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国家重点科技项目（攻关）计划96-A23-02-010

《便携式土壤成分快速测定仪研制开发》验收材料之八

土壤养分速测施肥指导系统研究报告

一、项目研究开发的目的、范围和意义

土壤是农作物生长发育的场所，土壤肥力的高低是农作物实现高产优质的基础，测定土壤养分进行土壤营养珍断，提出合适的施肥方案是实现作物优化施肥，减少施肥的盲目性、提高产量、改善品质和保护环境的重要手段。

作物施肥专家系统是今后科学施肥的方向，也是信息技术发展的必然，它的基本特点是：利用土壤学、肥料学、作物学和气象学等不同学科的知识，以计算机为手段，根据不同作物生长发育对不同土壤、不同肥料的肥效反应，结合专家们的经验提出不同土壤、不同作物、不同产量水平的施肥方案。

本项目研究开发的目的在于：通过智能化农业信息技术把作物施肥理论与技术成果进行科学组装和集成，把专家的知识、成熟的农业科研成果、量化的施肥模式等有机的结合起来，为生产者提供一套较为科学的、规范的、实用的施肥系统，实现对作物施肥的科学指导和宏观监测，提高作物施肥效率、节本增效，增加农民收入，加速实现土壤养分的测定与施肥决策。

本项目是在利用自制的土壤养分快速测定仪进行养分速测的基础上，进行小麦、玉米、水稻、棉花、烟草和油菜6种作物的施肥指导系统开发。

二、项目研究开发原理、方法和技术路线

土壤施肥的基本原理、方法与评价

施肥的基本原理是基于李比希提出的“养分归还学说”、“最小养分律”以及经济学家杜尔哥提出的“报酬递减律”，在这些理论指导下，我国的土壤肥料科技工作者，探索出了一系列很多适合不同类型区的作物高产、优质、高效的施肥方法，这些方法都取得了显著的增产效应，下面简要介绍生产上应用最广、效果最好的方法。

平衡施肥法：该方法的基本点是：根据计划产量需肥量减去土壤供肥量之差，通过施肥得以补充，这就要求了解计划产量需肥量等几个参数，就计划产量而言，以当地前三年的作物平均产量为基础，再增加15%-20%作为当年的计划产量或叫目标产量，

然后利用养分系数计算出实现该计划产量所需要的养分总量；用土壤养分测定值乘以换算系数（0.15），再乘以土壤养分校正系数，得出土壤养分供应总量，用目标产量所需养分总量减去土壤养分供应总量，得到应向土壤施加的养分总量，根据肥料种类、品种、养分含量以及相关条件的肥料利用率，最后计算出应施用的化肥用量，其公式为：

作物单位产量某养分吸收量（kg/亩）×计划产量-土壤某养分测定值×0.15×校正系数

肥料施用量=

（kg/亩） 肥料中某养分含量×肥料当季利用率（%）

该方法的数据来自田间试验和多年的试验结果，具有一定的可靠性和准确性，较为省事。但是土壤是一个大的缓冲库，不同土壤中化肥利用效率的可变性很大；另外，确定计划产量时，如前三年有自然灾害发生，则目标产量确定遇到麻烦，同时，在测定土壤养分总量时土测值的准确性也至关重要，应用时要尽可能测定准确。

相对产量指标法：这种方法的原理是按不施某种养分的产量与施完全养分的产量之比而划分土壤肥力高低的办法，利用田间试验，一方面测定土壤养分，另一方面计算产量，最后按不同的相对产量划分高、中、低、极低标准，而对应的土壤养分测定值为土壤肥力指标，然后再作施肥量试验，即可得出不同产量水平的施肥量，这样可以制成不同作物的土壤养分丰缺指标及应施肥料数量的检索表。当取得某一土壤养分测定值后，对照检索表即可了解到土壤中该养分的丰缺情况以及应施肥料数量的大致范围。

该方法应建立在田间试验和土壤养分测定基础之上，具有宏观指导意义，所以应用时要多考虑当地的施肥经验。

肥料效应函数法：是以田间试验为基础，采用回归设计将不同处理得到的产量和相应的施肥量进行数理统计，求得在供试条件下产量与施肥量之间的数量关系，即肥料效应函数，然后，利用边际分析原理，计算出最高产量施肥量、经济最适施肥量和最大利润率施肥量等。

该方法是建立在一定的试验基础之上，具有客观反映施肥效应和及时反馈信息的优点。但是其施肥参数的确定需要大量的人力和物力进行试验测定，并且建立的效应函数具有严格的地域性，一般不易掌握。

本系统的研究是利用上述（1）和（2）的施肥方法综合考虑而形成的。

作物测土施肥指导系统的技术路线

根据现有的施肥技术，在充分发挥各种施肥技术优点的基础上，从实用和简捷入手，达到直观实用的目的。

具体的技术路线是：在土壤养分快速测定仪器推广的基础上，以营养平衡、因子综合作用理论为指导，以不同作物的营养特性、土壤与环境条件的不同作用为依据，采用以产定氮、测土配置磷钾的施肥方法，把土壤肥力划分为5个等级，并根据生产实际建立知识库与数据库，确定知识规则与推理机制，组装优质高效小麦、棉花等6种作物的经济高效施肥系统，通过生产试验示范、检验与修正，完成了软件运