养分专家系统基于产量反应和农学效率的推荐施

来源：中国农学通报 【在线投稿】栏目：期刊导读时间：2021-06-19

我国农业主要以农户经营为主体，复种指数高，作物种植茬口紧，依据土壤测试指导施肥存在测试推荐不及时和成本高等难题。中国农业科学院农业资源与农业区划研究所与国际植物营养研究所合作研创了小麦和玉米基于产量反应和农学效率的推荐施肥方法。同时结合计算机技术，建立问答式界面，把复杂的施肥原理简化为农技推广部门和农民方便使用的养分管理专家系统－Nutrient Expert，简称NE 系统。NE 系统通过了解过去3～5年的产量水平和施肥历史就可以完成施肥推荐，既适合指导农户，也适合大面积区域推荐施肥。 NE 系统推荐施肥的原理是，用不施肥区的养分吸收或产量水平表征土壤基础肥力，地块施肥后作物产量反应越大，则土壤基础肥力越低，肥料推荐量越高;而农学效率是施入单位养分的作物增产量。该方法在汇总过去十几年全国范围的肥料田间试验的基础上，建立了作物产量反应、农学效率及养分吸收与利用信息的数据库，基于土壤基础养分供应特征、作物农学效率与产量反应的内在关系、以及作物最佳养分吸收和利用特征参数，建立了基于产量反应和农学效率的推荐施肥模型。氮肥推荐主要依据作物农学效率和产量反应的相关关系获得，并根据地块具体信息适当调整;磷肥和钾肥推荐主要依据作物产量反应所需的养分量以及补充作物地上部移走量所需的养分量求算。作物秸秆还田带入的养分也在推荐用量中综合考虑。NE 系统可以帮助农户选择基于4R 的养分管理原则，即选择合适的肥料品种和适宜的肥料用量，在合适的施肥时间施在恰当的位置。自2009年以来，在我国小麦和玉米种植区不同气候条件开展了应用NE 系统推荐施肥工作。多年多点田间试验结果表明，该方法在保证作物产量的前提下，能够科学减施氮肥和磷肥，提高了肥料利用率，也推动了钾肥的平衡施用，增加了农民收入。尤其在土壤测试条件不具备或测试结果不及时的情况下，NE系统是优选的指导施肥的新方法。这种协调经济、社会和环境效应的养分管理方法，是当前施肥技术的重要革新和突破性的重大进展，显示出强劲而广阔的应用前景。我国农业主要以农户经营为主体，复种指数高，作物种植茬口紧，依据土壤测试指导施肥存在测试推荐不及时和成本高等难题。中国农业科学院农业资源与农业区划研究所与国际植物营养研究所合作研创了小麦和玉米基于产量反应和农学效率的推荐施肥方法。同时结合计算机技术，建立问答式界面，把复杂的施肥原理简化为农技推广部门和农民方便使用的养分管理专家系统－Nutrient Expert，简称NE 系统。NE 系统通过了解过去3～5年的产量水平和施肥历史就可以完成施肥推荐，既适合指导农户，也适合大面积区域推荐施肥。NE 系统推荐施肥的原理是，用不施肥区的养分吸收或产量水平表征土壤基础肥力，地块施肥后作物产量反应越大，则土壤基础肥力越低，肥料推荐量越高;而农学效率是施入单位养分的作物增产量。该方法在汇总过去十几年全国范围的肥料田间试验的基础上，建立了作物产量反应、农学效率及养分吸收与利用信息的数据库，基于土壤基础养分供应特征、作物农学效率与产量反应的内在关系、以及作物最佳养分吸收和利用特征参数，建立了基于产量反应和农学效率的推荐施肥模型。氮肥推荐主要依据作物农学效率和产量反应的相关关系获得，并根据地块具体信息适当调整;磷肥和钾肥推荐主要依据作物产量反应所需的养分量以及补充作物地上部移走量所需的养分量求算。作物秸秆还田带入的养分也在推荐用量中综合考虑。NE 系统可以帮助农户选择基于4R 的养分管理原则，即选择合适的肥料品种和适宜的肥料用量，在合适的施肥时间施在恰当的位置。自2009年以来，在我国小麦和玉米种植区不同气候条件开展了应用NE 系统推荐施肥工作。多年多点田间试验结果表明，该方法在保证作物产量的前提下，能够科学减施氮肥和磷肥，提高了肥料利用率，也推动了钾肥的平衡施用，增加了农民收入。尤其在土壤测试条件不具备或测试结果不及时的情况下，NE系统是优选的指导施肥的新方法。这种协调经济、社会和环境效应的养分管理方法，是当前施肥技术的重要革新和突破性的重大进展，显示出强劲而广阔的应用前景。