足棉田施用。在棉麦套种轮作中,除麦田应施足有机肥料作基肥外,春季在高低畦套播棉花时,可用一定量的饼肥或其他优质有机肥料与磷肥堆沤腐熟后施于套种棉花的高畦内作基肥,既能集中用肥,对棉花生长有利,又可防止小麦贪青晚熟。

在化学肥料的合理分配上,在粮棉轮作中,棉花和粮食作物均属喜氮作物,但就形成一定数量的经济产品来说,棉花对氮素的需要量要比粮食作物高得多,而我国主要产棉地区的冲积性土壤普遍供氮不足,因此,在施用有机肥料的基础上合理分配和施用一定数量的化学氮肥,对争取粮、棉丰收具有十分重要的意义。对于磷肥,应优先分配在能最大限度发挥磷肥肥效的茬口上,如在棉—绿轮作、棉—油轮作或棉—粮—绿—油轮作中,应将磷肥优先施在对磷反应敏感、吸磷能力强的喜磷作物如豆科绿肥、油菜、豆科作物或玉米上,其增产效果比直接施在棉花上要大得多。在缺钾的土壤上,除施用氮、磷化肥外,还应注意对棉花配合施用适量钾肥,钾肥不仅能提高棉花单产和促进棉花对氮肥的利用,还能改善棉花纤维的品质。三配方施肥基本技术和方法(一)配方施肥的基本方法

在1986年沂水会议上,全国各地推出的配方施肥方法达63种,但就其实质来说,主要是两大派别:田间试验生物统计学派和测土施肥学派。现根据分类依据予以叙述。1.按科学基础分类

按科学基础分类,配方施肥有三大方法体系:肥料效应函数法、测土施肥法和农作物营养诊断法。(1)肥料效应函数法。是建立在肥料田间试验和生物统计基础上的方法。将农作物产量视为肥料的生产函数,在有代表性的地块上设置一元、二元或多元肥料效应试验,获得与各施肥量或养分组合相应的农作物产量,用回归统计法配置出一元二次、二元二次或多元二次肥料回归方程式,然后用导数法算出最高产量施肥量、最佳经济施肥量和最大利润率施肥量等配方施肥参数。该法具有直观、准确的特点,往往是其他方法所不及的。区域间、作物间的肥料效应回归方程式具有可比性,为主管部门进行有限化肥的合理分配提供了决策依据。该法也有其自身的局限性,即试验周期长,耗用经费多,年份间重现性差,不可能在每一块农田上进行。肥料效应回归方程式本来具备对代表性农田指导配方施肥的微观功能,但被现实生产体制下高度分散经营的地块和肥力差异抵消。因此,肥料效应回归方程式主要是对肥料宏观调控的功能或对区域性施肥起决策作用的。(2)测土施肥法。是在土壤肥力化学基础上发展起来的配方施肥技术。通过对土壤有效养分的测定,判定地块养分丰缺程度,提出施肥建议。这一系统方法具有简易、快速、价廉的特点,在国内外应用最为广泛。其与效应函数法的最大区别在于它可以年年进行,并可服务到每一块地,起到了配方施肥中的微观指导作用。其缺陷主要是,有效养分肥力指标值因测定方法不同而异,土类间、作物种类间的肥力指标无可比性,因此不具备宏观调控功能。

测土施肥法在我国生产实践中表现最活跃,派生的方法也最多。经典的测土施肥法是土壤有效养分肥力指标法;后来Truog-Stanford的养分平衡计量施肥法引入我国,但由于“土壤供肥量”需由无肥区作物产量推算,而使该法推广受到限制。随后,引入“土壤有效养分校正系数”,以测土值代替生物推算值,并引用日本学者的“有效积温经验方程”确定土壤供氮量等,开辟了代繁为简的途径,推动测土施肥法的应用。(3)农作物营养诊断法。是建立在植物营养化学基础上的施肥技术。因为判定土壤养分丰缺与否,最准确的指标应该是农作物本身的反应。通过植株组织液成分速测和植株组织全量养分测定,并与拟定的临界指标比照、诊断,就可以作为是否需要施肥的依据。由Beaufils和Summer推出的植物营养诊断综合法,在国内外营养诊断中占主导地位。我国已先后在水稻、小麦及果树上进行成功的应用。

作物营养诊断法指导施肥属定性水平,或者只能明确各种肥料的施用次序;而肥料效应函数和测土施肥法只是在农作物产前定肥定量的方法。将两者结合起来,对农作物随时监测其需肥程度,将已定的肥量施用得更为合理,使“产前定肥”与“产中调肥”这两个技术环节协调统一。2.按定量水平分类

按定量水平分类,主要有地力分区(级)配方法、目标产量配方法和肥料效应函数法——养分丰缺指标法配方法。(1)地力分区(级)配方法。这类方法是按土壤肥力或作物产量水平高低划分成若干等级,或划出一个肥力均等的田片作为一个配方区,利用土壤普查资料和过去的田间试验结果,结合群众的实践经验,估算出这一配方区比较适宜的肥料用量和配方。其优点是具有针对性,提出的用量和措施接近当地的经验,群众容易接受,推广阻力较小。但其缺点是有地区局限性,经验性比重大,适用于生产水平差异小、基础较差的地区。这种“一配一大片”的方法是配方施肥的初级阶段。因为我国配方施肥发展很不平衡,目前的配方施肥中有相当大部分属于这种水平。可贵的是它已较凭传统的经验施肥法优越得多。(2)目标产量配方法。这类方法是为实现一定目标产量(或计划产量)确定氮、磷、钾施用量。因农作物需要的养分由土壤和肥料两个方面供给,所以其配方施肥参数有目标产量、农作物单位产量需肥量、土壤供肥量、肥料利用率和肥料中有效养分含量。养分平衡式如下:

在我国配方施肥中,大多数地区都以养分平衡法为其主要技术路线。

在目标产量法中,“土壤供肥量”的求算有两种方法,一种就是“土壤有效养分校正系数法”,其表达式为:土壤供肥量=土壤测定值×0.15×校正系数

另一种就是“地力差减法”,即以无肥区产量所需养分量作为土壤供肥量,其表达式为:

土壤供肥量=作物单位产量养分吸收量×空白区产量(3)肥料效应函数法——养分丰缺指标法配方法。建立在田间肥效试验基础上的肥料效应回归方程式,以及由相关研究—校验研究—肥料效应试验系统研究的养分丰缺指标,因其科学性和严密性而使其结果达到优化水平,施肥量及其配方也最为准确。近几年来国内配方施肥技术发展的趋势是肥料效应函数法与测土法联合应用,但同时也出现了“先效应后测土”还是“先测土后效应”的问题。

诚然,肥料效应函数及其回归方程的建立绝非易事。为克服地区局限性,需要在不同类型土壤上设置多点试验;为避免个别年份气候影响肥效的偶然性,必须积累不同年度的资料。至于土壤养分丰缺指标的确定也要多年多点试验才行。优化配方施肥实际上取决于这些参数和回归式能否准确反映当地生产实际情况。3.配方施肥中的常用参数确定(1)农作物目标产量。根据我国近十年来各地试验研究和生产实践,提出了“以地定产”、“以水定产”和“以土壤有机质定产”等形式,这里主要介绍“以地定产”。

在正常的栽培和施肥条件下,农作物吸收的养分有55%~80%是来自土壤,其余来自肥料。土壤肥力是决定农作物产量高低的基础,目标产量在很大程度上取决于土壤肥力。在一定气候、土壤、栽培等条件下,不施任何肥料区的产量是土壤综合肥力的反映,与施肥所获得的最高产量存在一定的函数关系。

在确定目标产量时,如果不施肥区产量不能预先获得,在生产中可以当地前三年作物的平均产量为基础,高产田增加5%~10%,低产田、中产田增加10%~15%,作为目标产量。(2)农作物需肥量。农作物单位产量需肥量可通过作物地上部分所吸收养分总量及获得的经济产量来求得。作物地上部分所含养分总量,可在农作物成熟时选取有代表性的植株分别测定其茎、叶、子实的重量及相应的养分含量,各部分养分数量之和即为地上部分养分25总含量。不同作物百千克经济产量所吸收的氮(N)、磷(PO)、2钾(KO)量见表1。

值得说明的是:①“百千克经济产量所需养分量”是指形成百千克农产品时该作物必需吸收的养分量,其中包括了百千克产品及相应的茎叶所需的养分在内。②表1中数据除块根、块茎作物外,大多是作物地上部分的养分量,没有包括根系养分量在内。因为一般认为根系残留于耕层中,其所含养分参与了养分循环。③表1中所列数据是许多资料的汇总平均值,由于作物品种、施肥条件、耕作措施及环境因素的变化,其数值也会变化。④豆科作物需氮量远超过禾谷类作物,但并不等于豆科作物从土壤、肥料中吸收氮量也高于禾谷类作物。如大豆所需氮素有68%~78%来自于自身根瘤固氮,只有1/3来自于土壤和肥料,所以形成百千克大豆子实吸氮7.2千克,实际只需2.40千克。对豆科作物要注意到这一点。表1 不同作物吸收氮、磷、钾养分的大致数量续表除*为日本资料外,表内数据均引自北京农业大学编写的《肥料手册》。(3)肥料利用率。肥料利用率是指当季作物从所施肥料中吸收的养分占施肥养分总量的百分数。据研究资料报道,氮肥在水田中的利用率为20%~50%,旱田中为40%~60%;磷肥利用率10%~25%;钾肥利用率为50%~65%。陈同斌等(1993)汇总结果表明,我国氮、磷、钾肥的平均利用率分别只有35%, 19.5%和47.5%。总的比较,磷肥的当季利用率最低,氮、钾肥料利用率几乎相当。值得指出的是,磷肥的当季利用率虽低,但其残效很长。

肥料利用率不是个恒值,它受作物种类、施肥水平、土壤肥力等因素影响。据各省849份试验结果,水稻对磷肥的利用率为8%~22%之间,平均为14%;小麦在6%~26%之间,平均为10%;玉米在10%~23%之间,平均为18%;棉花在4%~25%之间,平均6%,所以,同一肥料在不同作物上表现的利用率各不相同。对于同一肥料同一作物,施肥量越大,肥料利用率越低;在同一施肥量下,土壤肥力越高,肥料利用率越低;土壤水分含量对肥料利用率影响极大,研究表明,在田间持水量60%左右的土壤水分含量以内,肥料利用率随土壤水分减少而降低。(4)土壤养分校正系数。作物地上部分与所测定土壤养分值的利用系数称为土壤养分校正系数。其计算式如下:或

其中0.15是把土壤测定值换算成每亩土壤养分含量(千克)的换算系数。(5)肥料中有效养分含量。常见化肥有效养分含量见表2,有机肥氮、磷、钾含量见表3。表2 常用化肥的有效养分含量表3 有机肥料三要素含量续表(二)配方施肥的技术环节1.基肥的施用技术(1)基肥的重要性。基肥一般是在作物播种前或定植前结合土壤深耕而施用的肥料。施用基肥一方面能为作物全生育期生长提供养分,另一方面又具有培肥和改良土壤的作用,为作物的生长发育创造良好的土壤环境。(2)基肥施用技术。一般,基肥施用量占作物全生育期施肥量的绝大部分,为了达到培肥和改良土壤的目的,基肥应以有机肥为主,结合配施缓效性和速效性肥料;同时要强调基肥深施。

值得注意的是,不同肥料对深施的要求不一样。对于有机肥和钾肥来说,由于它们在土壤中移动性较小,浅施使肥料不能与作物根系很好接触,故应基肥深施。对于挥发性氮肥(如碳酸氢铵)来说,浅施易导致养分挥发损失,故亦应基肥深施。对于磷肥,一般也认为基肥深施较好,但最近研究发现,施在10~15厘米土层中的磷,在整个生育期都易被小麦植株吸收,而在20厘米以下土层中的磷,小麦对其吸收利用效果在整个生育期都比较低,所以磷肥以施在10~15厘米土层为宜。

另外,根据土壤和作物情况,还应在基肥中添加微量元素肥料,如油菜、棉花基施硼肥能起到良好增产作用。2.种肥的施用技术(1)种肥的重要性。种肥是为了满足作物苗期养分的需要,在播种或定植时施在种子或幼苗附近的肥料。其目的就是供给作物生长发育初期所需的养分。

种肥的施用效果决定于土壤、施肥水平及栽培技术等因素。因为肥料与种子相距较近,故对肥料种类、用量要把握好,否则易引起烧种、烂种,造成缺苗断垄。(2)种肥施用技术。土壤肥力和施肥水平是决定是否施用种肥的重要依据,在土壤肥力较低、基肥用量少的情况下,可以施用种肥。

用于种肥的肥料一般是易被作物幼苗吸收利用的速效性肥料,而过酸、过碱、吸湿性强、含有毒副成分的肥料均不宜作种肥。氮肥中以硫酸铵作种肥效果最好,硝酸铵、尿素均不宜直接与种子拌在一起播种,以侧施和播种后施用为宜。磷肥中以过磷酸钙作种肥为宜,但当游离酸含量较高时则不宜作种肥,以免腐蚀种子,影响种子萌发。微量元素肥料中的硫酸锌、钼酸铵、硫酸锰等一般都可以用作种肥,但要严格控制用量;硼酸、硼砂均不宜用作种肥。

在种肥的施用上,氮肥或复合肥等一般多采用拌种的方法,磷肥、微肥一般也采用拌种,肥料少时,可采用浸种的方法。3.追肥的施用技术(1)追肥的重要性。追肥是在作物生长发育期间,为了满足作物不同生育期对养分的特殊要求,以补充基肥不足而施用的肥料。(2)追肥施用技术。宜作追肥的肥料有速效性化肥及腐熟的人粪尿等,如氮肥有尿素、硝酸铵、碳酸氢铵等;磷肥有过磷酸钙;复合肥料有磷酸一铵、磷酸二铵、硝酸磷肥等。追肥用量依基肥用量、作物营养特性、土壤肥力等情况具体确定。

追肥的方法有条施、穴施、深施覆土和结合灌水表层撒施等。追施速效氮肥时,在旱地上宜采用条施(沟施)或穴施,然后覆土盖压;在水田上宜深施,同时避免大水漫灌。一些密植作物,如小麦、水稻、谷子及部分蔬菜封垄后,难以进行穴施或开沟施肥,对此可将肥料撒于作物行间并进行灌水;在旱作区,常在下雨时或雨前把尿素等性质稳定的化肥撒在作物行间,也是一种有效的追肥方法。4.叶面喷施技术(1)叶面喷施的重要性。作物通过叶部吸收养分而营养自身的现象称为叶面营养。许多研究证明,植物叶部吸收的养分也能在体内被同化和运转,特别是在根部吸收养分受阻时,叶面喷施能进行及时补救,为作物恢复生长提供养分。

叶面喷施与根部施肥相比具有以下特点:一是通过防止养分在土壤中的固定和流失而减少养分损失;二是叶面喷施使叶部吸收、转化养分快,能及时满足作物对养分的需要;三是叶部吸收的养分能直接促进植物体内的代谢作用,从而促进根部对养分的吸收、利用,提高作物产量和改善产品品质,尤其是在作物生长后期,根系活力衰退,叶面喷施能起到显著增产作用。

尽管叶面喷施有许多优点,但在应用上有一定的局限性,尤其是作物对氮、磷、钾的需要量大,单靠叶面喷施是不能满足的。因此,叶面喷施只是根部施肥的补充。(2)叶面喷施的技术。主要肥料叶面喷施的适宜浓度如表4。表4 页面施肥的适宜浓度

不同作物对叶面喷施的反应不一样,如甘薯、马铃薯等块根、块茎作物采用磷、钾叶面追肥,能促进淀粉积累而提高产量,改进品质;豆科植物生长后期,喷施少量硼肥能提高种子收成;油菜、棉花对缺硼反应敏感,在苗期及生殖生长初期喷施硼肥均能起到很好的增产作

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