刘红君，靳松涛

（1濮阳县林业科学研究所 河南濮阳 457100 ；2濮阳县职业技术学校 河南濮阳 457100）

配方施肥速算盘是为推动配方施肥技术的迅速推广普及而发明的一种专用速算工具。它克服了人工计算劳动量大且重复劳动多的缺点，将高深的理论繁琐的计算、庞杂的数据查找简化为“一转一对”的简单操作，具有构思奇妙、设计科学、结构简单、操作简便、易于推广、适用性强、成本低廉和便于携带等优点。

1 配方施肥速算盘原理

1.1 施肥原理

1.1.1 养分归还补偿学说 有专家认为“人类在土地上种植物并把这些产物拿走，必然会使地力逐渐下降，土壤中养分愈来愈少，要恢复地力就必须归还从土壤拿走的全部东西，不然就难以获得较高的总产量，为了增加产量，就应该向土壤中施加养分。”[1]

1.1.2 最小养分率 又称最低因子率。植物为了生长发育需要吸收各种养分，但决定作物总产量的却是土壤中相对含量最少的有效植物生长因素，产量也在一定范围内随着这个因素的增减而相对变化，因而无视这个限制因素的存在，即使继续增加其他营养成分，也难以再提高植物的产量[2]。

1.1.3 报酬递减律 植物产量水平较低时，随着施肥量的增加，当产量达到一定水平后，在其他技术条件相对稳定的前提下，虽然产量随着施肥量的增加而仍有提高，但植物的增产幅度却随着施肥量的增加而渐次递减[3]。

1.1.4 因子综合作用率 作物丰产是影响作物生长发育的各种因子综合作用的结果，其中有一个因子起主导作用，产量也在一定程度上受其限制。为了充分发挥肥料的增产作用，提高施肥效益，一方面施肥必须与其他农业措施密切配合，另一方面也须对各种肥料养分因地制宜加以综合运用[4]。

1.1.5 养分平衡法 根据作物产量需肥量和土壤供肥量之差来决定计划产量施肥量。公式如下：

1.1.6 地力差减法 从目标产量中减去空白田产量 就是肥料所得产量[5]。

1.2 设计原理

配方施肥量计算的基本设计原理是将作物目标产量养分需要量、某养分浓度土壤养分有效提供量、肥料养分有效提供量等经换算后，以角度为参数表示：

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表示换算系数。

然后再用角的加法代替肥料的运算而达到直读结果的目的，即以X1+X2+……+Xn代替Y1+Y2+……+Yn进行加法运算，可表示为X1+X2+……+Xn=Y1/A1+Y2/A2+……+Yn/An。

具体计算过程如下：

1.2.1 产量环刻度（1）产量环量程的确定。以各种栽植物在实际生产中的产量和适当发展的余量为依据。此量程可随栽培作物种类、品种以及生产的发展而相应调整，可用下式表示：

其中A0为量程，其含义为0～A0，单位：千克/亩；B为现实生产中最高产量，单位：千克/亩；C为设计发展余量，单位：千克/亩。

（2）单位产量角的计算。单位产量角由周角（360°）除以产量环量程而得，即：

其中，D0表示单位产量角，单位：度/（千克/亩）。

（3）确定相应产量刻度。相应产量刻度由单位产量角与单位面积产量相乘而得，即：

其中，E0表示产量刻度，单位：度；F0表示单位面积产量，单位：千克/亩。

1.2.2 通用刻度比计算 通用刻度比是指对某一种养分而言，单位质量养分在该速算盘上所对应的角度，由单位角与作物经济部分相应的养分含量之比得到：

1.2.3 土壤速效养分含量的刻度（1）单位含量土壤供肥量的计算。单位含量土壤供肥量由亩土质量（15 万千克）、养分含量（1×10-6毫克/千克）、土壤速效养分的利用率（取50%）相乘而得，即：

共中：Jm表示单位含量土壤供肥量，单位：千克/（毫克/千克）。

（2）单位含量角。单位含量角即养分单位含量所对应的角度。由通用刻度比与单位养分含量供肥量相乘而得，即：

其中，Lm表示相应养分单位含量角，单位：度/（毫克/千克）。

（3）相应含量的刻度，相应含量刻度由单位含量角与含量相乘而得，即：

1.7.1 样地设置 2014年7—9月、2015年6—9月、2016年7—9月分别进行了野外调查、样地布设以及样品采集工作。选取了过火时间为2014年、2015年和2016年不同火烧强度下（重度、轻度）的火烧迹地为研究对象，火烧强度划分见表1。以临近未过火，且与火烧迹地立地条件基本一致的林地为对照区，在火烧区以及对照区各布设3个标准样地，共计27个，样地大小均为20 m×20 m，样地基本情况如表2。

其中，Mm表示相应养分含量刻度，单位：度；Nm表示相应养分含量，单位：毫克/千克。

1.2.4 肥料环刻度计算（1）肥料养分有效含量计算。肥料养分有效含量指肥料施入土壤后能被植物吸收利用的部分与施入总量的比值%计算公式为：

其中，Pm表示肥料养分有效含量（%）：Qm表示肥料养分含量（%）；Rm表示肥料当季利用率（%）。

（2）肥料单位质量角。肥料单位质量角指单位肥料对应的角度，由通用刻度比与肥料养分有效含量相乘而得，即：

其中，Sm表示肥料单位质量角，单位；度/千克。

（3）相应肥料质量刻度计算。相应肥料质量刻度由肥料单位质量角与质量相乘而得，即：

其中，Tm为表示相应肥料质量刻度，单位：度；Um为表示肥料质量，单位：千克。

2 配方施肥速算盘的结构

配方施肥速算盘主要由指针、复式镶嵌组合转盘及标度组成（如图1 所示）。其中，转盘由产量、土壤中养分含量及各种肥料环相互镶嵌而成（如图2所示），指针用于帮助准确计算，标度刻于转盘的两面，分别为氮素标度和磷素标度（一面也可包括两种以上元素，但要分区布局）。

图1 配方施肥速算盘外观正视示意图

图2 配方施肥速算盘断面结构示意图

3 制 作

3.1 选材

可选用纸板、塑料板、木板、金属材料等制作转盘，用金属丝或塑料条做指针。

3.2 制作转环

用刀或其他工具将板材加工成大小呈等梯度的转环，环的外周要有一环状突起，内周设有环状凹槽，并且突起与凹槽的宽度、厚度要一致，环的形状见图1。

3.3 计算与刻绘

计算出产量、土壤测定含量及肥料等变量与角度关系，并刻绘在各自转环上。

3.4 制指针

用金属丝或塑料条制成指针。

3.5 组装

将各环依次镶嵌在一起，装上指针固定在转盘的中心。

3.6 包装

用适当制作成包装，以加强对配方施肥速算盘的保护。

4 配方施肥速算盘的用途与使用方法

现以苹果配方施肥速算盘为例进行说明（图3）。

图3 烟富10号苹果结果状

4.1 根据计划产量确定施肥量

例：计划亩产5000 千克，实测土壤含氮是40 毫克/千克，应施优质土肥和碳铵分别为多少？

1.将指针对准产量环上的数值5000 千克处。

2.将土壤含氮量环零点对准产量环上的零点。

3.将优质土肥环零点对准土壤环的40 毫克/千克处，并确定使用量（根据优质土肥拥有量确定，此处设定为5000 千克）。

4.将碳铵环零点对准优质土肥环的5000 千克处，此时指针对准了碳铵环的150 千克处，即计划产量为5000 千克/亩，需施5000 千克优质土肥和150千克碳铵。

4.2 制定多种肥料配方

方法同上，可以用不同肥料种类和数量进行组合。

4.3 根据施肥量预测单产

例：土壤含氮量为40 毫克/千克，施一般土肥6000 千克、碳铵50 千克、尿素10 千克，在正常管理条件下，该田块单产可达多少千克？

1.将土壤含氮环零点对准产量零点。

2.将一般土肥环的零点对准土壤环的40 毫克/千克处。

3.将碳铵环零点对准一般土肥环的6000 千克处。

4.将尿素环的零点对准碳铵环的50 千克处。

5.将指针对准尿素环的10 千克处，此时指针在产量环的读数为4250 千克，此值为预测单产。

4.4 根据空白试验估计土壤养分含量

例如：某田块空白试验单产为2500 千克，问其土壤含氮量为多少？（假设其他养分充足）

1.将土壤含氮量环零点与产量环零点对准。

2.查2500 千克所对土壤含量为100 毫克/千克。

4.5 进行肥料间换算

例：50 千克碳铵合多少千克氯铵？

1.将两环零点对准。

2.碳铵环50 千克处所对氯铵环为27.5 千克，即施用27.5 千克铵与50 千克碳铵效果相当。

4.6 依据空白产量与目标产量计算施肥量

例：某田空白产量为4000 千克，目标产量为5000 千克，需施碳铵多少千克？

1.将碳铵环零点对准产量4000 千克处。

2.产量环5000 千克处所对碳铵环上的数值为38.5 千克，即需施碳铵38.5 千克（图4、图5）。

图5 用速算盘计算结果指导施肥——条形沟施

5 需要说明的有关问题

配方施肥速算盘属一种速算工具，适用于所有栽培植物，但需调整相应参数。配方施肥可以根据不同地区设计不同量程和肥量种类。生产水平提高后，经过相应调整仍然适用。