本发明涉及一种冬油菜优化施肥方法。
背景技术：
：冬油菜是长江流域种植的最普遍作物，也是我国唯一不与粮食作物争地的油料作物，目前常年种植面积在700～800万公顷，国内生产的食用植物油中约60％来自油菜籽，因此，提高油菜籽产量是保障我国食用油安全和满足人民群众生活需求的重要措施。在油菜种植生产中，施肥是栽培中最重要的生产措施，据研究，如果不施肥，油菜籽产量将减少50～60％甚至更多，施肥在高产油菜种植中的产量贡献率已超过50％，明显高于其它作物，说明保障油菜高产离不开施肥。同时，根据调查，在油菜种植中，施肥成本占油菜种植直接总投入比例已高达60％左右，肥料投入成本过高已成为制约农民种植油菜增收的一项重要因素。研究还表明，我国冬油菜种植的肥料利用率偏低，农民习惯施肥的氮、磷、钾肥平均利用率仅为27.4％、20.3％和38.1％，这是造成施肥量过大和肥料投入成本大的主要因素，同时肥料利用率低还有可能造成环境风险。我国种植油菜的85％是冬油菜，主要分布在长江流域的一年两熟或三熟制农业生态区域，从播种(移栽)到收获一般要经过6～7个月时间，生长期一般长达180天以上，有些品种的生长期甚至达230天，季节跨度从秋季经过冬季和春季到初夏，整个生长期的降雨一般超过全年的一半。长江流域冬油菜种植区县级农户施肥总养分量(n+p2o5+k2o)变幅为124-697kg/ha，其中37％的种植县氮肥用量超过了推荐施氮范围，超出部分平均用量达到263kg/ha，另有40％种植县低于推荐施氮范围，平均用量为126kg/ha；磷、钾肥用量分别有49％和65％的种植县低于推荐范围，低出部分平均用量为44和45kg/ha，远低于推荐范围最低水平(61和75kg/ha)，仅有23％和14％的磷、钾肥用量处于平均推荐水平。因此，油菜最佳养分用量的研究，应建立在一定的生态区域或一定的目标产量水平的基础之上，从而达到油菜养分精准管理的目标。技术实现要素：本发明的目的是提供一种用于冬油菜优化施肥的方法，以提高冬油菜肥料利用率，降低施肥成本。实现本发明的技术方案为：一种用于冬油菜优化施肥的方法，包括以下步骤：(1)根据目标区域的近三年产量，确定目标区域冬油菜的目标产量；(2)确定土壤养分供应等级和冬油菜施肥产量反应及农学效率；(3)结合目标产量、产量反应、农学效率及土壤养分供应等级计算得到冬油菜获得目标产量所需的氮磷钾推荐施肥量；(4)根据氮磷钾推荐施肥量对土壤进行施肥。所述施氮量的计算为：施氮量(kgn/ha)＝产量反应/农学效率×1000；所述施磷量计算为：施磷量(kgp2o5/ha)＝产量反应×94+目标产量×9.7×0.71×2.292×60％-上季磷素残效；所述施钾量计算分为：(a)秸秆还田≥70％时，施钾量(kgk2o/ha)＝产量反应×157+目标产量×49.7×0.20×1.205-上季钾素残效；(b)秸秆还田<70％时，施钾量(kgk2o/ha)＝产量反应×157+目标产量×49.7×0.20×1.205+目标产量×49.7×0.80×1.205×(1-秸秆还田率)-上季钾素残效。所述目标产量为无非生物逆境胁迫的土壤过去3年平均产量的基础上增加200kg/ha；或者为在非生物逆境胁迫(如干旱、低温、酸性土壤等)的土壤过去3年平均产量的基础上增加0.15t/ha。所述产量反应为目标产量与土壤不施肥产量的差值，或者为目标产量*产量反应系数。如果在已知地块做过缺素试验，则根据缺素试验计算产量反应，即产量反应＝施肥地块产量-缺素地块产量；如果没有做过缺素试验，则根据土壤养分供应等级，首先按照下表确定相应产量反应系数，然后再根据产量反应系数对产量反应进行计算，即产量反应＝目标产量×产量反应系数。其中，所述产量反应系数主要依据土壤基础养分供应水平和前期多年多点历史数据。历史数据为2005～2016年我国开展的冬油菜田间肥料试验获得的大量产量和养分吸收数据，应用回归分析模拟建立我国主要冬油菜种植区产量和养分吸收之间的关系，计算分析养分最大积累边界和最大稀释边界，获得养分内在效率和外在效率倒数以及养分最佳吸收曲线，最终估算冬油菜的产量反应系数(见表1)。表1冬油菜在不同基础养分供应水平的土壤上的产量反应系数其中，所述土壤养分供应等级的划分标准主要依据土壤特性(如土壤质地、颜色、有机质含量)、有机肥施用历史及养分表观平衡(主要考虑磷、钾平衡)而定，具体为：(1)土壤氮素养分供应等级：低：砂土或微红/微黄的壤土或黏土；中：灰色/褐色的壤土或黏土；高：有机质含量高，并呈黑色的壤土或黏土；如果施用过大量有机肥，则养分供应等级提高一个级别；(2)土壤磷、钾养分供应等级：低：低的土壤磷或钾含量以及低到中等的磷或钾平衡；中：中等的土壤磷或钾含量以及低到中等的磷或钾平衡，或低的土壤磷或钾含量以及高的磷或钾平衡，或高的土壤磷或钾含量以及低的磷或钾平衡；高：高的土壤磷或钾含量以及中到高等的磷或钾平衡，或中等的土壤磷或钾含量以及高的磷或钾平衡；在上述(2)土壤磷、钾养分供应等级中：磷、钾养分含量分级如下为p<8.5mg/kg为低，8.5～16mg/kg为中等，>16mg/kg为高；k<65mg/kg为低，65～100mg/kg为中等，>100mg/kg为高；磷、钾养分表观平衡主要是养分投入(有机和无机肥料投入)减去冬油菜收获养分移走量。养分平衡分级如下：p2o5<-25kg/ha为低磷平衡，-25～0kg/ha为中等磷平衡，>0kg/ha为高磷平衡；k2o<-50kg/ha为低钾平衡，-50～0kg/ha为中等钾平衡，>0kg/ha为高钾平衡；如果没有土壤磷、钾测试结果，则土壤磷、钾养分供应等级以土壤氮养分供应等级为依据进行计算。所述农学效率是依据以往冬油菜肥料试验数据(施氮量、冬油菜产量反应等)计算得到。农学效率＝-0.82x2+7.0x-0.159，其中x为氮肥产量反应。氮肥农学效率与施氮产量反应的关系见下表：表2氮农学效率、施氮量与施氮产量反应的关系表施氮产量反应(t/ha)氮肥农学效率(kg/kg)0.10.50.21.20.31.90.42.50.53.10.63.70.74.30.84.90.95.51.06.01.16.51.27.1在本发明所述的推荐施肥方法中，所述磷/钾素最终残效为下述两值的较低者：①上季作物磷/钾素平衡+当季作物有机肥带来磷/钾素(如果大于0，则为相加之和；如果<0，则为0)；②上季作物磷/钾素平衡+当季作物磷/钾素平衡(如果大于0，则为相加之和；如果<0，则为0)；作物磷/钾素平衡＝磷/钾素投入-磷/钾素移走；其中，磷素投入＝化肥施用量+有机肥(重量×养分含量，当季化肥用量为不考虑前茬作物养分残留时施磷量)；磷素移走＝籽粒移走+秸秆移走＝产量×(6.3×100％/90％+2.8×20％/10％/0)(上季为前茬作物产量，当季为目标产量；籽粒移走比例在秸秆全部还田时取90％，其它情况下取100％；秸秆移走比例在秸秆全部移走时取20％，部分还田时取10％，全部还田或烧掉时取0)；钾素投入＝化肥施用量+有机肥(重量×养分含量，当季化肥用量为不考虑前茬作物养分残留时施钾量)；钾素移走＝籽粒移走+秸秆移走＝产量×(4.3×100％/90％/80％+15.1×40％/30％/0)(上季为前茬作物产量，当季为目标产量；籽粒移走比例在秸秆全部移走时取100％，烧掉时取90％，全部还田时取80％；秸秆移走比例在秸秆全部移走时取40％，部分还田时取30％，全部还田或烧掉时取0)。本发明的有益效果是：通过结合土壤基础养分供应、冬油菜养分需要求和肥料产量反应及农学效率等指标，以养分平衡施用为原则，经过模拟计算最终获得优化的推荐施肥量。该推荐施肥方法适合我国长江流域冬油菜轮作种植区，计算获得的推荐施肥方法具有针对性强的特点，能有效提高冬油菜产量、提高肥料利用率和经济效益。具体实施方式下面结合实施例对本发明进行详细说明。实施例1大田验证试验试验于2016年10月～2017年5月在湖北省仙桃市、沙洋县、赤壁市、武穴市等冬油菜主产县(市)直播油菜(品种为华油杂11号，由华中农业大学选育并在长江流域冬油菜区大面积推广应用的一个优质油菜品种)。试验开始前对各试验点地块种植情况、施肥习惯及产量等进行调查记录，根据调查结果确定目标产量和土壤基础养分供应水平等级，通过本发明的优化推荐施肥方法计算出产量反应和氮磷钾肥用量(表3)，同时设置当地农民习惯和测土配方施肥处理作为对照。小区面积均为50m2。以仙桃试验点为例，优化施肥的肥料用量获取方法为：(1)确定近三年仙桃试验点的油菜籽产量为3000kg/ha，目标产量为3200kg/ha(3.2t/ha)。(2)确定土壤养分供应等级和冬油菜施肥产量反应及农学效率。仙桃试验点土壤有机质含量高，土壤养分供应等级为高级，其氮、磷、钾产量反应系数分别为0.22、0.09、0.04。(3)结合目标产量、产量反应、农学效率及土壤养分供应等级计算得到冬油菜获得目标产量所需的氮、磷、钾推荐施肥量。冬油菜施氮量＝产量反应/农学效率×1000其中：产量反应＝目标产量×氮产量反应系数＝3.2×0.22＝0.704农学效率＝-0.82×产量反应2+7.0×产量反应-0.159＝-0.82×0.7042+7.0×0.704-0.159＝4.362即冬油菜施氮量＝0.704/4.362×1000＝161kg/ha冬油菜施磷量＝产量反应×94+目标产量×9.7×0.71×2.292×60％-上季磷素残效其中，产量反应＝目标产量×磷产量反应系数＝3.2×0.09＝0.288上季磷素残效＝(水稻磷素投入-水稻磷素移走)×50％＝(化学施磷量-(籽粒磷素移走+秸秆磷素移走))×50％＝(化学施磷量-水稻产量×(riep×hip×2.292×100％+riep×(1-hip)×2.292)×10％)×50％＝(化学施磷量-8×((4.0×0.69×2.292)×100％+(4.0×(1-0.69)×2.292)×10％))×50％＝(75-8×(6.3×1+2.8×0.1))×0.5＝11.18即冬油菜施磷量＝0.288×94+3.2×9.7×0.71×2.292×60％-11.18＝46kg/ha其中，冬油菜前茬作物为水稻，水稻秸秆还田比例为80％左右，水稻施磷量为75kg/ha，产量为8t，每生产1000kg籽粒水稻所需磷量(riep)为4.0kg，水稻磷素收获指数(hip)为0.69。冬油菜施钾量＝产量反应×157+目标产量×49.7×0.20×1.205-上季钾素残效其中：产量反应＝目标产量×钾产量反应系数＝3.2×0.04＝0.128上季钾素残效＝(水稻钾素投入-水稻钾素移走)×80％＝(化学施钾量-(籽粒钾素带走+秸秆钾素带走))×80％＝(化学施钾量-水稻产量×(riek×hik×1.205×90％+riek×(1-hik)×1.205)×30％)×50％＝(化学施钾量-8×((16.1×0.22×1.205)×90％+(16.1×(1-0.22)×1.205)×30％))×80％＝(90-8×(4.3×0.9+15.1×0.3))×80％＝18.24即冬油菜施钾量＝0.128×157+3.2×49.7×0.20×1.205-18.24＝40kg/ha其中，冬油菜前茬作物为水稻，水稻秸秆还田比例为80％左右，水稻施钾量为90kg/ha，产量为8t，每生产1000kg籽粒水稻所需吸收钾量(riek)为16.1kg，水稻钾收获指数(hik)为0.22。表3各试验点不同施肥处理肥料用量(kg/ha)说明：表中不同施肥处理所用氮、磷、钾肥料均为尿素(氮含量46％，每公顷施用量)，过磷酸钙(五氧化二磷含量12％)、氯化钾(氧化钾含量60％)。表4本发明的优化施肥对油菜主要经济性状的影响本发明的优化施肥配方施用于湖北省仙桃、沙洋、赤壁、武穴等湖北省冬油菜主产县(市)直播油菜，与农民习惯相比，优化施肥区油菜成株数每公顷增加2.5万株，有效株数相对增加10.33％，单株有效角果数和每角粒数增加10个和3粒，平均每公顷增收油菜籽258kg，增加经济效益人民币1212元(按当地油菜籽收购价格每千克人民币4.70元计算)，氮、磷、钾肥料利用率分别提高9.2％、3.8％和4.8％，肥料总利用率提高17.8％。与测土配方相比，优化施肥区油菜成株数、单株有效角果数、每角粒数和产量均有所提高。当前第1页12