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
計算結果
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
- 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)。
- 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。
- 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 N | 產量(示意) | PFP = 產量 ÷ N |
|---|---|---|
| 60 kg | 7200 kg | 120 kg/kg |
| 90 kg | 8400 kg | 93.3 kg/kg |
| 120 kg | 9000 kg | 75 kg/kg |
| 150 kg | 9300 kg | 62 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。