根据肥料效应函数(通过田间试验数据求得)计算施肥量是配方施肥决策的重要内容。现就最大施肥量和最佳施肥量的计算举例如下: (1) 最大施肥量的确定 ① 计算原则 一般把每增投一单位肥料时所增加的产量称为边际产量,用dy/dx表示。在肥料效应变化中,当边际产量等于零时,作物产量即达最高点,此时的施肥量为最大施肥量或称最高产量施肥量。 因此,根据肥料效应函数计算最大施肥量的原则可用dy/dx=0表示。 ② 计算举例 〔例1〕现有一冬小麦氮肥不同用量试验,根据试验各处理的产量结果求得一元肥料效应方程式为(单位为斤/亩): y = 240.8 + 15.92x-0.44x2 根据微分法则:(1)常数项微分等于零;(2)一次项微分等于它的系数;(3)二次项微分为二倍系数乘x一次项,求上列方程式的微分(即dy/dx)并令其等于零,得下式: dy —— = 15.92—0.88x=0 dx 解上式,则最大施肥量(N)x等于18.1斤/亩(9.05kg/亩),将x值代入冬小麦肥料效应方程式,求得最高产量y=384.8斤/亩,即192.4kg/亩。 根据增产量(dy)(192.4-120.4)、小麦单价(Py)(0.30元/kg)、施肥量(x)(9.05kgN/亩)和肥料价格(Px)(1.00元/kgN),即可求出每亩施肥利润。施肥利润为: p = dy·Py—x·Px =(192.4-120.4)×0.30-9.05×1.00 = 12.55(元/亩) 〔例2〕现有一玉米施用氮磷肥料试验,根据试验各处理的产量结果求得二元肥料效应方程式为(单位为斤/亩): y= 240.22 + 23.91x-0.95x2 + 15.27z-1.09z2 + 0.68xz 根据微分法则,分别求养分x和z的微分(即边际产量),并令其等于零,得下列联立方程组: ¶y —— =23.91-1.90x + 0.68z = 0 ¶x ¶y —— = 15.27-2.18z + 0.68x = 0 ¶z 解上列方程组,得最大施N量x=16.98斤/亩,即8.49kg/亩,最大施P2O5量z=12.28斤/亩,即6.14kg/亩。将x、z值代入玉米肥料效应方程式,求得最高产量y=537.25斤/亩,即268.6kg/亩。因此,每亩施肥利润(π)可由下式求得: p = (dy·Py)—(x·Px)—(z·Pz) = (148.5×0.24) — (8.49×1.00)—(6.14×0.8) = 22.24元/亩 (2) 最佳施肥量的确定 ① 计算原则 在肥料效应研究中,当边际收益(dy·Py)与边际成本(dx·Px)相等时,此时边际利润为零,而单位面积的经济效益最大。 如上所述,最佳施肥量可以定义为单位面积获得最大经济效益的施肥量,其计算原则可用下式表示: dy·Py=dx·Px 亦即 dy Px —— = —— dx Py 式中:Px表示肥料价格;P表示产品价格。 ② 计算举例 〔例1〕根据上述冬小麦氮肥用量试验,求得一元肥料效应方程式为: y=240.8+15.92x-0.44x2 求微分得: dy —— = 15.92-0.88x dx 根据计算原则, 100 15.92-0.88x = ——— 0.30 解上式,则最佳施肥量x=14.3斤/亩,即7.15kg/亩(N)。将x值代入冬小麦氮肥效应方程式,求得最佳产量y=378.5斤/亩,即189.3kg/亩。因此,每亩施肥利润为: p = dy·Py—x·Px = (68.9×0.30)—(7.15×1.00)=13.52元/亩 〔例2〕根据上述玉米施用氮磷肥料试验,求得二元肥料效应方程式为: y=240.22+23.91x-0.95x2+15.27z-1.09z2+0.68xz 分别求养分x和z的微分(即边际产量),得下列方程组: ¶y — =23.91-1.90x+0.68z ¶x ¶y — = 15.27-2.18z+0.68x ¶z 根据计算原则,得下列方程组: 1.00 23.91-1.90x+0.68z = ——— 0.24 0.80 15.27-2.18z+0.68x = ——— 0.24 解上式,得最佳施N量x=13.91斤/亩,即6.96kg/亩,最佳施P2O5量Z=9.81斤/亩,即4.91kg/亩。最佳养分配比为N∶P2O5=1∶0.7。将x、z值代入玉米氮磷二元肥料效应方程式,求得最佳产量y=526.7斤/亩,即263.4kg/亩。因此,每亩施肥利润π=23.5元/亩。
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