一种评价农田土壤中硝态氮淋失的方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种评价农田土壤中硝态氮淋失的方法，具体按照以下步骤实施：将土壤剖面划分为表层土壤、中层土壤、底层土壤；分别获取表层土壤、中层土壤和底层土壤各自的土壤物理性粘粒含量百分比；分别获取表层土壤质地系数、中层土壤质地系数和底层土壤质地系数；以农田土壤中硝态氮淋失的重要程度为依据，对各层土壤进行权重赋值，得到表层土壤质地系数权重、中层土壤质地系数权重和底层土壤质地系数权重；计算土壤硝态氮淋失指数，确定评价标准。本发明专利技术对土壤硝态氮淋失程度进行评价，然后根据评价标准确定农作物的施氮量和施肥方法避免了氮肥使用量过多而引起的硝态氮淋失对地下水造成的污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于农业资源环境
，具体涉及一种评价农田土壤中硝态氮淋失的方法及应用。
技术介绍
硝态氮是农作物种植中主要施用肥料氮肥在土壤中转化为有效态养分的主要形态之一，为农产品的高产高效生长提供氮源。但是长期大量的施用氮肥，容易造成土壤中的硝态氮淋失，进而会造成地下水的硝酸盐污染。现代科学研究表明，地下水的污染负荷有77％来自土壤所施用的肥料。过量施用氮肥及大水漫灌的集约化高产农业生产区，则是造成地下水硝酸盐污染的主要地区。我国有大部分地区是以地下水作为饮用水水源，地下水的水质好坏直接关系到人民群众身体健康。因此，以评价土壤硝态氮淋失为基础，优化农作物施氮量和施肥方法，对于防控地下水的硝酸盐污染具有十分重要的现实意义和社会效益。现有的农作物施氮量和施肥方法一般是根据经验值施用氮肥，采用习惯的施肥方法，忽略了土壤的土体构型对硝态氮淋失的影响，容易导致氮肥的施用量过多的现象，氮肥使用量过多时容易引起土壤硝态氮淋失对地下水造成的污染。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种评价农田土壤中硝态氮淋失的方法及应用，对土壤硝态氮淋失程度进行评价，根据土壤硝态氮淋失程度确定氮肥施用量和施用方法，避免了氮肥使用量过多而引起的硝态氮淋失对地下水造成的污染。本专利技术一种评价农田土壤中硝态氮淋失的方法，具体按照以下步骤实施：将土壤剖面划分为表层土壤、中层土壤、底层土壤；分别获取表层土壤、中层土壤和底层土壤各自的土壤物理性粘粒含量百分比；将所述表层土壤、中层土壤和底层土壤各自的土壤物理性粘粒含量百分比分别进行标准化处理，获得表层土壤质地系数、中层土壤质地系数和底层土壤质地系数；以农田土壤中硝态氮淋失的重要程度为依据，对表层土壤、中层土壤、底层土壤进行权重赋值，得到表层土壤质地系数权重、中层土壤质地系数权重和底层土壤质地系数权重；根据公式(1)计算土壤硝态氮淋失指数，确定土壤评价标准，所述公式(1)为，土壤硝态氮淋失指数＝表层土壤质地系数*表层土壤质地系数权重+中层土壤质地系数*中层土壤质地系数权重+底层土壤质地系数*底层土壤质地系数权重。优选的，所述土壤剖面取0-90cm的剖面深度，表层土壤取0-30cm的剖面深度，中层土壤取30-60em的剖面深度，底层土壤取60-90em的剖面深度。优选的，所述标准化处理，按照公式(2)进行计算：Di＝Zi*100/100 (2)其中，i＝1，2，3，D1表示表层土壤质地系数，D2表示中层土壤质地系数，D3表示底层土壤质地系数，Z1表示表层土壤的土壤粘粒含量百分比，Z2表示中层土壤的土壤粘粒含量百分比，Z3表示底层土壤的土壤粘粒含量百分比。优选的，所述表层土壤质地系数权重为0.2，中层土壤质地系数权重为0.4，底层土壤质地系数权重为0.4；所述土壤评价标准如下：土壤硝态氮淋失指数≤1.0，则土壤评价为硝态氮重度淋失，1.0＜土壤硝态氮淋失指数≤2.0，则土壤评价为硝态氮中度淋失，2.0＜土壤硝态氮淋失指数≤3.0，则土壤评价为硝态氮轻度淋失，3.0＜土壤硝态氮淋失指数≤4.0，则土壤评价为硝态氮不易淋失，土壤硝态氮淋失指数＞4.0，则土壤评价为硝态氮难淋失。本专利技术还提供了上述评价农田土壤中硝态氮淋失的方法，在农作物施肥中的应用。优选的，所述农作物为冬小麦时，以氮元素的质量计，施氮总量250kg N/hm2，并且对于不同的土壤按以下方式施氮：(a1)评价为硝态氮不易淋失的土壤，冬小麦越冬前施氮量125kg N/hm2，冬小麦返青拔节期施氮量125kg N/hm2；(a2)评价为硝态氮轻度淋失的土壤，冬小麦越冬前施氮量125kg N/hm2，返青拔节期施氮量100kg N/hm2，抽穗期施氮量25kg N/hm2；(a3)评价为硝态氮中度淋失的土壤，冬小麦越冬前施氮量125kg N/hm2，返青拔节期施氮量35kg N/hm2，抽穗期施氮量90kg N/hm2；(a4)评价为硝态氮重度淋失的土壤，冬小麦越冬前施氮量125kg N/hm2，返青拔节期施氮量75kg N/hm2，抽穗期施氮量50kg N/hm2。优选的，所述农作物为夏玉米时，以氮元素的质量计，对于不同的土壤按以下方式施氮：(b1)评价为硝态氮不易淋失的土壤，施用玉米专用复合肥，夏玉米苗期施氮量150kg N/hm2；(b2)评价为硝态氮轻度淋失的土壤，施用玉米专用缓控肥，夏玉米苗期施氮量150-180kg N/hm2；(b3)评价为硝态氮中度淋失的土壤，施用玉米专用缓控肥，夏玉米苗期施氮量150-180kg N/hm2；(b4)评价为硝态氮重度淋失的土壤，施用尿素和玉米专用缓控肥，夏玉米苗期施氮量150-180kg N/hm2，其中尿素占总计施氮量的30％，玉米专用缓控肥占总计施氮量的70％。优选的，所述农作物为棉花时，施用缓释氮肥，以氮元素的质量计，施氮总量175kg N/hm2，并且对于不同的土壤按以下方式施氮：(c1)评价为硝态氮不易淋失的土壤，棉花播种前施氮量122.5kg N/hm2，蕾期施氮量26.25kg N/hm2，花铃期26.25kg N/hm2；(c2)评价为硝态氮轻度或中度淋失的土壤，棉花播种前施氮量105kg N/hm2，蕾期施氮量35kg N/hm2，花铃期35kg N/hm2；(c3)评价为硝态氮重度淋失的土壤，棉花播种前施氮量87.5kg N/hm2，蕾期施氮量43.75kg N/hm2，花铃期43.75kg N/hm2。本专利技术对土壤硝态氮淋失程度进行评价，根据土壤硝态氮淋失程度确定氮肥施用量和施用方法，避免了氮肥使用量过多而引起的硝态氮淋失对地下水造成的污染，有助于防控地下水的硝酸盐污染。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明，需要说明的是，若未特别说明，以下实施例的方法中所提及指标的测定，均采用本领域的常规方法。本专利技术一种评价农田土壤中硝态氮淋失的方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，将土壤剖面划分为表层土壤、中层土壤、底层土壤。土壤剖面取0-90cm的剖面深度，将土壤剖面进行划分时，表层土壤取0-30cm的剖面深度，中层土壤取30-60cm的剖面深度，底层土壤取60-90em的剖面深度。步骤2，分别获取表层土壤、中层土壤和底层土壤各自的土壤物理性粘粒含量百分比。其中，表层土壤、中层土壤和底层土壤各自的土壤物理性粘粒含量百分比主要是通过土壤颗粒组成分析测定获得，但是对于有工作基础的地区，若表层土壤、中层土壤和底层土壤已经有土壤剖面的质地描述和分类，可以参照卡庆斯基土壤质地分类标准(见表1)，获得表层土壤、中层土壤和底层土壤各自的土壤物理性粘粒含量百分比。需要说明的是，为了使实验结果更加准确，步骤2中土壤物理性粘粒的直径小于0.01mm。步骤3，将所述表层土壤、中层土壤和底层土壤各自的土壤物理性粘粒含量百分比分别进行标准化处理，获得表层土壤质地系数、中层土壤质地系数和底层土壤质地系数。优选的，所述标准化处理，按照如下公式进行计算：Di＝Zi*100/100 (2)其中，i＝1，2，3，D1表示表层土壤质地系数，D2表示中层土壤质地系数，D3表示底层土壤质地系数，Z1表示表层土壤的土壤物理性粘粒含量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种评价农田土壤中硝态氮淋失的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：将土壤剖面划分为表层土壤、中层土壤、底层土壤；分别获取表层土壤、中层土壤和底层土壤各自的土壤物理性粘粒含量百分比；将所述表层土壤、中层土壤和底层土壤各自的土壤物理性粘粒含量百分比分别进行标准化处理，获得表层土壤质地系数、中层土壤质地系数和底层土壤质地系数；以农田土壤中硝态氮淋失的重要程度为依据，对表层土壤、中层土壤、底层土壤进行权重赋值，得到表层土壤质地系数权重、中层土壤质地系数权重和底层土壤质地系数权重；根据公式(1)计算土壤硝态氮淋失指数，确定土壤评价标准，所述公式(1)为，土壤硝态氮淋失指数＝表层土壤质地系数*表层土壤质地系数权重+中层土壤质地系数*中层土壤质地系数权重+底层土壤质地系数*底层土壤质地系数权重。

【技术特征摘要】
1.一种评价农田土壤中硝态氮淋失的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：将土壤剖面划分为表层土壤、中层土壤、底层土壤；分别获取表层土壤、中层土壤和底层土壤各自的土壤物理性粘粒含量百分比；将所述表层土壤、中层土壤和底层土壤各自的土壤物理性粘粒含量百分比分别进行标准化处理，获得表层土壤质地系数、中层土壤质地系数和底层土壤质地系数；以农田土壤中硝态氮淋失的重要程度为依据，对表层土壤、中层土壤、底层土壤进行权重赋值，得到表层土壤质地系数权重、中层土壤质地系数权重和底层土壤质地系数权重；根据公式(1)计算土壤硝态氮淋失指数，确定土壤评价标准，所述公式(1)为，土壤硝态氮淋失指数＝表层土壤质地系数*表层土壤质地系数权重+中层土壤质地系数*中层土壤质地系数权重+底层土壤质地系数*底层土壤质地系数权重。2.根据权利要求1所述的评价农田土壤中硝态氮淋失的方法，其特征在于，所述土壤剖面取0-90cm的剖面深度，表层土壤取0-30cm的剖面深度，中层土壤取30-60cm的剖面深度，底层土壤取60-90cm的剖面深度。3.根据权利要求1所述的评价农田土壤中硝态氮淋失的方法，其特征在于，所述标准化处理，按照公式(2)进行计算：Di＝Zi*100/100 (2)其中，i＝1，2，3，D1表示表层土壤质地系数，D2表示中层土壤质地系数，D3表示底层土壤质地系数，Z1表示表层土壤的土壤粘粒含量百分比，Z2表示中层土壤的土壤粘粒含量百分比，Z3表示底层土壤的土壤粘粒含量百分比。4.根据权利要求2所述的评价农田土壤中硝态氮淋失的方法，其特征在于，所述表层土壤质地系数权重为0.2，中层土壤质地系数权重为0.4，底层土壤质地系数权重为0.4；所述土壤评价标准如下：土壤硝态氮淋失指数≤1.0，则土壤评价为硝态氮重度淋失，1.0＜土壤硝态氮淋失指数≤2.0，则土壤评价为硝态氮中度淋失，2.0＜土壤硝态氮淋失指数≤3.0，则土壤评价为硝态氮轻度淋失，3.0＜土壤硝态氮淋失指数≤4.0，则土壤评价为硝态氮不易淋失，土壤硝态氮淋失指数＞4.0，则土壤评价为硝态氮难淋失。5.如权利要求1-4任一项所述的评价农田土壤中硝态氮淋失的方法，在农作物施肥中的应用。6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述农作物为冬小麦时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张国印，茹淑华，孙世友，王凌，耿暖，郜静，李玭，
申请(专利权)人：河北省农林科学院农业资源环境研究所，
类型：发明
国别省市：河北;13