四大自然区域和全国玉米土壤氮素丰缺指标推荐施肥系统

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb19010034

中国农学通报 ›› 2020, Vol. 36 ›› Issue (14): 80-87.doi: 10.11924/j.issn.1000-6850.casb19010034

所属专题：玉米

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四大自然区域和全国玉米土壤氮素丰缺指标推荐施肥系统

孙洪仁¹, 张吉萍², 冮丽华³, 吕玉才⁴, 王应海⁵

¹ 中国农业大学草业科学与技术学院,北京 100193
² 北京六凯农业科技有限公司,北京 100095
³ 北京薯网农业科学研究院,北京 100043
⁴ 凯风新农（北京）科技有限公司,北京 100095
⁵ 北京东方润泽生态科技股份有限公司,北京 100086

收稿日期:2019-01-07 修回日期:2019-04-24 出版日期:2020-05-15 发布日期:2020-05-20
作者简介:孙洪仁,男,1965年出生,吉林怀德人,副教授,硕士,研究方向：牧草与作物水肥管理。通信地址：100193 北京市海淀区圆明园西路2号中国农业大学草业科学与技术学院,Tel：010-62733083,E-mail： sunhongren@cau.edu.cn。
基金资助:
国家现代农业产业技术体系建设项目“现代牧草产业技术体系”(CARS-35)

Corn Fertilizer Recommendation System Based on Abundance-deficiency Index of Soil N in Four Great Natural Regions and Whole China

Sun Hongren¹, Zhang Jiping², Gang Lihua³, Lv Yucai⁴, Wang Yinghai⁵

¹ College of Grassland Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193
² Beijing Liukai Agriculture Sci. &Tech Co., Ltd, Beijing 100095
³ Beijing Potato Net Agriculture Science Academy, Beijing 100043
⁴ Beijing Cofine Sci. &Tech Co., Ltd, Beijing 100095
⁵ Beijing Insentek Technology Co., Ltd, Beijing 100086

Received:2019-01-07 Revised:2019-04-24 Online:2020-05-15 Published:2020-05-20

摘要/Abstract

摘要：

为了给玉米测土施氮提供科学依据,采用零散理论数据整合法、土壤养分含量与缺素处理相对产量回归方程法和“养分平衡—地力差减法”确定适宜施肥量新应用公式,开展了东北平原、黄淮海平原、黄土高原、西南山地丘陵区和全国玉米土壤氮素丰缺指标与适宜施氮量研究。结果表明：东北平原玉米土壤碱解氮第1~7级丰缺指标依次为≥417、263~417、166~263、105~166、67~105、42~67、<42 mg/kg,黄淮海平原依次为≥177、124~177、87~124、61~87、42~61、30~42、<30 mg/kg,黄土高原依次为≥191、131~191、90~131、62~90、43~62、30~43、<30 mg/kg,西南山地丘陵区依次为≥349、221~349、140~221、88~140、56~88、36~56、<36 mg/kg;全国玉米土壤全氮第1~7级丰缺指标依次为≥3.5、2.1~3.5、1.2~2.1、0.70~1.2、0.42~0.70、0.25~0.42、<0.25 g/kg;全国玉米土壤有机质第2~7级丰缺指标依次为≥58、30~58、15~30、7.4~15、3.8~7.4、<3.8 g/kg。当氮肥当季利用率40%时,土壤氮素丰缺级别第1~7级的籽实玉米（目标产量6~15 t/hm ²）适宜施氮量范围依次为0~0、35~86、69~173、104~259、138~345、173~431、207~518 kg/hm ²,青贮玉米（目标产量30~120 t/hm ²）依次为0~0、30~120、60~240、90~360、120~480、150~600和180~ 720 kg/hm ²。

关键词: 中国, 玉米, 青贮玉米, 测土施肥, 碱解氮, 全氮, 有机质, 丰缺指标, 施肥量

Abstract:

To provide a scientific basis for corn N fertilization, the abundance-deficiency index (ADI) of soil N and the appropriate N fertilizer application rates (ANFAR) for corn in the northeast plain, the Huang-huai-hai plain, the loess plateau, the southwest hilly area and the whole China were studied. The methods of scattered theoretical data integration, regression equation between soil N content and relative yield of no N fertilizer treatment, and the new applied formula based on “nutrient balance and projected yield minus soil fertility yield” for determining the appropriate fertilizer application rates were employed. The results showed that the ADI of soil alkaline hydrolysis nitrogen (SAHN) for corn in the northeast plain for the first to the seventh level (FTSL) was ≥417, 263-417, 166-263, 105-166, 67-105, 42-67 and <42 mg/kg, respectively. The ADI of SAHN for corn in the Huang-huai-hai plain was ≥177, 124-177, 87-124, 61-87, 42-61, 30-42 and <30 mg/kg, respectively. The ADI of SAHN of corn in the loess plateau were ≥191, 131-191, 90-131, 62-90, 43-62, 30-43 and <30 mg/kg, respectively. ADI of SAHN for corn in the southwest hilly area was ≥349, 221-349, 140-221, 88-140, 56-88, 36-56 and <36 mg/kg, respectively. The ADI of soil total nitrogen for corn in the whole China for the FTSL were ≥3.5, 2.1-3.5, 1.2-2.1, 0.70-1.2, 0.42-0.70, 0.25-0.42 and <0.25 g/kg. The ADI of soil organic matter for corn in the whole China for the second to the seventh level were ≥58, 30-58, 15-30, 7.4-15, 3.8-7.4 and <3.8 g/kg, respectively. When the nitrogen fertilizer use efficiency in current season was 40%, the range of the ANFAR for grain corn (target yield of 6-15 t/hm ²) for the FTSL was 0-0, 35-86, 69-173, 104-259, 138-345, 173-431 and 207-518 kg/hm ², respectively. The range of the ANFAR for silage corn (target yield of 30-120 t/hm ²) for the FTSL was 0-0, 30-120, 60-240, 90-360, 120-480, 150-600 and 180-720, respectively.

Key words: China, corn, silage corn, soil testing and fertilizer recommendation, alkaline hydrolysis nitrogen, total nitrogen, organic matter, abundance-deficiency index, fertilizer application rate

中图分类号:

S153.6
S519

孙洪仁, 张吉萍, 冮丽华, 吕玉才, 王应海. 四大自然区域和全国玉米土壤氮素丰缺指标推荐施肥系统[J]. 中国农学通报, 2020, 36(14): 80-87.

Sun Hongren, Zhang Jiping, Gang Lihua, Lv Yucai, Wang Yinghai. Corn Fertilizer Recommendation System Based on Abundance-deficiency Index of Soil N in Four Great Natural Regions and Whole China[J]. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2020, 36(14): 80-87.

图/表 10

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养分	自然区域	行政区域	回归方程	样本数 (n)	缺氮处理相对产量
养分	自然区域	行政区域	回归方程	样本数 (n)	50%	60%	70%	80%	90%	100%
碱解氮/ (mg/kg)	东北平原	吉林东部^[11]	y=28.977 lnx -71.163	58		92	131	184	260	368
		吉林中部^[11]	y=21.901 lnx -21.926	69			67	105	166	262
		吉林西部^[11]	y=30.332 lnx -68.758	49	50	70	97	135
		吉林东辽^[12]	y=42.602 lnx -144.17	32			153	193	244	308
		辽宁省^[13]	y=100-52.3303×10 Exp(-0.0026x)	32		45	93	161
		辽宁北部^[14]	y=39.7378 lnx -28.4674	24	72	93	119	153	197	254
		黑龙江虎林^[15]☆	y=31.121 lnx -95.272	30			203	279	385
	黄淮海平原	河北涿州^[16]	y=50.36 lnx -144.78	10			71	87	106	129
		山东莱阳^[17]	y=24.04 lnx -22.05	20		30	46	70	106
		山东郯城^[18]☆	y=x/(0.0063x+0.544)	7			68	88	113
		山东临沂河东^[19]☆	y=43.96 lnx -118.27	20			72	91	114
		山东阳谷^[20]☆	y=110.607 lgx-122.98	7				68	84
		山东烟台牟平^[21]	y=43.257 lnx -119.93	23	51	64	81	102	128	162
		山东阳信^[22]☆	y=60.277 lnx -196.52	15			83	98	116
		山东泰安岱岳^[23]	y=20.36 lnx -9.8084	12			50	82	135
	黄土高原	山西原平^[24]	y=27.510 lnx -45.482				67	96	138
		陕西黄陵^[25]	y=33.523 lnx -41.735	15				38	51	69
		陕西铜川耀州^[26]	y=28.527 lnx -52.972	13	37	53	75	106
		陕西关中平原^[27]	y=24.809 lnx -23.774	62				66	98	147
		陕西宝鸡陈仓^[28]	y=22.158 lnx -11.722	26		26	40	63	99
		甘肃平凉^[29]☆	y=36.372 lnx -83.513	56			68	90	118
		甘肃庄浪^[30]	y=53.518 lnx -169.72	10	61	73	88	106	128	154
		甘肃会宁^[31]	y=27.973 lnx -45.035	24	30	43	61	87	125
		甘肃靖远^[32]	y=47.776 lnx -133.36	6			71	87	107
	西南山地丘陵区	陕西安康^[33]	y=27.03 lnx -53.829	13	47	67	98	141	205
		陕西安康^[34]	y=72.465 lnx -284.47	17	101	116	133	153	176	202
		四川中部丘陵^[35]	y=1.226x+48.429	146		46	116	186	256
		四川合江^[36]	y=31.943 lnx -65.873	17	38	52	70	96	132	180
		重庆长寿^[37]	y=33.184 lnx -74.552	31	43	58	78	105	142	193
		云南省^[38]	y=18.538 lnx -12.599	384	29	50	86	148	253	434
碱解氮/ (mg/kg)	西南山地丘陵区	云南曲靖^[39]	y=27.26 lnx -55.31	74	48	69	99	143	207	298
碱解氮/ (mg/kg)	西南山地丘陵区	云南永善^[40]	y=13.37 lnx +16.62	20			54	115	242	511
全氮/ (g/kg)	全国	内蒙古科尔沁右翼中旗^[41]☆	y=23.799 lnx +70.481	30			1	1.5	2.3
		内蒙古扎鲁特旗^[42]☆	y=44.997 lnx +60.188	38			1.2	1.6	1.9
		内蒙古锡林浩特^[43]☆	y=19.3 lnx +74.52	40			0.8	1.3	2.2
		内蒙古乌拉特中旗^[44]☆	y=30.674 lnx +81.079	30			0.7	1	1.3
		内蒙古河套平原^[45]	y=21.317 lnx +83.393	155	0.2	0.3	0.5	0.9	1.4	2.2
		内蒙古杭锦旗^[46]	y=29.289 lnx +90.909	25		0.35	0.5	0.7	1	1.4
		甘肃白银平川^[47]	y=26.495 lnx +77.589	21	0.4	0.5	0.8	1.1	1.6
		甘肃会宁^[31]	y=29.048 lnx +69.03	24	0.5	0.7	1	1.5	2.1
		四川中部丘陵^[35]	y=15.066x+52.51	146		0.5	1.2	1.8
		安徽淮北^[48]	y=56.657 lnx +47.049	28	1	1.3	1.5	1.8
有机质/ (g/kg)	全国	内蒙古锡林浩特^[43]☆	y=19.83 lnx +21.41	40			12	19	32
		山西原平^[24]☆	y =14.326 lnx +34.997				12	23	47
		安徽淮北^[48]	y=59.052 lnx -95.284	46	12	14	16	20	23	27
		湖南红壤^[49]	y=22.74 lnx -2.06	57	10	15	24	37	57
		湖南水稻土^[49]	y=23.32 lnx -5.71	99	11	17	26	40	61
		四川中部丘陵^[35]	y=1.226x+48.429	146	1	9	18	26	34	42

养分	自然区域	行政区域	回归方程	样本数 (n)	缺氮处理相对产量
养分	自然区域	行政区域	回归方程	样本数 (n)	50%	60%	70%	80%	90%	100%
碱解氮/ (mg/kg)	东北平原	吉林东部^[11]	y=28.977 lnx -71.163	58		92	131	184	260	368
		吉林中部^[11]	y=21.901 lnx -21.926	69			67	105	166	262
		吉林西部^[11]	y=30.332 lnx -68.758	49	50	70	97	135
		吉林东辽^[12]	y=42.602 lnx -144.17	32			153	193	244	308
		辽宁省^[13]	y=100-52.3303×10 Exp(-0.0026x)	32		45	93	161
		辽宁北部^[14]	y=39.7378 lnx -28.4674	24	72	93	119	153	197	254
		黑龙江虎林^[15]☆	y=31.121 lnx -95.272	30			203	279	385
	黄淮海平原	河北涿州^[16]	y=50.36 lnx -144.78	10			71	87	106	129
		山东莱阳^[17]	y=24.04 lnx -22.05	20		30	46	70	106
		山东郯城^[18]☆	y=x/(0.0063x+0.544)	7			68	88	113
		山东临沂河东^[19]☆	y=43.96 lnx -118.27	20			72	91	114
		山东阳谷^[20]☆	y=110.607 lgx-122.98	7				68	84
		山东烟台牟平^[21]	y=43.257 lnx -119.93	23	51	64	81	102	128	162
		山东阳信^[22]☆	y=60.277 lnx -196.52	15			83	98	116
		山东泰安岱岳^[23]	y=20.36 lnx -9.8084	12			50	82	135
	黄土高原	山西原平^[24]	y=27.510 lnx -45.482				67	96	138
		陕西黄陵^[25]	y=33.523 lnx -41.735	15				38	51	69
		陕西铜川耀州^[26]	y=28.527 lnx -52.972	13	37	53	75	106
		陕西关中平原^[27]	y=24.809 lnx -23.774	62				66	98	147
		陕西宝鸡陈仓^[28]	y=22.158 lnx -11.722	26		26	40	63	99
		甘肃平凉^[29]☆	y=36.372 lnx -83.513	56			68	90	118
		甘肃庄浪^[30]	y=53.518 lnx -169.72	10	61	73	88	106	128	154
		甘肃会宁^[31]	y=27.973 lnx -45.035	24	30	43	61	87	125
		甘肃靖远^[32]	y=47.776 lnx -133.36	6			71	87	107
	西南山地丘陵区	陕西安康^[33]	y=27.03 lnx -53.829	13	47	67	98	141	205
		陕西安康^[34]	y=72.465 lnx -284.47	17	101	116	133	153	176	202
		四川中部丘陵^[35]	y=1.226x+48.429	146		46	116	186	256
		四川合江^[36]	y=31.943 lnx -65.873	17	38	52	70	96	132	180
		重庆长寿^[37]	y=33.184 lnx -74.552	31	43	58	78	105	142	193
		云南省^[38]	y=18.538 lnx -12.599	384	29	50	86	148	253	434
碱解氮/ (mg/kg)	西南山地丘陵区	云南曲靖^[39]	y=27.26 lnx -55.31	74	48	69	99	143	207	298
碱解氮/ (mg/kg)	西南山地丘陵区	云南永善^[40]	y=13.37 lnx +16.62	20			54	115	242	511
全氮/ (g/kg)	全国	内蒙古科尔沁右翼中旗^[41]☆	y=23.799 lnx +70.481	30			1	1.5	2.3
		内蒙古扎鲁特旗^[42]☆	y=44.997 lnx +60.188	38			1.2	1.6	1.9
		内蒙古锡林浩特^[43]☆	y=19.3 lnx +74.52	40			0.8	1.3	2.2
		内蒙古乌拉特中旗^[44]☆	y=30.674 lnx +81.079	30			0.7	1	1.3
		内蒙古河套平原^[45]	y=21.317 lnx +83.393	155	0.2	0.3	0.5	0.9	1.4	2.2
		内蒙古杭锦旗^[46]	y=29.289 lnx +90.909	25		0.35	0.5	0.7	1	1.4
		甘肃白银平川^[47]	y=26.495 lnx +77.589	21	0.4	0.5	0.8	1.1	1.6
		甘肃会宁^[31]	y=29.048 lnx +69.03	24	0.5	0.7	1	1.5	2.1
		四川中部丘陵^[35]	y=15.066x+52.51	146		0.5	1.2	1.8
		安徽淮北^[48]	y=56.657 lnx +47.049	28	1	1.3	1.5	1.8
有机质/ (g/kg)	全国	内蒙古锡林浩特^[43]☆	y=19.83 lnx +21.41	40			12	19	32
		山西原平^[24]☆	y =14.326 lnx +34.997				12	23	47
		安徽淮北^[48]	y=59.052 lnx -95.284	46	12	14	16	20	23	27
		湖南红壤^[49]	y=22.74 lnx -2.06	57	10	15	24	37	57
		湖南水稻土^[49]	y=23.32 lnx -5.71	99	11	17	26	40	61
		四川中部丘陵^[35]	y=1.226x+48.429	146	1	9	18	26	34	42

目标产量/(t/hm²)	级别	7	6	5	4	3	2	1
目标产量/(t/hm²)	相对产量/%	<50	50~60	60~70	70~80	80~90	90~100	>100
6.0	A	≥166	138	110	83	55	28	0
	B	≥207	173	138	104	69	35	0
	C	≥276	230	184	138	92	46	0
7.5	A	≥207	173	138	104	69	35	0
	B	≥259	216	173	129	86	43	0
	C	≥345	288	230	173	116	57	0
9.0	A	≥248	207	166	124	83	41	0
	B	≥311	259	207	155	104	52	0
	C	≥414	346	275	207	139	68	0
10.5	A	≥290	242	193	145	97	48	0
	B	≥362	302	242	181	121	60	0
	C	≥483	403	321	242	162	80	0
12.0	A	≥331	276	221	166	110	55	0
	B	≥414	345	276	207	138	69	0
	C	≥552	461	367	276	185	91	0
13.5	A	≥373	311	248	186	124	62	0
	B	≥466	388	311	233	155	78	0
	C	≥621	519	413	311	208	103	0
15.0	A	≥414	345	276	207	138	69	0
	B	≥518	431	345	259	173	86	0
	C	≥690	576	459	345	231	114	0

目标产量/(t/hm²)	级别	7	6	5	4	3	2	1
目标产量/(t/hm²)	相对产量/%	<50	50~60	60~70	70~80	80~90	90~100	>100
6.0	A	≥166	138	110	83	55	28	0
	B	≥207	173	138	104	69	35	0
	C	≥276	230	184	138	92	46	0
7.5	A	≥207	173	138	104	69	35	0
	B	≥259	216	173	129	86	43	0
	C	≥345	288	230	173	116	57	0
9.0	A	≥248	207	166	124	83	41	0
	B	≥311	259	207	155	104	52	0
	C	≥414	346	275	207	139	68	0
10.5	A	≥290	242	193	145	97	48	0
	B	≥362	302	242	181	121	60	0
	C	≥483	403	321	242	162	80	0
12.0	A	≥331	276	221	166	110	55	0
	B	≥414	345	276	207	138	69	0
	C	≥552	461	367	276	185	91	0
13.5	A	≥373	311	248	186	124	62	0
	B	≥466	388	311	233	155	78	0
	C	≥621	519	413	311	208	103	0
15.0	A	≥414	345	276	207	138	69	0
	B	≥518	431	345	259	173	86	0
	C	≥690	576	459	345	231	114	0

目标产量(t/hm²)	级别	7	6	5	4	3	2	1
目标产量(t/hm²)	相对产量/%	<50	50~60	60~70	70~80	80~90	90~100	>100
30	A	≥144	120	96	72	48	24	0
	B	≥180	150	120	90	60	30	0
	C	≥240	200	160	120	80	40	0
45	A	≥216	180	144	108	72	36	0
	B	≥270	225	180	135	90	45	0
	C	≥360	301	239	180	121	60	0
60	A	≥288	240	192	144	96	48	0
	B	≥360	300	240	180	120	60	0
	C	≥480	401	319	240	161	79	0
75	A	≥360	300	240	180	120	60	0
	B	≥450	375	300	225	150	75	0
	C	≥600	501	399	300	201	99	0
90	A	≥432	360	288	216	144	72	0
	B	≥540	450	360	270	180	90	0
	C	≥720	601	479	360	241	119	0
105	A	≥504	420	336	252	168	84	0
	B	≥630	525	420	315	210	105	0
	C	≥840	701	559	420	281	139	0
120	A	≥576	480	384	288	192	96	0
	B	≥720	600	480	360	240	120	0
	C	≥960	802	638	480	322	158	0

四大自然区域和全国玉米土壤氮素丰缺指标推荐施肥系统

Corn Fertilizer Recommendation System Based on Abundance-deficiency Index of Soil N in Four Great Natural Regions and Whole China

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级别		7	6	5	4	3	2	1
相对产量		<50	50~60	60~70	70~80	80~90	90~100	≥100
碱解氮/ (mg/kg)	东北平原	<42	42~67	67~105	105~166	166~263	263~417	≥417
	黄淮海平原	<30	30~42	42~61	61~87	87~124	124~177	≥177
	黄土高原	<30	30~43	43~62	62~90	90~131	131~191	≥191
	西南山地丘陵区	<36	36~56	56~88	88~140	140~221	221~349	≥349
全氮/(g/kg)	全国	<0.25	0.25~0.42	0.42~0.70	0.70~1.2	1.2~2.1	2.1~3.5	≥3.5
有机质/(g/kg)	全国	<3.8	3.8~7.4	7.4~15	15~30	30~58	≥58

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