
基于GM(1,1)模型的不同措施下陕西省苹果园化肥消耗量预测分析
Apple Orchards in Shaanxi Under Measures Based on GM(1,1) Model: Prediction and Analysis of Fertilizer Consumption
为了明确优化配置肥料资源和减少果园化肥消耗量的合理措施,本研究结合陕西省苹果园当前施肥情况及养分高效管理措施,利用GM(1,1)模型对陕西省苹果园化肥用量进行预测。结果表明:预计到2025年陕西省苹果使用化肥纯养分N、P2O5、K2O的消耗量将分别达87.28万t、55.29万t、38.64万t,增长量为目前的74.3%。2025年所有苹果园实现推荐施肥的情况下,化肥N、P2O5、K2O的节省总量将达36.21万t,节省的化肥总量占预测的当年苹果园肥料总消耗量的20%;水肥一体化实施面积比例占总种植面积的20%的情况下,则N、P2O5、K2O总量可节省18.12万t,节省的化肥总量占预测的当年苹果园肥料总消耗量的10%。因此,在果园积极推行推荐施肥或水肥一体化,化肥消耗量均能明显降低,利于中国果园的可持续发展。
The paper aims to identify reasonable measures to optimize the allocation of fertilizer resources and reduce the fertilizer consumption in orchards. We predicted the amount of fertilizer applied in apple orchards in Shaanxi based on GM(1,1) model combined with the current fertilization situation and nutrient efficient management measures. The results showed that: according to the model prediction, the consumption of pure nutrients N, P2O5 and K2O in apple orchards in Shaanxi would reach 872800, 552900 and 386400 t, respectively, in 2025, 74.3% more than the current amount; if the recommended fertilization could be carried out in all the orchards by 2025, the amount of fertilizer N, P2O5, K2O would be cut by 362100 t, accounting for 20% of the predicted consumption; when the fertigation area reached 20% of the total planted area in 2025, the amount of N, P2O5, K2O would be cut by 181200 t, accounting for 10% of the total predicted consumption. Therefore, the promotion of recommended fertilization or fertigation in orchards can significantly reduce fertilizer consumption, which is beneficial to the sustainable development of orchards in China.
GM(1,1)模型 / 苹果园 / 推荐施肥 / 水肥一体化 / 化肥消耗量 / 化肥减量 {{custom_keyword}} /
GM(1,1) model / apple orchard / recommended fertilization / fertigation / fertilizer consumption / chemical fertilizer reduction {{custom_keyword}} /
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2004年至今,在国家支农政策的推动下,农业种植结构大幅度调整,粮食产量连续增加,而且启动了全国测土配方施肥项目。采用2008年的农户调研数据与2001年进行对比,揭示了我国粮食生产体系中化肥效率的变化。结果表明,过去7年中小麦和玉米的单位面积化肥用量分别增加5.4%和29.0%,而水稻减少4.3%。全国粮食作物化肥消费总量增加1.3×106 t,但占全国化肥消费总量的比重从68%下降到50%。用PFP(粮食产量除以化肥用量)表征化肥效率,发现三大粮食作物的化肥效率大小排列顺序为水稻>小麦>玉米; 7年中小麦和水稻的化肥偏生产力分别从10.6 kg/kg增加到11.9 kg/kg, 13.9 kg/kg增加到15.7 kg/kg, 玉米的化肥偏生产力从13.8 kg/kg下降到11.5 kg/kg。我国农业种植结构调整对化肥施用量影响较大。粮食作物向优势主产区集中以及机械和管理措施的改善有利于进一步提高粮食作物化肥效率,但经济作物播种面积仍在大幅增加,这将对全国化肥效率变化带来变数。
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以“莱芜大姜”为试材,研究了等量施肥条件下,沟灌常规施肥(CK)、滴灌常规施肥(T1)、水肥一体化(T2)对生姜生长, 叶片H2O、CO2交换参数等的影响。结果表明,不同处理生姜地上部茎叶干物质量无显著差异,但T1、T2处理的地下根茎干物质量分别较CK增加11.15%和16.95%。水肥一体化可显著提高生姜叶片色素含量和净光合速率(Pn),降低蒸腾速率(Tr),提高水分利用效率(WUE)。生姜根茎膨大期(9月16日),T1、T2处理叶片叶绿素含量和Pn分别比CK高6.77%、 8.99%和10.21%、16.23%; 生姜发棵期(8月20日),T1、T2处理叶片的Tr分别比CK低10.19%和9.42%; T1、T2处理的WUE无显著差异,但显著高于CK, 8月26日9:00达峰值时, T1、T2的WUE分别比CK高23.83%和28.74%。 T1、T2处理的灌溉水生产效率分别比CK高132.06%和146.79%; 肥料偏生产力分别高12.54%和17.94%。
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为探究水肥一体化技术对陕西省不同生态区苹果生产的影响, 分别选取渭北旱塬区和关中平原区典型'红富士'苹果园, 研究了相同肥料用量的NPK传统施肥[NPK(C)]、NPK水肥[NPK(F)]和肥料用量减半的NPK水肥[1/2NPK(F)]对苹果产量、品质、肥料利用效率、果实养分吸收和果园经济效益的影响。结果表明, 因不同生态区环境条件和果园自身土壤和肥力等存在差异, 水肥一体化技术对苹果生产的影响也不同。渭北旱塬区果园, 与NPK(C)相比, NPK(F)处理苹果增产13.0%, 果实硬度增加10.6%, 糖酸比提高19.1%, 化肥偏生产力(PFP)由18.2 kg?kg-1提高至36.3 kg?kg-1, 果实N、P和K养分吸收量分别增加36.0%、75.3%和44.8%; 1/2NPK(F)处理对苹果生产的影响基本不显著。关中平原区果园, 与NPK(C)相比, 1/2NPK(F)使苹果增产26.2%, 糖酸比提高16.9%, PFP从27.2 kg?kg-1提高至68.7 kg?kg-1, 果实N、P和K养分吸收量分别增加41.8%、98.9%和58.9%; 然而, NPK(F)处理苹果仅增产14.1%, 果实养分吸收无显著增加, 品质亦无明显改善。经济收益方面, 在相同肥料用量下, 采用水肥一体化技术可使渭北旱塬区和关中平原区果园分别增收1.55万元?hm-2和3.65万元?hm-2; 当肥料用量减半时, 收益增加分别为0.21万元?hm-2和7.28万元?hm-2。总体而言, 在陕西渭北旱塬区和关中平原区果园采用水肥一体化技术均能显著提高苹果产量和改善品质, 但其效果存在明显差异, 实践中需因地制宜, 根据果园实际情况, 采用适宜的水肥用量以求达到高产、高效和优质的目标。
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为推动微生物肥料在果树生产中的应用,实现果园优质高效和可持续生产,笔者总结了国内报道的有关微生物肥料研究与应用的文献资料,介绍了微生物肥料概念和分类,概述了微生物肥料在果树上的效应研究,展望了微生物肥料在果树生产上的应用前景,建议今后果园应大力推广应用微生物肥料。
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