專利名稱：一種土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)的田間試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域，特別涉及一種土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)的田間試驗(yàn)方法。
背景技術(shù)：
目前土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)，又稱土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)，在作物施肥推薦過(guò)程中，主要用以評(píng)價(jià)土壤養(yǎng)分水平，據(jù)此確定施肥量的多少。簡(jiǎn)單地說(shuō)，土壤供應(yīng)養(yǎng)分能力強(qiáng)的農(nóng)田，較少的肥料用量即可滿足作物健康生長(zhǎng)的需要，反之，則需要較多的肥料(養(yǎng)分)。土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)是根據(jù)土壤養(yǎng)分測(cè)定值與作物產(chǎn)量之間的相關(guān)性來(lái)確定的，通常按照相對(duì)產(chǎn)量法對(duì)土壤養(yǎng)分進(jìn)行指標(biāo)分級(jí)。相對(duì)產(chǎn)量是指在作物施肥試驗(yàn)中，未施某種養(yǎng)分的小區(qū)(缺素區(qū))經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與施此種養(yǎng)分的小區(qū)(全肥區(qū))經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量的比值，相對(duì)產(chǎn)量反應(yīng)了土壤供應(yīng)養(yǎng)分能力的大小，因此，可根據(jù)相對(duì)產(chǎn)量的高低確定土壤養(yǎng)分的等級(jí)指標(biāo)。如土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)全國(guó)協(xié)作組1982-1985的試驗(yàn)中，周鳴錚等把土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)劃分為5個(gè)等級(jí)，相對(duì)產(chǎn)量>90%為“高”，90%-70%為“中”，70%-50%為“低”，<50%為“極低”，相對(duì)產(chǎn)量100%為“極高”；黃德明等(1986)按小麥相對(duì)產(chǎn)量的75%、85%、95%和100%作為北京郊區(qū)潮土小麥田極低、低、中、高和極高的分級(jí)指標(biāo)；全國(guó)測(cè)土配方施肥技術(shù)規(guī)范(修訂稿，2006)，按作物相對(duì)產(chǎn)量低于50%、50%-75%、75%-95%和大于95%，將土壤養(yǎng)分為極低、低、中和高4個(gè)等級(jí)。確定土壤某種養(yǎng)分的分級(jí)指標(biāo)，一般要進(jìn)行大量的田間肥料試驗(yàn)。試驗(yàn)點(diǎn)的選擇不僅要有區(qū)域代表性，而且要考慮區(qū)域內(nèi)不同的土壤類型，尤其需要選擇不同養(yǎng)分水平的農(nóng)田進(jìn)行全肥區(qū)(施該種養(yǎng)分)和缺素區(qū)(不施該種養(yǎng)分)多年多點(diǎn)試驗(yàn)，試驗(yàn)量非常大，試驗(yàn)周期一般在3年以上，這需要花費(fèi)大量的人力、物力和財(cái)力，而且試驗(yàn)精確度也難以保證。如土壤養(yǎng)分豐缺指標(biāo)全國(guó)協(xié)作組花費(fèi)了 4年時(shí)間(1982-1985)在全國(guó)15省(市、區(qū))19種土壤上進(jìn)行速效氮、磷、鉀豐缺指標(biāo)研究，安排了 700多個(gè)試驗(yàn)，部分土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)到1988年(黃德明)才報(bào)道。因此，建立一種能夠克服現(xiàn)有土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)田間試驗(yàn)技術(shù)中存在的布置試驗(yàn)點(diǎn)多、耗時(shí)長(zhǎng)、試驗(yàn)精確度低等問(wèn)題，且簡(jiǎn)便可行、試驗(yàn)精度較高的田間試驗(yàn)方法，具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)的田間試驗(yàn)方法，所述方法簡(jiǎn)便可行，試驗(yàn)精度較高，可大量減少試驗(yàn)點(diǎn)和試驗(yàn)周期，能在較短年限內(nèi)建立區(qū)域性土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)，并可節(jié)省大量的人力和物力。本發(fā)明的一種土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)的田間試驗(yàn)方法包括如下步驟:(I)選擇某種養(yǎng)分含量低的農(nóng)田或通過(guò)在農(nóng)田中不施該種養(yǎng)分肥料種植1-2季作物將該種養(yǎng)分耗至所述低含量水平；(2)將農(nóng)田隨機(jī)分為不同處理小區(qū)，設(shè)置該種養(yǎng)分肥料不同施用量將各處理小區(qū)的土壤中該種養(yǎng)分調(diào)節(jié)至不同水平，所述該種養(yǎng)分肥料施用量至少有5個(gè)不同處理水平，其中包含I個(gè)當(dāng)?shù)赝扑]施肥量；(3)待肥料在各處理小區(qū)土壤中分解轉(zhuǎn)化后，測(cè)定各處理小區(qū)土壤中該種養(yǎng)分的
含量;(4)進(jìn)行田間試驗(yàn)，獲得各處理小區(qū)的產(chǎn)量及其相對(duì)產(chǎn)量，所述相對(duì)產(chǎn)量等于各處理小區(qū)的產(chǎn)量與所述施肥量為當(dāng)?shù)赝扑]施肥量的處理小區(qū)的產(chǎn)量之比；(5)試驗(yàn)結(jié)束后，建立土壤該種養(yǎng)分與作物相對(duì)產(chǎn)量間的回歸方程，按照相對(duì)產(chǎn)量法計(jì)算相應(yīng)的土壤該種養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)。優(yōu)選地，所述養(yǎng)分為有效磷、速效鉀、速效氮、有效鋅或有效硼。更優(yōu)選地，所述養(yǎng)分為有效磷、速效鉀。優(yōu)選地，上述步驟(I)中選擇試驗(yàn)農(nóng)田時(shí)，可在同一區(qū)域選擇3個(gè)以上的試驗(yàn)點(diǎn)同時(shí)開展試驗(yàn)，以使結(jié)果更有說(shuō)服力。優(yōu)選地，上述步驟(I)中農(nóng)田中所述養(yǎng)分的低含量水平為:有效磷(P) < 5mg/kg、速效鉀(K) < 50mg/kg、速效氮(N) < 30mg/kg、有效鋅(Zn) < 0.5mg/kg 或有效硼(B)
<0.2mg/kg 等。優(yōu)選地，上述步驟(2)中土壤中所述養(yǎng)分的不同水平及其相應(yīng)肥料施用量的設(shè)置方法如下:以步驟(I)中所述該種養(yǎng)分的低含量水平為起點(diǎn)，土壤有效磷、速效鉀、速效氮、有效鋅和有效硼含量相鄰水平間隔分別設(shè)為2-8、25-35、25-35、0.5-1和0.5-lmg/kg,按每畝20cm 土層土壤重量15X 104kg,每提高lmg/kg某種有效(速效)養(yǎng)分需施相應(yīng)的純養(yǎng)分0.15kg，相鄰水平間隔施磷、鉀、氮、鋅和硼肥量分別為P0.3-1.2kg (BPP2O50.69-2.75kg)、Κ3.75-5.25kg (即 Κ204.52-6.33kg)、Ν3.75-5.25kg、Zn0.075-0.15kg(即 ZnSO4.7Η200.33-0.66kg)、B0.075-0.15kg (即 Na2B4O7.IOH2O0.66-1.33kg),其中磷在土壤中易被固定，施用量可適當(dāng)加大，如上述P0.3-1.2kg (P2O5O- 69-2.75kg)可提高到P0.44-1.76kg (即 P2O5L 0-4.0kg)。進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟(2)中土壤中所述養(yǎng)分肥料的不同水平的施肥量至少含有一個(gè)高于該養(yǎng)分當(dāng)?shù)赝扑]施肥量的施肥量。優(yōu)選地，上述步驟(2)中所述不同肥料施用量的各處理水平，可進(jìn)行多個(gè)重復(fù)試驗(yàn)，比如3或4個(gè)，且步驟(3)、步驟(4)中分別以所述不同重復(fù)的相同處理水平的土壤中該種養(yǎng)分含量的平均值、作物產(chǎn)量的平均值作為該試驗(yàn)的值，以便減少試驗(yàn)過(guò)程中的誤差，獲得更為可靠效果。優(yōu)選地，上述步驟(3)中測(cè)定土壤養(yǎng)分中有效磷含量的方法為Olsen方法，測(cè)定速效鉀含量的方法為醋酸銨法，但不限于這些測(cè)定方法，如測(cè)定土壤有效磷含量的方法也可為Bray法、Mehlich3法等,測(cè)定速效鉀含量的方法也可為Mehlich3法等。優(yōu)選地，上述步驟(5)中所述土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)包括5個(gè)等級(jí)，對(duì)應(yīng)地，所述相對(duì)產(chǎn)量法的4個(gè)分級(jí)臨界值分別為50%、75%、95%和100%,即:< 50%為“極低”，50%_75% (含50% 和 75%)為“低”，75%-95% (含 95%)為“中”，95%_100% (含 100%)為“高”，> 100% 為“極高”。優(yōu)選地，上述步驟(5)中所述土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)也可以是包括4個(gè)等級(jí)的指標(biāo)，對(duì)應(yīng)地，所述相對(duì)產(chǎn)量法的3個(gè)分級(jí)臨界值分別為50%、75%和95%，即:< 50%為“極低”，50%-75% (含 50% 和 75%)為“低”，75%-95% (含 95%)為“中”，95%-100% (含 100%)為“高”。本發(fā)明的另一目的是提供所述方法在同一農(nóng)田中進(jìn)行養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)試驗(yàn)中的應(yīng)用。本發(fā)明的一種土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)的田間試驗(yàn)方法具有如下優(yōu)點(diǎn):(I)本發(fā)明方法通過(guò)施用不同量某種養(yǎng)分肥料將各處理小區(qū)的土壤中該種養(yǎng)分調(diào)節(jié)至不同水平，可在同一農(nóng)田進(jìn)行養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)試驗(yàn)，避免現(xiàn)有的制訂土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)方法需在不同養(yǎng)分水平農(nóng)田進(jìn)行多點(diǎn)試驗(yàn)的缺陷，具有成本大大降低，周期顯著縮短的明顯優(yōu)勢(shì)。(2)本發(fā)明方法所有不同養(yǎng)分水平的處理小區(qū)均在同一農(nóng)田，試驗(yàn)條件一致，避免了現(xiàn)有方法不同地點(diǎn)間的試驗(yàn)誤差，因而顯著提高了試驗(yàn)的可靠性。(3)本發(fā)明方法簡(jiǎn)便可行，試驗(yàn)精度較高，可大量減少試驗(yàn)點(diǎn)和試驗(yàn)周期，能在較短年限內(nèi)建立區(qū)域性土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)，并可節(jié)省大量的人力和物力。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1本實(shí)施例采用如下方法獲得豫北地區(qū)棉田土壤有效磷的分級(jí)指標(biāo)。1、通過(guò)不施磷肥種植I年棉花將試驗(yàn)地土壤有效磷耗至較低水平試驗(yàn)地上年土壤有效磷含量7.2mg/kg,為了達(dá)到試驗(yàn)要求,上一年該試驗(yàn)地全部不施磷肥種植棉花；種植I年棉花后，試驗(yàn)地當(dāng)年土壤有效磷含量降低至2.lmg/kg。2、根據(jù)理論計(jì)算0-20cm 土層的土壤有效磷含量每提高lmg/kg，每畝需施用
0.15kg P (即P2O50.34kg)，考慮磷在土壤中的固定等因素，按土壤有效磷含量每提高Img/kg每畝需施用0.22kg P (即0.5kgP205)計(jì)算。將該試驗(yàn)地隨機(jī)區(qū)組排列分為18個(gè)不同處理小區(qū)進(jìn)行不同水平磷肥施用量的處理，每個(gè)水平的處理重復(fù)3次試驗(yàn)，即有6個(gè)不同處理小區(qū)進(jìn)行每次試驗(yàn)，現(xiàn)以其中I次試驗(yàn)的過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明，其他2次重復(fù)試驗(yàn)過(guò)程相同。試驗(yàn)中設(shè)置6個(gè)處理小區(qū)1、2、3、4、5、6，其土壤有效磷含量設(shè)計(jì)目標(biāo)分別為
2.1,4.0,7.5,12.5,17.0,25.0mg/kg，磷肥(P2O5)施用量分別為 0,0.95,2.7,5.2,7.45、
11.45kg/畝，其中處理小區(qū)5施用量為當(dāng)?shù)赝扑]磷肥施用量(相當(dāng)于全肥處理)，所有處理小區(qū)的N和K2O全生育期施用量分別為15kg/畝和8kg/畝；2月25日施用基肥，包括氮肥50%，全部磷、鉀肥。3、在施用基肥后57天(4月23日)，磷肥在土壤中已完全分解轉(zhuǎn)化，采取各處理小區(qū)0-20cm 土層樣品，用Olsen方法分別測(cè)定各處理小區(qū)土壤的有效磷含量，3次重復(fù)試驗(yàn)的相同處理水平的處理小區(qū)1、2、3、4、5、6 土壤中有效磷含量實(shí)際測(cè)定平均值分別為2.1、
4.5、7.1、13.1、16.6、23.6mg/kg。4、4月25日播種棉花，各處理后續(xù)田間管理措施一致。棉花收獲后，獲得各處理小區(qū)棉花籽棉產(chǎn)量，相對(duì)產(chǎn)量等于各處理小區(qū)的籽棉產(chǎn)量與處理小區(qū)5的籽棉產(chǎn)量之比，計(jì)算3次重復(fù)試驗(yàn)的籽棉產(chǎn)量及相對(duì)產(chǎn)量的平均值。各處理小區(qū)的土壤有效磷含量與籽棉相對(duì)產(chǎn)量平均值結(jié)果如表I所示。表I各處理小區(qū)的土壤有效磷含量與籽棉相對(duì)產(chǎn)量平均值
權(quán)利要求
1.一種土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)的田間試驗(yàn)方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟: (1)選擇某種養(yǎng)分含量低的農(nóng)田或通過(guò)在農(nóng)田中不施該種養(yǎng)分肥料種植1-2季作物將該種養(yǎng)分耗至低含量水平； (2)將農(nóng)田隨機(jī)分為不同處理小區(qū)，設(shè)置該種養(yǎng)分肥料不同施用量將各處理小區(qū)的土壤中該種養(yǎng)分調(diào)節(jié)至不同水平，所述該種養(yǎng)分肥料施用量至少有5個(gè)不同處理水平，其中包含I個(gè)當(dāng)?shù)赝扑]施肥量； (3)待肥料在各處理小區(qū)土壤中分解轉(zhuǎn)化后，測(cè)定各處理小區(qū)土壤中該種養(yǎng)分的含量; (4)進(jìn)行田間試驗(yàn)，獲得各處理小區(qū)的產(chǎn)量及其相對(duì)產(chǎn)量，所述相對(duì)產(chǎn)量等于各處理小區(qū)的產(chǎn)量與所述施肥量為當(dāng)?shù)赝扑]施肥量的處理小區(qū)的產(chǎn)量之比； (5)試驗(yàn)結(jié)束后，建立土壤該種養(yǎng)分與作物相對(duì)產(chǎn)量間的回歸方程，按照相對(duì)產(chǎn)量法計(jì)算相應(yīng)的土壤該種養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述養(yǎng)分為有效磷、速效鉀、速效氮、有效鋅或有效硼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，步驟(I)中農(nóng)田中所述養(yǎng)分的低含量水平為:有效磷< 5mg/kg、速效鉀< 50mg/kg、速效氮< 30mg/kg、有效鋅< 0.5mg/kg或有效硼<0.2mg/kg。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，步驟(2)中土壤中所述養(yǎng)分的不同水平及其相應(yīng)肥料施用量的設(shè)置方法如下:以步驟(I)中所述該種養(yǎng)分的低含量水平為起點(diǎn)，土壤有效磷、速效鉀、速效氮、有效鋅和有效硼含量相鄰水平間隔分別設(shè)為2-8、25-35、25_35、0.5-1 和 0.5-lmg/kg,按每畝 20cm 土層土壤重量 15X104kg,每提高 lmg/kg 該種養(yǎng)分需施相應(yīng)的純養(yǎng)分0.15kg，相鄰水平間隔施磷、鉀、氮、鋅和硼肥量分別為P0.3-1.2kg、K3.75-5.25kg、N3.75-5.25kg、Zn0.075-0.15kg、B0.075-0.15kg。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述不同肥料施用量的各處理水平，進(jìn)行多個(gè)重復(fù)試驗(yàn)，且步驟(3)、步驟(4)中分別以所述不同重復(fù)的相同處理水平的土壤中該種養(yǎng)分含量的平均值、作物產(chǎn)量的平均值作為該試驗(yàn)的值。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，步驟(2)中所述重復(fù)試驗(yàn)的個(gè)數(shù)為3或4個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(3)中測(cè)定土壤養(yǎng)分中有效磷含量的方法為Olsen法、Bray法或Mehlich3法；測(cè)定土壤養(yǎng)分中速效鉀含量的方法為醋酸銨法或Mehlich3法。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(5)中所述土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)包括5個(gè)等級(jí)，所述相對(duì)產(chǎn)量法的4個(gè)分級(jí)臨界值分別為50%、75%、95%和100%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，步驟(5)中所述土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)包括4個(gè)等級(jí)，所述相對(duì)產(chǎn)量法的3個(gè)分級(jí)臨界值分別為50%、75%和95%。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述方法在同一農(nóng)田中進(jìn)行養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)試驗(yàn)中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)的田間試驗(yàn)方法，所述方法包括如下步驟(1)選擇某種養(yǎng)分含量低的農(nóng)田或通過(guò)在農(nóng)田中不施該種養(yǎng)分肥料種植1-2季作物將該種養(yǎng)分耗至低含量水平；(2)將農(nóng)田隨機(jī)分為不同處理小區(qū)，設(shè)置該種養(yǎng)分肥料不同施用量將各處理小區(qū)的土壤中該種養(yǎng)分調(diào)節(jié)至不同水平；(3)待肥料在各處理小區(qū)土壤中分解轉(zhuǎn)化后，測(cè)定各處理小區(qū)的土壤中該種養(yǎng)分的含量；(4)進(jìn)行田間試驗(yàn)，獲得各處理小區(qū)的產(chǎn)量及其相對(duì)產(chǎn)量；(5)建立土壤該種養(yǎng)分與作物相對(duì)產(chǎn)量間的回歸方程，按照相對(duì)產(chǎn)量法計(jì)算相應(yīng)的土壤該種養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)。本發(fā)明方法簡(jiǎn)便可行，可在較短年限內(nèi)建立區(qū)域性土壤養(yǎng)分分級(jí)指標(biāo)，并可節(jié)省大量的人力和物力。
文檔編號(hào)G01N33/24GK103116013SQ201310043968
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月4日
發(fā)明者董合林, 李鵬程, 劉愛忠, 李如意 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所