第1章总论
1.1 基于产量反应与农学效率的养分推荐方法
针对我国集约化农田化肥过量施用、肥料利用率低、缺乏先进轻简的养分推荐方法，创建了基于产量反应和农学效率的养分推荐新方法。产量反应是指施肥处理与缺素处理的产量差，农学效率是指施用单位某种养分的作物增产量。以过去十几年项目组在全国开展的肥料试验和国内公开发表的肥料试验数据为基础，建立养分吸收与产量数据库，采用 QUEFTS模型对作物可获得产量、产量反应、农学效率、土壤基础养分供应等相关参数进行特征分析，建立各参数间的内在联系；建立基于产量反应和农学效率的养分推荐模型，其中，施氮量=产量反应/农学效率；施磷或施钾量=产量反应所需施磷或施钾量+维持土壤平衡所需的磷或钾量。维持土壤平衡所需养分量依据 QUEFTS模型求算的养分*佳吸收量计算。同时采用计算机软件，把复杂的养分推荐模型简化成用户方便使用的养分专家系统（ Nutrient Expert，NE）。用户只需提供地块的基本信息，如往年农户习惯施肥下的作物产量、施肥历史、有机无机肥料投入情况、秸秆还田方式， NE系统就能给出该地块的个性化施肥方案。该方法可在土壤测试条件不具备或测试结果不及时的情况下用于肥料推荐，并可通过微信关注后使用，在我国以分散经营为主体的国情下是一种先进轻简的推荐养分新方法。
（1）水稻养分推荐方法
汇总了 2000～2015年水稻主产区的 5812个田间试验，模拟了水稻*佳养分吸收，并于 2013～2018年开展了 391个水稻 NE系统田间验证试验。当目标产量达到潜在产量的 60%～70%时，生产 1t水稻籽粒地上部 N、P、K养分需求是一定的，一季稻分别为 14.8kg、 3.8kg、15.0kg，早稻、中稻、晚稻分别为 17.1kg、3.4kg、18.4kg。氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为 2.5t / hm2、0.9t / hm2、0.9t / hm2，平均农学效率分别为 13.3kg / kg、13.4kg / kg、8.9kg / kg。构建了基于产量反应和农学效率的养分推荐模型，研发了水稻养分专家系统。田间验证试验表明，与农户习惯施肥、测土施肥相比， NE处理产量分别提高了 6.4%、2.5%，分别平均减施氮肥 9.9%、6.6%，分别平均减施磷肥 4.4%、– 4.8%，分别提高氮肥回收率 12.9个百分点、9.5个百分点。
（2）小麦养分推荐方法
汇总了 2000～2015年小麦主产区的 5439个田间试验，模拟了小麦*佳养分吸收，并于 2010～2018年开展了 391个小麦 NE系统田间验证试验。当目标产量达到潜在产量的 60%～70%时，生产 1t小麦籽粒地上部 N、P、K养分需求是一定的，分别为 25.4kg、4.8kg、 19.5kg；氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为 2.0t / hm2、0.9t / hm2、0.7t / hm2，平均农学效率分别为 9.9kg / kg、9.8kg / kg、7.2kg / kg。构建了基于产量反应和农学效率的养分推荐模型，研发了小麦养分专家系统。田间验证试验表明，与农户习惯施肥、测土施肥相比， NE处理产量分别增加了 2.5%、0，分别平均减施氮肥 41.0%、22.3%，分别平均减施磷肥 30.3%、15.3%，分别提高氮肥回收率 13.5个百分点、4.8个百分点。
（3）玉米养分推荐方法汇总了 2001～2015年玉米主产区的 5556个田间试验，模拟了玉米*佳养分吸收，并于 2010～2018年开展了 752个玉米 NE系统田间验证试验。当目标产量达到潜在产量的 60%～70%时，生产 1t玉米籽粒地上部 N、P、K养分需求是一定的，春玉米分别为 16.5kg、3.6kg、14.1kg；夏玉米分别为 17.7kg、4.0kg、15.7kg；氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为 2.4t/ hm2、1.4t / hm2、1.3t / hm2，平均农学效率分别为 12.7kg / kg、18.4kg / kg、15.1kg / kg。构建了基于产量反应和农学效率的养分推荐模型，研发了玉米养分专家系统。田间验证试验表明，与农户习惯施肥、测土施肥相比， NE处理产量分别增加了 4.0%、1.0%，分别平均减施氮肥30.1%、14.5%，分别平均减施磷肥 16.9%、7.8%，分别提高氮肥回收率 10.8个百分点、4.3个百分点。
（4）马铃薯养分推荐方法
汇总了 2000～2016年马铃薯主产区的 524个田间试验，模拟了马铃薯*佳养分吸收，并于 2017～2018年开展了 143个马铃薯 NE系统田间验证试验。当目标产量达到潜在产量的 60%～70%时，生产 1t马铃薯块茎植株 N、P、K养分需求是一定的，分别为 3.6kg、0.6kg、3.0kg；氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为 8.6t / hm2、5.9t / hm2、6.6t / hm2，平均农学效率分别为 52.2kg / kg、58.5kg / kg、42.3kg / kg。构建了基于产量反应和农学效率的养分推荐模型，研发了马铃薯养分专家系统。田间验证试验表明，与农户习惯施肥、测土施肥相比， NE处理产量分别增加了 5.4%、5.6%，分别平均减施氮肥 32.6%、11.3%，分别平均减施磷肥– 25.7%、5.8%，分别提高氮肥回收率 10.7个百分点、6.4个百分点。
（5）茶叶养分推荐方法
汇总了 2000～2019年茶叶主产区的 142个田间试验，模拟了茶叶*佳养分吸收，并于 2017～2019年开展了 30个茶叶 NE系统田间验证试验。当目标产量达到潜在产量的 60%～70%时，生产 1t茶青茶树地上部 N、P、K养分需求是一定的，分别为 11.5kg、1.1kg、 4.2kg；氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为 0.9t / hm2、0.8t / hm2、0.7t / hm2，平均农学效率分别为 2.9kg / kg、6.2kg / kg、4.7kg / kg。构建了基于产量反应和农学效率的养分推荐模型，研发了茶叶养分专家系统。田间验证试验表明，与农户习惯施肥、测土施肥相比， NE处理产量分别增加了 21.4%、18.0%，分别平均减施氮肥 26.0%、9.7%，分别平均减施磷肥 21.3%、16.0%，分别提高氮肥偏生产力 4.4kg / kg、2.1kg / kg。
（6）油菜养分推荐方法
汇总了 2005～2016年油菜主产区的 1756个田间试验，模拟了油菜*佳养分吸收，并于 2017～2019年开展了 16个油菜 NE系统田间验证试验。当目标产量达到潜在产量的 60%～70%时，生产 1t油菜籽粒地上部 N、P、K养分需求是一定的，分别为 45.9kg、8.0kg、 57.0kg；氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为 1.1t / hm2、0.6t / hm2、0.4t / hm2，平均农学效率分别为 6.3kg / kg、8.3kg / kg、4.8kg / kg。构建了基于产量反应和农学效率的养分推荐模型，研发了油菜养分专家系统。田间验证试验表明，与农户习惯施肥、测土施肥相比， NE处理产量分别增加了 6.7%、11.4%，分别平均减施氮肥 4.6%、– 3.0%，分别平均减施磷肥 0、4.4%，分别提高氮肥回收率 4.0个百分点、0.7个百分点。
（7）棉花养分推荐方法
汇总了 1990～2019年棉花主产区的 624个田间试验，模拟了棉花*佳养分吸收，并于 2017～2019年开展了 25个棉花 NE系统田间验证试验。由于新疆棉区和国内其他棉区的产量与养分吸收量差异很大，因此将研究区域分为新疆棉区和其他地区。当目标产量达到潜在产量的 60%～70%时，生产 1t籽棉地上部 N、P、K养分需求是一定的，新疆棉区分别为 27.8kg、6.1kg、28.6kg，其他地区为 41.2kg、6.4kg、35.2kg；新疆棉区氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为 1.7t / hm2、1.1t / hm2、0.8t / hm2，平均农学效率分别为 7.4kg / kg、9.4kg / kg、19.1kg / kg，其他地区氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为 1.0t / hm2、0.5t / hm2、0.7t / hm2，平均农学效率分别为 4.0kg / kg、5.2kg / kg、4.1kg / kg。构建了基于产量反应和农学效率的养分推荐模型，研发了棉花养分专家系统。田间验证试验表明，与农户习惯施肥、测土施肥相比， NE处理产量分别增加了 4.9%、0，分别平均减施氮肥 37.3%、18.5%，分别平均减施磷肥 37.3%、29.3%，分别提高氮肥回收率 17.6个百分点、11.9个百分点。
（8）大豆养分推荐方法
汇总了 2000～2017年大豆主产区的 648个田间试验，模拟了大豆*佳养分吸收，并于 2017～2019年开展了 35个大豆 NE系统田间验证试验。当目标产量达到潜在产量的 60%～70%时，生产 1t大豆籽粒地上部 N、P、K养分需求是一定的，分别为 55.4kg、7.9kg、20.1kg；氮、磷、钾肥的平均产量反应均为 0.4t / hm2，平均农学效率分别为 8.6kg / kg、7.1kg / kg、7.5kg/ kg。构建了基于产量反应和农学效率的养分推荐模型，研发了大豆养分专家系统。田间验证试验表明，与农户习惯施肥、测土施肥相比， NE处理产量分别增加了 27.4%、17.9%，分别平均减施氮肥– 51.3%、1.7%，分别平均减施磷肥 – 11.3%、11.9%，分别提高氮肥偏生产力 12.2kg / kg、12.8kg / kg，分别提高氮肥回收率 12.7个百分点、2.9个百分点。
（9）花生养分推荐方法
汇总了 1993～2018年花生主产区的 315个田间试验，模拟了花生*佳养分吸收，并于 2017～2019年开展了 14个花生 NE系统田间验证试验。当目标产量达到潜在产量的 60%～70%时，生产 1t花生荚果植株 N、P、K养分需求是一定的，分别为 38.2kg、4.4kg、14.3kg；氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为 0.9t / hm2、0.5t / hm2、0.6t / hm2，平均农学效率分别为 8.9kg / kg、7.1kg / kg、5.4kg / kg。构建了基于产量反应和农学效率的养分推荐模型，研发了花生养分专家系统。田间验证试验表明，与农户习惯施肥、测土施肥相比， NE处理产量分别增加了 15.4%、4.7%，分别平均减施氮肥 40.2%、30.7%，分别平均减施磷肥 32.0%、15.0%，分别提高氮肥回收率 23.3个百分点、7.2个百分点。
（10）甘蔗养分推荐方法
汇总了 1995～2019年甘蔗主产区的 164个田间试验，模拟了甘蔗*佳养分吸收，并于 2017～2019年开展了甘蔗 NE系统田间验证试验。当目标产量达到潜在产量的 60%～70%时，生产 1t蔗茎地上部 N、P、K养分需求是一定的，分别为 1.70kg、0.21kg、2.52kg；氮、磷、钾肥的平均产量反应分别为 24.5t / hm2、16.2t / hm2、19.8t / hm2，平均农学效率分别为66.2kg / kg、99.4kg / kg、58.8kg / kg。构建了基于产量反应和农学效率的养分推荐模型，研发了甘蔗养分专家系统。田间验证试验表明，与农户习惯施肥、测土施肥相比， NE处理产量分别增加了 6.4%、10.1%，分别平均减施氮肥 3.5%、– 3.7%，分别平均减施磷肥 48.9%、37.8%，分别提高氮肥回收率 7.8个百分点、7.9个百分点。
（11）番茄养分推荐方
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