DB37 T 4483—2021 小麦-玉米周年养分资源综合管理规范.pdf

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1、 ICS 65.020 CCS B 01 37 山东省地方标准 DB 37/T 4483 2021 小麦- 玉米 周年养分 资源综合 管理规范 Guidelines for integrated nutrient resources management in a wheat-maize double cropping system 2021 - 12 - 29 发布 2022 - 01 - 29 实施 山东省市 场监督 管 理局 发 布 DB 37/T 4483 2021 I 前 言 本文件 按照GB/T 1.1 2020 标准 化工 作导则 第1 部分： 标准化 文件 的结构 和起草 规则

2、 的规 定 起草。 请注意 本文 件的 某些 内容 可能涉 及专 利。 本文 件的 发布机 构不 承担 识别 专利 的责任 。 本文件 由山 东省 农业 农村 厅提出 并组 织实 施。 本文件 由山 东省 农业 标准 化技术 委员 会种 植业 标准 化分技 术委 员会 归口 。 DB 37/T 4483 2021 1 小麦- 玉米周 年养分 资源综 合管理规 范 1 范围 本文件 规定了 小麦- 玉米 周 年养分 资源综 合管 理所采 用的施 肥限量 原则 、肥料 用量、 肥料种 类、 施 用时期 及方 法等 施肥 技术 要求。 本文件 适用 于小 麦- 玉米 周 年养分 资源 综合 管理 的

3、黄 淮海一 年两 熟区 。 2 规范性 引用 文件 下列文 件中 的内 容通 过文 中的规 范性 引用 而构 成本 文件必 不可 少的 条款 。 其 中 ， 注日 期的 引用 文件 ， 仅该日 期对 应的 版本 适用 于本文 件； 不注 日期 的引 用文件 ， 其 最新 版本 （包 括所有 的修 改单 ） 适 用 于 本 文件。 GB/T 23348 缓 释肥 料 HG/T 4215 控 释肥 料 NY/T 496 肥料 合理 使用 准则 通则 NY/T 1112 配 方肥 料 NY/T 2911 测 土配 方施 肥 技术规 程 3 术语和 定义 下列术 语和 定义 适用 于本 文件。 3.1

4、 土壤肥 力分 级 soil fertility classification 不施肥 区产 量与 推荐 施肥 区产量 的比 值作 为评 价农 田土壤 肥力 状况 分级 依据 。 4 肥料限 量原 则及 方法 氮肥限 量原 则与 方法 4.1 4.1.1 氮肥限 量原 则 基于黄淮海6569 个冬小麦- 夏 玉 米 田 间 试 验 数 据 ， 运 用 生 命 周 期 评 价 方 法 （LCA, Life cycle assessment ）定 量黄淮 海 冬小麦- 夏玉 米生产 过程 中 不同氮 肥用量 下的 经济效 益及生 态成本 ；进 一步结 合 区 域推 荐 施氮 方 法， 定量 氮 肥

5、施 用 限量 ， 以满 足最 小 施氮 量 实现 最 大生 态效 益 ，即 最 大经 济 收益法 （MRTN ，Maximum Return to N approach ）。 对试 验 点不同 施肥 水平 下的 生态 效益进 行评 价， 并建 立区 域施肥 用量 与生 态效 益之 间的函 数关 系， 据此 确定 最大生 态效 益下 的施 肥用 量为氮 肥推 荐用 量。 4.1.2 氮肥限 量方 法 氮肥限 量指 综合 考虑 产量 效益、 氮肥 成本 和各 种途 径氮素 损失 带来 的环 境成 本与人 类健 康成 本 。 运 用MRTN 法， 计算施 氮量 与 生态效 益的曲 线方 程的一 阶导

6、数 ，当一 阶导 数等于0 时，即 生态边 际效 益等 于 边际成 本， 施氮 量即 为氮 肥限量 （图1） ，氮 肥限 量 按照下 列公 式计 算： DB 37/T 4483 2021 2 (1) (2) 式中： Bs 生 态效 益， 单位 为 /hm 2 ； By 产 量效 益， 单位 为 /hm 2 ，由 作物 籽粒 产量 乘 以对应 价格 获得 ； N 施 氮量 ，单 位为kg N/hm 2 ； Ecost 各途径活性氮（Nr ）损失相关的生态成本（ /hm 2 ）；包括氮肥成本（Ncost ）、各种途径活 性氮损 失评 价包 括氨 （NH3 ） 挥发， 氧化 亚氮 （N2O） 排放和

7、 硝态 氮 （NO3-N） 淋 洗损失 。 化 肥施用 过程中 三种 途径氮 素损失 根据氮 素损 失模型 估算， 按照附 录A 执 行，每kg各种 氮 素 损失造 成的 环境 成本 及人 类健康 成本 估算 按照 表1 和 附录B 执行 ； A 生 态效 益与 施氮 量 曲线关 系公 式中 的参 数； B 生 态效 益与 施氮 量 曲线关 系公 式中 的参 数； Nsor 生 态优 化施 氮量 ， 即氮肥 限量 ，单 位为kg N/hm 2 。 表1 不同氮 素损 失造 成的 环境 及人类 健康 的价 值参 数 损失途径 健康 富营养化 酸化 温室气体 总和 / k g Nr / k g N

8、r / k g Nr / k g Nr / k g Nr 硝态氮淋洗 1.4 7.84 9.24 氨挥发 23.1 1.68 13.1 37.9 氧化亚氮 2.1 78.4 80.5 图1 协调产 量、 环境 及人 类健 康的氮 肥限 量（ 生态 优化 施氮量 ） 磷钾肥 限量 原则 4.2 DB 37/T 4483 2021 3 为了将 根层 磷钾 长期 维持 在一个 适宜 水平 和发 挥作 物本身 利用 养分 的生 物学 潜力， 基于 肥料 长 期 定 位试验 根层养 分监 测结果 ，找出 能将土 壤有 效磷和 速效钾 含量持 续控 制在适 宜范围 内的施 磷和 施钾 量 ， 以此作 为施

9、 肥建 议并 在一 定的时 空范 围内 保持 用量 的相对 稳定 ， 结合 养分 收 支平衡 ， 提出 “提 高 ” 、 “ 维 持” 或 “控 制” 的管 理策 略及对 应的 施肥 推荐 ， 构 建了磷 钾恒 量监 控的 简化 管理技 术。 对于 土 壤 磷 钾 肥 力，一 般3 5年 作为 一个 周期来 进行 监测 。 周年肥 料统 筹 4.3 4.3.1 周年肥 料用 量 氮肥施 用兼顾 产量 、农民 收益、 环境保 护及 人类健 康，黄 淮海小 麦-玉 米养 分 资源综 合管理 农学 、 经济 、 环 境效 应评 估按 照 附录C 执行 。 磷钾 肥施 用应 以统筹 小麦-玉 米周 年

10、养 分 需求和 土壤 肥能 力 、 肥 料 养 分 供 应 平 衡 为原 则 。 周年 氮 肥 （N ） 用 量为168 kg/hm 2 464 kg/hm 2 、磷肥（P2O5 ）用量为45 kg/hm 2 300 kg/hm 2 、钾 肥（K2O） 用量为30 kg/hm 2 225 kg/hm 2 。 4.3.2 小麦季 4.3.2.1 氮肥限 量 不同土 壤肥 力条 件下 ， 小麦 氮肥限 量按 表2 执行 。 当 土 壤肥力 为高 水平 时 ， 氮 肥限 量 （N）为 87 kg/hm 2 102 kg/hm 2 ；当 土壤 肥力 为 中水平 时， 氮肥 限量 为102 kg/hm

11、2 166 kg/hm 2 ；当 土 壤肥力 为低 水平 时， 氮 肥限量为166 kg/hm 2 200 kg/hm 2 ；当土壤肥力为极 低水平时，氮肥限量为201 kg/hm 2 238 kg/hm 2 。建 议每年 对土 壤肥 力进 行监 测。 表2 不同土 壤肥 力分 级及 冬小 麦氮肥 限量 肥力等级 相对产量 氮肥限量 kg/hm 2 高 90 % 87102 中 70 % 90 % 102166 低 50 % 70 % 166200 极低 50 % 201238 注： 土壤肥力等级根据不施氮区产量与推荐施氮区产量比值确定。不施氮区产量与推荐施氮区产量比值90 % 、 70 %

12、90 % 、50 % 70 % 、50 % 分别代表土壤地力高、中、低、极低。 4.3.2.2 磷肥限 量 不同目 标产 量和 土壤 肥力 水平条 件下 ，冬 小麦 磷肥 限量（P2O5 ） 按表3执行 。 对于土 壤Olsen-P 含量 变化， 建议 一般35 年作 为一个 周期 进行 监测 。 DB 37/T 4483 2021 4 表3 冬小麦 土 壤Olsen-P 分级 及对应 磷肥 用量 目标产量 kg/hm 2 肥力等级 土壤 Olsen-P mg/kg 施磷量（P2O5 ） kg/hm 2 环境阈值 mg/kg 4500 极低 7 105 51.0 （如果土壤 Olsen-P 超

13、过 该值，易造成环境污染） 低 7 14 85 中 1430 60 高 30 30 6000 极低 7 140 低 7 14 110 中 1430 80 高 30 40 7500 极低 7 160 低 7 14 130 中 1430 100 高 30 50 9000 极低 7 180 低 7 14 150 中 1430 120 高 3040 60 4.3.2.3 钾肥用 量 不同目 标产量 和土 壤肥力 水平条 件下， 冬小 麦钾肥 用量按 表4执 行。对 于土 壤 交换性 钾含量 变化 ， 建议3 5年 作为 一个 周期 进行监 测。 表4 冬小麦 土壤 交换 性钾 分级 及对应 钾肥 用量

14、 目标产量 kg/hm 2 肥力等级 土壤交换性钾 mg/kg 施钾量（K2O ） kg/hm 2 7 500 低 90 90 中 90120 60 高 120150 30 极高 150 15 7 500 低 90 120 中 90120 90 高 120150 60 极高 150 30 4.3.2.4 施肥种 类 氮肥可 选择尿 素、 硫酸铵 、硝酸 铵钙等 ，磷 肥可选 择磷酸 一铵、 磷酸 二铵等 ，钾肥 可选择 硫酸 钾 、 氯化钾 。或 选用 二元 或三 元配方 肥， 肥料 选择 及施 用要符 合NY/T 1112 和NY/T 2911 的 规定 ；或 选用 二 元 或三元 缓/ 控

15、释 肥料 ，缓/ 控释肥 料选 择要 符合GB/T 23348 和HG/T 4215 的 规定 。 4.3.2.5 施肥时 期及 方式 DB 37/T 4483 2021 5 氮肥通 常以 基肥 和追 肥2 种 形式施 用 ， 对 于高 土壤 肥 力地块 ，40 % 的氮 肥作 基肥 ，60 %氮 肥在 拔节 期 追肥 ； 对 于中 等土 壤肥 力 地块 ，50 %的 氮肥 作基 肥 ，50 %氮 肥在 起身 期追 肥 ； 对 于低土 壤肥 力地 块 ，60 % 的氮肥 作基 肥 ， 40 %氮 肥在 返青期 追肥 。 全部 的磷 肥、 钾肥和 锌肥 作为 基肥 结合 整地施 于耕 层0 cm

16、20 cm 土层。 氮肥 、磷 肥、 钾肥 用量分 别按 表2表4执 行 ，硫酸 锌用 量为30 kg/hm 2 50 kg/hm 2 ，建 议每 隔1年 施用一 次锌 肥。 肥料 选择 要符合NY/T 496 的要 求。 4.3.3 玉米季 4.3.3.1 氮肥限 量 不同土 壤肥 力条 件下 ， 玉米 氮肥限 量按 表5 执行 。 当 土 壤肥力 为高 水平 时 ， 氮 肥限 量 （N）为 81 kg/hm 2 93 kg/hm 2 ； 当土 壤肥 力为 中等水 平时 ， 氮 肥限 量为100 kg/hm 2 151 kg/hm 2 ； 当 土壤肥 力为 低水 平时 ， 氮 肥限量 为15

17、0 kg/hm 2 190 kg/hm 2 ；当 土壤 肥力 为极 低水平 时， 氮肥 限量 为192 kg/hm 2 226 kg/hm 2 。 表5 不同土 壤肥 力分 级及 玉米 氮肥限 量 肥力等级 相对产量 氮肥限量 kg/hm 2 高 90 % 8193 中 70 % 90 % 100151 低 50 % 70 % 150190 极低 50 % 192226 4.3.3.2 磷肥限 量 不同目 标产 量和 土壤 肥力 水平条 件下 ， 夏玉 米磷 肥 限量按 表6 执行 。 对于 土壤Olsen-P含 量变 化 ， 建 议一般35 年作 为一 个周 期进行 监测 。 表6 夏玉米

18、土 壤Olsen-P 分级 及对应 磷肥 用量 目标产量 kg/hm 2 肥力等级 土壤 Olsen-P mg/kg 施磷量（P2O5 ） kg/hm 2 环境阈值 mg/kg 6 000 极低 7 60 51.0 （如果土壤 Olsen-P 超过 该值，易造成环境污染） 低 7 14 40 中 1430 30 高 30 15 7500 极低 7 80 低 7 14 60 中 1430 40 高 30 20 9 000 极低 7 100 低 7 14 75 中 1430 50 高 30 25 DB 37/T 4483 2021 6 表 6 夏玉 米土 壤Olsen-P 分级 及对 应磷 肥用

19、量 （ 续） 目标产量 kg/hm 2 肥力等级 土壤 Olsen-P mg/kg 施磷量（P2O5 ） kg/hm 2 环境阈值 mg/kg 10 500 极低 7 120 51.0 （如果土壤 Olsen-P 超过 该值，易造成环境污染） 低 7 14 95 中 1430 70 高 30 35 4.3.3.3 钾肥用 量 不同目 标产量 和土 壤肥力 水平条 件下， 夏玉 米钾肥 用量按 表7执 行。对 于土 壤 交换性 钾含量 变化 ， 建议一 般3 5年 作为 一个 周期进 行监 测。 表7 夏玉米 土壤 交换 性钾 分级 及对应 钾肥 用量 目标产量 kg/hm 2 肥力等级 土壤交

20、换性钾含量 mg/kg 施钾量（K2O ） kg/hm 2 9 000 低 90 75 中 90 120 60 高 120 150 30 极高 150 15 9 000 低 90 105 中 90 120 75 高 120 150 45 极高 150 30 4.3.3.4 施肥种 类 肥料种 类选 择见4.3.2.4 施肥种 类。 4.3.3.5 施肥时 期及 方式 氮肥通 常以 基肥 和追 肥2 种 形式施 用， 其 中30 %40 % 的氮肥、 全部 的磷 肥、 钾 肥 和锌肥 作基 肥施 用， 60 % 70 % 的氮 肥在 玉米 大 喇叭口 期 （ 叶龄 指数55 % 60 %，第11

21、 12 片叶 展开 ） 追施。 普通 化肥 可采 用 侧深施施 肥法，施肥深度、肥料与 植株水平距离均10 cm，或水肥一体化 施入。玉米 专用缓控释肥 料 或稳定 性肥 料可 种肥 同播 一次性 集中 施入 ， 种 肥分 离， 种 子与 肥料 水平 、 垂 直距离 为8 cm10 cm， 后 期 不再追 肥。 氮、 磷和 钾肥 施用量 分别 按表5表7执 行。硫 酸锌 用量 为30 kg/hm 2 50 kg/hm 2 ，建 议每 隔1 年施用 一次 锌肥 ，肥 料选 择要符 合NY/T 496 的 要求 。 DB 37/T 4483 2021 7 A A 附录A （规范 性） 作物氮 素损

22、 失模 型估 算 氮肥使 作物 大幅 增产 ，然 而过量 的氮 肥则 损失 到环 境中， 如氧 化亚 氮（N2O） 排放、 氨（NH3 ） 挥发 及硝态氮 （NO3-N）淋洗，造成诸多 环境问题，威胁人类健康 。通过文献收集，运用meta 分析方法构 建 了黄淮 海玉 米/ 小麦 活性 氮 损失经 验模 型， 结合 氮肥 用量估 算活 性氮 损失 。 图A.1 黄淮海 玉米/小 麦活 性氮 损 失模型 DB 37/T 4483 2021 8 B B 附录B （规范 性） 生态成 本估 算 生态成 本包 括氮 肥成 本、 环境成 本和 人类 健康 成本 ，其中 氮肥 成本 按公 式（B.1 ）计

23、 算： (B.1) 式中： Ncost 氮 肥成 本， 单位 为 /hm 2 ； N 施 氮量 ，单 位为kg N/hm 2 ； Nprice 氮 肥价 格， 单位 为 /kg 。 生态成 本指 除氮 肥成 本外 ， 还包 括N2O 排放 导致 温室 气体排 放的 环境 代价 ；NH3 挥发和NO3-N淋 洗导 致 的水体 富营 养化 代价 ；NH3 挥发导 致的 土壤 酸化 代价 ，按照 公式 （B.2 B.6 ） 计算： (B.2) (B.3) (B.4) (B.5) 式中： Ecost 生 态成 本， 单 位为 /hm 2 ； Cgw N2O 排放 导致 温室气 体排 放的 环境 代价

24、，单位 为 /hm 2 ； 78.4 每 kg N2O 排 放导致 温室 气体 排放 的代 价成本 ，单 位为 /kg ； 1.4 每 生产1 kg 氮 肥产生 的温 室气 体的 成本 ，单位 为 /kg ； Ceu NO3-N和NH3 损 失导致 的水 体富 营养 化代 价成本 ，单 位为 /hm 2 ； 7.84 每kg NO3-N 的 水体富 营养 化代 价成 本， 单位为 /kg ； 1.68 每kg NH3 的 水体富 营养 化代 价成 本， 单位为 /kg ； 0.0126 每 生产1 kg 氮 肥造成 的水 体富 营养 化代 价成本 ；单 位为 /kg ； Cacid NH3 损

25、 失导 致 的土壤 酸化 代价 成本 ，单 位为 /hm 2 ； 13.1 每kg NH3 造 成 的土壤 酸化 代价 成本 ，单 位为 /kg ； 1.47 每 生产1 kg 氮 肥造成 的土 壤酸 化代 价成 本，单 位为 /kg ； Chel 人类 健康 成本 ，单位 为 /hm 2 ； 2.1 每kg N2O排 放 造成的 人体 健康 成本 ，单 位为 /kg ； 1.4 每kg NO3-N 淋 洗造成 的人 体健 康成 本， 单位为 /kg ； 23.1 每kg NH3 损 失 造成的 人体 健康 成本 ，单 位为 /kg 。 DB 37/T 4483 2021 9 C C 附录C

26、（规范 性） 经济优 化施 氮量 估算 经济优 化施 氮量 按照 公式 （C.1 C.2 ）计 算： (C.1) (C.2) 式中： Be 经 济效 益， 单位 为 /hm 2 ； By 产 量效 益， 单位 为 /hm 2 ， 由作 物籽 粒产 量 乘以对 应价 格获 得； N 施 氮量 ，单 位为kg N/hm 2 ； Ncost 氮 肥成 本， 单位 为 /hm 2 ； C 经 济效 益与 施氮 量曲线 关系 公式 中的 参数 ； D 经 济效 益与 施氮 量曲线 关系 公式 中的 参数 ； Neor 经 济优 化施 氮量 ，即氮 肥限 量， 单位 为kg N/hm 2 。 基于6569

27、 个 田间 试验 数据 ， 黄淮海 小麦 、 玉米 的经 济优 化施氮 量 （Neor ） 分别 为203 kg N/hm 2 和199 kg N/hm 2 。与 经 济优 化 施氮 量相 比 ， 黄淮 海 小麦 、 玉米生 态 优 化施 氮 量的 氮 肥用量 分 别 显著 降 低17.7 % 和 23.6 % ，而产量没有 显著下降 ；生态优化施 氮量的氮肥 偏生产力分别 显著提高21.1 % 和40.9 %；小 麦和 玉米 总氮损失 分别减少21.0 %和26.0 %，生态 成本显著降 低16.7 %和24.2 %，生态净 收益增加 了2.6 % 17.8 % （表 C.1 ）。 表C.1

28、 黄淮海 小麦 和玉 米经 济优 化施氮 量、 生态 优化 施氮 量处理 下的 产量 、氮 效率 、氮损 失、 生态 成 本、生 态净 收益 作物 项目 施氮量 产量 氮效率 氮损失 生态成本 生态净效益 kg/hm 2 t/hm 2 kg/kg kg/hm 2 / h m 2 / h m 2 小麦 经济优化施氮量 203 7.07 36.7 37.7 1134 3234 (n=3766) 生态优化施氮量 167 6.95 44.5 29.8 945 3318 玉米 经济优化施氮量 199 8.21 44.2 67.4 1911 1568 (n=2803) 生态优化施氮量 152 8.01 62.3 49.9 1449 1848