一种基于土壤有机质含量的玉米播种量决策方法技术

本发明专利技术公开了一种基于土壤有机质含量的玉米播种量决策方法；包括：步骤1、划分试验主区和主区中的各播种副区，先施肥、再种植并获取模型建立所需的数据；步骤2、对全部播种副区的有机质含量进行处理，获得各使用速效氮肥主区的氮肥有效供给率η

【技术实现步骤摘要】
一种基于土壤有机质含量的玉米播种量决策方法


[0001]本专利技术属于播种
，具体为一种基于土壤有机质含量的玉米播种量决策方法。

技术介绍

[0002]在土地资源短缺的现实条件下，如何缓解资源、环境与人口之间的矛盾，利用有限的资源进一步提高粮食产量，是保障我国粮食安全的重要问题。玉米变量播种技术是一种依据土壤、光照、水分等环境因素的空间异质性来调整玉米播种量，从而实现作物生长环境与播种量合理精准匹配的精细农业技术。与目前我国采用的“均一化播种量”的播种模式相比，玉米变量播种技术利用作物生长环境时空分布不均的特性，因地制宜地调整播种量，充分挖掘土壤增产潜力，进一步提高玉米单位面积产量。多种播种量的决定是变量播种技术的关键环节，如何建立土壤属性与适宜播种量之间的数学模型并实现依据土壤属性调整播种量是多种播种量所需解决的关键问题。然而，当前关于依据土壤属性调整播种量的方法或技术手段仍处于空白阶段。
[0003]因此，本专利技术提出一种基于土壤有机质含量的玉米播种量决策方法，通过测量此方法可依据待播区域的土壤有机质含量确定适宜的播种量，使得玉米的播种量与土壤属性匹配。

技术实现思路

[0004]针对
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提供了一种基于土壤有机质含量的玉米播种量决策方法，其特征在于，包括：
[0005]步骤1、设计不同土壤有机质与播种量梯度下的田间区域试验并划分试验主区和主区中的各播种副区，先施肥、再种植并按时获取模型建立所需的至少三个施肥梯度中包括全部施肥主区的有机质含量SOM、全部播种副区的氮肥有效供给量以及常规播种量下的单株玉米吸氮量q；
[0006]步骤2、对全部播种副区的有机质含量进行处理，获得各使用速效氮肥主区的氮肥有效供给率η
x
；
[0007]步骤3、选择R2为最高的数学表达式，通过各试验主区中第x个主区的有机质含量SOM
x
和η
x
，拟合得到田间区域土壤有机质与氮肥有效供给率之间的数学模型η＝f(SOM)；
[0008]步骤4、利用田间区域试验数据建立玉米播种量决策模型SR＝f(τ,Q,η,q)；
[0009]其中，播种量决策模型SR＝f(τ,Q,η,q)为：
[0010][0011]式中：SR为适宜播种量，seeds/hm2；
[0012]2.25为换算系数，将土壤测定值转化为每公顷土壤养分含量；
[0013]τ为该田间区域的土壤碱解氮检测值，mg/kg；
[0014]Q为氮肥施用量，kg/hm2；
[0015]η为该田间区域下对应的氮肥有效供给率；
[0016]q为常规播种量下的单株玉米吸氮量，kg/seed；
[0017]步骤5、通过传感器或者人工采样测量待播区土壤有机质含量与碱解氮含量，将待播区的土壤有机质含量、土壤碱解氮检测值、氮肥施用量输入播种量决策模型，得到适宜玉米播种量。
[0018]所述步骤1中，选择田间区域、划分试验主区和副区的过程为：
[0019]先选择土壤肥力相对贫瘠且土壤有机质含量分布相对均匀的地块作为试验用地；
[0020]再划分i个以施肥量区别的小区作为主区，i＝1,2,3
……
n；
[0021]再在各主区中，分配j个播种量区别的小区作为副区,j＝1,2,3
……
m；
[0022]因此各不同有机质含量与播种量下的群体吸氮量为Q
ij
。
[0023]各主区中的副区数量均相等。
[0024]步骤1中的施肥过程具体又分为：
[0025]以土壤有机质含量与玉米播种量为试验因素，通过施加不同量的有机肥改变土壤有机质含量，有机肥施用量按照实际情况为多个水平，施肥量分为至少三个不同的施肥梯度，其中一个施肥梯度中有机肥的施肥量为0kg/hm2，另外两个施肥梯度的施肥量依次递增；
[0026]在每个施肥梯度中，均设有施用有机肥但不施用速效氮肥的区域。
[0027]步骤1中的按时获取模型建立所需的各施肥主区的有机质含量的操作过程为：在玉米出苗后采用土钻钻取每个施肥主区0
‑
20cm土层的土壤，经过风干、研磨与过筛后采用总有机碳分析仪对土壤有机质进行检测。
[0028]所述步骤2又分为：
[0029]步骤201、计算出每个主区的群体吸氮量：
[0030]在各主区中，对全部副区中的进行比对，选择较大的作为该主区中的群体吸氮量，将最大的群体吸氮量作为该小区最终的群体吸氮量，得到各个施肥主区对应的群体吸氮量Q
i
,i＝1,2,3,
……
,n；
[0031]步骤202、利用群体吸氮量和各主区施用氮肥的关系，计算各使用速效氮肥主区的氮肥有效供给率η
x
：
[0032]根据Qf
x
和Q
i
中各x＝i时Q
i
所对应的数值，对Qf
x
对进行赋值，Qf
x
为第x个主区的施用氮肥条件下氮肥有效供给量；根据Qb
y
和Q
i
中各y＝i时Q
i
所对应的数值，对Qb
y
对进行赋值，Qb
y
为第y个主区的不施用氮肥条件下的氮肥有效供给量；
[0033]求各使用速效氮肥主区的氮肥有效供给率η
x
：
[0034][0035]式中：η
x
为第x个有机质含量下的氮肥有效供给率，％；
[0036]Qf
x
为第x个主区的施用氮肥条件下氮肥有效供给量，kg/hm2；
[0037]Qb
y
为第y个主区的不施用氮肥条件下的氮肥有效供给量，kg/hm2。
[0038]所述步骤201中的仅施用有机肥条件下各个播种量的群体施氮量Qb
x
和既施用有机肥又施用速效氮肥下各个播种量的群体吸氮量Qf
y
的检测方法为：在玉米成熟期，每个处
理选择三株长势相仿的玉米植株，采用烘箱在85℃烘干至恒重，测定生物量后将样品粉碎成粉末状，采用凯式定氮仪测量氮浓度，根据生物量与氮浓度的乘积得到单株吸氮量，单株吸氮量乘以实际的种植密度得到群体吸氮量。
[0039]在所述步骤3中，对各试验主区中第x个主区的有机质含量SOM
x
及各使用速效氮肥主区的氮肥有效供给率η
x
进行拟合，得到田间区域土壤有机质与氮肥有效供给率之间的数学模型η＝f(SOM)；
[0040]最终得到：
[0041]η＝k
·
SOM+b
ꢀꢀꢀ
(3)
[0042]式中：η为该田间区域的氮肥有效供给率，％；
[0043]k为函数的斜率，由最小二乘法求得；
[0044]b为函数的截距，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于土壤有机质含量的玉米播种量决策方法，其特征在于，包括：步骤1、设计不同土壤有机质与播种量梯度下的田间区域试验并划分试验主区和主区中的各播种副区，先施肥、再种植并按时获取模型建立所需的至少三个施肥梯度中包括全部施肥主区的有机质含量、全部播种副区的氮肥有效供给量以及常规播种量下的单株玉米吸氮量q；步骤2、对全部播种副区的有机质含量进行处理，获得各使用速效氮肥主区的氮肥有效供给率η
x
；步骤3、选择R2为最高的数学表达式，通过各试验主区中第x个主区有机质含量SOM
x
和氮肥有效供给率η
x
，拟合得到田间区域土壤有机质与氮肥有效供给率之间的数学模型η＝f(SOM)；步骤4、利用田间区域试验数据建立玉米播种量决策模型SR＝f(τ,Q,η,q)；其中，播种量决策模型SR＝f(τ,Q,η,q)为：式中：SR为适宜播种量，seeds/hm2；2.25为换算系数，将土壤测定值转化为每公顷土壤养分含量；τ为该田间区域的土壤碱解氮检测值，mg/kg；Q为氮肥施用量，kg/hm2；η为该田间区域下对应的氮肥有效供给率；q为常规播种量下的单株玉米吸氮量，kg/seed；步骤5、通过传感器或者人工采样测量待播区土壤有机质含量与碱解氮含量，将待播区的土壤有机质含量、土壤碱解氮检测值、氮肥施用量输入播种量决策模型，得到适宜玉米播种量。2.根据权利要求1所述的一种基于土壤有机质含量的玉米播种量决策方法，其特征在于，所述步骤1中，选择田间区域、划分试验主区和副区的过程为：先选择土壤肥力相对贫瘠且土壤有机质含量分布相对均匀的地块作为试验用地；再划分i个以施肥量区别的小区作为主区，i＝1,2,3
……
n；再在各主区中，分配j个播种量区别的小区作为副区,j＝1,2,3
……
m；因此各不同有机质含量与播种量下的群体吸氮量为Q
ij
。3.根据权利要求2所述的一种基于土壤有机质含量的玉米播种量决策方法，其特征在于，各主区中的副区数量均相等。4.根据权利要求1所述的一种基于土壤有机质含量的玉米播种量决策方法，其特征在于，步骤1中的施肥过程具体又分为：以土壤有机质含量与玉米播种量为试验因素，通过施加不同量的有机肥改变土壤有机质含量，有机肥施用量按照实际情况为多个水平，施肥量分为至少三个不同的施肥梯度，其中一个施肥梯度中有机肥的施肥量为0kg/hm2，另外两个施肥梯度的施肥量依次递增；在每个施肥梯度中，均设有施用有机肥但不施用速效氮肥的区域。5.根据权利要求1所述的一种基于土壤有机质含量的玉米播种量决策方法，其特征在
于，步骤1中的按时获取模型建立所需的各施肥主区的有机质含量的操作过程为：在玉米出苗后采用土钻钻取每个施肥主区0
‑
20cm土层的土壤，经过风干、研磨与过筛后采用总有...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丽，杜兆辉，张东兴，崔涛，和贤桃，解春季，肖天璞，李鸿盛，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：