[发明专利]一种水稻氮肥施用量的确定方法

说明书

一种水稻氮肥施用量的确定方法，步骤为：利用田间试验不同施氮量梯度下水稻产量的响应，确定水稻产量‑施氮量的二次响应曲线，进一步通过不同施氮量下氮肥成本和环境成本，获得经济效益‑施氮量响应曲线与环境经济效益‑施氮量响应曲线，从而获得水稻氮肥施用量。本发明采用经验的模型计算一个区域水稻种植系统在生产、环境和经济效益的综合表现，可代替田间试验方法，降低成本代价并提高合理施氮量的准确性。本发明通过对双目标优化（产量目标与环境目标），在最大化环境可持续目标的同时，可满足产量目标不受损或有所优化。该方法科学客观，克服以往不能兼顾产量与环境目标的不足。

技术领域

本发明属于农业肥料领域，具体涉及一种水稻氮肥施用量的确定方法。

背景技术

哈伯法合成氨工艺为农业提供了足够的活性氮源，使作物产量得到极大的提升，但同时也使生态系统与人类健康面临日益严重的威胁。水稻作为中国三大主要粮食作物，其种植面积占全国粮食种植面积的30％，肥料投入占全国总投入的14％，而其生产体系存在着高投入高损失的特点，投入稻田生态系统的氮肥会通过多种途径损失到大气与水体中，造成大气与水体污染。合理的氮肥施用能够在保证水稻产量的同时减少活性氮向环境流失的风险。

以往水稻氮肥施用量推荐方法包括两类，一类通过设定目标水稻产量基于养分平衡法计算合理施氮区间，另一类通过肥料响应模型计算适宜的氮肥投入量以达到最高产量或最高经济效益。养分平衡法由于环境氮投入与活性氮损失存在较大的不确定性，且土壤供氮能力受土壤属性与气候条件影响造成时间与空间上的差异，存在使用限制。肥料响应模型法是《测土配方施肥技术规范》中推荐使用的方法，以其易于实施的优势被普遍采用。但通过最高产量确定的适宜施氮量往往由于肥料的边际成本过高而使经济收益降低，而最佳经济效益施氮量通过综合考虑产量收益与肥料投入成本而得以进一步减少氮肥投入以达到经济最优。但两种常规的定量水稻合理施氮量的方法都没有评估活性氮损失带来的社会和环境危害。由于损失到环境中的活性氮可能会造成水体富营养化、温室效应、酸雨等环境问题，进一步威胁人类健康。对活性氮环境成本的定量评估依赖于量化活性氮损失特征及其造成的生态系统多样性损失及人类健康价值。与碳交易价格不同，活性氮损失成本涉及多种社会及环境风险，需要对不同形态氮的生态及人类健康成本进行分类评估。以往的研究发现，在稻田生态系统中不合理的氮肥投入所造成的活性氮损失的社会风险成本约占农民净经济收益的30％。量化活性氮损失造成的生态环境成本与人类健康成本将有利于通过考虑活性氮损失的社会与环境风险更合理地调控氮肥投入以满足环境可持续的未来需求。如何更好地建立兼顾产量与环境负面影响的稻田氮肥合理施用量的评估方法，对稻田的可持续生产具有重要意义。

发明内容

解决的技术问题：针对上述稻田生态系统的环境污染问题，以环境可持续与产量保障为前提，提供一种方便可行的预测水稻氮肥合理施用的方法。

技术方案：一种水稻氮肥施用量的确定方法，步骤为：利用田间试验不同施氮量梯度下水稻产量的响应，确定水稻产量-施氮量的二次响应曲线，进一步通过不同施氮量下氮肥成本和环境成本，获得经济效益-施氮量响应曲线与环境经济效益-施氮量响应曲线，从而获得水稻氮肥施用量。