本发明专利技术公开了一种基于边际递减效应的化肥利用率快速测定方法及系统，应用于利用率测定技术领域。包括以下步骤：S1.运用二次抛物线曲线进行拟合得到三大粮食作物不施肥产量；S2.获取三大粮食作物产量；S3.得到三大粮食作物籽粒NPK养分含量；S4.获取三大粮食作物秸秆产量；S5.根据S4中获取的三大粮食作物秸秆含量得到三大粮食作物秸秆NPK养分含量；S6.计算化肥利用率，最终得到三大粮食作物化肥综合利用率。本发明专利技术可以刻画地区三大粮食作物化肥利用效率的时间序列、空间格局特征，有利于比较三大粮食作物化肥利用效率地区差异。三大粮食作物化肥利用效率地区差异。三大粮食作物化肥利用效率地区差异。
【技术实现步骤摘要】
一种基于边际递减效应的化肥利用率快速测定方法及系统
[0001]本专利技术涉及利用率测定
，更具体的说是涉及一种基于边际递减效应的化肥利用率快速测定方法及系统。
技术介绍
[0002]化肥利用效率是指当季作物从所施肥料中吸收的养分占肥料中该种养分总量的百分数，是衡量化肥科学施用水平的重要标识，也是评价化肥减量增效的重要指标，因此成为农业科技领域普遍、持续关注的科学技术问题。尽管化肥利用效率的研究由来已久，不过主要研究的焦点集中在作物、土壤、气候、耕作模式等对化肥利用效率高低的影响，化肥利用效率的提升技术及其路径，以及化肥利用效率差异等等，而化肥利用效率测定系统研究成果并不多见，指标检测大多基于多点田间试验、同位素示踪等(王宪法，1999；陈同斌等，2002；朱宁、马骥，2014)。由于田间定位试验的区域、范围、时间有限，难免有以偏概全之嫌；同位素示踪也基本限于盆栽、框栽试验，以及局部的田间微区试验，技术要求较高，同样存在客观表征化肥利用效率区域性规律的局限。目前，区域化肥利用效率系统仍然缺乏系统的研究，相关测定统在农业生产实践中的推广应用短板明显。
[0003]如何从区域尺度建立一套科学、规范、客观、简便的评价系统，快速、有效判断我国不同地区化肥的利用效率及其动态变化趋向，对全国各地化肥减量增效具有十分显著的意义。
[0004]因此，提出一种基于边际递减效应的化肥利用率快速测定方法及系统，来解决现有技术存在的困难，是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于边际递减效应的化肥利用率快速测定方法及系统，用于解决现有技术中存在的技术问题。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种基于边际递减效应的化肥利用率快速测定方法，包括以下步骤：
[0008]S1.运用二次抛物线曲线进行拟合得到三大粮食作物不施肥产量；
[0009]S2.获取三大粮食作物产量；
[0010]S3.根据S1中得到的三大粮食作物不施肥产量和S2中获取三大粮食作物产量得到三大粮食作物籽粒NPK养分含量；
[0011]S4.获取三大粮食作物秸秆产量；
[0012]S5.根据S4中获取的三大粮食作物秸秆含量得到三大粮食作物秸秆NPK养分含量；
[0013]S6.根据S3中得到的三大粮食作物籽粒NPK养分含量和S5中得到的三大粮食作物秸秆NPK养分含量计算化肥利用率，最终得到三大粮食作物化肥综合利用率。
[0014]可选的，S1中的运用二次抛物线曲线进行拟合具体为：y(x)＝b0+b1x+b2x2，其中，x表示化肥施用量；y（x)表示化肥施用量为x时的某一种粮食的产量；b1表示二次抛物线方程
一次项的回归系数、b2表示二次抛物线方程二次项的回归系数，b0表示水稻、小麦、玉米三大粮食作物的不施肥产量。
[0015]可选的，S2中获取三大粮食作物产量具体为：根据三大粮食作物的特定年份农作物总播种面积，单位为hm2、地区化肥总施用量，单位为kg、三大粮食作物播种面积，单位为hm2、三大粮食作物总产量，单位为kg、三大粮食作物平均单产，单位为kg/hm2、三大粮食作物不施肥单产，单位为kg/hm2获取三大粮食作物产量。
[0016]可选的，S4中获取三大粮食作物秸秆产量具体为：
[0017]首先，获取三大粮食作物施肥产量估算方法：
[0018]水稻施肥产量(kg)＝地区水稻总产量
‑
(水稻播种面积*水稻不施肥单产)；
[0019]小麦施肥产量(kg)＝地区小麦总产量
‑
(小麦播种面积*小麦不施肥单产)；
[0020]玉米施肥产量(kg)＝地区玉米总产量
‑
(玉米播种面积*玉米不施肥单产)；
[0021]其次，获取三大粮食作物秸秆产量估算方法：
[0022]水稻秸秆产量(kg)＝水稻施肥产量(kg)*0.9；
[0023]小麦秸秆产量(kg)＝小麦施肥产量(kg)*1.1；
[0024]玉米秸秆产量(kg)＝玉米施肥产量(kg)*1.2。
[0025]可选的，S3中的三大粮食作物籽粒NPK养分含量和S5中的三大粮食作物秸秆NPK养分含量构成三大粮食作物吸收的养分含量。
[0026]可选的，三大粮食作物吸收的养分含量具体为：
[0027]水稻NPK养分吸收(kg)＝(水稻施肥产量*0.0118+水稻秸秆产量*0.0091)+(水稻施肥产量*0.0029+水稻秸秆产量*0.0013)+(水稻施肥产量*0.0035+水稻秸秆产量*0.0189)；
[0028]小麦NPK养分吸收(kg)＝(小麦施肥产量*0.0205+小麦秸秆产量*0.0065)+(小麦施肥产量*0.0036+小麦秸秆产量*0.0008)+(小麦施肥产量*0.0052+小麦秸秆产量*0.0105)；
[0029]玉米NPK养分吸收(kg)＝(玉米施肥产量*0.0156+玉米秸秆产量*0.0092)+(玉米施肥产量*0.0031+玉米秸秆产量*0.0015)+(玉米施肥产量*0.0057+玉米秸秆产量*0.0118)。
[0030]可选的，S6中的化肥利用率具体为：
[0031]化肥利用率＝(三大粮食作物籽粒NPK养分含量+三大粮食作物秸秆NPK养分含量)/三大粮食作物化肥施用量。
[0032]可选的，最终得到三大粮食作物化肥综合利用率具体为：
[0033]首先计算三大粮食作物化肥施用量：
[0034]计算地区特定年份三大粮食作物播种面积比例及化肥施用量，具体为：
[0035]水稻种植比例＝水稻播种面积/地区农作物总播种面积；
[0036]小麦种植比例＝小麦播种面积/地区农作物总播种面积；
[0037]玉米种植比例＝玉米播种面积/地区农作物总播种面积；
[0038]地区三大粮食作物化肥施用量(kg)＝地区总化肥施用量(kg)*(水稻种植比例+小麦种植比例+玉米种植比例)；
[0039]根据上述的计算得出三大粮食作物化肥综合利用率(％)＝(水稻NPK养分吸收量+
小麦NPK养分吸收量+玉米NPK养分吸收量)/三大粮食作物化肥施用量。
[0040]一种基于边际递减效应的化肥利用率快速测定系统，应用上述任一项的一种基于边际递减效应的化肥利用率快速测定方法，包括：限制条件子系统、数据存储子系统和算法控制子系统。
[0041]可选的，限制条件子系统是指水稻、小麦、玉米三大粮食作物在不施肥条件下，单位面积粮食产量这一条件；
[0042]数据存储子系统是指三大粮食作物播种面积、粮食总产量、单位面积粮食产量、不施肥条件下单位面积粮食产量、地区施肥总量的重要指标、变化及对应规范数据的子系统；
[0043]算法控制子系统是指地区三大粮食作物氮N、磷P、钾K养分吸收量的测定以及地区三大粮食作本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于边际递减效应的化肥利用率快速测定方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.运用二次抛物线曲线进行拟合得到三大粮食作物不施肥产量；S2.获取三大粮食作物产量；S3.根据S1中得到的三大粮食作物不施肥产量和S2中获取三大粮食作物产量得到三大粮食作物籽粒NPK养分含量；S4.获取三大粮食作物秸秆产量；S5.根据S4中获取的三大粮食作物秸秆含量得到三大粮食作物秸秆NPK养分含量；S6.根据S3中得到的三大粮食作物籽粒NPK养分含量和S5中得到的三大粮食作物秸秆NPK养分含量计算化肥利用率，最终得到三大粮食作物化肥综合利用率。2.根据权利要求1所述的一种基于边际递减效应的化肥利用率快速测定方法，其特征在于，S1中的运用二次抛物线曲线进行拟合具体为：y(x)＝b0+b1x+b2x2，其中，x表示化肥施用量；y(x)表示化肥施用量为x时的某一种粮食的产量；b1表示二次抛物线方程一次项的回归系数、b2表示二次抛物线方程二次项的回归系数，b0表示水稻、小麦、玉米三大粮食作物的不施肥产量。3.根据权利要求1所述的一种基于边际递减效应的化肥利用率快速测定方法，其特征在于，S2中获取三大粮食作物产量具体为：根据三大粮食作物的特定年份农作物总播种面积，单位为hm2、地区化肥总施用量，单位为kg、三大粮食作物播种面积，单位为hm2、三大粮食作物总产量，单位为kg、三大粮食作物平均单产，单位为kg/hm2、三大粮食作物不施肥单产，单位为kg/hm2获取三大粮食作物产量。4.根据权利要求1所述的一种基于边际递减效应的化肥利用率快速测定方法，其特征在于，S4中获取三大粮食作物秸秆产量具体为：首先，获取三大粮食作物施肥产量估算方法：水稻施肥产量(kg)＝地区水稻总产量
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(水稻播种面积*水稻不施肥单产)；小麦施肥产量(kg)＝地区小麦总产量
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(小麦播种面积*小麦不施肥单产)；玉米施肥产量(kg)＝地区玉米总产量
‑
(玉米播种面积*玉米不施肥单产)；其次，获取三大粮食作物秸秆产量估算方法：水稻秸秆产量(kg)＝水稻施肥产量(kg)*0.9；小麦秸秆产量(kg)＝小麦施肥产量(kg)*1.1；玉米秸秆产量(kg)＝玉米施肥产量(kg)*1.2。5.根据权利要求1所述的一种基于边际递减效应的化肥利用率快速测定方法，其特征在于，S3中的三大粮食作物籽粒NPK养分含量和S5中的三大粮食作物秸秆NPK养分含量构成三大粮食作物吸收的养分含量。6.根据权利要求5所述的一种基于边际递减效应的化肥...
【专利技术属性】
技术研发人员：方一平，贺新军，朱冉，王保盛，
申请(专利权)人：中国科学院，水利部成都山地灾害与环境研究所，
类型：发明
国别省市：
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