基于空间分析的河南省小麦施肥问题诊断与地理优化

基于河南小麦主产区82个县2277个样点的"不施肥、习惯施肥、推荐施肥"对照试验数据,在绘制小麦产量图、施肥量图、土壤养分图、肥料农学效率图基础上,采用地图对比法揭示了该区域氮磷钾分配的主要问题;采用随机森林法分析了土壤养分、施肥量、地理要素(气候和土壤类型)对小麦产量变异的影响力;综合对照试验数据和多源文献,确定该区适宜的小麦氮磷钾施用范围,并按"以产定肥"、"因土施肥"原则进行施肥量地理优化.结果表明:该区农民习惯施氮、磷量普遍偏大,钾用量局部不足;推荐方案中氮、磷用量未明显降低,而钾普遍增加.两类施肥方式的共同问题是氮磷钾用量与小麦产量、土壤养分的空间匹配性欠佳.小麦产量变异的主导因素是土壤和气候资源的地理差异,施肥的影响次之,土壤养分的影响最低;小麦增产量变异同时受地理因素和施肥因素的影响,而与土壤养分丰缺无关;施肥水平高是土壤养分丰缺与小麦产量关系较弱的主要原因.根据小麦产量和土壤养分丰缺,确定氮磷钾优化施用量变化范围分别为120～210 kg·hm-2、45～105 kg·hm-2和45～120 kg·hm-2;按区域总量计,氮磷钾优化施用量较地方专家推荐量分别节约14.2％、40.0％和39.5％,较农民习惯用量分别节约20.9％、41.1％和17.5％.