本發(fā)明屬于農(nóng)作物施磷，具體為一種基于量化作物根際土壤磷生物活化周轉(zhuǎn)量確定磷肥施用量的算法。

背景技術(shù)：

1、磷與糧食生產(chǎn)密切相關(guān)。施入田間的磷肥參與作物產(chǎn)量形成必須要經(jīng)歷3個(gè)過程：(1)土壤固定過程：磷肥中的磷酸根離子極易與土壤溶液中的ca2+、fe2+、fe3+和al3+等金屬陽離子發(fā)生沉淀反應(yīng)，形成難溶性的磷酸鹽化合物，導(dǎo)致磷被固定在土壤固相中而暫時(shí)地失去有效性。(2)生物活化過程：作物根際存在大量功能微生物群落，它們不僅能通過釋放質(zhì)子、有機(jī)酸陰離子、鐵載體和各類磷酸酶活化磷，還能通過微生物量周轉(zhuǎn)活化磷。土壤微生物量磷mbp庫的周轉(zhuǎn)不僅是土壤有效磷的重要來源，還是土壤磷素生物活化的可量化指標(biāo)。(3)吸收過程：對(duì)于菌根作物(例如，玉米、小麥、棉花等)而言，它們有根系和菌根兩條磷吸收利用途徑。充分挖掘作物根際磷高效利用生物學(xué)潛力是提高作物磷肥利用效率的一條可持續(xù)途徑。

2、確定最佳磷肥施用量對(duì)促進(jìn)作物健康生長和提高產(chǎn)量、延長磷資源使用壽命以及減少農(nóng)業(yè)磷的面源污染至關(guān)重要。目前，確定磷肥推薦用量的方法大致可分為兩類：一類是基于土壤速效磷水平確定磷肥推薦用量的方法，稱為測(cè)土推薦施肥；另一類是通過田間肥料效應(yīng)試驗(yàn)，利用數(shù)學(xué)模型模擬施磷量與作物產(chǎn)量的關(guān)系，從而獲得最佳磷肥推薦量。然而，這兩類方法更多地是關(guān)注作物產(chǎn)量的響應(yīng)，忽視了作物根際磷高效利用生物學(xué)潛力，導(dǎo)致推薦的磷肥用量往往高于作物的實(shí)際需磷量，使多余的磷肥累積在土壤中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于量化作物根際土壤磷生物活化周轉(zhuǎn)量確定磷肥施用量的算法，技術(shù)方案包括：

2、1)確定作物目標(biāo)產(chǎn)量磷素需求量pd；

3、2)確定作物根際微生物量磷的活化周轉(zhuǎn)通量m；

4、3)確定施肥地塊土壤的磷肥有效性損失率f；

5、4)建立定量施磷算法

6、所述作物目標(biāo)產(chǎn)量磷素需求量pd的確定方法為：將農(nóng)田過去3年作物的平均產(chǎn)量設(shè)置為施肥作物的目標(biāo)產(chǎn)量，并將其對(duì)應(yīng)的磷素吸收量作為該地塊該作物下一季的目標(biāo)產(chǎn)量磷素需求量pd。

7、所述確定施肥地塊作物根際微生物量磷的活化周轉(zhuǎn)通量m的確定方法為：按月或周測(cè)定施肥地塊作物生育期內(nèi)耕層土壤的微生物量磷含量mbp和土壤容重ρ。施肥地塊作物根際微生物量磷的活化周轉(zhuǎn)通量m＝ρ×v×∑δmbp，v為單位面積耕層土壤的體積。

8、所述確定施肥地塊土壤的磷肥有效性損失率f的確定方法為：在土壤基礎(chǔ)磷素水平一致的試驗(yàn)地塊種植作物，設(shè)置不施磷和施磷兩個(gè)處理，按作物正常生長需求量施用氮鉀肥，按高于作物磷需求量施用磷肥，以使得土壤速效磷水平有明顯變化；作物收獲后，測(cè)定不施磷處理的耕層土壤olsen-p含量a0和磷吸收量u0以及施磷處理的耕層土壤olsen-p含量ap和磷吸收量up，施肥地塊土壤的磷肥有效性損失率

9、在建立定量施磷算法之后，當(dāng)需要應(yīng)用時(shí)，進(jìn)行：計(jì)算最佳磷肥用量，并按照最佳磷肥用量進(jìn)行施肥。

10、本發(fā)明的有益效果在于：

11、1.本發(fā)明提供的定量施磷模型計(jì)算出的磷肥推薦用量，在保證作物產(chǎn)量的前提下，比基于土壤速效磷水平的恒量監(jiān)控技術(shù)推薦的用量減少了25.3％(圖2)，使農(nóng)田的肥料磷輸入量與作物帶走量基本平衡。

12、2.首次將磷肥在土壤中的有效性損失和土壤生物活化過程的定量納入磷肥管理體系，能夠在區(qū)域或地塊尺度上使施磷量更加精準(zhǔn)。

技術(shù)特征：

1.一種基于量化作物根際土壤磷生物活化周轉(zhuǎn)量確定磷肥施用量的算法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于量化作物根際土壤磷生物活化周轉(zhuǎn)量確定磷肥施用量的算法，其特征在于，所述作物目標(biāo)產(chǎn)量磷素需求量pd的確定方法為：將農(nóng)田過去3年作物的平均產(chǎn)量設(shè)置為施肥作物的目標(biāo)產(chǎn)量，并將其對(duì)應(yīng)的磷素吸收量作為該地塊該作物下一季的目標(biāo)產(chǎn)量磷素需求量pd。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于量化作物根際土壤磷生物活化周轉(zhuǎn)量確定磷肥施用量的算法，其特征在于，所述確定施肥地塊作物根際微生物量磷的活化周轉(zhuǎn)通量m的確定方法為：按月或周測(cè)定施肥地塊作物生育期內(nèi)耕層土壤的微生物量磷含量mbp和土壤容重ρ；施肥地塊作物根際微生物量磷的活化周轉(zhuǎn)通量m＝ρ×v×∑δmbp，v為單位面積耕層土壤的體積。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于量化作物根際土壤磷生物活化周轉(zhuǎn)量確定磷肥施用量的算法，其特征在于，所述確定施肥地塊土壤的磷肥有效性損失率f的確定方法為：在土壤基礎(chǔ)磷素水平一致的試驗(yàn)地塊種植作物，設(shè)置不施磷和施磷兩個(gè)處理，按作物正常生長需求量施用氮鉀肥，按高于作物磷需求量施用磷肥，以使土壤速效磷水平有明顯變化；作物收獲后，測(cè)定不施磷處理的耕層土壤olsen-p含量a0和磷吸收量u0以及施磷處理的耕層土壤olsen-p含量ap和磷吸收量up；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于量化作物根際土壤磷生物活化周轉(zhuǎn)量確定磷肥施用量的算法，其特征在于，在建立定量施磷算法之后，當(dāng)需要應(yīng)用時(shí)，進(jìn)行：計(jì)算最佳磷肥用量，并按照最佳磷肥用量進(jìn)行施肥。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于量化作物根際土壤磷生物活化周轉(zhuǎn)量確定磷肥施用量的算法；包括：確定作物目標(biāo)產(chǎn)量磷素需求量；確定作物根際微生物量磷的活化周轉(zhuǎn)通量；確定施肥地塊土壤的磷肥有效性損失率；建立定量施磷算法。本發(fā)明提供的定量施磷算法計(jì)算出的磷肥推薦用量，在保證作物產(chǎn)量的前提下，比基于土壤速效磷水平的恒量監(jiān)控技術(shù)推薦的用量減少，使農(nóng)田的肥料磷輸入量與作物帶走量基本平衡。

技術(shù)研發(fā)人員：馮固,李炎龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21