植物养分资源

关于植物养分资源17.05.20231第1页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.20232第一节植物养分资源的特征植物养分：包括无机和有机养分，通常指无机养分，又称为矿质养分；植物养分资源：是指能够用于植物生产的各种养分的总和，包括土壤养分、肥料养分以及制造肥料养分所需的矿产品。第2页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.20233古代中古及近代近代农业生产中肥源的发展变化

肥源时代粮食产量（kg/hm2）灰肥+粪肥+绿肥+化肥一般高于2，250～3，000灰肥+粪肥+绿肥灰肥+粪肥灰肥一般少于1，500一般少于750375左右第3页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.20234

★我国人口众多，必须增加粮食产量

★增加粮食产量的途径：扩大耕地面积（包括改良中、低产田）或提高单位面积产量

★根据我国情，继续扩大耕地面积的潜力不大，这就决定了我国粮食增产必须走提高单位面积产量的道路

★新中国成立以来，特别是1957年以来，我国化肥工业发展迅速，粮食总产量迅速增加。★近十几年来，由于我国种植结构的变化，粮、棉、油的种植面积有所减少，而瓜、菜果园的面积发展较快，从而出现粮食总产量滞后于化肥用量增长的势头。植物养分资源与农业生产第4页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.20235植物养分资源与农业生产

第5页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.20236施肥不仅能提高土壤肥力，而且也是提高作物单位面积产量的重要措施。据FAO的统计，化肥在农作物增产的总份额中占40%-60%。中国农科院土肥所统计，我国1951-1980间化肥总用量与粮食总产量的相关系数为0.964。植物养分资源与农业生产第6页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.20237化肥每亩施用量与粮食每亩产量的相关系数为0.98。目前全国各地粮食生产水平相差很大，北京、上海、江苏、浙江属高产区，如上海和浙江年平均每公顷产量均在11250kg以上，而全国仍有3300多万hm2耕地产量仍在每公顷1500kg以下。一方面充分说明提高单产有很大的潜力，另一方面也展示了改造低产田的战略意义。植物养分资源与农业生产第7页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.20238生产实践表明，提高作物单产的重要措施之一是要创作一个良好的营养环境，保证及时满足作物对养分的需求。多年来的实践证明，获得作物高产和优质产品的关键，很大程度上取决于养分的平衡供应。它必须以植物营养理论为指导，以各类植物的营养特性与不同土壤供肥状况为施肥的重要依据。只有在正确理论指导下的施肥才能明显地提高产量、改善品质、保护环境，并建立良好的生态系统，造福人类；反之，盲目施肥往往不仅不能增产，反而浪费资源，破坏生态环境。植物养分资源与农业生产第8页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.20239植物养分的资源特征共生性：作为自然资源的一部分，土壤养分资源和养分的矿产资源与其它自然资源相互联系、相互制约，形成了一个整体。地域性：受各种成土因素、成土过程和人类活动的影响，养分具有一定的空间分布范围和规律，表现在垂直空间和水平空间分布上的不均匀性。多样性：养分资源的构成复杂、种类多样，而且同一元素的养分具有不同的形态和存在方式。各种形态养分的植物有效性也有很大的差别。第9页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202310植物养分的资源特征有限性：养分的矿产资源不具有可更新性；而且在进行植物生产时土壤养分资源不断被利用，通过地球化学循环过程返回的比例却很低。可循环性：植物养分可部分归还土壤，但归还的数量于人类的影响程度有关。多用性：植物所需要的养分，同时也是人类、动物和微生物的营养物质。第10页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202311各大区耕地土壤养分缺素面积（万公顷）地区缺有机质缺全氮缺磷缺钾缺铁缺硼缺钼缺猛缺锌缺铜全国总计2734.593305.176726.621850.55470.063283.174451.592024.824857.66651.85东北区425.53466.50732.03128.4229.06406.61579.6053.72496.0510.58华北区688.431117.391543.13350.0259.41491.341275.91575.841403.1516.21黄土高原区366.82455.88952.8063.80153.45371.17363.05441.39754.6720.93西北干旱区390.72460.88877.9747.36160.35304.20687.97586.76879.6768.58青藏高原区1.788.2612.983.670.000.0061.861.7334.870.00长江中下游区393.60326.261257.51451.4620.07898.81963.86222.66815.61474.53华南区94.85118.22411.68363.505.78488.21210.24137.26170.5059.35西南区372.87351.74938.53442.3241.93322.832968.3932.14255.151.68

注：

*划分土壤缺素的指标：有机质≤6gkg-1，全氮≤0.5gkg-1，速效磷≤5mg.kg-1，

速效钾≤30mg.kg-1：有效硼＜0.2mg.kg-1，有效钼＜0.15mg.kg-1，有效猛＜5mg.kg-1，

有效锌＜0.5mg.kg-1，有效铁≤0.2mg.kg-1，有效铜≤2.5mg.kg-1。第11页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202312现代农业中对化肥的再认识近代农业中化肥的施用打破了传统农业生产体系中封闭的物质循环，极大地提高了农业生产力，但其带来的化学物质的污染、自然资源的破坏和能源的高消耗也是有目共睹的。在现代农业生产体系中，正确认识化肥的地位和作用，是十分重要和必要的。20世纪末期，由于施肥不当造成的农产品品质下降和生态环境问题在发达国家得到了普遍重视，“生态农业”、“绿色食品”、“有机农业”等新思潮不断涌现。近年来，这些思潮涌入我国，极大地改变人们的思想观念，与此同时，一些片面的、极端的提法也随之出现，严重混淆了人们的认识。第12页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202313（1）施用化肥必然造成农产品品质的下降？大量的研究结果证明，合理施肥，特别是养分的均衡供应可以明显地提高农产品的品质。如在一定范围内合理增施氮肥可以提高籽粒作物的蛋白质含量，可以改善小麦的加工品质；氮、磷、钾肥的均衡供应可以显著提高水果的外观品质、风味和营养品质。国内20世纪90年代以来，过量的不平衡施肥造成蔬菜和水果品质下降，是人们产生这一认识误区的主要原因。因此，合理施用化肥并不会造成农产品品质下降，施用不当才是造成这一问题的罪魁祸首。纠正对这一问题的片面认识，对我国农业生产的可持续发展，对我国化肥生产和营销企业的生产与发展至关重要。第13页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202314（2）施用化肥必然造成环境污染？无庸讳言，超出环境容量的高量施用氮肥和磷、会对环境造成不良影响。但是，在环境容量许可得范围内，施用化肥并不会对生态环境造成破坏，我们近年来的研究结果和欧、美国家大量的研究结果都已充分证明了这一点。因此，欧美国家的普遍做法不是停止停用化肥，而是制定国家和地方法规，将肥料的施用量（即包括化肥也包括有机肥）限制在环境安全容量范围之内，同时，广泛采用提高肥料利用率的各种措施，将肥料施用对环境的影响降至最低限度。因此，采用合理的施肥技术，化肥施用对环境的不良影响就不是一个不可治愈的顽症。第14页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202315（3）有机肥是解决一切问题的神丹妙药？鉴于对上述两个问题认识上的误区，国内一些人极力排斥化肥的施用、推崇有机肥的作用，把施用有机肥料当成了解决问题的法宝。然而，研究工作已经证明，有机肥施用不当同样会造成农产品品质的下降和对环境的污染。例如，温室菜田过量施用有机肥，会造成土壤盐渍化及硝酸盐的淋洗；菜田大量施用有机肥也会造成蔬菜的品质不良等问题；烟草上施用大量有机肥会造成生育后期供氮过多进而使烟草品质下降等。第15页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202316发达国家和国内一些长期试验的结果表明，有机农业生产体系难达到常规农业生产体系的作用产量。例如，在英国一项进行了10年的研究表明，同常规生产体系相比较，有机农业体系减产30％-40％，但小面积生产中由于价格较高，故经济效益持平，而通过以测土施肥为主的提高资源利用率的综合生产体系，其产量只低了5％，但由于节省了投入，经济效益最高。在我国这样一个人口众多、耕地资源极其有限的情况，从市场经济的角度考虑，并不排斥小规模的有机农业生产，以满足部分消费者的需求，但从全国的战略上来说，走有机农业的后果是不可想象的。第16页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202317有机肥料与化学肥料性质和特点的比较有机肥料化学肥料

含有一定数量的有机质，有显著的改土作用

不含有机质，只供给矿质养分，没有直接的改土作用

养分种类多，但含量低

养分含量高，但种类较单一

供肥时间长，但肥效缓慢

供肥强度大，肥效快，但肥效不持久

既能促进作物生长，又能保水保肥，有利于化学肥料发挥作用

养分虽丰富，但某些养分易挥发、淋失或发生强烈的固定作用第17页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202318有机肥料与无机肥料配合施用的好处：1.

有机肥料和无机肥料所含养分的种类和含量个不相同，能互补长短2.

有机肥料和无机肥料的肥效快慢、长短各异，能相互祢补3.

有机肥料和无机肥料配合，能培肥改土，协调天然养分供应第18页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202319科学施肥的定律及方法一、有关科学施肥的几个定律二、施肥方法第19页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202320一、有关科学施肥的几个定律（一）、养分归还学说

德国化学家李比西1840年提出。含义：植物从土壤中吸收养分，每年收获必带走某些物质，使土壤贫瘠，如果不正确归还带走的物质，土壤就要衰竭，要维持地力，必须归还养分给土壤。第20页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202321

作用：1、调节土壤和人类之间的物质交换，不以养分归还为基础的耕作是掠夺性的耕作制度。2、对当时的化肥工业的兴起和发展起到了巨大的推动作用第21页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202322

评价：1、养分要归还，不是取走的都归还，不缺的可不归还。2、归还的数量，不是取多少归还多少，而是归还多于取走。因为肥料利用率低，地力要提高。第22页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202323（二）、最小养分律1843年李比西在《化学在农业和植物生理学上的应用》第二版中提出。1、含义：作物的生长和产量的高低受最小的养分所限制，当一种必需的养分缺乏或不足，其它养分含量虽多，作物也不能正常生长。李比西用木桶图解和一元线性方程y＝a＋bx表达。第23页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.2023242、限制因子率

1905年英国Blackman把最小养分律扩大到养分以外的生态因子，这就是限制因子律。作物的产量受各种生态因子中最低因子的影响，任何一个生态因子不足，都可成为影响作物生长的限制因子。3、意义：帮我们发现生产上限制作物生长的主要矛盾。

第24页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202325（三）、报酬递减律和米采列希学说1、报酬递减律：18世纪经济学家提出从一定土地上所得到的报酬，随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而增加，但随着投入的单位劳动和资本量的增加，报酬的增加却逐渐减少。2、米采列希学说产量与施肥量之间的关系符合报酬递减律，随着施肥量的增加，产量增加，但单位施肥量的增产效应随施肥量的增加而减少。第25页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202326概括起来，理论上的效应曲线有以下几个特点：（1）在土壤水平很低的情况下，增施肥料的增产量随施肥量的增加而增加，至转向C点为止。（2）超过转向点后，增施单位肥料的增产量随施肥量的增加而递减，继续增加肥料，总产量按渐减率增加，直到最高产量点A为止。（3）超过最高产量后，产量随施肥量的增加而减少，出现负值。第一阶段第二阶段第三阶段总产量C转向点边际产量平均增产量Y产量施肥量Xyo第26页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202327四、施肥方法施肥目的：提供营养，改善土壤理化性质。施肥方法：根部施肥，种子施肥，叶面喷肥。施肥方式：基肥，种肥，追肥。第27页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.2023281.基肥基肥定义：播种或定植前结合土壤耕作翻入土中的肥料，亦称底肥。基肥作用：培肥地力，改良土壤，建造良好环境；提供养分，满足植物整个生长期要求。基肥用量：总施肥量一半肥效持久用肥种类：有机肥（主）化学肥料（辅助）施肥方法：结合深耕，集中施用，混合施用。第28页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.2023292.种肥种肥定义：播种或定植时施于种子、幼苗附近或与种子混播、幼苗混施的肥料。基肥作用：提供营养，创造环境，满足苗期养分需求。基肥用量：适量。用肥种类：腐熟有机肥速效化肥施肥方法：拌种醮根浸种条施穴施盖种肥第29页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.2023303.追肥追肥定义：作物生长发育期间施用的肥料。追肥作用：补充营养，促进生长，提高作物产量与品质。追肥用量：适量。用肥种类：腐熟有机肥速效化肥（硫酸铵，硝酸铵，尿素）施肥方法：深施覆土撒施灌水随水浇施根外施肥第30页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202331

基肥种肥追肥

含义播前或定植前施用的肥料播时或定植时施用的肥料生长过程中施用的肥料

目的满足作物全生育期对养分的要求满足作物苗期对养分的要求满足作物各生育期对养分要求施用原则培肥土壤,供给养分易吸收,无毒害促生长，不过劲肥料种类有机肥为主，迟效及不易流失的化肥充分腐熟的有机肥，速效化肥化肥为主，腐熟的有机肥施用方法结合深耕撒施，集中施、条施、穴施拌种，浸种，沾秧根，穴施根外追肥，条施、穴施第31页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202332五、配方施肥配方施肥：综合运用现代农业科技成果，根据作物需肥规律、土壤供肥性能与肥料效应，在以有机肥为基础的条件下，提出氮、磷、钾和微量元素的适当用量、比例及相应的施肥措施。

配方---肥料计划用量施肥---配方在生产中执行

依据---作物营养特性，土壤条件，气候条件，肥料性质。第32页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.2023331.方法地力分区配方法：地力分区，地力配方。目标产量配方法：养分平衡法，地力差减法。田间试验配方法：通过田间试验与统计分析，确定肥料种类、用量和比例与作物产量之间的关系，从而确定最优肥料配合比例的方法。有机肥料计量法：依据肥料的种类、成份和腐熟程度和供肥能力以及作物的用肥特点计量施用各种肥料。第33页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202334养分平衡法养分平衡法----目标产量需肥量减去土壤供肥量，差额部分通过施肥补充，使作物目标产量所需要的养分量与供应养分量之间达到平衡。

单产养分用量×目标产量-土壤测定值×0.15×校正值肥料用量＝肥料中养分含有量×肥料当季利用率第34页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202335地力差减法----作物在不施任何肥料情况下所得到的产量称空白产量（地力产量），目标产量所需养分与空白产量所需养分之差，即是应补施的肥料量。

单产养分用量×（目标产量-空白产量）肥料用量＝肥料中养分含有量×肥料当季利用率地力差减法第35页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202336植物养分资源的综合管理植物养分资源综合管理的必要性和基本含义促进养分资源的再循环和再利用充分利用土壤养分资源发掘生物学潜力、提高养分资源的利用效率改进施肥技术、提高肥料利用率实行肥料养分资源的宏观管理第36页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202337经过近50年的努力，我国基本实现了粮食安全，以世界9%的耕地养活了占世界22%的人口，粮食总产由1949年的1.13亿吨，增加到1998年的5.12亿吨，单产由1.0t/hm2提高到了4.5t/hm2；1998年人均粮食和肉蛋生产量均超过了世界平均水平。在这一重大变革中，化肥是第一重大贡献者。到2002年，我国化肥用量已达到4339万吨，占世界30%左右，是世界第一化肥生产和消费大国。第37页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202338与此同时，我国人口不断增长和畜牧业快速发展，养分资源活化量和在农田－畜牧－营养－环境体系循环量大幅度增加，彻底改变了我国几千年来依靠养分自然循环的传统农业生产格局，养分作为双刃剑的污染方面突出显现，使我国过早跨入了“污染－治理”的恶性循环阶段。国情决定了我国不能走低投入发展道路，而必须寻求同时保障粮食和环境安全的养分资源综合管理策略。第38页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202339养分资源综合管理彻底改变了传统的施肥观念。在农田层次上，强调综合利用农业生态系统中所有的养分资源，通过综合运用实时精确地养分管理、优化栽培与其它农田管理措施、高效品种等技术，实现优质高产、协调系统养分投入与产出动态平衡、调节养分循环与利用强度，使经济效益、生态效益和社会效益相互协调；在区域层次和国家层次上，强调养分资源的宏观管理，通过对养分资源利用和循环特点的分析，提出农田养分资源优化管理的技术体系、政策法规与新肥料产品开发建议，指导化肥企业进行化肥的合理布局、生产和农化服务，完善农业技术推广体系、实现养分资源的优化利用，保障国家粮食和环境安全。第39页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202340名称数值比上年增长化肥产量6706万吨16.3%销售收入4400亿元+2.3%合成氨产量5136万吨+2.8%氮肥产量4863万吨+14.1%尿素产量2932万吨+10.5%磷肥产量1480万吨+21.9%钾肥产量363万吨+24.6%利税总额~255亿-41%利润总额~164亿-47%数据来源：国家统计局2009年化肥工业现状第40页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202341*估算的实际产量数据来源：石油和化学工业规划院品种产量*进口量出口量表观消费量自给率化肥54432144315226104%氮肥3810312313610106%磷肥1386431751254111%钾肥2471402536268%2009年化肥供需平衡单位：万吨第41页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.2023422009年化肥产量恢复性增长，呈现了刚性需求的特点氮肥、磷肥继续保持自给有余，钾肥自给率显著提高（高价钾肥抑制了需求）品种结构明显改善，高浓度肥料占75%，复合肥料满足要求。化肥进出口：行业利润率低，除钾肥外，整个行业仍处于微利运营的状态。品种出口量，万吨同比尿素337.6-23%磷酸一铵49.6-51%磷酸二铵207.3+154%品种销售利润率品种销售利润率氮肥2.36%钾肥32.98%磷肥0.18%复混肥3.48%第42页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.2023432004年以来，为支持化肥行业结构调整，国家陆续安排了一部分国债资金用于化肥结构调整工作。氮肥原料与动力结构调整项目：40项，总投资217.6亿元。氮肥原料结构调整项目（24项，总投资184亿元，改造产能814万吨）：采用水煤浆气化等先进煤气化技术改造固定层煤气化合成氨系统，实现原料煤本地化，降低氮肥生产成本。氮肥动力结构调整项目（16项，总投资33.6亿元，改造产能432万吨）：充分利用造气炉渣、煤末和吹风气余热，建设循环流化床锅炉代替低效锅炉，改造氮肥生产动力结构，实现热电联产，提高能源利用效率，降低氮肥生产成本。中西部粮棉产区氮肥基地项目（18项，总投资351亿元，形成优势产能1036万吨）采用先进技术，在中西部粮棉大省和原料产地建设成本低、技术水平较高的优势产能,调整氮肥区域结构和企业结构。第43页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202344磷钾肥基地建设项目（24项，总投资317亿元，形成和改造产能972万吨）：完善云南贵州“矿肥一体化”大型磷肥基地建设配套的磷矿采选（低品位磷矿综合利用）、合成氨配套、副产品综合利用等项目，支持湖北磷肥基地建设项目，提升湖北磷肥基地的规模和技术水平；完善青海钾肥基地的副产品钠、镁、锂等资源的综合利用，推动青海西台吉乃尔钾锂硼资源综合开发，完成新疆罗布泊钾肥基地一期工程，形成120万吨硫酸钾产能。第44页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202345“十一五”国家共安排化肥结构调整项目82项，项目总投资885.3亿元，利用国债补助资金35.6亿元，共形成3254万吨化肥有效产能（或提高现有装置竞争力），其中尿素2282万吨、磷铵682万吨，钾肥300万吨，约40%尿素产能、45%的磷铵产能实施了结构调整，改造或替代落后产能2000万吨。第45页，课件共51页，创作于2023年2月17.05.202346优势产能持续增长，在国际化肥价格高企的情况下，国内化肥生产企业以合理的价格满足了农业需求，实现