本發明屬于農作物種植技術領域，特別涉及一種旱地冬小麥定量施肥方法。
背景技術：
肥料施用不當會導致生產成本增加、肥料利用率降低和環境污染等一系列問題，我國農作物畝均化肥用量為21.9kg，是美國的2.6倍，歐盟的2.5倍。農民施肥普遍重氮輕磷鉀，小麥氮肥利用率變幅在10.8～40.5％，平均為27.5％，遠低于國外氮肥的平均利用率50～60％。磷肥的當季利用率一般只有10％～20％。且我國農田耕層有機質平均含量低于2％，是歐美一些國家的一半水平，我國畜禽糞便養分還田率在50％左右，農作物秸稈養分還田率在35％左右。基于以上現狀，我國北方小麥減肥不減產的研究應歸結為兩個思路，一是有機培肥土壤，通過畜禽糞便投入、秸稈還田、種植綠肥以及生物質炭的施用等，逐步替代部分化肥。二是推進“以產定肥”的監控定量施肥技術。
監控定量施肥是聯合國在全世界推行的先進農業技術，美國、德國和日本等一些發達國家很早就開始重視測土施肥，并建立了相應的管理措施，如英國農業部出版的《推薦施肥手冊》。西歐國家為了防止氮肥造成水體污染，規定作物收獲后1m土體的肥料氮殘留量定為不超過50kg·hm2，年施氮量安全上限定為225kg·hm2。
我國測土施肥工作始于第二次全國土壤普查，2005年中央一號文件明確提出“搞好沃土工程建設，推廣測土配方施肥”。我國農業部推行的“3414”測土配方施肥技術是以土壤測試和肥料田間試驗為基礎，根據作物需肥規律、土壤供肥性能和肥料效應，在合理施用有機肥料的基礎上，提出氮、磷、鉀及中微量元素的施用數量、時期和方法；在此基礎上，中國農業大學提出了“基于土壤硝態氮測試和養分平衡的氮肥實時監控技術”，在小麥播種至起身期，土壤硝態氮目標值為0-30cm土層85kg·hm2，起身期至收獲，土壤硝態氮目標值0-90cm土層170kg·hm2；西北農林科技大學的王朝輝等人提出了“通過1m土體硝態氮監控，從土壤氮素的輸入和攜出平衡計算氮肥用量”的方法。
典型的技術標準是農業部2006年發布的《測土配方施肥技術規程》(ny/t1118-2006)。各地區根據地區和作物特點，也發布了相應的技術標準，如：《小麥—玉米秸稈全量還田平衡施肥技術規程》(db34/t1868-2013)、《小麥施肥技術規程》(db51/t1547-2012)和《冬小麥春玉米間作高效施肥技術規程》(db62/t2114-2011)等。
技術實現要素：
本方法是在傳統測土施肥基礎上，提出“以水定產，以產定肥”的研究思路，具體方法是：分析研究歷年降水年型和產量的關系，擬合當年夏閑期降水量或播前土壤底墑和生育期降水量與產量的線性關系，確定理論目標產量；再根據理論目標產量的養分需求量和土壤養分供應能力確定相對準確的肥料施用量。
優選地，s1中，當年夏閑期降水量和生育期降水量與產量的關系如式(1)
所示：y＝α1x0+β1x2-γ1(1)，
式(1)中，y為理論目標產量，單位是kg/ha；x0為當年夏閑期的降水量，單位是mm；x2為歷年小麥播種至灌漿期的總降水量，單位是mm；α1的取值為4.0～7.0，β1的取值為20.0～30.0，γ1的取值為350.0～600.0；
或，播前土壤底墑和生育期降水量與產量的關系如式(2)所示：
y＝α2x1+β2x2-γ2(2)，
式(2)中，y為理論目標產量，單位是kg/ha；x1為當年播前2m土壤底墑，單位是mm；x2為歷年小麥播種至灌漿期的總降水量，單位是mm；α2的取值為8.0～10.0，β2的取值為18.0～25.0，γ2的取值為900.0～1300.0；
s2中，所述理論目標產量小麥的養分需求量和土壤養分供應能力與肥料施用量的關系如式(3)所示：
fi＝aibiy/100(3)
式(3)中，i為n、p或k，fi為肥料中氮肥、磷肥或鉀肥對應的施用量，單位是kg/ha；ai為生產100kg小麥籽粒所需養分需求量，單位是kg；bi為小麥肥料中氮肥、磷肥或鉀肥的調控系數，y為理論目標產量；
上述氮肥、磷肥和鉀肥的施用量分別以n、p2o5、k2o計。
更優選地，s1中，s1中，所述當年夏閑期降水量和生育期降水量與產量的關系如式(4)所示；
y＝5.60x0+25.88x2-447.96(4)
或，所述播前土壤底墑和生育期降水量與產量的關系如式(5)所示：
y＝8.61x1+20.68x2-1141.12(5)。
更優選地，s2中，
i為n時，fn為肥料中氮肥對應的用量，an為生產100kg小麥籽粒所需氮肥需求量，取值2.7～3.0kg；bn為小麥氮肥調控系數，取值1.1～1.3；
i為p時，fp為肥料中磷肥對應的用量，ap為生產100kg小麥籽粒所需磷肥需求量，取值0.8～1.2kg；bp為小麥磷肥調控系數，取值1.4～1.6；
i為k時，fk為肥料中鉀肥對應的用量，ak為生產100kg小麥籽粒所需鉀肥需求量，取值2.5～3.0kg；bk為小麥鉀肥調控系數，取值0.25～0.35。
更優選地，an為2.8kg；bn為1.2；ap為1.1kg；bp為1.5；ak為2.7kg；bk為0.3。
本發明提供的冬小麥定量施肥方法，主要針對旱地冬小麥種植，通過“以水定產，以產定肥”，精確計算出冬小麥種植所需肥料施用量，實現了旱地小麥種植的水肥耦合效應，協同提升小麥產量、肥料利用率和水分生產效率，通過在晉南旱地小麥種植區多年的試驗研究，小麥產量、氮肥利用效率和水分生產效率較傳統農戶施肥模式可分別提高15％、10％和15％以上，生產成本總投入降低20％以上，經濟效益提高50％以上，同時減少了環境污染，實現了高產高效與環境友好型生產的目的。
具體實施方式
為了使本領域技術人員更好地理解本發明的技術方案能予以實施，下面結合具體實施例對本發明作進一步說明，但所舉實施例不作為對本發明的限定。
實施例1
在晉南地區，首先通過多年試驗研究和材料收集，分析當地歷年降水年型和產量的關系，表1是當地旱地冬小麥種植區2007-2015年小麥生產情況。
表1晉南地區試驗田旱地冬小麥產量及降水情況
通過回歸歷年夏閑期(如6-9月份)降水量或播前(9月份)土壤底墑和生育期降水量與產量的線性關系，可得出理論目標產量與夏閑期降水量或播前底墑的關系：
y＝5.60x0+25.88x2-447.96；或
y＝8.61x1+20.68x2-1141.12。
式中，y為理論目標產量，單位是kg/ha；x0為當年播前2m土壤底墑，單位是mm；x1為當年夏閑期(6-9月)的降水量，單位是mm；x2為播種至灌漿期的總降水量，單位是mm；
然后，我們根據冬小麥理論目標產量的養分需求量和土壤養分供應能力確定肥料施用量：
fn＝y/100×生產100kg小麥籽粒的氮肥需求量×小麥氮肥調控系數
fp＝y/100×生產100kg小麥籽粒的磷肥需求量×小麥磷肥調控系數
fk＝y/100×生產100kg小麥籽粒的鉀肥需求量×小麥鉀肥調控系數
式中，fn、fp、fk分別對應為氮肥施用量、磷肥施用量和鉀肥施用量，每生產100kg小麥籽粒的氮肥需求量(n)為2.8kg，每生產100kg小麥籽粒的磷肥需求量(p2o5)為1.1kg，每生產100kg小麥籽粒的鉀肥需求量(k2o)為2.7kg。
在這里我們需要說明的是，確定肥料施用量時，理論目標產量y的數值可以選擇經歷年夏閑期降水量和生育期降水量與產量的計算公式計算得到，也可以選擇播前底墑和生育期降水量與產量的計算公式計算得到，二者擇一選擇即可。
需要進一步說明的是，根據晉南地區土壤特征，考慮到在石灰性旱地土壤上肥料氮的氣態等損失在10～15％，5～10％的土壤培肥和其他需求，特對小麥氮肥調控系數設為1.2；而由于在石灰性旱地土壤上速效磷相對較低，土壤對速效磷的固定能力較強，因此需較多地增加磷肥用量，特對小麥磷肥調控系數設為1.5；考慮到西北雨養區旱地土壤有效鉀相對較高，多數在120mgkg-1以上，且目前秸稈還田在日益普及，小麥籽粒收獲帶走的鉀僅占小麥吸鉀總量的20％，但又考慮到還有一些土壤有效鉀相對較低的田塊，特將小麥鉀肥調控系數設為0.3。
根據上述公式計算出fn、fp、fk對應的數值，確定肥料施用量，實現精準施肥。
我們也對西北地區的其他多個冬小麥種植區進行了試驗研究，如陜西關中地區、陜北地區等，多地數據顯示，理論目標產量與降水量或播前土壤底墑的關系具有相似的曲線特征，我們可以用方程y＝α1x0+β1x2-γ1或y＝α2x1+β2x2-γ2表示，這里α1的取值為4.0～7.0，β1的取值為20.0～30.0，γ1的取值為350.0～600.0；α2的取值為8.0～10.0，β2的取值為18.0～25.0，γ2的取值為900.0～1300.0。且分析理論目標產量小麥的養分需求量發現，差別不是很大，每生產100kg小麥籽粒所需氮肥需求量，基本在2.7～3.0kg之間，每生產100kg小麥籽粒所需磷肥需求量，基本在0.8～1.2kg之間；每生產100kg小麥籽粒所需鉀肥需求量，基本在2.5～3.0kg之間。進一步地，小麥氮肥調控系數基本在1.1～1.23之間，小麥磷肥調控系數進本在1.4～1.6之間，小麥鉀肥調控系數基本在0.25～0.35。這對于干旱地區，特別是石灰性旱地土壤冬小麥種植具有非常重要的指導意義。
以上所述實施例僅是為充分說明本發明而所舉的較佳的實施例，其保護范圍不限于此。本技術領域的技術人員在本發明基礎上所作的等同替代或變換，均在本發明的保護范圍之內，本發明的保護范圍以權利要求書為準。