植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法課件

施肥的基本原理和方法一、施肥的基本原理1、養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)(theoryofnutrientreturns)2、最小養(yǎng)分律(lawoftheminimum)3、報(bào)酬遞減律植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法3、報(bào)酬遞減律最早在19世紀(jì)初期由Anderson&Turgot提出：“在其他經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件一定的情況下，隨著投入的增加，每單位投入所獲得的單位報(bào)酬是遞減的。”植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法20世紀(jì)初，德國(guó)土壤化學(xué)家Mitscherlich通過(guò)燕麥?zhǔn)┯昧追实纳芭嘣囼?yàn)，得出了與報(bào)酬遞減率相似的結(jié)論。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法02004006008001000100200300400500600籽棉產(chǎn)值（英磅/英畝）abcdeabcde每英畝施肥量（磅）棉花在不同肥料投入下的報(bào)酬遞減趨勢(shì)報(bào)酬遞減率植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法不同施肥量對(duì)作物生長(zhǎng)的影響植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

報(bào)酬遞減律只反映在其他經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件相對(duì)穩(wěn)定的情況下，某一限制因子（或最小養(yǎng)分）投入（施肥）和產(chǎn)出（產(chǎn)量）的關(guān)系。充分認(rèn)識(shí)報(bào)酬遞減律，避免施肥的盲目性，提高肥料利用律，發(fā)揮肥料的最大經(jīng)濟(jì)效益。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法二、植物營(yíng)養(yǎng)診斷（一）形態(tài)診斷

1.外觀形態(tài)診斷

2.顯微形態(tài)診斷（二）生理或生物化學(xué)診斷

1.酶學(xué)診斷

2.其他診斷方法（三）肥料探測(cè)（四）植物元素分析診斷（五）土壤元素分析診斷植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)剩癥狀植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法外形形態(tài)診斷的注意事項(xiàng)：1.植物的可見(jiàn)癥狀，可能不只涉及一種營(yíng)養(yǎng)元素（復(fù)合癥狀）2.同一元素的缺乏或過(guò)剩，不同種類、不同品種的植物所表現(xiàn)癥狀及程度并不完全一致甚至可能相差很大。3.養(yǎng)分是否缺乏，有時(shí)是相對(duì)的。4.同一癥狀可能由不同的原因造成，并不是僅僅由于養(yǎng)分缺乏。5.氣候等多種因素對(duì)養(yǎng)分供應(yīng)有顯著影響。6.根據(jù)可見(jiàn)癥狀來(lái)改善植物營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)往往已經(jīng)遲了。因此，外觀形態(tài)診斷雖然是一種有效的簡(jiǎn)便方法，但有很大的局限性。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法豐缺指標(biāo)與診斷方法：臨界值法植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法三、施肥量的確定

1.定性的豐缺指標(biāo)法

根據(jù)校驗(yàn)研究所確定的“高”、“中”、“低”等指標(biāo)等級(jí)確定相應(yīng)的施肥量。一般在“低”級(jí)時(shí)，施入的養(yǎng)分量是作物需要量的2倍在“中”級(jí)時(shí)，施肥量與作物需肥量相等在“高”級(jí)時(shí)，一般不施肥此法簡(jiǎn)便易行，但比較粗糙。一般只適用于確定磷、鉀和微量元素肥料的施用量。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法土壤氮素快速測(cè)試儀植物氮素快速測(cè)試儀植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法追肥用量(kgN/ha)北京市冬小麥植株診斷追肥推薦植株硝酸鹽測(cè)定值(mg/L)高較高中較低低極低0183875110147500750100012501500植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法2.目標(biāo)產(chǎn)量法

也叫養(yǎng)分平衡法。依據(jù)所種植作物可能達(dá)到的產(chǎn)量水平需要吸收的養(yǎng)分量、土壤能提供的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量以及栽培措施、環(huán)境條件等確定施用肥料的種類(包括有機(jī)肥和化肥)和施用劑量，也叫“產(chǎn)前定肥”。

植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法(1)作物計(jì)劃產(chǎn)量所需養(yǎng)分量計(jì)劃產(chǎn)量所需養(yǎng)分總量＝計(jì)劃產(chǎn)量×作物單位產(chǎn)量吸收養(yǎng)分量第一步：計(jì)劃產(chǎn)量指標(biāo)的確定經(jīng)驗(yàn)法：用當(dāng)?shù)厍?年作物的平均產(chǎn)量為基礎(chǔ)，增加10％～20％以后的產(chǎn)量作為計(jì)劃產(chǎn)量指標(biāo)。第二步：根據(jù)作物單位產(chǎn)量所需養(yǎng)分量，計(jì)算出計(jì)劃產(chǎn)量所需各種養(yǎng)分的總量。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法A.無(wú)肥區(qū)產(chǎn)量法

無(wú)肥區(qū)作物產(chǎn)量土壤供肥量(kg)＝---------------------×形成l00kg經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量所需養(yǎng)分量-100

例:無(wú)肥區(qū)小麥產(chǎn)量為200kg，則土壤供氮量為200／100×3＝6(kg)。(2)土壤所供給的養(yǎng)分量植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法B.土壤養(yǎng)分換算法：根據(jù)實(shí)際測(cè)定的土壤全量養(yǎng)分或速效養(yǎng)分值，按其養(yǎng)分利用系數(shù)直接換算成土壤供給養(yǎng)分量。每畝耕層土按150000kg計(jì)，若其速效養(yǎng)分含量為1ugg-1，那么1畝地耕層土含有該速效養(yǎng)分為：

1150000×--------------＝0.15(kg)10000000.15可看作一個(gè)常數(shù)，稱為土壤養(yǎng)分的“換算系數(shù)”。例如測(cè)得耕層土壤速效氮為90ugg-1，則該農(nóng)田畝含速效氮為：90×0.15=13.5kg。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法校正系數(shù)也稱土壤測(cè)定養(yǎng)分的利用系數(shù)。按土壤養(yǎng)分換算法得：土壤供肥量(kg／畝)＝土壤養(yǎng)分測(cè)得值ugg-1×0.15×校正系數(shù)植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

作物實(shí)際吸收量校正系數(shù)=——————————

土壤測(cè)定含有量空白田產(chǎn)量×作物單位養(yǎng)分吸收量

=————————————————

養(yǎng)分測(cè)定值（ppm）×0.15土壤養(yǎng)分校正系數(shù)土壤肥力綜合指標(biāo)

(公斤)200250300350400450水田全氮礦化率(%)_2.93.84.75.76.6校正系數(shù)(%)_2632394653旱田全氮礦化率(%)3.04.65.35.96.67.3校正系數(shù)(%)354147535864例:不同土壤肥力全氮礦化率和校正系數(shù)對(duì)照表植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法(3)肥料利用率指當(dāng)季作物從所施肥料中吸收利用的養(yǎng)分?jǐn)?shù)量占肥料中該養(yǎng)分總量的百分?jǐn)?shù)。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法(4)計(jì)劃施肥量的估算根據(jù)上述，現(xiàn)可得平衡計(jì)算肥料施用量的完整公式：植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法例：某農(nóng)戶麥田前3年平均產(chǎn)量為365kg/畝，該地塊無(wú)N對(duì)照區(qū)小麥產(chǎn)量為150kg/畝，現(xiàn)有碳銨和豬圈肥，試估算實(shí)現(xiàn)小麥計(jì)劃產(chǎn)量，每畝約需施用多少豬圈肥和碳銨？（實(shí)現(xiàn)100kg小麥子粒需純N3kg。N素需要量的2/3用豬圈肥作基肥施用，1/3用碳銨做追肥施用。優(yōu)質(zhì)豬圈肥含N0.5%，當(dāng)季利用率25%；碳銨含N17%，當(dāng)季利用率30%。）解：計(jì)劃產(chǎn)量=365*（1+10%）=401.5kg≈400kgU=400*3/100=12kg

NS=150*3/100=4.5kg

U—NS=12—4.5=7.5kg

應(yīng)施用豬圈肥（基肥）：（7.5*2/3）/（0.5%*25%）=4000kg

應(yīng)施用碳銨（追肥）：（7.5*1/3）/（17%*30%）=49kg

磷、鉀肥施用量依次類推。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

估算實(shí)例：某農(nóng)戶小麥豐產(chǎn)田，土測(cè)堿解氮為70ugg-1，利用系數(shù)50％，前三年平均小麥產(chǎn)量為350kg，問(wèn)目標(biāo)產(chǎn)量定為多少合適?畝施若干有機(jī)肥和化學(xué)氮肥?植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

保持土壤肥力不下降的有機(jī)肥最低用量：應(yīng)該是施入土壤的有機(jī)肥殘留的氮素與土壤供給當(dāng)季作物的氮素量相等的有機(jī)肥用量。按優(yōu)質(zhì)豬圈肥含氮0.5％，肥料中氮利用率為25％計(jì)，則需最低施用豬圈肥的數(shù)量為：植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法3.肥料效應(yīng)函數(shù)法

肥料效應(yīng)函數(shù)：反映施肥量與產(chǎn)量間數(shù)量關(guān)系的數(shù)學(xué)表達(dá)式。

單因素的肥料試驗(yàn)結(jié)果可以用一元二次肥料效應(yīng)方程擬合：Y=a+bX+cX2，式中：Y為作物產(chǎn)量，X為肥料施用量，a、b、c為系數(shù)。二因素肥料試驗(yàn)結(jié)果可用二元二次肥料效應(yīng)方程來(lái)擬合：Y=b0+b1X+b2X2+b3Z+b4Z2+b5XZ，式中：Y為作物產(chǎn)量，X為第一種肥料用量，Z為第二種肥料用量,XZ為兩種肥料的交互效應(yīng)，b0…..b5為系數(shù).三因素：植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法肥料增產(chǎn)效應(yīng)的經(jīng)濟(jì)分析是探討施肥成本與施肥利潤(rùn)之間的關(guān)系及其變化，以找出經(jīng)濟(jì)最佳施肥點(diǎn)，確定經(jīng)濟(jì)最佳施肥量,獲得最好收益。肥料增產(chǎn)效應(yīng)的經(jīng)濟(jì)分析

常用的幾個(gè)基本概念：總產(chǎn)量(totalproductivity):

在施肥實(shí)踐中，就是各個(gè)不同施肥水平下所獲得的產(chǎn)品總量。以TP表示。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

平均產(chǎn)量(averageproductivity):是指單位肥料投入所取得的產(chǎn)量，以AP表示。若以x代表投入的肥料用量，則平均產(chǎn)量的計(jì)算公式為：

TPAP=----x

邊際產(chǎn)量(marginalproductivity):在連續(xù)增加肥料用量的情況下，每增加一單位肥料后所引起的總產(chǎn)量的增減額，以MP表示。若以△x代表肥料增量，△y代表產(chǎn)量的相應(yīng)增量，則平均邊際產(chǎn)量的計(jì)算公式為：

△yMP=------△x植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法若Py=產(chǎn)品價(jià)格，Px=肥料價(jià)格，則：△x·Px=邊際成本；△y·Py=邊際產(chǎn)值邊際產(chǎn)值-邊際成本=邊際利潤(rùn)。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法肥料效應(yīng)的三個(gè)階段

植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法在第二階段內(nèi)，邊際產(chǎn)量遞減，當(dāng)連續(xù)增施肥料(△x)時(shí)，增產(chǎn)量(△y)遞減，即：△y1△y2△yn----＞----＞…----△x1△x2△xn經(jīng)濟(jì)最佳施肥點(diǎn)的確定

如果以Px代表肥料價(jià)格，Py代表產(chǎn)品價(jià)格，則隨著施肥量的遞增，肥料的經(jīng)濟(jì)效益一般可依次出現(xiàn)下述變化：

Ⅱa△y(Py)＞△x(Px)

即,邊際產(chǎn)值＞邊際成本

Ⅱb△y(Py)

＝△x(Px)

即,邊際產(chǎn)值＝邊際成本

Ⅱc△y(Py)＜△x(Px)

即，邊際產(chǎn)值＜邊際成本植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法Ⅱa

階段:增施肥料都能增加收益，雖然邊際產(chǎn)值(增施單位量肥料的產(chǎn)值)隨肥料用量的增加而遞減，但仍大于邊際成本(增施單位量肥料的成本)。Ⅱb階段:邊際產(chǎn)值與邊際成本相等，此時(shí)邊際利潤(rùn)等于零，單位面積的施肥利潤(rùn)最大。Ⅱc階段:邊際產(chǎn)值小于邊際成本，邊際利潤(rùn)等于負(fù)數(shù)，單位面積的施肥利潤(rùn)開(kāi)始下降。

肥料用量應(yīng)以Ⅱb階段為經(jīng)濟(jì)最佳點(diǎn)低于此點(diǎn)，單位面積施肥利潤(rùn)相對(duì)較低，超過(guò)此限，既使能少許增加產(chǎn)量，但施肥利潤(rùn)反而減少。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法在Ⅱb階段時(shí)，△y·(Py)＝△x·(Px)

即：△yPxdyPx---＝---微分：---＝---△xPydxPy合理施肥量的確定

dy

當(dāng)---等于肥料與產(chǎn)品的價(jià)格比時(shí)，單

dx位面積的施肥利潤(rùn)最大，此時(shí)的施肥量即經(jīng)濟(jì)最佳施肥量；

植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法如一元二次方程：y=b0

+blx+b2x2植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

dy當(dāng)---等于零時(shí)，單位面積的產(chǎn)量最高，

dx此時(shí)的施肥量即最高產(chǎn)量施肥量。

y=b0+blx+b2x2植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

引用夏玉米施用碳銨的效應(yīng)方程為例，計(jì)算最高產(chǎn)量施肥量和經(jīng)濟(jì)最佳施肥量:

y＝278.5214+4.6005x-0.0366x2

求該函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)，令其等于零，可得夏玉米最高產(chǎn)量施碳銨量和最高產(chǎn)量。

dy----=4.6005－2×0.0366x=0dx

x最高產(chǎn)量施碳銨量

=62.85(kg／畝)y最高玉米產(chǎn)量

=423.06(kg／畝)植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

同理，對(duì)原方程求一階導(dǎo)數(shù)，令其等于肥料(碳銨0.20元／kg)與產(chǎn)品(玉米0.30元／kg)的價(jià)格比，可得經(jīng)濟(jì)最佳施碳銨量和經(jīng)濟(jì)最佳產(chǎn)量。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法二元肥料（二元二次式模式）：y

=b0

+b1x1

+

b２x1２+

b3x2

+

b4x2２+

b5x1x2

邊際產(chǎn)量（即產(chǎn)量y對(duì)x1，x2的偏導(dǎo)數(shù)）可根據(jù)肥料效應(yīng)函數(shù)求出：植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

三元肥料效應(yīng)的邊際產(chǎn)量（即產(chǎn)量y對(duì)x1，x2，x3

的偏導(dǎo)數(shù)）：

時(shí)，此施肥量即為最高產(chǎn)量施肥量。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

肥料效應(yīng)函數(shù)田間試驗(yàn)試驗(yàn)編號(hào)設(shè)計(jì)編碼N水平P水平K水平(1)N0P0K0000(2)N0P2K2022(3)N1P2K2122(4)N2P0K2202(5)N2P1K2212(6)N2P2K2222(7)N2P3K2232(8)N2P2K0220(9)N2P2K1221(10)N2P2K3223(11)N3P2K2322(12)N1P1K2112(13)N1P2K1121(14)N2P1K12113414完全試驗(yàn)方案處理表植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法設(shè)計(jì)處理3414試驗(yàn)編號(hào)設(shè)計(jì)編碼N水平P水平K水平無(wú)肥區(qū)(1)N0P0K0000無(wú)氮區(qū)(2)N0P2K2022無(wú)磷區(qū)(4)N2P0K2202氮磷鉀區(qū)(6)N2P2K2222無(wú)鉀區(qū)(8)N2P2K02203414不完全試驗(yàn)方案處理表植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

制定土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)

缺素試驗(yàn)在30個(gè)以上不同土壤肥力水平（即不同土壤測(cè)得值）的田塊上安排試驗(yàn)，兩個(gè)處理——全肥區(qū)、缺肥區(qū)，計(jì)算相對(duì)產(chǎn)量，以相對(duì)產(chǎn)量與養(yǎng)分含量進(jìn)行回歸，擬合曲線，再根據(jù)相對(duì)產(chǎn)量計(jì)算不同產(chǎn)量水平下的土壤養(yǎng)分臨界值。植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法以測(cè)試土壤有效磷對(duì)小麥豐缺指標(biāo)為例：試驗(yàn)處理：

全肥區(qū)——按照滿足作物生長(zhǎng)需要的肥料水平施肥（NPK）

缺肥區(qū)——不施用磷肥，其余施肥品種、施肥量及其它措施與全肥區(qū)相同植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法計(jì)算相對(duì)產(chǎn)量：

缺肥區(qū)產(chǎn)量相對(duì)產(chǎn)量=———————×100

全肥區(qū)產(chǎn)量植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法試驗(yàn)號(hào)有效磷

(mg/kg)全肥區(qū)產(chǎn)量

(kg/畝)缺肥區(qū)產(chǎn)量

(kg/畝)相對(duì)產(chǎn)量

（%）試驗(yàn)號(hào)有效磷

(mg/kg)全肥區(qū)產(chǎn)量

(kg/畝)缺肥區(qū)產(chǎn)量(kg/畝)相對(duì)產(chǎn)量

（%）12.2345.5150.243.5136.1390.6315.280.722.4323.0134.341.6146.5388.0256.866.232.7367.2202.355.1156.9364.0274.475.442.9380.8193.450.8167.0356.2277.177.853.0333.4171.051.3177.7372.5302.481.263.1312.0225.872.4188.1336.5234.269.673.3382.5145.338.0198.3386.7342.688.683.4383.7196.851.3208.5322.5285.088.493.8378.6215.857.0219.3375.3347.192.5104.2375.1255.468.12210.4368.4364.799.0114.7335.4290.786.72310.7372.0364.598.0124.9345.0221.164.12411.2390.8388.199.3試驗(yàn)結(jié)果：植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法擬合曲線：Y=a+b*lgX或Y=X/(b+a*X)本例采用Y=X/(b+a*X)工具軟件：SPSSforWindows10.0計(jì)算結(jié)果：

XY=—————————0.03547+0.007316*XR2=0.7943**植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法

全國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范規(guī)定：相對(duì)產(chǎn)量在50%以下的土壤養(yǎng)分測(cè)定值定為極低；相對(duì)產(chǎn)量50%—75%為低；75%—95%為中；大于95%為高

土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)的確定植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)第16章施肥的基本原理和方法豐缺狀況臨界值高>=11.0中5.6-11.0低2.8-5.6極低<2.8土壤有效磷對(duì)于小麥豐缺評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)