黑土地平衡施肥数量及其种类配比研究

doi:10.11924/j.issn.1000-6850.casb2025-0029

摘要/Abstract

摘要：

为简化施肥量确定方法并优化肥料养分配比，本研究基于修正的施肥量计算公式，建立了施肥量权衡选择法及养分相对丰度法。利用权衡选择法，计算得出东北黑土区主要土壤类型（风沙土、壤性黑钙土、典型黑土）种植玉米、小麦和花生所需要的施肥量。计算结果与当地的实际施肥量吻合，表明现行施肥量处于适宜水平；利用养分相对丰度法，计算了不同土壤-作物组合下掺混肥或复合肥的优化配比方案，推荐东北黑土区相应土壤类型配制掺混肥或复合肥采用N:P₂O₅:K₂O=25:10:15的配比方案，以实现施肥量与作物养分需求的匹配。在土壤有效养分供给量与肥料损失量平衡的条件下，施肥量应遵循“按需供给”原则，并精准匹配作物养分需求阈值。

关键词: 施肥量, 种类配比, 权衡选择法, 相对丰度法, 黑土

Abstract:

In order to simplify the determination method of fertilizer application rate and accurately match the types and proportions of fertilizers. Utilizing a modified formula for calculating fertilizer rate, a trade-off selection method for determining fertilizer rate and a relative abundance method for matching type ratios were established. The trade-off selection method was used to calculate the required fertilizer rate for planting corn, wheat, and peanuts in sandy black calcareous soil, loamy black calcareous soil, and typical black soil in the Northeast Black Soil Region, which are close to the actual local fertilizer rate and indicate that the local fertilizer rate are not excessive. The relative abundance method was used to calculate the mixing or compound fertilizer ratios needed for different crops in various plots, recommending a N:P₂O₅:K₂O ratio of 25:10:15 for preparing mixed or compound fertilizers for corresponding soil types in the Northeast Black Soil Region to match suitable fertilizer rate. Under the scenario where the amount of available nutrients supplied from the soil equals the loss from the applied fertilizer, the fertilization rate should follow the principle，how much is needed for crops growing, how much to apply.

Key words: fertilizer rate, type ratio, trade-off selection method, relative abundance method, black soil

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图/表 9

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类别	N	P	K	备注
玉米元素含量/(mg/kg)	9628.2±194.7	1989.5±57.5	5784.3±84.9	—
玉米生长需要/(kg/hm²)	250.3	51.7	150.4	总生物量×整株元素含量
土壤0~20 cm层有效元素含量/(mg/kg)	88.1±9.2	12.2±1.7	70.5±7.8	—
土壤0~20 cm层有效元素总量/(kg/hm²)	193.9	26.9	155.1	10000 m²×0.2 m×容重1.1 g/cm³×有效元素含量
土壤20~40 cm层有效元素含量/(mg/kg)	49.4±7.7	4.1±1.0	67.5±6.7	—
土壤20~40 cm层有效元素总量/(kg/hm²)	108.8	9.1	148.5	10000 m²×0.2 m土层×容重1.1 g/cm³×有效元素含量
土壤0~40 cm层元素总量/(kg/hm²)	302.7	36.0	303.6	0~20 cm土层元素总量+20~40 cm土层元素总量
垄台0~40 cm层元素总量/(kg/hm²)	151.3	18.0	151.8	深度扩展1倍，面积缩小1倍

类别	N	P	K	备注
玉米元素含量/(mg/kg)	9628.2±194.7	1989.5±57.5	5784.3±84.9	—
玉米生长需要/(kg/hm²)	250.3	51.7	150.4	总生物量×整株元素含量
土壤0~20 cm层有效元素含量/(mg/kg)	88.1±9.2	12.2±1.7	70.5±7.8	—
土壤0~20 cm层有效元素总量/(kg/hm²)	193.9	26.9	155.1	10000 m²×0.2 m×容重1.1 g/cm³×有效元素含量
土壤20~40 cm层有效元素含量/(mg/kg)	49.4±7.7	4.1±1.0	67.5±6.7	—
土壤20~40 cm层有效元素总量/(kg/hm²)	108.8	9.1	148.5	10000 m²×0.2 m土层×容重1.1 g/cm³×有效元素含量
土壤0~40 cm层元素总量/(kg/hm²)	302.7	36.0	303.6	0~20 cm土层元素总量+20~40 cm土层元素总量
垄台0~40 cm层元素总量/(kg/hm²)	151.3	18.0	151.8	深度扩展1倍，面积缩小1倍

土壤有效N 利用率/%	土壤有效N 供给量/(kg/hm²)		所施肥料N利用率/%
土壤有效N 利用率/%	土壤有效N 供给量/(kg/hm²)		25%	35%	45%	55%	65%	75%	85%
20	30.3	N施肥量	880.6	629.0	489.2	400.3	338.7	293.5	259.0*
30	45.4		820.0	585.7	455.6	372.7	315.4	273.3	241.2*
40	60.5		759.5	542.5	422.0	345.2	292.1	253.2*	223.4
50	75.7		699.0	499.3	388.3	317.7	268.8*	233.0*	205.6
60	90.8		638.5	456.1	354.7	290.2	245.6*	212.8	187.8
70	105.9		578.0	412.8	321.1	262.7*	222.3	192.7	170.0
80	121.0		517.4	369.6	287.5	235.2*	199.0	172.5	152.2
90	136.2		456.9	326.4	253.8*	207.7	175.7	152.3	134.4

土壤有效N 利用率/%	土壤有效N 供给量/(kg/hm²)		所施肥料N利用率/%
土壤有效N 利用率/%	土壤有效N 供给量/(kg/hm²)		25%	35%	45%	55%	65%	75%	85%
20	30.3	N施肥量	880.6	629.0	489.2	400.3	338.7	293.5	259.0*
30	45.4		820.0	585.7	455.6	372.7	315.4	273.3	241.2*
40	60.5		759.5	542.5	422.0	345.2	292.1	253.2*	223.4
50	75.7		699.0	499.3	388.3	317.7	268.8*	233.0*	205.6
60	90.8		638.5	456.1	354.7	290.2	245.6*	212.8	187.8
70	105.9		578.0	412.8	321.1	262.7*	222.3	192.7	170.0
80	121.0		517.4	369.6	287.5	235.2*	199.0	172.5	152.2
90	136.2		456.9	326.4	253.8*	207.7	175.7	152.3	134.4

类别	N	P	K	备注
玉米元素含量/(mg/kg)	10962.1±258.2	2020.4±104.3	7574.3±467.1	—
玉米生长需要/(kg/hm²)	321.7	59.3	222.3	总生物量×整株元素含量
土壤0~20 cm层有效元素含量/(mg/kg)	89.2±10.2	20.1±5.1	217.1±17.2	—
土壤0~20 cm层有效元素总量/(kg/hm²)	196.1	44.2	477.5	10000 m²×0.2 m×容重1.1 g/cm³×有效元素含量
土壤20~40 cm层有效元素含量/(mg/kg)	75.3±5.2	8.6±1.8	174.3±29.6	—
土壤20~40 cm层有效元素总量/(kg/hm²)	165.7	19.0	383.4	10000 m²×0.2 m土层×容重1.1 g/cm³×有效元素含量
土壤0~40 cm层元素总量/(kg/hm²)	361.9	63.1	860.9	0~20 cm土层元素总量+20~40 cm土层元素总量
垄台0~40 cm层元素总量/(kg/hm²)	180.9	31.6	430.5	深度扩展1倍，有效肥提供面积缩小1倍
施肥种类	N/尿素	P/磷酸二铵	K/硫酸钾	—
权衡选择法确定的施肥量/(kg/hm²)	325.1/706.8	57.2/248.8	223.9/497.5	合计1339 kg/hm²（减二铵所含N的等量尿素114 kg/hm²）