香港計算器

養分利用效率計算器

輸入作物產量與施用養分量,即時算出養分利用效率 NUE = 產量 ÷ 施用養分(偏施肥效率 PFP),用於評估每公斤肥料換得多少產量與施肥合理性。

輸入資料

該地塊或單位面積收穫的作物產量(如 kg 或 kg/ha)。單位須與施肥量搭配一致。
kg
投入的純養分量(多為氮 N;肥料重量須先換算成純養分)。須為正數才可計算。
kg

計算結果

75kg/kg

重點速覽:養分利用效率(nutrient use efficiency, NUE)衡量作物把投入的養分轉化為產量的能力。它在文獻中有多種定義——如農學效率(AE,每增施一單位養分增加的產量)、回收效率(RE,作物吸收的養分占施用量的比例)、生理效率(PE,每吸收一單位養分增加的產量)等。本計算器採用資料最易取得、實務最常引用的「偏施肥效率」(partial factor productivity, PFP):NUE = 作物產量 ÷ 施用養分量,直接表示「每投入一公斤養分(多為氮 N)能換到多少公斤產量」。數值越高代表肥料用得越有效率、每分投入的產出越多,也意味較少養分被浪費或流失到環境。要注意 PFP 把「土壤本底供應的養分」也算進產量分子,因此不施肥時 PFP 為無窮大、施得越多 PFP 通常越低——這正反映報酬遞減:在低施肥量時每加一點肥增產明顯,超過某點後增產趨緩,NUE 隨之下降,同時未被吸收的養分(尤其硝態氮)容易淋洗、逕流或以氧化亞氮排放造成污染與溫室效應。提升 NUE 的關鍵是「4R 養分管理」——正確的肥料種類(Right source)、用量(Right rate)、時機(Right time)與位置(Right place),配合良好品種、水分與土壤管理。使用本工具時,產量與養分量的單位要對應一致(例如都以整塊田或都以每公頃計),且施用量應換算成純養分而非肥料商品重量。

計算公式

偏施肥效率:NUE (PFP) = 作物產量 ÷ 施用養分量。

純養分換算:純養分 = 肥料重量 × 養分含量百分比。

數值越高=每公斤養分換得越多產量,效率越好。

$$NUE_{PFP} = \frac{Y}{N_{applied}}$$
$$N_{applied} = W_{fertilizer} \times \%N$$

使用說明

  1. 確認產量與施肥量採一致的空間單位(都以整塊田,或都以每公頃)。
  2. 把肥料商品重量換算成純養分量(如尿素 46% N),填入施用養分量。
  3. 填入作物產量,系統即時算出 NUE(每公斤養分換得的產量)。

施氮量與偏施肥效率(PFP)的報酬遞減示意

施氮量與偏施肥效率(PFP)的報酬遞減示意
施氮量 N產量(示意)PFP = 產量 ÷ N
60 kg7200 kg120 kg/kg
90 kg8400 kg93.3 kg/kg
120 kg9000 kg75 kg/kg
150 kg9300 kg62 kg/kg

數字僅為示意:施氮越多產量續增但增幅趨緩,PFP 隨之下降,顯示過量施肥效率變差。實際反應曲線因作物、土壤與氣候而異。

理財情境案例

由產量與施氮量算 NUE

某稻田收穫產量 9000 kg,全季施用純氮 N = 120 kg。

NUE (PFP) = 9000 ÷ 120 = 75 kg 產量/kg N。

代表每投入 1 公斤氮換到 75 公斤稻穀,可與往年或鄰田比較施肥效率。

減氮後效率提升

調整施肥:把施氮量由 120 kg 降到 90 kg,因養分管理改善產量僅微降到 8400 kg。

NUE (PFP) = 8400 ÷ 90 ≈ 93.3 kg/kg,高於原本的 75 kg/kg。

在產量僅小幅下降下,每公斤氮的產出提升近兩成,同時降低肥料成本與氮流失風險。

常見問題

NUE 有很多定義,這裡算的是哪一種?

本計算器算的是最常用、資料最易取得的偏施肥效率(PFP):產量 ÷ 施用養分量。它包含土壤本底供應的貢獻。其他定義如農學效率(AE)需要「有施肥」與「不施肥」兩組產量差,回收效率(RE)需要作物吸收量與施用量數據,計算更複雜。若你手上只有產量與施肥量,PFP 是最直接的效率指標。

施肥量要填肥料重量還是純養分?

要填純養分量,不是肥料商品重量。例如尿素含約 46% 氮,施 100 kg 尿素等於施 46 kg 純氮,應填 46。若填肥料總重會低估 NUE。複合肥則依標示的 N-P-K 百分比分別換算對應養分。

NUE 越高一定越好嗎?

不完全。NUE 太低表示浪費,但一味追求高 NUE(少施肥)可能犧牲產量、甚至耗竭土壤養分庫。理想是在能達到目標產量的前提下,透過 4R 管理讓 NUE 儘量高、養分流失儘量少。單看 NUE 需搭配產量與土壤肥力一起判斷。

為什麼施肥越多 NUE 反而下降?

因為養分對產量的反應呈報酬遞減:低施肥量時每加一點肥增產明顯,超過作物需求後增產趨緩,而分母(施肥量)持續變大,於是產量 ÷ 施肥量的比值下降。過量的部分多半未被吸收,容易淋洗或逕流流失,既降低 NUE 也增加環境負擔。

怎麼提升養分利用效率?

核心是 4R 養分管理:選對肥料種類(Right source)、用對用量(Right rate,依土壤測試與目標產量)、施在對的時機(Right time,與作物需肥高峰同步、可分次施用)、放在對的位置(Right place,如深施、根區施肥)。搭配良好品種、灌溉與土壤有機質管理,能在維持產量下明顯提高 NUE。

相關工具

參考資料

內容審核:香港計算器科學團隊。NUE 依偏施肥效率 產量 ÷ 施用養分量 計算。