北方褐土区冬小麦养分平衡施肥参数研究

杜 君， 孙克刚, 白由路， 杨俐苹， 卢艳丽， 王 磊， 王 贺

(1河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，河南郑州 450002； 2中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，农业部作物营养与施肥重点开放实验室，北京 100081)

北方褐土区冬小麦养分平衡施肥参数研究

杜 君1,2， 孙克刚1, 白由路2*， 杨俐苹2， 卢艳丽2， 王 磊2， 王 贺2

(1河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，河南郑州 450002； 2中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，农业部作物营养与施肥重点开放实验室，北京 100081)

【目的】利用养分平衡法原理，研究各养分平衡施肥参数，建立以土壤有效养分测定为基础的我国褐土冬小麦测土推荐施肥指标体系，以简捷快速、科学合理地指导我国北方褐土区冬小麦的施肥与生产。【方法】通过对多年多点小麦肥效试验结果的分析，分别计算出小麦单位产量养分吸收量、土壤有效养分校正系数、肥料当季利用率等养分平衡施肥参数，主要研究土壤环境、产量水平等因素对土壤有效养分校正系数和肥料利用率的影响及变化规律。【结果】冬小麦每百千克小麦产量养分吸收量在一个相对稳定的范围内变化，因此忽略其变化将其定为常数，即氮(N)、磷(P2O5)和钾(K2O)分别为3 kg、1.2 kg和2.8 kg。土壤有效养分校正系数与土壤有效养分含量之间呈显著幂指数负相关关系。在不同的产量水平下，肥料养分当季利用率与土壤有效养分含量之间呈显著对数负相关关系。在此基础上，建立了以养分平衡原理为依据、土壤有效养分测定为基础的我国褐土冬小麦测土推荐施肥指标体系。【结论】由于养分平衡模型的作物推荐施肥量是根据目标产量需肥量与土壤供肥量之差来计算的，在利用该模型进行施肥推荐时，研究的关键点应该是如何准确确定模型中土壤有效养分校正系数和肥料当季利用率等参数，以便得到广泛地推广应用。在北方褐土区建立了以养分平衡原理为依据，土壤肥力测定为基础，具有氮、磷和钾全定量特性的小麦测土推荐施肥体系。

养分平衡法； 测土配方施肥； 土壤有效养分校正系数； 肥料利用率

为建立符合不同区域和种植体系的作物施肥指标体系，我国的土壤肥料科研工作者进行了大量的研究工作。目前，现有的60多种平衡施肥方法又可划分为效应函数法、测土施肥法和营养诊断法三大系统[1]。国内应用最广泛的是采用肥料效应函数模型来获得推荐施肥量，即利用大量的田间施肥试验以及土壤养分的测试结果，建立作物产量与施肥量之间的效应函数模型，根据边际分析法计算达到最高产量或最大经济效益的施肥量。王兴仁等[2]指出，应用肥料效应函数模型进行推荐施肥会存在一些问题，如广泛采用二次多项式模型往往使推荐施肥量偏高，由于作物产量受生态条件以及栽培管理水平等综合因素的影响，决定了其存在一定的局限性，而且计算较为复杂、技术要求也较高，在推广上受到了一定限制，但肥料效应函数模型的应用对我国区域性施肥决策起到了重要作用。

测土施肥法是在土壤肥力化学基础上发展起来的计量施肥技术，通过对土壤有效养分的测定，提出施肥建议。该方法在国内外应用较为广泛，可年年进行，并可微观指导每一地块的施肥。其中，目标产量法是测土推荐施肥方法中的典型代表，它是从传统的养分平衡施肥法发展而来的，这一方法是国内外配方施肥中最常用、最基本和最重要的方法。养分平衡法计量施肥是以李比希的“养分归还”学说为基础，是美国著名土壤化学家Truog[3]于1960年在第七次国际土壤学会上明确提出的，后被Stanford[4-5]所发展并应用于生产实践。20世纪60年代Truog-Stanford的养分平衡法计量施肥法开始传入我国。80年代，国内科研工作者用校正后的土壤养分测定值代替田间试验结果计算土壤供应量，使得养分平衡法在我国长江以南地区的施肥中得到推广和应用。养分平衡施肥模型，是根据作物目标产量需肥量与土壤供肥量之差来计算施肥量的。由于难以准确确定土壤养分校正系数参数和肥料当季利用率，目前没有形成全国范围内的应用推广模式。但是该模型突出的优点就是概念清楚、易于理解和掌握、实用性较强，而且被认为是最精确的施肥方法之一[6]。在利用该施肥模型进行施肥推荐来建立施肥指标体系时，研究的关键点就是如何准确确定模型中土壤有效养分校正系数和肥料当季利用率等参数，以便得到广泛地推广应用。

小麦是是我国重要的商品粮和战略性粮食储备品种。小麦生产状况将直接关系到我国粮食安全、农业增效和农民增收[7]。因此，在小麦生产中，采用科学合理的推荐施肥技术，建立小麦施肥指标体系，对指导我国小麦的测土配方施肥具有重要意义。褐土广泛分布在关中、晋东南、豫西以及燕山、太行山等低丘等区域，在行政区划上主要分布在北京、河南、河北、山东和陕西等省份，是我国种植冬小麦的主要土壤类型之一[8]。本研究基于养分平衡模型的优点，针对冬小麦主产区的褐土土类，采用多年多点小麦田间试验的资料，重点研究土壤、产量水平和管理措施等因素对土壤养分供应量和肥料利用率的影响及变化规律，建立以养分平衡原理为依据，土壤肥力测定为基础，具有氮、磷和钾全定量特性的小麦测土推荐施肥体系，以指导农民科学施肥，做到试验研究的深入化、推广应用的简单化。

1 材料与方法

1.1 试验数据来源

试验数据来源于两个方面：一是来源于国家科技支撑计划“高效施肥关键技术研究与示范”项目(2008BADAB03)的数据，为建立我国主要粮食作物施肥指标体系，该项目实施期间(2008～2010年)，在小麦主产区河南、河北、山东，北京和陕西等地分别布置了大量冬小麦肥料效应试验，本研究选取了95个试验点的数据;二是来源于近几年已发表的有关小麦“3414”肥料试验的文章,从2005年开始，国家开始实施测土配方施肥财政补贴资金项目，并逐年加大补贴范围和力度，以推动粮食增产，农民增收和保护生态环境[9]。近年来，我国土壤肥料工作者在研究作物需肥规律、土壤供肥规律以及建立主要作物的施肥技术指标体系方面做了大量的科研工作并积累了大量的成果，本研究选取了各期刊相关文章中30多个试验点的数据。

1.2 试验方法

肥料效应田间试验采用“3414”方案设计，在具体实施过程中可根据研究目的选用“3414”完全实施方案或部分实施方案。“3414”是指氮、磷、钾3个因素，4个水平,14个处理。4个水平的含义: 0水平指不施肥，2水平指当地推荐施肥量，1水平(指施肥不足)=2水平×0.5，3水平(指过量施肥)=2水平×1.5(见农业部《测土配方施肥技术规范》试行)。本研究选用“3414”试验14处理中的5个处理，分别为N0P0K0、 N0P2K2、 N2P0K2、 N2P2K0和N2P2K2。

耕地主要以旱地为主，种植制度以小麦—玉米两熟制为主。氮肥为尿素，分基肥和追肥，磷肥为过磷酸钙，钾肥为氯化钾，其中磷肥与钾肥做基肥一次施入。田间管理与当地生产田管理一致。实打实收，分别计产(为标准含水下产量)。小麦收获时用多点法取植株和籽粒样品，按常规分析方法测定小麦秸秆和籽粒中的全氮、全磷和全钾含量。植株样品用浓H2SO4-H2O2消煮，氮用凯氏定氮法，磷用钼锑抗比色法，钾用原子吸收分光光度计测定。

1.3 供试土壤

本研究选取的土类均为褐土，包括普通褐土、石灰性褐土等各亚类。土壤质地为砂壤至粘壤。土壤pH值(土液比1 ∶2.5，电位法测定)变幅为6.2～8.5，有机质(油浴加热重铬酸钾氧化容量法测定)为14～24.4 g/kg， 碱解氮(碱解扩散法)为37.5～125 mg/kg，有效磷(Olsen-P)变幅为2.4～82.2 mg/kg，速效钾(乙酸铵浸提法)为52～208 mg/kg。

1.4 小麦品种

冬小麦品种主要包括：河南省周麦16号、新麦9号、温麦6号、豫麦25、豫麦49、豫麦57、豫麦70、西农979、洛麦2号、济麦20号等；河北省京东8号、衡95等；陕西省西农88、小偃23等；山西省晋麦60号、临优45等。产量水平为3450～10200 kg/hm2。

1.5 养分平衡模型的变量参数

本研究采用养分平衡模型来建立测土推荐施肥指标体系，其原理为在施肥条件下作物吸收的养分来自于土壤和肥料，作物总需肥量与土壤供肥量之差即是实现目标产量的施肥量。基本表达式为:

式中， F为土壤施肥量；C为小麦需肥量；S为土壤供肥量；U为肥料当季利用率。

式中, 2.25为换算系数，即0—20 cm表层土壤(容重为1.12 g/cm3)的土壤养分测定值(mg/kg)换算成kg/hm2(土壤中养分供应量和施肥量的单位)的乘数。

在计算施肥量时，包括目标产量、单位产量的养分吸收量、土壤有效养分校正系数、肥料当季利用率和肥料中养分含量5个参数。本文着重做了土壤氮、磷、钾养分的校正系数和氮、磷、钾肥的当季利用率的变量参数研究。

1.6 分析与计算方法

使用Excel 2007软件对试验数据进行处理，SPSS13.0统计软件进行相关分析。

土壤有效养分校正系数(%)= 缺素区小麦地上部分吸收该元素量/(该元素土壤养分测试值×2.25)

肥料当季利用率(%)=[施肥处理小麦当季吸收N(P2O5、K20)养分量-缺素区处理小麦当季吸收的N(P2O5、K20)养分量]/N(P2O5、K20)施用量×100其中，缺素区分别用N0P2K2、N2P0K2和N2P2K0处理。

另外，单位产量的养分吸收量以及验证模型时的肥料效应函数，用的均是“3414”试验中的全肥区处理，即N2P2K2处理。

2 结果与分析

2.1 目标产量

目标产量即计划产量，是决定肥料需要量的原始依据，目标产量的设计是实现小麦定量化栽培管理的前提和基础。生产上现有的目标产量设计主要有“以地定产”、“以水定产”[10]、以前3年平均产量定产或将光温生产潜力修订后作为目标产量等几种方法[11]。其中在前3年平均产量的基础上增加10%～15%作为目标产量是生产上应用最广泛的方法之一。为了便于应用，本研究以前3年小麦平均产量来定产，根据生产实际，小麦产量的增产率定为15%。

2.2 单位产量的养分吸收量

单位产量的养分吸收量也即养分系数，本研究是指每百千克小麦籽粒产量所需养分量[6]，一般可用下式计算:

一般来说，作物养分需求量与环境条件、栽培技术，特别是产量水平有关。随着作物产量的提高，氮、磷、钾吸收量也相应增多。由于作物对养分具有选择性吸收，以及作物组织具有较稳定的化学结构，所以作物单位产量养分的吸收量会在一定的范围内变化[6]。一般研究中，常常把单位产量的养分需求量看作是一个常数。

在本研究中，为探讨小麦单位产量(每百千克)养分需求量的变化幅度，对小麦经济产量与其对应的小麦地上部分(包括籽粒和秸秆)所吸收的养分总量(也即生物产量所吸收的养分量)作了相关分析。从图1可以看出，小麦生物产量养分需求量受小麦产量水平的影响很大，且随着产量水平的提高而增加。并且小麦生物产量的养分吸收量与其对应的籽粒产量之间均达到极显著的直线相关关系。也就是说，小麦生物产量的养分吸收量与小麦籽粒产量的比值(即小麦单位产量所需养分量)趋向一个稳定的范围，因此可以把小麦单位产量的养分需求量定为常数。于是就可以把所选取各样本中分别计算出来的单位产量养分需求量(N、P2O5、K2O)求其算术平均值，作为小麦的养分系数。根据分析计算的结果，本研究中，冬小麦每百千克小麦产量所需养分量分别定为氮(N)3 kg、磷(P2O5)1.2 kg、钾(K2O)2.8 kg。

2.3 土壤有效养分校正系数

土壤中某种养分的供应量是用土壤测试值换算得到的，方程为:

土壤养分供应量(kg/hm2)= 土壤养分测定值(mg/kg)×2.25×土壤有效养分校正系数。

其中，土壤有效养分校正系数是通过田间试验取得的。试验表明，校正系数不是一个定值，它与土壤测试值呈明显的负相关关系。本文主要研究了我国褐土土壤有效养分校正系数与土壤有效养分含量的关系见图2。

分析表明，土壤有效养分校正系数与土壤有效养分含量之间呈下降的幂函数关系，其中土壤碱解氮校正系数与土壤碱解氮含量、土壤有效磷校正系数与土壤有效磷含量、土壤速效钾校正系数与土壤速效钾含量之间均呈极显著负相关关系。土壤碱解氮(N)、土壤有效磷(P)和土壤速效钾(K)校正系数的取值范围分别为0.25～1.50、0.20～1.65和 0.20～1.20。

2.4 肥料当季利用率与土壤养分测定值的关系

本研究中计算肥料当季利用率采用的是差减法，缺素区分别用N0P2K2、 N2P0K2和N2P2K0处理。肥料的当季利用率高低与土壤养分含量、作物产量水平、肥料类型、施肥方法等因素有关[12-17]。本研究通过大量试验结果分析表明，肥料当季利用率与小麦产量水平和土壤养分含量呈显著相关性。并且把小麦产量(Y)分为三个水平: Y<6000 kg/hm2、6000≤ Y ≤7500 kg/hm2及Y>7500 kg/hm2，主要研究了肥料当季利用率与土壤养分测定值之间的函数关系。结果显示，在不同的产量水平下，氮、磷、钾当季利用率与土壤氮、磷、钾养分之间呈极显著对数负相关关系。其关系式如下:

1)当Y<6000 kg/hm2

N当季利用率= 4.117-0.8467LnX1

(r=-0.624**，n=63)

P2O5当季利用率= 0.583-0.1144LnX2

(r=-0.811**，n=63)

K2O当季利用率= 2.289-0.3889LnX3

(r=-0.791**，n=63)

2)当6000≤ Y≤ 7500 kg/hm2

N当季利用率= 2.947-0.5822LnX1

(r=-0.698**，n=65)

P2O5当季利用率=0.606-0.1255LnX2

(r=-0.906**，n=65)

K2O当季利用率= 2.335-0.3993LnX3

(r=-0.811**，n=65)

3)当Y>7500 kg/hm2

N当季利用率= 3.419-0.6983LnX1

(r=-0.681**，n=66)

P2O5当季利用率=0.809-0.1846LnX2(r=-0.887**，n=66)

K2O当季利用率= 2.712-0.4695LnX3(r=-0.797**，n=66)

以上式中, X1、X2和X3分别表示土壤碱解氮含量(N mg/kg)、有效磷含量(P mg/kg)和速效钾含量(K mg/kg)，n为样本数。

分析可知，在上述的肥料当季利用率与土壤养分测定值之间的函数关系中，土壤碱解氮(N)含量、有效磷含量(P)和速效钾含量(K)的取值范围分别为40～130、 5～50和 50～250。同时，在低产、中产和高产田中，氮(N)当季利用率平均值分别为34.8%、36.6%和20.0%；磷(P2O5)当季利用率平均值分别为30.4%、 26.5%和25.1%；钾(K2O)当季利用率的平均值分别为37.1%、 43.5%和39.5%。

2.5 小麦测土推荐施肥量的确定

小麦氮、磷、钾施肥量的确定，是根据养分平衡施肥模型，将以上各参数进行整合，即在不同的产量水平下，分别对氮、磷、钾的施用量进行推荐，其施肥模型如下:

1)产量水平为Y<6000 kg/hm2

2)产量水平为6000≤Y≤ 7500kg/hm2

3)产量水平为Y>7500kg/hm2

2.6 养分平衡法推荐施肥量与田间肥料效应函数法结果的比较

为了验证养分平衡法计算推荐施肥用量在生产上的实用性，本研究分别用不同肥力褐土旱地上的小麦田间试验肥效方程法得出的施用量进行了比较。2008～2010年分别在河南孟津县白鹤镇、河南渑池县陈村乡等5个试验点做了小麦肥料效应试验，选取了小麦产量与氮、磷、钾施用量呈显著相关的五个试验，同时也分别代表了低、中、高产量水平。其中，5个试验点氮、磷、钾(N、P2O5、K2O)合理施肥量(即第二水平施肥量)分别为180、 120、 120kg/hm2,150、 90、 70kg/hm2,195、 90、 75kg/hm2,180、 120、 120kg/hm2及150、 120、 120kg/hm2，其它土壤理化性状见表1。对各肥料效应试验点建立肥料效应曲线方程，得到最大施肥量和最佳施肥量，分别见表2～表4。

在各试验中，将小麦产量与氮、磷、钾肥养分施用量用三元二次方程进行拟合，分别建立肥料效应函数方程，回归关系均达到了显著水平。利用肥料效应曲线方程，分别求出最高产量时的施肥量和最佳施肥量。在各试验点中，分别用肥料效应函数计算得到的最高产量和最佳产量作为养分平衡模型中的目标产量，以及土壤理化性状中提供的土壤有效养分测试值，

表2 养分平衡模型推荐施氮肥量与肥料效应函数模型推荐施氮肥量比较

Table 2 Comparison of the nutrient balance model and fertilizer effect function model in recommended N rate

表3 养分平衡模型推荐施磷肥量与肥料效应函数模型推荐施磷肥量比较

Table 3 Comparison of the nutrient balance model and fertilizer effect function model in recommended P2O5rate

利用养分平衡施肥模型分别得到推荐施肥量。将用养分平衡模型得到的推荐施肥量与用肥料效应函数计算出的施肥量进行比较，用相对误差(RE)表示，其结果见表2～表4。

结果表明，用养分平衡法推荐得到的施肥量基本上在最大施肥量与最佳施肥量之间，即养分平衡法推荐的施肥量与肥料效应方程的结果基本相符。利用养分平衡法进行推荐施肥其突出的优点是易于理解和掌握、实用性较强，而且定量精确，简而易行，便于推广。

3 讨论与结论

在作物施肥指标体系的研究上，目前研究较多的就是土壤养分丰缺指标法[18]，即利用土壤普查的土壤养分测试数据和已有的田间肥料效应试验数据，结合农民的经验，按土壤肥力分成若干等级，根据各种养分丰缺等级来确定施肥量。此方法简单快速，并具有针对性，可服务到微观地块。到目前为止，我国多数地方仍在应用此方法和当时提出的指标体系。然而，我国土壤肥力水平较之已前已发生很大的变化，很多土壤肥力指标已不适应现在的土壤肥力状况，因此，此方法有待进一步完善。本研究采用养分平衡的原理，以测定土壤养分含量为基础来构建小麦施肥指标体系，并指导农民科学施肥。

Ramamoorthy[19]于1967年在印度小麦上广泛推行养分平衡法计量施肥方法，取得一定成果。上世纪80年代初，上海化工研究院从印度文献中引入了“土壤有效养分校正系数“，用校正后的土壤养分测定值代替田间试验结果计算土壤供应量，使得养分平衡法在我国长江以南地区的施肥中得到一定的推广和应用。后来，刘文通等[20]、陆允甫等[21]、黄德明[22]、张宽等[23]和周鸣铮等人[24-26]在实践中进一步完善和应用，使养分平衡法计量施肥得以迅速推广。

过去Truog认为同一类土壤同一测定方法土壤养分校验系数是常数[25]。从上世纪80年代开始，国内通过试验发现把校正系数看作常数有严重缺陷，而且越来越多的研究表明，土壤有效养分校正系数不是一个定值。刘文通等[20]、陆允甫等[21]等人研究发现，土壤供应量与土壤测定值呈对数曲线关系，校正系数是一个变量。而且肥料利用率的变化也较大，不同作物、不同肥力水平、不同产量水平、不同施肥量、不同水分管理条件等因素都会影响肥料的利用率，因此，设定一个区域统一的肥料利用率值也是不合理的。这就是当初养分平衡模型没在国内广泛推广与应用的原因。但养分平衡法的优点是概念清楚，容易理解，实用性较强，且精确定量并便于推广。随着科研工作者对施肥模型的不断探索和研究，使得养分平衡法计量施肥得到进一步的推广和应用。代勇等[27]通过3年的油菜大田试验，利用养分平衡法原理，寻求各因子与土壤测定值之间的数量关系，确立了以土壤测定值为自变量的油菜推荐施肥模型。马新明等[28]依据养分平衡原理和“作物-土壤-环境-技术”整体原则，采用土壤空间信息数据与小麦需氮量和各生育阶段叶面积指数相结合的方法，设计了小麦施氮模型。本研究是在前人的研究基础上，在小麦主产区的主要土壤类型褐土上，进一步研究了土壤环境因素和产量水平因素等对土壤有效养分校正因子和肥料利用率的影响及变化规律，从而建立了基于养分平衡法的我国褐土冬小麦测土推荐施肥指标体系。

关于目标产量的确定，国内外均进行了大量的研究[29-31]。目标产量即计划产量，是决定肥料需要量的原始依据，目标产量的设计是实现小麦定量化栽培管理的前提和基础。国内外比较普遍的确定方法有以下几种: 1)平均单产法，即用前几年常年产量做基数，比如将增加10%～20%作为目标产量值。2)以地定产法，即首先确定目标产量与无肥区产量之间的数学式，确定了基础产量就可以推出决策点下一季的目标产量。3)以水定产法，即根据生育期内降水量与播前土壤养分有效含水量来确定目标产量的方法[32-33]，该法关键是事先确定决策点水量效能指数，即10 mm降水量生产作物的经济产量千克数[34]。4)肥料效应函数求算法，即利用某地区建立的肥料效应函数，求出最高产量作为目标产量。5)光温生产潜力修订法，近年来，朱艳等[11]提出了用光温生产潜力经修订后作为目标产量的方法。众多方法中，在前3年作物平均单产的基础上增加10%～15%作为目标产量是生产上应用最广泛的方法之一。为了便于施肥模型的应用和推广，本研究以前3年小麦平均产量来确定目标产量，并且把目标产量作为一个输入项，由施肥用户来提供。根据生产实际，在本研究中将小麦产量的增产率定为15%。

在养分平衡模型中，最难确定的就是肥料当季利用率的问题。肥料利用率是反映肥料投入与作物生长关系的重要指标，有不同的表示方法，如肥料偏生产力(PFP)[35]和肥料回收利用率(RE)[36]等。这些都是为不同目的设定的，很难统一。目前国内外普遍应用的肥料当季利用率，即肥料养分回收率(RE)。其计算公式为，肥料养分利用率(%)=(作物吸养分量-土壤供应量)/所施肥料养分量。该方法计算出的肥料利用率多以直接吸收率表示，不考虑当季肥料与土壤养分的交换利用量与以前施用肥料的有效量，即是肥料当季利用率。研究表明[12,16]肥料种类、施肥方法、作物产量水平及土壤环境等因素均对肥料当季利用率有大的影响。所以在用差减法计算肥料的利用率，往往不能获得可靠的结果。国内外许多专家学者试图用同位素标记法来研究肥料利用率，结果表明，用15N标记技术测定的氮肥利用率低于差减法的计算结果[37-38]，但一般认为用同位素标记获得的肥料利用率要比直接用差减法得到的要可靠[39-40]。本文主要研究了不同产量水平下土壤有效养分含量对肥料当季利用率的定量关系。同时，本研究中所用的肥料均为化肥，而且肥料种类确定。有关其它种类的化肥，其肥料当季利用率可另行研究，可采用与本研究同样的原理和方法。

本研究中没有考虑有机肥，但在有机肥的施用中，计算化肥施用量时，应从目标产量需养分总量中扣除有机肥中的养分量。但有机肥对肥料利用率以及对土壤供肥能力的影响比较复杂，有待进一步研究。

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Study on parameters of balanced fertilization for winter wheat in cinnamon soil in Northern China

DU Jun1,2, SUN Ke-gang1, BAI You-lu2*,YANG Li-ping2, LU Yan-li2, WANG Lei2, WANG He2

(1InstituteofPlantNutritionandResourceEnvironment,HenanAcademyofAgriculturalSciences,Zhengzhou450002,China；2InstituteofAgriculturalResourcesandRegionalPlanning,ChineseAcademyofAgriculturalScience/KeyLaboratoryofCropNutritionandFertilization,MinistryofAgriculture,Beijing100081,China)

【Objectives】 Based on principle of nutrient balanced method, parameters of balanced fertilization for winter wheat in cinnamon soil in Northern China were studied. A soil testing and fertilizer recommendation index system for winter wheat in cinnamon soil was established to guide fertilizer use and wheat production directly, quickly, scientifically and rationally in this region.【Methods】The parameters of balanced fertilization for winter wheat in cinnamon soil of Northern China were studied by field trials in multiple sites and years. The parameters as nutrient uptake per 100 kg grain, calibration coefficients of soil available nutrients and apparent recovery efficiency of applied fertilizer were calculated respectively in this study. The impact of soil environment factors and yield on the calibration coefficients of soil available nutrients and apparent recovery efficiency of applied fertilizer and their variation tendency was studied.【Results】The results indicate the nutrient uptakes per 100 kg grain of wheat for nitrogen(N), phosphorous(P2O5)and potassium(K2O)are 3, 1.2 and 2.8 kg respectively with small variation. The calibration coefficients of soil available nutrients relate significant negatively with soil available nutrients by power exponent. The apparent recovery efficiencies of the applied fertilizers have negative logarithmic relationship with soil available nutrients in different yield range. Based on the nutrient balanced method, a soil testing and fertilizer recommendation index system for winter wheat in cinnamon soil is established to guide fertilizer use and wheat production directly, quickly, scientifically and rationally in this region.【Conclusions】Based on the nutrient balanced model, the fertilizer rates are recommended by the differences between the fertilizer requirement amounts for a target yield and soil nutrient-supplying amounts. The key point for the fertilizer recommendation is how to accurately determine basic parameters as the calibration coefficients of soil available nutrients and apparent recovery efficiencies of the applied fertilizer, which can make model be popularized and applied widely. Finally, the soil testing and fertilizer recommendation index system with quantitative characteristics of N, P, and K for winter wheat in cinnamon soil of Northern China is established, which is based on the nutrient balanced method and the related soil testing.

nutrient balanced method; soil testing and fertilizer recommendation; calibration coefficient of soil available nutrients; apparent recovery efficiency of applied fertilizer

2014-04-23 接受日期: 2014-12-27 网络出版日期: 2015-05-06

国家科技支撑计划“高效施肥关键技术研究与示范”项目(2008BADA4B03); 河南省财政预算项目“氮肥增值提效及高施用技术研究与应用”资助。

杜君(1978—)，男，河南周口人，博士，助研，主要从事养分资源管理与现代施肥技术研究。E-mail: dujun0520@163.com *通信作者E-mail: ylbai@caas.ac.cn

S512.1.062

A

1008-505X(2015)05-1113-10