基于海拔分区的玉米土壤养分丰缺指标体系的建立方法技术

本发明专利技术公开了一种基于海拔分区的玉米土壤养分丰缺指标体系的建立方法，包括以下步骤：S1：对实验区域进行海拔高程带分区；S2：对高程带内的土壤类型进行划分；S3：针对划分的土壤类型选定农田田块设置实验区；S4：对实验区的土壤进行有效养分测定，得到各个田块的土壤养分测定值；S5：以相对产量为因变量，土壤有效养分的提取测试值为自变量进行回归分析，得到土壤测试值与相对产量的回归函数；S6：采用五级分类标准对相对产量进行分级，确定土壤养分丰缺指标；S7：根据分级确定相应的施肥量。本发明专利技术通过对区域海拔高程带的划分，简化了对环境因素的分析过程，保证了在海拔差异较大地区建立的玉米土壤养分丰缺指标体系的合理性。

【技术实现步骤摘要】
基于海拔分区的玉米土壤养分丰缺指标体系的建立方法
本专利技术涉及土壤养分研究，具体涉及一种基于海拔分区的玉米土壤养分丰缺指标体系的建立方法。
技术介绍
20世纪80年代我国开展了“第二次全国土壤普查”工作和“土壤养分丰缺指标研究”工作，对16种土类土壤的有效养分分级指标进行了系统研究，制定了相应的养分丰缺体系，各地在此基础上提出了几种推荐施肥方法，为科学施肥、养分管理提供了依据，推动了测土配方施肥技术的发展。该技术经过30余年的发展，当前的施肥方式、栽培方式等发生了重大的变化，各地区土壤肥力的差异大大增加，原来的土壤养分丰缺指标体系已不能适应当前农业的发展。云南省作为低纬度的高原省份，各种植区域之间海拔高度、作物种植的生态环境及土壤养分含量差异较大，同时由于区域特点及历史因素，云南省又是全国玉米的主要种植区域之一，因此需要重新建立针对不同生态区、不同土类的玉米测土配方施肥支撑体系，以降低成本，提高作物产量与品质，达到增产节支的目的。现有技术首先选定某一地区主要土壤类型的农田田块，进行多点实验，且要求实验点间的土壤肥力应有足够大的差异，计算相对产量，以相对产量为因变量，土壤养分为自变量进行回归分析，根据划分的土壤养分分级水平划分土壤肥力指标，常见的有三级分类制和五级分类制，以划分后的土壤养分丰缺指标进一步布置实验，确定相应的施肥量。现有技术的一大缺点是缺乏对影响作物产量的其他因素的考虑。以云南省为例，由于云南省属高原省份，海拔差异较大，在同一地区海拔高程仍有1-2km的差距，这些差距造成了作物种植环境的降水、温度、太阳辐射、湿度等影响作物生长周期及产量的因素均有不同，即使在相同地区同一土壤类型下，土壤养分和相应的施肥量对作物产量的影响也不尽相同，对这些环境因素的影响进行逐一分析是相当困难的，且很难在实践中推广使用。玉米作为喜温作物，全年生育期要求较高的温度，已有研究证明，由海拔高程差异导致的温度变化会对玉米的生育期产生较为明显的影响，进而影响玉米产量与品质。由此可见，海拔高度作为影响玉米生长的重要环境因素，在制定土壤养分丰缺指标体系时必须要加以体现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于海拔分区的玉米土壤养分丰缺指标体系的建立方法，解决现有的对土壤肥力对玉米产量的分析缺乏对环境因素的考虑的问题。为解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种基于海拔分区的玉米土壤养分丰缺指标体系的建立方法，包括以下步骤：S1：对实验区域进行海拔高程带分区；S2：对高程带内的土壤类型进行划分；S3：针对划分的土壤类型选定农田田块设置实验区；S4：对实验区的土壤进行有效养分测定，得到各个田块的土壤养分测定值；S5：以相对产量为因变量，土壤有效养分的提取测试值为自变量进行回归分析，得到土壤测试值与相对产量的回归函数；S6：采用五级分类标准对相对产量进行分级，确定土壤养分丰缺指标；S7：根据分级确定相应的施肥量。更进一步的方案是，上述S1步骤中对实验区域进行海拔高程带分区的具体方法是：先计算实验区域内海拔高度的极差，按照海拔极差的大小按照相等的距离分为10个高程带，并计算变异系数，然后根据变异系数调整各个高程带的范围，直至每个高程带内的变异系数达到最小。更进一步的方案是，上述S1步骤中变异系数的计算公式是：式中：Cv是高程带内第V项环境因素的变异系数；是第V项环境因素的平均值；xi是第V项环境因素的第i个样本值；环境因素选取常年降雨量、常年有效积温和常年无霜期，最终高程带内的变异系数取常年降雨量、常年有效积温和常年无霜期三个环境因素的变异系数的平均值，即：更进一步的方案是，上述S5步骤中相对产量分为缺氮相对产量、缺磷相对产量和缺钾相对产量；其中，氮磷钾处理为氮肥、磷肥和钾肥均按照当地推荐施肥量进行施肥；无氮处理为不施用氮肥，并且磷肥和钾肥按照当地推荐施肥量进行施肥；无磷处理为不施用磷肥，并且氮肥和钾肥按照当地推荐施肥量进行施肥；无钾处理为不施用钾肥，并且氮肥和磷肥按照当地推荐施肥量进行施肥。更进一步的方案是，上述S5步骤中进行回归分析时采用以下五种形式的方程进行分析得到回归函数：Y＝a+bx，Y＝a+bInx，Y＝axb，Y＝aebx，Y＝x/(a+bx)，其中a、b为回归系数，x为土壤有效养分的提取测试值，Y为相对产量。更进一步的方案是，上述S6步骤中采用五级分类标准对相对产量进行分级的方法是：将相对产量大于95％所对应的土壤有效养分的提取测试值的肥力指标定为“极高”；将相对产量在90％～95％之间所对应的土壤有效养分的提取测试值的肥力指标定为“高”；将相对产量在70％～90％之间所对应的土壤有效养分的提取测试值的肥力指标定为“中”；将相对产量在50％～70％之间所对应的土壤有效养分的提取测试值的肥力指标定为“低”；将相对产量小于50％所对应的土壤有效养分的提取测试值的肥力指标定为“极低”；更进一步的方案是，上述S6步骤中确定土壤养分丰缺指标的方法是根据S5步骤得到回归函数，将各等级相对产量的临界值带入到回归函数中去，求出养分分级的临界值，然后根据养分分级的临界值划分得出土壤养分丰缺指标。更进一步的方案是，上述S7步骤中确定相应的施肥量时有两种施肥方案，分别为最高产量施肥方案和最佳产量施肥方案；其中，最高产量施肥方案通过求解土壤肥力效应函数在实验范围内的最大值及最大值所对应的施肥量确定；最佳产量施肥方案根据边际效益成本等于边际成本的原则确定，即利用如下公式确定：V＝Y×P-x×C＝(a+bx+cx2)×P-x×C，式中：V为作物净利润；Y为作物产量；P为作物价格；x为施肥量；C为肥料价格。更进一步的方案是，上述土壤肥力效应函数为：Y＝a+bx+cx2，式中:x为氮/磷/钾纯质的使用量；Y为产量；a为截距；b,c为回归系数。(截距是指什么？)与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术考虑到了随海拔而变化的环境因素对玉米作物需肥特性所造成的影响。通过对区域海拔高程带的划分，简化了对环境因素的分析过程，将影响玉米作物产量的重要因素限制在一定范围之内，从而保证了在海拔差异较大地区建立的玉米土壤养分丰缺指标体系的合理性。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。具体实施例：本专利技术可分为以下7个步骤：1、实验区域海拔高程带分区；2、高程带内主要土壤类型划分；3、在主要土壤类型的农田田块设置实验；4、对实验区的土壤进行有效养分测定，得到各个田块的土壤养分测定值；5、以相对产量为因变量，有效养分的提取测试值为自变量进行回归分析，得到土壤测试值与相对产量的回归函数；6、采用五级分类标准对相对产量进行分级，确定土壤养分丰缺指标；7、根据分级确定相应的施肥量。以下内容将对上述步骤的具体方法和依据进行详细说明：1、实验区域海拔高度带分区对海拔高程带分区时应保证相同高度带内降水、气温、太阳辐射等环境因素基本相同，在本专利技术中使用变异系数判断相同海拔带内环境是否类似。在开始划分高程带时计算区域海拔高度的极差，由海拔的极差大小按相等的距离分为10个高程带，按以下公式计算变异系数：式中：Cv是高程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于海拔分区的玉米土壤养分丰缺指标体系的建立方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：对实验区域进行海拔高程带分区；S2：对高程带内的土壤类型进行划分；S3：针对划分的土壤类型选定农田田块设置实验区；S4：对实验区的土壤进行有效养分测定，得到各个田块的土壤养分测定值；S5：以相对产量为因变量，土壤有效养分的提取测试值为自变量进行回归分析，得到土壤测试值与相对产量的回归函数；S6：采用五级分类标准对相对产量进行分级，确定土壤养分丰缺指标；S7：根据分级确定相应的施肥量。

【技术特征摘要】
1.一种基于海拔分区的玉米土壤养分丰缺指标体系的建立方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：对实验区域进行海拔高程带分区；S2：对高程带内的土壤类型进行划分；S3：针对划分的土壤类型选定农田田块设置实验区；S4：对实验区的土壤进行有效养分测定，得到各个田块的土壤养分测定值；S5：以相对产量为因变量，土壤有效养分的提取测试值为自变量进行回归分析，得到土壤测试值与相对产量的回归函数；S6：采用五级分类标准对相对产量进行分级，确定土壤养分丰缺指标；S7：根据分级确定相应的施肥量。2.根据权利要求1所述的基于海拔分区的玉米土壤养分丰缺指标体系的建立方法，其特征在于：所述S1步骤中对实验区域进行海拔高程带分区的具体方法是：先计算实验区域内海拔高度的极差，按照海拔极差的大小按照相等的距离分为10个高程带，并计算变异系数，然后根据变异系数调整各个高程带的范围，直至每个高程带内的变异系数达到最小。3.根据权利要求2所述的基于海拔分区的玉米土壤养分丰缺指标体系的建立方法，其特征在于：所述S1步骤中变异系数的计算公式是：式中：Cv是高程带内第V项环境因素的变异系数；是第V项环境因素的平均值；xi是第V项环境因素的第i个样本值；环境因素选取常年降雨量、常年有效积温和常年无霜期，最终高程带内的变异系数取常年降雨量、常年有效积温和常年无霜期三个环境因素的变异系数的平均值，即：4.根据权利要求1所述的基于海拔分区的玉米土壤养分丰缺指标体系的建立方法，其特征在于：所述S5步骤中相对产量分为缺氮相对产量、缺磷相对产量和缺钾相对产量；其中，氮磷钾处理为氮肥、磷肥和钾肥均按照当地推荐施肥量进行施肥；无氮处理为不施用氮肥，并且磷肥和钾肥按照当地推荐施肥量进行施肥；无磷处理为不施用磷肥，并且氮肥和钾肥按照当地推荐施肥量进行施肥；无钾处理为不施用钾肥，并且氮肥和磷肥按照当地推荐施肥量进行施肥。5.根据权利要求4所述的基于海拔分区的玉米土壤养分丰缺指标体系的建立方法，其特征在于：所述S5步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓昌军，罗元金，林迪，王琳，李锐，傅南昌，赵明瑞，
申请(专利权)人：云南瀚哲科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南,53