计量施肥的方法
出处：按学科分类—农业科学 中国农业出版社《果树施肥手册》第271页（11533字）
1．调查研究法 此种方法简单易行，是当前果树生产上普遍采用的方法。我国果区农民长期的生产实践积累和总结出诸多宝贵的施肥经验。因此，对当地果园施肥种类、数量、比例和方法进行广泛地调查，对不同产区不同果园的树势、产量和品质等与施肥的关系进行综合分析，总结施肥效果，确定既能保证树势，又能获得早产、丰产、优质的最佳施肥量，并在生产实践中结合看天、看地、看树施肥，不断加以验正、调整，为建立科学施肥的规范化模式提供实践数据。通过广泛调查，总结地方施肥经验与效果，可以得出果树的惯用施肥量。这种方法合乎实际，简而易行。
(1)基肥 苹果树惯用量，幼树每年株施厩肥25～50千克，初果树为100～150千克(或人粪尿20～25千克)，盛果树为100～200千克(或绿肥50千克)。
(2)追肥 苹果幼树每次每株施硫酸铵0．5千克左右，盛果树为1．0～1．5千克。
山东省苹果成年树的施肥量如表5－10所示。辽南苹果施肥量见表5－11、5－12，各地梨丰产园施肥量见表5－13，桃树施肥量见表5－14，葡萄施肥量见表5－15，干果施肥量见表5－16，以柿树龄和产量为依据的施肥量见表5－17、5－18、5－19，核桃园施肥量见表5－20，柑橘园施肥量见表5－21、5－22。
表5－10 山东省苹果成年树每50千克果施用纯肥(千克)
表5－11 辽南苹果施肥参照表(单株)
表5－12 小苹果不同树龄施肥量(千克／株)
表5－13 各地梨树丰产园施肥量
表5－14 桃园施肥实例
表5－15 不同土壤条件下的葡萄施肥量(克／株)
表5－16 干果的施肥量(千克／公顷)
表5－17 柿不同树龄施肥量
表5－18 以柿树龄为依据的施肥量(千克／千米2)
(日本奈良县果树研究会，富有柿为例)
表5－19 以柿产量为依据的施肥量(千克／千米2)
(日本奈良县果树研究会)
表5－20 核桃园的年施肥量
(法国)
表5－21 柑橘丰产大树施肥量(千克／株)
(中国农业科学院柑橘研究所)
表5－22 柑橘施肥用量参考表(千克／株)
2．田间肥效试验法 按各产区对不同树种、品种树龄等进行田间肥料试验，根据试验结果确定施肥量。这种方法科学可靠，可指导当地生产。在长期的生产过程中，果树科研者和果农相结合，通过大量田间多点定株肥效试验，将多年试验数据进行数理统计和综合分析，确定出氮磷钾及其它营养元素的适用比例与用量。例如1～5年生温州蜜柑幼树，一般需氮磷钾的比例为10∶2．5～4∶5，15～20年生的结果树为5∶3∶4。在我国苹果主产区渤海湾棕壤土地带的施肥量，幼果树为2∶2∶1或1∶2∶1，结果树为2∶2∶2。这一比例说明果树幼树期需磷较多(磷有利于根系生长)，而结果树则需较多氮和钾。从国外(表5－23)资料看，成年树也有需氮钾较多的趋势。因此，还要根据树种、品种、气候、土壤、树势等状况随时调整各营养元素的比例和施肥量。
表5－23 三要素施用量及其比例
3．叶分析法 近20年来广泛应用叶分析来确定和调整果树的施肥量。果树叶片一般能较及时准确地反映树体营养状况，从而确定土壤供应各种养分的能力。分析叶片，不仅能诊断肉眼见到的元素失调症状，分析出多种营养元素不足或过剩，分辨出几种元素引起的相似症状，且能在病症出现前及早测知。因此借助叶片分析可及时施入适宜的肥料种类、比例和用量，以保证果树的正常生长结果。
叶片营养元素含量常用树种、品种、树龄、砧木和产区等而异(表5－24、5－25)。确定施肥量时最好以当地树种、品种等叶片分析结果为依据。
表5－24 主要果树叶片分析结果(干物重%)
表5－25 国光苹果树龄与叶成分的关系*
(森，1953)
*单位：干物重%。
叶片某营养元素的含量在一定范围内与产量成正相关。据河北果树所报道(1976)，晋县河头村鸭梨丰产田连续19年平均公顷产量7．5万千克，其叶片含氮量为2．0%～2．2%；若叶片含氮量在1．5%左右的树株，则产量低而不稳。
叶分析可用来指导施肥工作，因此叶分析与土壤分析、生物化学分析相结合，即能提供树体元素的组成与比例的数据，又能揭示各元素在各生长周期内的生理活性，又能反映土壤供肥状况，可为计量施肥提供更科学的依据。
4．果树施肥量的计算方法 果树的施肥量，应是果树各器官生长中吸收的肥料量(根据各器官分析而来)减去土壤供肥量(土壤测试值)。还要考虑有一部分肥料的流失与被固定。
目前国外确定果树最佳施肥量的最先进的方法是根据大量田间试验和土壤、植株分析等科学资料，应用计算机(电子信息技术)计算最佳施肥量。此外尚无统一的简单易行的科学方法可循。如利用电子信息技术，可很快测出很多精确数据，使施肥量的理论计算成为现实。目前已可应用电子计算机对肥料成分、施肥量、施肥时期以及灌溉方式、栽培措施等对肥效的影响，进行数据处理，能很快计算出最佳施肥量。使科学用肥、经济用肥发展到一个崭新阶段。
(1)目标产量法(养分平衡法) 目标产量就是计划产量，这一方法是根据果树产量的构成，由土壤和肥料两个方面供给养分的原理来计算施肥量。此法应用最广泛。计算公式如下：
表5－26 果树吸收氮磷钾三要素的大致数量①
①每形成100千克果实(鲜重)所需养分量。
式中：①果树目标产量所需养分总量：果树在年周期中进行营养生长和生殖生长，需要从土壤(包括所施肥料)中吸收大量养分，形成一定数量的经济产量(果实鲜重)，即每形成一定数量的经济产量(果实产量)所需养分总量。表5－26是几种主要果树每形成100千克果实(鲜重)所需氮磷钾三要素的大致数量，可作为估算计划施肥量的参考之一。按下式求出目标产量所需氮磷钾养分的总量：
②土壤供肥量：因土壤而异，一般土壤供肥量，均以该种土壤上无肥区果实中养分的总量为依据，如下式：
③肥料利用率：是指当季果树从所施肥料中吸收的养分占肥料中该养分总量的百分数。树种、品种、砧木、树龄、土壤、气候等均影响肥料利用率。需通过田间试验和化学分析求得。公式如下：
在目前果园土壤管理水平下，果树对化肥的利用率：氮肥30%～60%，磷肥为10%～25%，钾肥为40%～70%，有机肥料中腐熟较好的厩肥或绿肥约为30%左右，土粪或泥肥不足10%。
在确定肥料利用率后，可按基肥和追肥的比例，分别计算出有机肥和化肥的计划施肥量。
上述计划施肥量的计算只是一个粗略的估算值，在一般果园施肥中应根据当地肥料的供应情况进行合理的调整。并与其它管理技术相配合进行科学运用，使推荐施肥量更符合实际。
(2)土壤肥力指标法 土壤肥力指标法是测土施肥最经典的方法。依据营养元素的土壤农化原理，用相关分析选择最佳浸提剂，测定土壤有效养分；以生物相对指标校验土壤有效养分肥力指标，确定相应的分级范围值，用以确定施肥量。此法是“先测土，后效应”。国内外测土施肥实践表明，土壤肥力指标法有一整套土壤化学原理和严密的统计系统，若严格遵循，其建议或推荐施肥量就符合生产实际。确定土壤肥力指标的步骤：
图5－3 土壤养分丰缺等级与土壤供肥能力的关系
①首先调查了解本地区果园土壤肥力状况和供试养分含量的分布状况，进行肥料试验的合理布点。点数越多，其结果越有代表性。试验方案设无肥处理(X0)和全肥处理(X1)的区试验(或株试验)，栽培的树种、品种和果园管理技术同一般果园，最后计产。
②对各点的无肥区(或株)的土壤进行有效养分测定，土壤测试值以毫克／千克表示。
③求相对产量。以全肥区(或株)最高产量为100，将无肥区产量都换算成相对于最高产量的百分数产量(%)。
④进行回归分析。以相对产量为纵坐标，以土壤有效养分的测定值为横坐标作散点图，根据散点图的分布特征进行回归分析，得到土壤有效养分测定值(X)与相对产量(Y)之间的回归方程式或回归方程曲线。
⑤进行土壤肥力分级。目前国际上公认的土壤肥力分级标准：高于95%相对产量的土壤测定值为“高”；70%～95%相对产量之间的土壤测定值为“中”；50%～70%相对产量之间的土壤测定值为“低”；低于50%相对产量的测定值为“极低”。根据我国1981－1985年期间全国协作网研究结果，土壤有效养分丰缺分级指标列于表5－27、5－28、5－29。
表5－27 不同土壤类型土壤碱解氮分级指标①(N，毫克／千克)
①碱解氮用1．6摩尔／升NaOH碱解扩散法测定。
(引自黄德明，华北农学报，1988)
表5－28 不同土壤类型土壤有效磷分级指标①(P，毫克／千克)
①土壤有效磷用0．5摩尔／升NaHCO3提取(Olsen法)。
(引自黄德明，华北农学报，1988)
表5－29 不同土壤类型土壤有效钾分级指标①(K，毫克／千克)
①土壤有效钾用1摩尔／升中性NH4OAC提取。
(引自黄德明，华北农学报，1988)
土壤肥力指标的实质和特点是：
①肥力指标和测定值是用数量来表达和解释土壤测定结果的，划分级别应根据需要而定。
②与肥力指标等级相应的土测值(毫克／千克)是一个相对值，仅能表达该土壤中某种有效养分对果树产量的保证程度或该土壤对某种肥料的反应程度(表5－30)。因此，确定了土壤有效养分的肥力指标，在指导施肥上也仅能达到定性或半定量的程度。欲达定量水平，还应在不同肥力指标的土壤上设置肥料量试验，确定出各种肥力指标的土壤合理施肥量，用以指导果园管理与施肥。
表5－30 土壤有效养分肥力指标及其对肥料的反应
(3)肥料效应函数法 在一定生产条件下，不同肥料施用量对产量的影响，称为肥料效应。肥料施用量和果树产量之间的关系式称为肥料效应函数。设计一元或多元肥料的施肥量配比方案进行田间试验，根据试验结果配置一个能反映在该试验条件下施肥量与产量关系的回归方程，并根据这个方程式计算出最高产量施肥量、经济最佳施肥量、经济合理施肥量以及最佳肥料配比施肥量等。这种计算施肥量方法称为肥料效应函数法。该方法是计量施肥的最基本方法。由于直接“问询”于果树，其结果有很明显的直观性和可靠性；果产品和肥料价格等经济因子的介入，使计量施肥可从经济效益上决策，因此更切合实际，所建立的果实产量(品质)——施肥量之间的函数关系为电子计算机应用于计量施肥提供了可靠参数。
反映肥料效应函数的回归方程式的形式有多种，归纳起来有线性方程、指数方程、多项式方程、相交方程等。从参与效应的肥料种类来看(即自变量X的数目)，又有一元(或单元)、二元和多元之分，即只有一种肥料的效应方程为一元肥料效应函数；有两种肥料的效应方程为二元肥料效应函数；有多种肥料参与的效应方程为多元肥料效应函数。国内外应用最广泛的是一元二次肥料效应函数和二元二次肥料效应函数。
一元二次肥料效应函数及其一般模式：一般的做法是在不同土壤碱解氮肥力水平的典型果园里设置“以磷定氮”试验，磷肥统一固定，确保果树达到一定产量时的需要量，氮肥用量是不同的，由不施氮一直到施氮过量；或在不同土壤有效磷肥力水平的典型果园里设置“以氮定磷”试验，氮肥用量统一固定，确保果树生长的需要，磷肥用量不同，由不施磷一直到施磷过量。如果考虑钾肥的肥效，则可设计“以氮磷定钾”试验等等。
试验方案必须在完成土壤肥力指标分级范围值以后，“以磷定氮”方案：N0P6，N2P6，N4P6，N6P6，N8P6……等不同水平的处理；“以氮定磷”方案：N8P0，N8P4，N8P8，N8P12……等不同水平处理。设计中的N为化肥氮，P为化肥P2O5(千克／公顷)，供试作物为苹果，按设计要求进行施肥和管理，最后获得各处理产量。分别将对应的施肥量和产量进行生物统计，并配置出氮肥和磷肥的效应函数。其数学模式是：
y=b0+b1x+b2x2
式中：x——为自变量，表示肥料施用量；
y——为因变量，表示肥料用量为x时的产量；
b0——为常数项；
b1——为一次项系数，表示曲线的倾斜度，决定了开始阶段果树产量的增长趋势；
b2——为二次项系数，表示曲线的曲率，即曲线的弯曲程度和方向。
当b2=0时，肥料效应函数呈直线型；b2＞0时，肥料效应函数呈递增型，曲线向上弯曲，没有最高产量；b2＜0时，肥料效应函数呈递减型，曲线为抛物线，单位肥料的增产效应随施肥量的增大而减少(图5－4)。典型的一元二次肥料效应函数，b2是负值。按报酬递减律原则，函数y=b0+b1x+ b2x2边际产量dy／dx=0时，算出最高施肥量，将最高施肥量代入原式，算出最高产量。这就是土壤肥力指标法利用肥料效应函数提出计量施肥建议的过程。
图5－4 肥料增产效应变化的三个阶段
经典的土壤肥力指标法是一套“先测土，后效应”的技术路线，即在确定肥力指标后进行肥料效应试验，从而提出施肥量建议。
(4)土壤有效养分校正系数法 此法是由养分平衡法和测土法组装而来的。
1952年，着名的土壤测试科学家曲劳提出将土壤有效养分测定值(毫克／千克)乘以一个系数，以表达土壤“真实”的供肥量。将测土法引入养分平衡式，简便易行地土壤有效养分测定就可代替繁琐的生物试验测定，以解决令人莫测的土壤供肥量。同时，曲劳又将“肥料利用率”引入土壤有效养分方面来，假设土壤有效养分也有个“利用率”问题，那么土测值(毫克／千克)乘以“利用率”即得土壤真实的绝对的供肥量。为避免“土壤有效养分利用率”与“肥料利用率”在概念上相混淆，我们暂以“土壤有效养分校正系数”来代替。因此，养分平衡法公式即变成：
式中：0．15是土测值(毫克／千克)换算成每667米2耕层土重15万千克的换算系数。
由上式可见：
本方法提出后，美国、前苏联、印度等国的肥料工作者纷纷研究土壤有效养分校正系数，并以此确定各国推荐施肥公式，并在生产实践中广泛应用。
①美国Truog-Stanford式：
式中：Nf——总需氮量；
Nc——计划产量的吸氮量；
Ns——土壤有效氮测定值；
Ef——肥料中氮的当季利用率；
Es——土壤有效氮利用系数。
②印度Ramamoorthy式：
式中：土壤养分利用系数即土壤有效养分校正系数。
③前苏联计量施肥式：
式中：D——总需养分量；
——计划产量吸收的养分量；
．25——把毫克／千克换算成千克／公顷的系数；
2——肥料利率；
1——土壤有效养分的利用率，即校正系数。
由公式可见，本法中的目标产量所需养分量，肥料中养分含量和肥料利用率皆与养分平衡法相同，唯有土壤有效养分校正系数要进行研究。
确定土壤有效养分系数的方法：
①设置田间试验：试验方案：①NP；②NK；③PK；④NPK4个基本处理，要有足够的试验点以保证应用价值。供试树种、品种、树龄等应统一，果实成熟后计产，再计算出需养分总量及无氮、无磷、无钾区的土壤供氮、五氧化二磷、氧化钾量。为准确起见，现在许多研究人员自测果树需肥系数，这要进行大量的化学分析工作。
②测定土壤有效养分含量：在设置田间试验的同时，采集不施任何肥料的土壤样品。测定土壤中碱解氮(碱解扩散法)、土壤有效磷(Olsen法)、有效钾(1NNH4OAC浸提，火焰光度法)，单位均以氮、五氧化二磷、氧化钾的毫克／千克表示。如改用氮、磷、钾或用毫克／100克土为单位，那么在计算中亦应作相应换算。
③确定土壤有效养分系数，按公式：
计算出每一块地的土壤有效养分系数。应注意养分系数不一定是小于1的数，也可能是大于1的数，这将取决于有效养分浸提量的大小。
④进行回归统计：以有效养分系数Y为纵座标，土壤有效养分测定值X为横座标，作出散点图，根据散点图分布特征进行选模，以配置回归方程式(图5－5、5－6、5－7)。
图5－5 吉林省主要土壤的有效磷校正系数与测土值的关系
图5－6 浙江省红壤的土壤有效磷校正系数与土测值之间的关系(作物：玉米)
图5－7 浙江省红壤的土壤有效钾校正系数与土测值之间的关系(作物：玉米)
由吉林、浙江两省测土施肥的基础研究结果可见，土壤有效养分系数确与土测值之间是非线性回归关系，这种非线性回归方程的建立，为测土施肥电算化提供了依据。目前，吉林省农牧厅原北京农业大学等诸多肥料科研与推广部门，已将当地测土施肥中的参数、回归方程和平衡法算式编成程序，只要根据土测值和计划产量指标，即可为农户快速、准确地提供咨询服务的数据。
⑤编制土壤有效养分校正系数换算表。上述4点讨论了土壤有效养分系数的测定和计算，并研究了它与土测值之间的非线性回归式，一是阐明两者的规律性，二是回归式可用于计量施肥电算化。但对于广大基层肥料和果园管理工作者来讲，更需要的是直观的分档数据，以便随时随地计算土壤供肥量。
例如吉林省农牧厅(1985)根据实测数据和回归式编制了吉林省水稻土有效养分系数表(表5－31)以备延边、吉林和通化地区4种水稻土亚类农田上计量施肥时应用。
表5－31 吉林省水稻土有效养分系数
浙江省农业科学院土壤肥料研究所陆允甫等(1986)也将浙江红壤区玉米生产区的土壤有效磷、钾系数编成简明表(表5－32)，表中还指示了养分系数、土测值等与磷、钾肥料利用率之间的关系。土测值越大，养分系数越小，肥料利用率也越低；反之，土测值越小，养分系数越大，肥料利用率就越高，养分系数与肥料利用率之间有同步关系。但要注意，若施肥量变动时，肥料利用率可能随之而变。
表5－32 浙江省红壤有效磷、钾的土测值与养分系数之间的换算表①(作物：玉米)
①有效磷用Bray-I法、有效钾用1NNHOAC法浸提测定。
研究实践表明，土壤有效养分校正系数不是恒值，它与土测值之间呈降幂函数关系，系数因树种、土壤及测定方法等而异，不可视为恒值套用。若将土测(毫克／千克)值改用对数，使降幂曲线变成直线，全程无级段换算时就可用一个系数，若不然，应将系数分段定值为好。
在引入有效养分校正系数时，必须结合当地实际情况，做大量田间试验和土测工作，在大量数据基础上进行生物统计，得出显着或极显着的规律性后，方可用于测土施肥实践。通过实践获取反馈信息校正养分系数，并在实践中不断修正，才能与生产实际相等，才能提高计量施肥的准确性。
(5)有机肥料的计量施用 建立在果园土壤有机质矿化和积累平衡基础上的有机肥料计量施用，旨在保持或提高土壤有机质含量水平。①根据实地调查研究和分析测定，提出当地高产果园土壤有机质含量指标；②用田间试验间接测出土壤有机质年矿化率；③以砂滤管方法测定各种有机物料的腐殖化系数；④在果园实测果树与其间作物根茬残留量。有了以上四大参数，再按计量施用有机肥料的简易算式计算有机物(肥)料的用量。
①沈阳农业大学土壤肥力研究室的近似法简易算式：
式中：O——原土壤中有机质含量(%)；
——有机肥(物)计划用量(千克／公顷)；
——耕层中根茬残留量(千克／公顷)；
——土壤有机质年矿化率(%)；
——有机肥(物)料的腐殖化系数(%)；
——根茬的腐殖化系数(%)；
——有机肥(物)料中有机质含量(%)；
——单位面积(667米2)耕层土壤重量，一般情况下以每667米215万千克计算。
②广东省农业科学院土壤肥料研究所察惠民等建议土壤有机质平衡式：
式中：△C——有机质增量(千克／公顷)；
0——原土壤有机质数量(%)；
——各种有机物料添加量(包括Q1，Q2……Qn)(千克／公顷)；
n——各种有机物料腐殖化系数(%)；
——土壤有机质年矿化率(%)；
——累加符号(表示由1，2，3，……n个数的累加)。
表5－33、5－34是辽宁省和广东省土壤有机肥(物)料建议施用量，实践证明，这显然是一个宏观参数，但也具有一定的实用价值。
表5－33 辽宁省有机肥(物)料建议施用量
注：每667米2根茬量(干重)：玉米75千克(棕壤)，100千克(草甸土)，水稻土125千克(良水型)，100千克(滞水型)，根茬有机质以含78%计。腐殖化系数：稻草、玉米秸35%(草甸土上为40%)，稻根、玉米根45%(草甸土上为50%)，农家肥为55%(旱田)和70%(水田)。农家肥有机质含量以10%计，水分以30%计。稻草、玉米秸有机质以78%，水分以10%计。
表5－34 珠江三角洲某些稻田土壤有机质平衡(千克／公顷·年)
图5－8 是土壤有机质年消耗量、含量与年矿化率的关系。
图5－8 土壤有机质年消耗量与其含量及矿化率的关系