全 文 ：第 12卷 第 4期
2 0 0 4年 1 0月
中 国 生 态 农 业 学 报
Chinese Journal of Eco—Agriculture
Vo1．12 NO．4
0ct．． 2004
土壤养分与春小麦产量关系及最佳施肥量研究
薛正平 杨星卫 段项锁 陆 贤 袁志明
(上海精准农业技术有限公司 上海 200030)(宁夏农垦局 银川 750000)
摘 要 土壤养分与春小麦产量关系及最佳施肥量研 究结果表 明，春小麦产量与土壤养分关系十分密切，尤其与
土壤有机质、碱解氮含量相关性较好，而与速效磷和速效钾关系较差；土壤养分供 N量严重不足 、部分缺 P但富 K，
这与产量一养分敏感性分析结论相一致；春小麦最佳施 N量较常规减少 10％，施 P量减少 15％。
关键词 土壤养分 春小麦产量 相关关系 最佳施肥量
Study on the relationship between soil nutrient and spring wheat yield an d optimum fertilization．XUE Zheng—Ping，
YANG Xing-Wei．DUAN Xiang-Suo，LU Xian(Shanghai Precision Agriculture Technique Ltd．，Shanghai 200030)，
YUAN Zhi—Ming(Ningxia Province Farm Bureau，Yinchuan 750000)，CJEA，2004，12(4)：110～112
Abstract The relationship between soil nutrient and spring wheat yield and optimum fertilization are studied．The results
show that the yield and soil nutrient have a close relationship，especialy the nutrients of soil organic and Hydrolysis N，but
the effects of available P and available K are not very significant．There is a lack of N in particular，P in partial and K is
very rich in soil．These results are in a good fit with the yield—nutrient sensitivity．The optimum fertilization of N is cut
down 10％ than norma1．P is cut down 15％ ．
Key words Soil nutrient，Spring wheat yield，Correlativity，Optimum fertilization
1 试验材料与方法
试验在宁夏农垦局暖泉农场精准农业示范基地进行，该地位于黄河西、贺兰山东，属淡灰钙土和风积物
(沙土)土壤。土壤取样时间为 2001年 10月下旬，面积 36．7hm ，间
距 57m×57m，共取样 118个，采样点通过 GPS定位(见图 1)，前茬
作物为水稻和玉米。分析土样有机质、碱解氮、速效磷、速效钾、全盐
和微量元素 cu、Zn、Mn等含量及 pH值。选定高、中、低肥力田块 ，
高 肥 区土壤有机质、碱解 氮和速效磷含量分 别为 12．026g／kg、
59．02mg／kg和 18．17mg／kg，中肥区分别为 9．211g／kg、48．49mg／kg
和 16．24mg／kg，低 肥区分 别为 0．8626g／kg、42．09mg／kg和 13．58
mg／kg，于春小麦抽穗扬花期(6月 4日)在高、中、低肥力田块各取 3
图1 土壤养分取样点分布 条田，每条田定 3个测点，每测点取 20株春小麦，调查其旗叶、倒 2
F g 1 l he distribution of洲l sampn“g 叶和倒 3叶叶面积，获得平均单株叶面积；灌浆成熟期(7月 10日)
各取 3条田，每条田定 20 个测点，每测点取 20株春小麦 ，调查其株高、穗长、小穗数、收获穗、穗粒数和千粒
重。2002年 7月上旬用智能收割机对该田块进行收割、测产。智能测产系统运用 GPS定位 ，运用冲量原理
获取春小麦产量(4m×4m)，并在 FarmGIS上生成产量图 ¨ 。根据上述资料，分析土壤养分和产量的空间
变异及其相关性，运用土壤养分供给量模型计算土壤供肥能力，并将所得春小麦最佳施肥量指标与农场生产
实际进行比较。
2 结果与分析
土壤主要养分、春小麦产量空间变异。研究表明采样田块土壤养分状况总体较差 ，特别是土壤 N素和
有机质含量较低 ，盐分和 pH值较高。土壤养分的空间变异以速效磷和全盐为最大，变异系数≥30％，属强
变异；其次为碱解氮和有机质，20％≤变异系数<30％，为中等变异 ；速效钾、pH变异系数≤20％，为弱变异
(见表 1)。智能测产收割机实际测产 12块条田(共 20块条田)。由表 2可知春小麦智能测产平均产量为
收稿 日期：2003—05—25 改回日期：2003—06—28
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第 4期 薛正平等：土壤养分与春小麦产量关系及最佳施肥量研究 II1
= I18。
5580kg／hm。，与实际产 量 5880kg／hm
误 差 5．1％。条 田 间 产 量 差 异 达
2055kg／hm。，为 平均产 量 5550kg／hm
的37％；条田间最高产量为最低产量的
1．7～3．0倍 ，平均 2．7倍，变异系数为
10％～23％，平均 17％，小于养分(pH
除外)变异系数。栽培管理措施使产量
空间变异趋于减小。
土壤养分与春小麦产量的关系。
不同测产区春小麦植株及产量变化见表
3。表 3表明除千粒重等外，大部分植株
及产量性状表现为随田块肥力的下降而
下降。取与土壤养分测点距离最近的 5
个(梅花型)产量数据求其均值，分析产
量与土壤养分相关性结果表明，产量与
土壤有机质含量关系最密切，48个样本
表 2 春小麦产量空间变异(2002)
Tab．2 Spatial variations of spring wheat yield in 2002
的相关系数(r)为 0．6796，碱解氮相关系数为 0．5446，置信度均达 99．9％，与速效磷、速效钾关系较差，相关系
数分别为 0．2280和0．04123。其相关性与土壤 N、P、K供给量密切相关，即土壤中该养分要素的供给量越少，
产量对此养分要素的敏感性越强(见图2～5)。产量与土壤盐分(r=0．608)、pH值(r：0．1519)相关性不明显。
表 3 不同测产区春小麦植株及产量的变化
Tab．3 Variation of plant and yield of spring wheat in different fields
量
皇
岳
5 7 9 11 13 15
有机质含量，m乎
圈2 土壤有机质含■与春小麦产量的关系
№．2 Relationship 0f soil organicmater and spriIlgwheat yield
7t)【)t)
6OO0
堂 5000
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40o0
0 20 40 60 80 100
碱解氮含itnng-kg。
圈3 土壤碱解氮含■与春小麦产■的关系
№．3 ReIa 0f s0il hyd10I N and印ringwheat删
土壤养分供给量评价
与春小麦最佳施肥量。运
用土壤养分供给量模型得
出土壤 N、P、K供给量定
量结果，其计算 公式见 文
献[2，3]，土壤供 N量计算
中考虑小麦全生育期平均
温度对土壤有机氮矿化、
土壤全 N、土壤有机质含
量 、土壤pH值 、土壤供N
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112 中 国 生 态 农 业 学 报 第 12卷
童
{L
岳
5 10 15 20 25 30
速效礴含量，In乎k呈『
图4 土壤速效磷含量与春小麦产量的关系
№．4 Relationship of soil available P and spring wheat yield
80 100 120 140 16O 180
速效钾含量，In乎kg
图5 土壤速效钾含量与春小麦产量的关系
5 Rdafi0nship of s0il availableK and Sp咖 Wheat yield
效率等对土壤供 N量的
影响，土壤供 P O 量考
虑土壤速效磷含量、土
壤 pH、土壤供 P效率、
土壤 P利用系数等。土
壤供 K，O量考虑土壤速
效钾含量、土壤 K 当季
利用系数等。图 6为各
养分测定点土壤供 P量
变化，下横线为平均供 P
量，上横线 为春小麦产
量 6000kg／hm 时需P量。图6表明部分测点土壤供P量能满足春小麦需要，大部分则未能满足春小麦需
要。土壤供 N和供 K图形与土壤供 P图形类似。每生产 100kg春小麦籽粒需吸收 N、P、K量分别为
2．8kg、1．1kg和3．0kg。春小麦产量为 6000kg／hm2时需纯 N168kg／hm2、P20566kg／hm2、K20 180kg,]hm2 ，土
壤平均供 N 29．4kg／hm2，P2O，44．4kg／hm ，K 0292．5kg／hm ，土壤 N素缺IZl>4／5，P素缺IZl约为 1／3，而 K
素则大量盈余。其评价结
果与 以往 田间试验、专家
经验及产量对土壤 N、P、K
敏感程度分析一致。最佳
施肥量 =(供需差额 ×该
养分要素含量)／月巴料利用
率 ，据此可得试 区春小麦
最 佳 施 N 量 为 295．5
kg／hm ，较前 3年平均减
少 34．05kg／hm ，减 幅
10％；最 佳 施 P O 量 为
平均需P量 ．
- i 鼬
’
’
曙 占 一
o
。占
I I量
1 19 37 55 73 91 109
采样点编号
图 6 土壤供 P量变化
Fig．6 Variation of soil available P supply
~ N／kg·hm
图 7 春小麦施 N量与单产的关系
№．7 Relationship of application of N and spring what yield
142．5 kg／hm ，减少 55．5kg／hm ，减幅 15％，K肥可不施用。1987～2002年暖泉农场纯 N使用总量与春小
麦单产对应关系(置信度 98％)表明，春小麦产量随施 N量增加呈抛物线变化，最佳施 N量(抛物线顶点)为
300 kg／hm (见图7)。春小麦产量随施 P量变化与之类似。暖泉农场土壤肥力较差，但过量施肥并非能提
高产量，反而增加成本。
3 小 结
宁夏暖泉农场被测田块土壤养分空间变异以速效磷、盐分最大 ，碱解氮、有机质和速效钾次之，pH变异
最小；产量空间变异总体小于土壤养分变异。产量与土壤有机质、碱解氮含量密切相关 ，与速效磷、速效钾、
土壤盐分、pH值关系不密切。根据土壤养分供给量计算可得春小麦最佳施 N量比 目前实际施用量减少
10％，施 P量减少 15％，结果与生产实际相吻合。
参 考 文 献
1 谢高地等．水稻精准种植技术的集成研究．中国生态农业学报，2003，11(1)：44～47
2 高亮之等．小麦栽培模拟优化决策系统(WCSODS)．江苏农业学报，2000，16(2)：65～72
3 曹宏鑫等．作物生态平衡施肥决策系统的研究．计算机与农业，2000(11)：8～12
4 Liu eheng liang，et a1．Yield Monitor System of Combine Harvester Using Differential Global Position System．Session 6：Information Teeh—
nology of Agriculture．Beijing，China：ICAST，2001．337～340
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