配方施肥速算盤

劉紅君，靳松濤

（1濮陽縣林業科學研究所 河南濮陽 457100 ；2濮陽縣職業技術學校 河南濮陽 457100）

配方施肥速算盤是為推動配方施肥技術的迅速推廣普及而發明的一種專用速算工具。它克服了人工計算勞動量大且重復勞動多的缺點，將高深的理論繁瑣的計算、龐雜的數據查找簡化為“一轉一對”的簡單操作，具有構思奇妙、設計科學、結構簡單、操作簡便、易于推廣、適用性強、成本低廉和便于攜帶等優點。

1 配方施肥速算盤原理

1.1 施肥原理

1.1.1 養分歸還補償學說 有專家認為“人類在土地上種植物并把這些產物拿走，必然會使地力逐漸下降，土壤中養分愈來愈少，要恢復地力就必須歸還從土壤拿走的全部東西，不然就難以獲得較高的總產量，為了增加產量，就應該向土壤中施加養分。”[1]

1.1.2 最小養分率 又稱最低因子率。植物為了生長發育需要吸收各種養分，但決定作物總產量的卻是土壤中相對含量最少的有效植物生長因素，產量也在一定范圍內隨著這個因素的增減而相對變化，因而無視這個限制因素的存在，即使繼續增加其他營養成分，也難以再提高植物的產量[2]。

1.1.3 報酬遞減律 植物產量水平較低時，隨著施肥量的增加，當產量達到一定水平后，在其他技術條件相對穩定的前提下，雖然產量隨著施肥量的增加而仍有提高，但植物的增產幅度卻隨著施肥量的增加而漸次遞減[3]。

1.1.4 因子綜合作用率 作物豐產是影響作物生長發育的各種因子綜合作用的結果，其中有一個因子起主導作用，產量也在一定程度上受其限制。為了充分發揮肥料的增產作用，提高施肥效益，一方面施肥必須與其他農業措施密切配合，另一方面也須對各種肥料養分因地制宜加以綜合運用[4]。

1.1.5 養分平衡法 根據作物產量需肥量和土壤供肥量之差來決定計劃產量施肥量。公式如下：

1.1.6 地力差減法 從目標產量中減去空白田產量 就是肥料所得產量[5]。

1.2 設計原理

配方施肥量計算的基本設計原理是將作物目標產量養分需要量、某養分濃度土壤養分有效提供量、肥料養分有效提供量等經換算后，以角度為參數表示：

其中，Yn表示作物需肥量、土壤供肥量、肥料供肥量等；Xn表示角度；An表示換算系數。

然后再用角的加法代替肥料的運算而達到直讀結果的目的，即以X1+X2+……+Xn代替Y1+Y2+……+Yn進行加法運算，可表示為X1+X2+……+Xn=Y1/A1+Y2/A2+……+Yn/An。

具體計算過程如下：

1.2.1 產量環刻度（1）產量環量程的確定。以各種栽植物在實際生產中的產量和適當發展的余量為依據。此量程可隨栽培作物種類、品種以及生產的發展而相應調整，可用下式表示：

其中A0為量程，其含義為0～A0，單位：千克/畝；B為現實生產中最高產量，單位：千克/畝；C為設計發展余量，單位：千克/畝。

（2）單位產量角的計算。單位產量角由周角（360°）除以產量環量程而得，即：

其中，D0表示單位產量角，單位：度/（千克/畝）。

（3）確定相應產量刻度。相應產量刻度由單位產量角與單位面積產量相乘而得，即：

其中，E0表示產量刻度，單位：度；F0表示單位面積產量，單位：千克/畝。

1.2.2 通用刻度比計算 通用刻度比是指對某一種養分而言，單位質量養分在該速算盤上所對應的角度，由單位角與作物經濟部分相應的養分含量之比得到：

1.2.3 土壤速效養分含量的刻度（1）單位含量土壤供肥量的計算。單位含量土壤供肥量由畝土質量（15 萬千克）、養分含量（1×10-6毫克/千克）、土壤速效養分的利用率（取50%）相乘而得，即：

共中：Jm表示單位含量土壤供肥量，單位：千克/（毫克/千克）。

（2）單位含量角。單位含量角即養分單位含量所對應的角度。由通用刻度比與單位養分含量供肥量相乘而得，即：

其中，Lm表示相應養分單位含量角，單位：度/（毫克/千克）。

（3）相應含量的刻度，相應含量刻度由單位含量角與含量相乘而得，即：

1.7.1 樣地設置 2014年7—9月、2015年6—9月、2016年7—9月分別進行了野外調查、樣地布設以及樣品采集工作。選取了過火時間為2014年、2015年和2016年不同火燒強度下（重度、輕度）的火燒跡地為研究對象，火燒強度劃分見表1。以臨近未過火，且與火燒跡地立地條件基本一致的林地為對照區，在火燒區以及對照區各布設3個標準樣地，共計27個，樣地大小均為20 m×20 m，樣地基本情況如表2。

其中，Mm表示相應養分含量刻度，單位：度；Nm表示相應養分含量，單位：毫克/千克。

1.2.4 肥料環刻度計算（1）肥料養分有效含量計算。肥料養分有效含量指肥料施入土壤后能被植物吸收利用的部分與施入總量的比值%計算公式為：

其中，Pm表示肥料養分有效含量（%）：Qm表示肥料養分含量（%）；Rm表示肥料當季利用率（%）。

（2）肥料單位質量角。肥料單位質量角指單位肥料對應的角度，由通用刻度比與肥料養分有效含量相乘而得，即：

其中，Sm表示肥料單位質量角，單位；度/千克。

（3）相應肥料質量刻度計算。相應肥料質量刻度由肥料單位質量角與質量相乘而得，即：

其中，Tm為表示相應肥料質量刻度，單位：度；Um為表示肥料質量，單位：千克。

2 配方施肥速算盤的結構

配方施肥速算盤主要由指針、復式鑲嵌組合轉盤及標度組成（如圖1 所示）。其中，轉盤由產量、土壤中養分含量及各種肥料環相互鑲嵌而成（如圖2所示），指針用于幫助準確計算，標度刻于轉盤的兩面，分別為氮素標度和磷素標度（一面也可包括兩種以上元素，但要分區布局）。

圖1 配方施肥速算盤外觀正視示意圖

圖2 配方施肥速算盤斷面結構示意圖

3 制 作

3.1 選材

可選用紙板、塑料板、木板、金屬材料等制作轉盤，用金屬絲或塑料條做指針。

3.2 制作轉環

用刀或其他工具將板材加工成大小呈等梯度的轉環，環的外周要有一環狀突起，內周設有環狀凹槽，并且突起與凹槽的寬度、厚度要一致，環的形狀見圖1。

3.3 計算與刻繪

計算出產量、土壤測定含量及肥料等變量與角度關系，并刻繪在各自轉環上。

3.4 制指針

用金屬絲或塑料條制成指針。

3.5 組裝

將各環依次鑲嵌在一起，裝上指針固定在轉盤的中心。

3.6 包裝

用適當制作成包裝，以加強對配方施肥速算盤的保護。

4 配方施肥速算盤的用途與使用方法

現以蘋果配方施肥速算盤為例進行說明（圖3）。

圖3 煙富10號蘋果結果狀

4.1 根據計劃產量確定施肥量

例：計劃畝產5000 千克，實測土壤含氮是40 毫克/千克，應施優質土肥和碳銨分別為多少？

1.將指針對準產量環上的數值5000 千克處。

2.將土壤含氮量環零點對準產量環上的零點。

3.將優質土肥環零點對準土壤環的40 毫克/千克處，并確定使用量（根據優質土肥擁有量確定，此處設定為5000 千克）。

4.將碳銨環零點對準優質土肥環的5000 千克處，此時指針對準了碳銨環的150 千克處，即計劃產量為5000 千克/畝，需施5000 千克優質土肥和150千克碳銨。

4.2 制定多種肥料配方

方法同上，可以用不同肥料種類和數量進行組合。

4.3 根據施肥量預測單產

例：土壤含氮量為40 毫克/千克，施一般土肥6000 千克、碳銨50 千克、尿素10 千克，在正常管理條件下，該田塊單產可達多少千克？

1.將土壤含氮環零點對準產量零點。

2.將一般土肥環的零點對準土壤環的40 毫克/千克處。

3.將碳銨環零點對準一般土肥環的6000 千克處。

4.將尿素環的零點對準碳銨環的50 千克處。

5.將指針對準尿素環的10 千克處，此時指針在產量環的讀數為4250 千克，此值為預測單產。

4.4 根據空白試驗估計土壤養分含量

例如：某田塊空白試驗單產為2500 千克，問其土壤含氮量為多少？（假設其他養分充足）

1.將土壤含氮量環零點與產量環零點對準。

2.查2500 千克所對土壤含量為100 毫克/千克。

4.5 進行肥料間換算

例：50 千克碳銨合多少千克氯銨？

1.將兩環零點對準。

2.碳銨環50 千克處所對氯銨環為27.5 千克，即施用27.5 千克銨與50 千克碳銨效果相當。

4.6 依據空白產量與目標產量計算施肥量

例：某田空白產量為4000 千克，目標產量為5000 千克，需施碳銨多少千克？

1.將碳銨環零點對準產量4000 千克處。

2.產量環5000 千克處所對碳銨環上的數值為38.5 千克，即需施碳銨38.5 千克（圖4、圖5）。

圖5 用速算盤計算結果指導施肥——條形溝施

5 需要說明的有關問題

配方施肥速算盤屬一種速算工具，適用于所有栽培植物，但需調整相應參數。配方施肥可以根據不同地區設計不同量程和肥量種類。生產水平提高后，經過相應調整仍然適用。