[发明专利]一种基于土壤地力和冠层光谱的水稻高产诊断施氮肥方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是农业高产施肥与面源污染控制技术领域，具体涉及一种基于土壤地力和冠层光谱的水稻高产诊断施氮肥方法。

背景技术

粮食生产离不开化肥的施用，目前我国农田化肥用量普遍过高，导致化肥利用率低下，化肥造成的面源污染现象突出。我国稻田单季氮肥用量平均为12公斤/亩，比世界平均用量高出65％左右；太湖流域部分高产田的单季氮肥用量更是高达18-22公斤/亩，其中氮肥利用率仅有30％-35％，大量化肥氮的使用不仅不利于水稻高产，还会污染地下水、使江河湖泊富营养化。为了防治农田化肥面源污染，中央政府明确提出，到2020年，在保证粮食安全的前提下要实现化肥零增长，这就要求我们必须兼顾高产和环境需求。因此，如何根据土壤地力和作物高产的养分需求进行因地因作物的精确施肥，从而提高氮肥利用率，确保高产，是目前亟待解决的一个技术问题。

而目前传统的水稻高产施肥方法如测土配方施肥法多采用目标产量吸氮量减去土壤基础供氮量或者无氮空白区作物吸氮量计算出合理施氮量，在此基础上根据传统的经验分配基追比，往往基肥用量偏多。近年来发展起来的实地氮肥管理方法(SSNM)在此基础上利用叶绿素仪(SPAD-502仪)或者叶色卡测定出来的叶片SPAD值或叶色对追肥用量进行调整，可有效避免氮肥的过多投入，但诊断精度受测定叶片、具体测定位置等的影响，需要测定多张叶片；此外具体追肥用量确定时并没有考虑追肥时期对氮肥利用率的影响。因此，如何综合考虑土壤地力对前期用肥比例的影响、追肥时期对氮肥利用率的影响、单叶测定对群体氮素诊断精度的影响，发展一种新的施肥方法是急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术上存在的不足，本发明目的是在于提供一种基于土壤地力和冠层光谱的水稻高产诊断施氮肥方法，能够提高水稻氮肥利用率，提高水稻产量，减少氮素损失造成的环境风险，达到精确施氮、提高肥料利用率、减少氮素损失、确保水稻高产稳产的目的。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于土壤地力和冠层光谱的水稻高产诊断施氮肥方法，包括基于土壤地力和目标产量的水稻合理施氮量确定、基于土壤地力的高产水稻氮素适宜前后期分配比例、基于土壤地力的基肥和蘖肥分配比例确定、基于水稻冠层光谱的氮素营养实时诊断方法以及相关参数的校准方法、基于水稻冠层NDVI的追肥用量计算方法以及穗肥的配套施用方法：

其中，第一步，首先公开了基于土壤地力和目标产量的水稻合理施氮量确定：即根据水稻高产目标产量(Y)和百公斤稻谷吸氮量(N₁₀₀)计算出水稻需氮量(GNU)(公式1)，其中目标产量(Y)可设定为该区域同类品种的最高产量或者在平均产量的基础上增加5％，百公斤稻谷吸氮量(N₁₀₀)，常规粳稻取值为2.1，常规籼稻为1.8，杂交稻为1.7。

第二步，公开了基于土壤地力的高产水稻氮素适宜前后期分配比例：太湖流域一季中稻地区，对于低地力土壤，前期(基肥与蘖肥)与后期(促花肥、穗肥和粒肥等)分配比例为6：4，中地力和高地力土壤，分配比例为5：5；双季稻区前期与后期的适宜用肥比例以7：3为宜，其中，低地力土壤是指不施氮肥时水稻基础产量低于正常施肥水稻产量的70％，或者土壤全氮含量低于1.5％，且有机质含量低于2.0％。

第三步，公开了基于土壤地力的基肥和蘖肥分配比例的确定以及基蘖肥的施用方法：太湖流域一季中稻地区，对于低地力土壤，基肥的比例以占前期用肥的30-40％为宜，在田块翻耕时深施下去，60-70％的前期用肥要在插秧后10-12天施用，以促进分蘖，为高产搭好丰产架子；对于中高地力土壤，基肥与蘖肥的分配比例对产量无显著影响，不做具体限制；对于双季稻区，基蘖肥的运筹比例统一按照3：7进行分配，即基肥占30％，蘖肥占70％。低地力土壤的定义如前所述。基肥施用在土地翻耕前均匀撒施，然后深耕(10-15厘米)，使肥料深埋入地下。基肥推荐施用三元复合配方肥，氮磷钾比例以1：0.4：1为宜。蘖肥推荐施用尿素，采用以水带氮的方法，即水稻水层落干后，将肥料均匀撒施到田里，然后缓慢灌水，小水细流，使肥料随水溶解后逐渐渗透到土壤里。肥料用量等于施氮量(F)除以肥料的含氮量。