中国式有机农业.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,1,1,前言,探索中国式的有机农业之路,全新理论、全新技术及实践效果,中国农业科学院农业资源与农业区划研究所 研究员刘立新、副研究员梁鸣早,1,1,2,2,2,目录,前言,一、,一个核核心,时刻不能忘记培肥土壤，改善作物生长的生态环境,二、物质决定一切,实施生产有机食品的套餐技术：,（一）、施肥,1、施用微生物菌肥,非豆科固氮（六合生物有机肥与菌剂、天地绿园的T营养、地福来的问世）,机理：北京大学的研究进展、孙建光的理论研究,非豆科内生固氮菌、各种有益微生物的作用,（二）,充分发挥植物的自我保护能力、利于植物营养元素药食同源的原理、微生物药费药食同步的原理、保护植株的健康的、避免使用化学农药。,1、,植物新陈代谢途径,2、,植物次生代谢途径,三、,比喻,新陈代谢的吉普车,四、,新绛县有机种植的高产是如何取得的,刘立新,从机理上解决有机食品高效生产的原理和技术措施后，新绛县在实际应用中得到突破,1、大量的秸秆、牛粪在灌溉条件下为作物高产提供碳氢氧原料,2、加有益微生物菌剂或生物有机肥再次扩大发酵,通过与EM生物有机肥在施肥现场再次扩大发酵，在灌水的同时为作物生长提供大量无机碳氢氧原料,（通过植物新陈代谢，把水分子光解，形成活性氢和氧气，通过光合作用的第二步反应，由秸秆所产生的二氧化碳，尤其说明的是，新,绛县的有机肥发酵技术是个领先性创新，避免了我们常规有机肥发酵的营养腐殖质阶段（俗话说的黑烂臭阶段及其由此产生的弊病）形成,碳酸酐）进一步合成碳水化合物，为高产打下基础,3 、加入诱导诱导抗逆剂，开启植物次生代谢途径、提高作物抗逆性和防空病虫草害的能力，使作物生长发育正常，同时提高光合作用强,度，为作物大量自养合成含碳氢氧的有机化合物成为现实。,也可以通过自然胁迫或人造胁迫开启植物次生代谢途径，达到使用诱导抗逆剂的作用，也有提高光合作用强度的作用,4、加入赛众土壤调理剂，进一步调整土壤PH,不仅赛众通过水分的促释作用为作物直接供应工作中微量营养元素，还使土壤中原来就存在的各种植,物营养元素（16种必要营养元素、七种有益元素）的养分处于有效态，为作物高产提供了良好的土壤环境,五、,有机管理,六、中国式有机食品生产的效果,七、,还要许多待研究的问题：,时间充裕：全讲，约半天,按顺序播放,1-56,重点讲解约,45,分钟,定义,9,差别,4-8,突破,3,机理,10-38,措施,39-45,管理,46-48,效果,50-55,检测项目,49,待研究的问题,56,要求讲不同时间时：,7,分钟,：,效果,50-55,定义,9,措施,39-45,15,分钟：,定义,9,差别,4-,8,突破,3,措施,39-45,效果,50-55,2,前言,新千年取得,两项施肥技术的突破,我国近年来出现了两个杀出重围的土壤肥料技术，为中国式有机农,业之路奠定了可行性应用理论基础：,1、,一个是非豆科内生固氮技术,：,这个技术，一开始走过一段弯路，曾遭到围攻堵截，恨不得一下掐死，后来他们找到了非豆科固氮的枯草芽孢杆菌，采用联合固氮技术，它成功实现全部代替或大部分代替化肥尿素的微生物技术；在北京市的代表产品有六合的非豆科固氮菌剂、地福来（蓝绿藻固氮菌剂）产品、小汤山的天地绿园农科院的T营养（巨大芽孢杆菌）,【17、21、29、35、36、37、38】,等等,。,2、另一个是开启植物次生代谢途径的、凭植物自身的抗逆性（免疫能力），实现不用或少用化学农药，,它是利用植物营养元素药食同源的原理和技术，利用植物次生代谢途径的次生代谢产物，实现杀虫治病除草和抗击灾害性天气的能力，同时形成了农产品品质物质和风味物质的技术。（这个技术一提出来就遭到围攻，武断的称研制人员：“神经病、异想天开、从来就不踏踏实实的搞研究，这样的项目科技部是不会资助的”等等，甚嚣尘上，恨不得把这一技术厄死在摇篮中）,【6、9、21、22、23、24、25、26、27、29】,。,功夫不误有心人，今天这两项技术均已成熟，可以在农业生产中广泛应用了，尤其在有机食品的生产中的应用。,因为非豆科固氮可以不用尿素，解决因为缺氮引起的减产问题；,植物次生代谢产物的大量产生，解决了有机种植不能使用化学农药带来的减产问题，借以实现由植物本身的能力防控病虫草害和抵抗灾害性天气，可以不用农药而确保作物丰收；又由于植物次生代谢途径与基本代谢途径的均衡运转，产生的农产品产量物质、品质物质和令人喜欢的风味物质，大大改善了农产品的质量；加上化感物质等功能性作用，不仅有利于作物的健康，又非常有利于人体的健康，造福于人类,【21、22、26、27、29】,。,3,3,3,1,3,前言,一、我们认定的中国式有机农业模式与欧美有机农业模式的显著差异,1为富人还是为百姓的理念之差别,西方有机食品的生产是以牺牲产量为代价的生产方式，因此，这种方式生产的有机食品只能为社会上层人物和有钱人提供，普通老百姓无力问津；而我们提出的中国式有机食品的生产方式，在品质、风味方面与西方的要求相同，而在产量水平上却与施用化肥的产量相当，作到好吃不贵，中国式有机农产品将成为全世界普通百姓吃得起的安全食品,【29、30】,。,4,前言,2关于对植物次生代谢途径及其作用的认识之差别,西方的有机农业理念，即不计成本地维持原始生态种植，没有认识到开启植物次,生代谢途径的重要性,【21、29、30】,；更没有为作物生长补充其必需的足够的营养，违反,了科学施肥的基本原理（指违反李比希的养分归还理论），从而制约了农产品产量；,中国式有机农业依赖全新的植物生理学理论植物次生代谢途径及其正常运转,来实施有机种植的。根据这个理论。欲获得农作物的高抗逆性、高抗性，较高的农产,品品质与独特的农产品风味的唯一途径，就是自觉非自觉的开启植物次生代谢途径，,补充必要植物营养元素使其正常运转。,中国式有机农业，有几千年农业传承的耕作模式（用今天的理念分析，我们的老,祖宗，虽然还不知道植物次生代谢途径，但是，他们在实践中做到了开启植物次生代,谢途径）中受到启迪,【2、13、21、24、29、30】,，强调在种植过程中开启植物次生代谢途径,的重要性，并从中获得大量的品质物质、风味物质以及有益于作物和人类健康的功能,性物质（即化感物质或称植物的自身免疫能力，而且，这些植物的自身免疫能力与人,类的健康关系密切，有利于人类的健康尤其是免疫能力的提高。）,【21、23、25】,。,西方与东方的两种模式同样都不用化学农药、不用化肥，但中国式的有机农业巧,妙地利用源于自然的资源和源于自然的土壤有益微生物及其代谢产物，补充前茬作物,移走的作物生长所必需的营养元素和有益元素；从而保证了农产品的产量和品质，生,产出成本低但品质优良的农产品,【26、27、29、30、31、32、33】,，也可以保障我国农业的持续,发展的势头。,5,前言,中国式有机农业依赖全新的植物生理学理论,植物次生代谢途径及其正常运转来实施有机种植的。,根据这个理论。欲获得农作物的高抗逆性、高抗性，较高的农产品品质与,独特的农产品风味的唯一途径，就是自觉非自觉的开启植物次生代谢途径，,补充必要植物营养元素使其正常运转。,中国式有机农业，有几千年农业传承的耕作模式（用今天的理念分析，,我们的老祖宗，虽然还不知道植物次生代谢途径，但是，他们在实践中做到,了开启植物次生代谢途径）中受到启迪,【2、13、21、24、29、30】,，强调在种植过程,中开启植物次生代谢途径的重要性，并从中获得大量的产量物质、品质物质,、风味物质以及有益于作物和人类健康的功能性物质（即化感物质或称植物,的自身免疫能力，而且，这些植物的自身免疫能力与人类的健康关系密切，,有利于人类的健康尤其是免疫能力的提高。）,【21、23、25】,。,西方与东方的两种模式同样都不用化学农药、不用化肥，但中国式的有,机农业巧妙地利用源于自然的资源和源于自然的土壤有益微生物及其代谢产,物，补充前茬作物移走的作物生长所必需的营养元素和有益元素；从而保证,了农产品的产量和品质，生产出成本低但品质优良的农产品,【26、27、29、30、31、,32、33】,，也可以保障我国农业的持续发展的势头。,6,9,前言,4、什么是中国式有机农业？,一个核心：,培肥土壤,让土壤成为活的类生命体；,两个基本点:,（一）、,首先表现在,植物养分的必要性（亦即肥料投入的必要性,(二)、,其次表现在,植物新陈代谢产物决定植物生命活动的一具体措施是,1、一个基本点是给作物终生相伴的胁迫，,以便打开植开启植物次生代谢途径,2、,另一个基本点是给作物一生足够的营养：以便植物次生代谢途径运转,大量使用有机肥，提高土壤的碳氮比率；充分利用固氮微生物,解决氮素供应的问题；-(秸秆牛粪有机肥供应,碳,素、灌水供应,氢氧元素、,非豆科固氮供,氮,素、鸡粪有机肥共,磷,素,硫,素、赛众供,钾,和,钙,素,镁,素,中微量,营养元素),巧妙地选择矿质肥料满足植物对大中微量营养元素等多方面需要；确保植物基本代谢途径和次生代谢的均衡运转。,使作物具有主动防控病虫草害和抵抗灾害性天气的能力；生产出高产优,质、高效、风味实足的农产品。这就是中国式的有机农业。,9,1,9,10,10,10,一、,一个核心,1、有机种植必须培肥土壤,【13、19、21、29、30,】,，以便形成良好的土壤环境,示意图1.引自：威廉斯土壤学各种类型的土壤结构模式图,示意图,1.,各种类型的土壤结构模式图,【,引自威廉斯,土壤学,】,土壤板结的主要成因与对策：从示意图,1,可以看出，这些土壤结构极易被破坏，,破坏土壤结构的成因：,大型农业机械下地的碾压作用，灌溉的水沉作用，钾、钠、铵,离子破坏土壤有机无机胶体复合体的钙桥的作用，从而破坏土壤水稳性团粒结,构,【31,、,32,、,40】,。,恢复土壤结构的措施：,避免含钠的肥料下地：如不施配合饲料喂养的畜禽粪便为原料而,没有排钠而制造的有机肥、避免腐殖酸钠直接下农田等。,有意识的为土壤客土（,CEC,高的蒙脱土）、大量施入有机肥、腐殖酸钾或,腐殖酸铵，有意识的施入可以形成钙桥的赛众牌土壤调理剂，并彻底耕翻。作,物生长季节加强中耕除草，均有利于土壤结构，有利于土壤培肥尤其是土壤水,稳性团粒结构的培育与恢复,【13,、,19,、,31,、,32,、,40】,。,10,11,一个核心,2、,快速形成土壤团聚体结构,措施：,大量施入富含有机质（动植物源的）腐熟的有机肥。,示意图,2,、土壤团聚体结构示意图,【,引自闵久康资料,】,11,12,12,12,一个核心,3、,快速形成土壤水稳性团粒体结构,措施：,当天然无机胶体丰富时（不必客土）或当土壤无机胶体缺乏时,有意识的为土壤客 土（选,CEC,大于,50,毫克当量的蒙脱土）、大量施入富含动植物源的（如秸秆、牛粪等）腐熟的有机肥，或腐殖酸、腐殖酸铵、腐殖酸钾，有意识的施入可以形成钙桥的赛众牌土壤调理剂并彻底耕翻（参见示意图,3,）,【11,、,21,、,29,、,31,、,33】,；,在作物生长季节加强中耕除草，均有利于土壤培肥、有利于土壤结构的快速形成，尤其是有利于土壤水稳性团粒结构的培育与恢复。同时，这些有机肥有利于形成植物体内碳氢氧的养分源泉，有利于植物体内的基本代谢途径大量合成含有机碳氢氧类有机化合物打下养分基础,【11,、,13,、,21,、,29,、,31,、,33】,。,赛众土壤调理剂还具有由酸碱双向调整土壤,pH,至中性的作用，这样的土壤环,境有利于土壤内已经存在的各种养分发挥应有的作用（参见示意图,4,）。,示意图,3,、土壤有机无机胶复合体，进一步形成水稳性土壤团粒结构的示意图,【11,、,21】,12,13,13,13,一个核心,4、土壤pH对土壤内各种养分有效性的影响（示意图4,【29】,措施：,施用土壤调理剂：,酸性土壤施石灰、碱性土壤施石膏、所有的耕地土壤,都可以施用赛众土壤调理剂来调整土壤酸碱度。,13,14,14,二、物质决定一切,【3】,（,两个基本点,）,（一）、首先表现在,植物养分的必要性（亦即肥料投入的必要性）,实施生产有机食品的套餐技术,1、,施用微生物有机肥或菌剂及其作用,施用具有固氮功能的非豆科固氮菌剂或生物有机肥，其作用,【21、29、34、35、,36、37、38、】,：,一方面，起到供氮功能:,施用非豆科固氮的菌剂或含有非豆科固氮的微生物有机肥，为作,物供应有效的氮 素营养；另外一种含多种有益菌的EM生物有机肥，EM 中有固氮能力的芽孢,杆菌、类芽孢杆菌、放线菌等，同时含有能够促进生根的嗜酸乳杆 菌等有益菌，它们发挥作,用的途径是生活在植株体内或植物所在土壤的根际土壤中。,另一方面，当这些有益菌钻入植物体内时，顺便开起了植物次生代谢途径，,从而为作物,自身防御能力，满足了开启植物次生代谢途径的必要条件，使具有强烈的抗逆性或称防控病,虫草害、抵御灾害性天气的能力打下基础。,当然，在作物生长季节适当施入植物诱导剂，也可以开启植物次生代谢途径，也具有使,具有强烈的抗逆性或防控病虫草害、抵御灾害性天气的能力打下基础。,在施用底肥时，已经施用的赛众土壤调理剂，在这种情况下又兼有向作物供应中微量营,养元素的作用，满足了植物次生代谢途径与基本代谢途径均衡运转的充分条件，从而实现作,物本身防控病虫草害、抵抗灾害性天气的能力。,14,15,15,2025/11/29 周六,15,物质决定一切,【3】,2、,植物营养元素的作用,示意图,5,15,29,15,16,16,2025/11/29 周六,16,物质决定一切,【3】,3,、,各种必要营养元素在植物体内所参加的生物化学反应,【7、8、21、29】,16,16,17,17,17,物质决定一切,【3】,4、,分述各种植,物营养元素参加植物体内主要生物化学反应,【,7、8、10、11、12、13、14、21、29,】,大量元素的功能,氮磷是植物秸秆组分元素,氮,（N）主要构成植物体内的蛋白质、核酸、叶绿素、酶、辅酶、辅基、维生素、生物碱、植物激素、酰脲。,磷,（P）主要构成植物体的核酸、磷脂、腺苷磷酸、磷酸酯、肌醇六磷酸。,钾,（K）是非植物结构组分元素；钾在植物体内能激活植物体内的60多种酶；钾参与光合作用，调节植物水分平衡，钾有强渗透势将水分子拉入植物根系；钾调节气孔保卫细胞的膨压，控制气孔开闭来控制蒸腾。,中量元素的功能：,硫、钙、镁均为植物结构组分元素。,硫,（S）主要构成植物体内含硫氨基酸、谷胱苷肽、硫胺素、生物素、铁氧还原蛋白、辅酶A等；硫不是叶绿素的成分，但影响叶绿素的合成；硫对蛋白质的结构和功能也很重要。,钙,（Ca）构成植物体内果胶酸钙、钙调素蛋白、肌醇六磷酸钙镁等，在液泡中有大量的有机酸钙，如草酸钙、柠檬酸钙、苹果酸钙等；钙有加强有机物运输，尤其是碳水化合物运输的作用；钙是细胞伸长所必需；钙影响细胞板和纺锤丝形成，保证细胞分裂。,镁,（Mg）主要构成叶绿素、肌醇六磷酸钙镁、果胶、酶等。,微量元素的功能：,微量元素中除硼和氯均为植物结构组分元素。,铁,（Fe）元素在叶绿素合成中起关键作用；参与光合作用和固氮。,锌,（Zn）元素在光合、呼吸、氮代谢、激素合成和植物生长方面都有作用；植物体内有59种复合酶含锌。,锰,（Mn）元素对种子发芽、幼苗生长、花粉管发育伸长和植物茎的机械强度有一定的作用。,硼,（B）元素能增强细胞壁对水分的控制，硼可增强植物的抗寒和抗病能力；通过调节糖和淀粉的合成影响蒸腾；它还影响细胞的发,育和伸长；硼影响碳水化合物代谢并在氨基酸和蛋白质合成中起作用。,铜,（Cu）元素对叶绿素有稳定作用，防止叶绿素过早破坏；参与蛋白质和糖代谢，与呼吸作用关系密切。,钼,（Mo）元素是植物体内固氮酶和硝酸还原酶重要组分。,氯,（Cl）能促进氮代谢中谷氨酰胺的转化以及有利于碳水化合物的合成。氯参加光合作用中水的光解反应，形成活性氢和氧气。,在作物在生长的过程中上述植物营养元素一个也不能缺少，但任何时期、任何一种或几种营养过剩也同样会产生负面影响。,综上所述，植物必需营养元素和有益元素，在植物生物化学反应中有着不可替,代作用。因此，有机农业的生产中，同样都离不开对这些营养元素的投入，这是农,业生产的基本原理，谁也不能违抗，违抗了必然低产或使有机食品生产难以为继。,17,18,18,18,物质决定一切,【3】,5、北京市市场上的非豆科固氮产品,三个产品的名称：,六合非豆科固氮生物有机肥或菌剂,天地绿园农业科学院的T营养生物菌肥,地福来的蓝绿藻非豆科固氮肥料细胞肥,18,19,19,19,物质决定一切,【3】,6,、各种生物有机肥按其所含主要菌种，判定其作用,EM菌生物有机肥的重要菌种及其作用：,枯草芽孢杆菌：,非豆科固氮作用，供应作物的氮素需求,放线菌：,提供,抗性物质和,非豆科固氮作用（供应作物的氮素需求）,固氮菌：,作用就是如其名固氮;l,磷细菌作用,：解磷,嗜酸乳杆菌,：,促进作物根系生长，促进作物正常生长发育,酵素菌,：,有利于秸秆、牛粪发酵分解，释放所含的碳氢氧和各种养,分如释放二氧化碳、小分子氨基酸、各种有机物里所含的植物营养元素。,从而为作物吸收利用，通过植物的基本代谢途径和次生代谢途径合成含,碳氢氧的各种有机物。有机质里所含碳氢氧化合物，通过大量研究表,面，它们不能直接进入植物体内，必须通过光合作用等在植物体内重新,合成。,各种植物营养元素在植物体内所参见生物化学反应的汇总（参见11、12、13页）。,19,植物进入次生代谢途径的两个条件,1,、必要条件：胁迫：天灾、人为、有益微生物钻个洞：,天灾,20,植物进入次生代谢途径的两个条件胁迫,人为,21,21,有益微生钻个洞的作用,：有益微生物钻个洞,是指用各种有益微生物处理种子（浸种）、用,EM,菌施于土壤中的种子处、灌根、或喷施于植株之上、或应用,EM,菌扩大发酵的有机肥施于土壤中，而后移栽定植等措施,具体例子就是山西省新绛县马新立、光李虎发明的,利用,EM,菌对有机肥进行扩大发酵的技术，是行之有效的办法，值得推广。这些措施的共同点是是有益微生物浸染,到植物体内，由于微生物进入植物体内，必然钻进去，为了便于广大农民朋友理解，把它们概括为,“有益微生物,钻个洞”,举例说明,：,1,、首推北京市六合公司的非豆科固氮菌剂、枯草芽孢杆菌及其联合固氮微生物菌剂。地福来固氮菌液、蓝藻,和绿藻北京天地绿源的微生物,T,营养，巨大芽孢杆菌等。,2,、,山西省临汾市尧都区汾河氨基酸厂的,EM,菌。含三种芽孢芽孢杆菌：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶冻,样芽孢杆菌、,5406,放线菌、光合细菌、乳酸菌、酵母菌、绿色木霉菌等九种有益菌。,关于,EM,菌中各种微生物的作用浅析：三种芽孢杆菌均具有非豆科固氮的作用，不仅可以实现内生固氮，也可,以实现根际固氮作用；,5406,放线菌，具有增加作物抗逆性的作用，还有产生有益于植物的微生物分泌物、又能使发酵的有机肥有冰片的香味；,光合细菌具有光合作用能力次数有益于作物高效正常生长的物质，使作物生长健壮；,乳酸菌具有促进根系生长的作用；酵素菌、绿色木霉菌具有促进秸秆、牛粪等纤维素分解发酵作用，可以避,免一般有机肥发酵的黑烂臭的营养腐殖质阶段（在在这一阶段，有机质的分解过程中有硫化氢和氨的损失）。,3,、,中国农业科学院周法永博士发明的微生物药肥等。,4,、,北京仲元公司发明的快速培肥地力的复合菌液等。,5,、徐亚楠发明的根生态智能肥具有强大的促进作物根系生长发育的作用。,这些有益菌以山西省临汾市尧都区汾河氨基酸厂为例，她们的有益菌是：枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌、胶,冻样芽孢杆菌（这些菌均具有非豆科内生固氮的作用，在土壤在也是根际固氮微生物肥料的主力军）,5406,放线菌,、光合细菌、乳酸菌是有利于植物根系生长的微生物肥料、酵母菌、绿色木霉菌等有利于秸秆等有机物等快速发,酵的微生物菌剂。,还有中国农业科学院周法永博士发明的微生物药肥。,北京仲元公司发明的复合菌液,处理有机肥快速培肥土壤有机质的技术，同时具有开启植物次生代谢途径,的作用（也是微生物钻洞的原理）。还有众所周知的解磷解钾菌；,这些例子数不胜数，大家可以举一返三，但是，效果必须通过实践的检验，不能以推理代替措施。,钻个洞,23,22,有益微生物的,站位作用不可忽视及有益微生物的作用机理简述,一、,当他侵入到植株体内时，具有“站位作用”,这是“植物病理学”的概念,：它的意义在于，当一种微生物站据了植物位置后不允许其它微生物入内（相当,于动物的“领地”概念）。这在客观上就起到防止其它微生物入侵的作用。,二、各种微生物具有不同的有益作用，要具体菌种具体分析,（参见本,PPT22,页）。,三、,当他入侵到根系的同时，把植物细胞钻个洞，起到了开启植物次生代谢途径,的作用，这样就增加了植物的抗逆性,，达到减轻病虫草害的危害作用；,四、,如果同时共给植物相当量的微量营养元素,，,可以使植物的基本代谢途径与次,生代谢途径均衡运转，产生大量的“化感物质”,，从而达到减轻或防控病虫草害,以及抵抗灾害性天气的作用。实现套餐施肥的目标。,如嗜酸乳杆菌配合施用在微量营养元素活力素，就是一种最简单的套餐组合,。,如果搭配合理，还可以达到生产无公害食品、绿色食品、和有机食品的目的。,不仅配合活力素有如此良好的作用，还可以与赛众土壤调理剂或仲元公司的,矿质肥、或钛微肥等在微量营养元素相配合施用，构成良好的套餐组合。,23,有益微生物的三个重大作用,有益微生物（指能够进入植物体内发挥作用的微生物等）种类多，不能,一言以毕之，就其作用可以概括为：,（一）、有益微生物的占位作用：,这是一个植物病理学的概念，,一旦有益微生物进入植物体内，就不允许其它微生物进入，客观上起到,防控其它病害的作用，就这一点就可以用于植物保护。（“占位”相当于动物,的“领地”概念，拒绝其它微生物进入）。,（二）、有益微生物的鉆洞作用：,这是刘立新提出的微生物钻个洞可以开启植物次生代谢途径的作用,。其机理在于：有益微生物入侵（钻个洞）的胁迫下，产生“伤害乙烯”，从,而开启植物次生代谢途径；结合中微量营养元素可以产生大量次生代谢产,物：化感物质、品质物质、风味物质等。,（三）、发挥有益微生物的菌种基因所固有的功能：,因菌种基因不同而对作物和对人类的贡献不同：,具有芽孢杆菌和类芽孢杆菌时则具有固氮功能为作物供氮素养分；,具有嗜酸乳杆菌时则具有促进植物根系生长的作用；,原中国农业科学院土肥所周法永博士发明的微生物药费（植保兼供,应养分）的作用,依此类推（在这里不一一叙述了）。,24,25,25,25,物质决定一切,【3】,（续）,（二）,其次表现在,植物新陈代谢产物决定植物生命活动的一切,充分发挥植物的自我保护能力,充分发挥植物新陈代谢的两个引擎的作用调动植物基本代谢和次生代谢途径的巨大作用，实现部分不打化学农药防控病虫草害和灾害性天气的作用（参见示意图5）,化感物质（生物功能性物质）：,生物碱、酚类衍生物、类黄酮类化合物、有机酸、萜烯类和甾类化合物（进一步反应形成脱落酸）等化合物、中草药、除草物质等成分；,品质物质,。,各类蛋白质、各种重要酶类、脂肪、淀粉、各种维生素、纤维素、膳食纤维、各类核糖核酸、核苷酸、各类生理活性物质等，还有氧气、活性氢、活性,NO,等等；,风味物质：,氨基酸、芳香剂、维生素,P,、有机酸（含糖酸比）、一萜类化合物等。,植物新陈代谢示意图,6,【21,、,22,、,29】,25,26,26,26,物质决定一切,【3】,新陈代谢产物的作用,【3、21、22、29】,1、,植物由基本代谢进入次生代谢途径的条件示意图7,7,图,7,26,27,27,27,物质决定一切,【3、21、22、23、24、26、27、29】,2、植物新陈代谢产物的及其作为食品的主要作用,植物新陈代谢途径及其产物植物可食部分与人类生存所需三大类物质关系示意图,8,【29】,27,28,28,2025/11/29 周六,28,物质决定一切,【3】,3、胁迫及其作用,开启植物次生代谢途径的必要条件,【14、21、22、29】,8,9,2,8,总之，胁迫（含）环境胁迫（病虫草害、灾害性天气）；安全的人造胁迫（我国传统的农艺措施）；有益微生物钻个洞。,28,29,29,2025/11/29 周六,29,物质决定一切,【3】,4、,次生代谢途径与基本代谢途径均衡运转的充分条件,【21、22、29】,在植物次生代谢途径里植物微量营养元素的作用,10,29,29,30,物质决定一切,【3】,：5、,示意图10的说明,新陈代谢运转及其产物形成的简单叙述,【14、21、22、29】,（1）.,环境胁迫开启,植物次生代谢途径：,环境胁迫:植物从基本代谢（进入）次生代谢（产生）化感物质（表现）抗性（施,肥）,增加抗逆性,（并行产生品质与风味物质）获得优良品质与风味（同时叠加养分增产,作用抗逆性增产作用）大幅度提高产量。,（2）.安全的人造胁迫开启植物次生代谢途径：,安全的人造环境胁迫:植物从基本代谢（进入）次生代谢（产生）化感物质（表现）,抗逆性（施肥）,增加抗逆性,（并行产生品质与风味物质）获得优良品质与风味（同,时叠加养分增产作用抗逆性增产作用）大幅度提高产量。,（3）.安全的,人造胁迫,提前开启,植物次生代谢途径：,人造胁迫提前开启植物次生代谢途径:（指种子处理或最迟为基肥处理）从基本代,谢（进入)次生代谢（产生）化感物质（表现）防控病虫草害,（施肥）增加防控病虫,草害,（并行产生品质与风味物质）获得优良品质与风味独特性（同时叠加养分增产作用,抗逆性增产作用）大幅度提高产量。,30,31,31,2025/11/29 周六,31,物质决定一切,【3】,：6、,五条次生代谢途径的化感、农产品品质、风味物质是,并行产生,的,【21、22、29】,11,31,6,31,32,32,32,物质决定一切,【3】,7、,植物新陈代谢的产物与人类健康的关系,农产品产量尤其是粮食安全的重要性人类赖以生,存的物质保障,农产品品质安全食品的重要性，确保人类,健康的决定性保障,农产品中功能性物质对人类健康的重要作用,32,33,33,33,物质决定一切,【3】,8、,植物在代谢中产生的各类物质成分的作用：,产量物质：,主要功能是维持作物的正常生长，形成植物的形态建成和形成产量物质及部分品质物质；,品质物质：,如蛋白质、脂肪、淀粉、纤维素(含膳食纤维)、亦含风味物质等。,功能性物质：,功能性物质对植物生长是具有特殊功能性的，对人类健康也很重要（参见图4）。下面着重介绍植物的5类功能性物质：,33,34,34,34,物质决定一切,【3】,9、植物次生代谢途径产生的五大类化感物质及功能,化感物质或称植物自身免疫物质,植物生理学称为“植物防御物质”或“作物自身免疫物质”；化学生态学称为,“化感物质”；植保学称“植保素植物杀虫素、植物杀菌剂”;,有了吲哚生物碱植株就能够杀死蚜虫,【15、18、21、22】,；,有了类黄酮类化合物，植株能杀死真菌性病原体；对人体亦具有杀真菌性,病原体的作用，同时具有增强人体免疫能力的作用,【15、18、21、22】,；,有了氧肟酸类化合物植株能够杀死细菌性病原体,【15、18、21、22】,；,当有机酸能够维持植株内体液pH值小于4.2时，就能够杀死进入植物体内,的细菌性病原体,【11、18、21、22】,；,有了萜烯类和甾类化合物就能够杀死各种害虫、线虫、细菌性、真菌性和,各类病毒性病原体的作用,【15、16、18、21、22】,；萜烯类化合物和甾类化合物进一步,反应形成能抵抗灾害性天气的物质脱落酸（ABA 下同）,【17、21、22、26、27】,。,类黄酮类化合物和萜烯类化合物是预防人类心脑血管疾病的常用药物（如,银杏叶片）,【21、22】,；又如，蜂胶的有效成分为酚类衍生物、类黄酮类化合物和,萜烯类化合物等组成，是人们常用的保健食品,【21、22】,。而提炼蜂胶后的渣滓，,也具有保护植物的环保型农药的功能。,34,35,35,35,物质决定一切,【3】,抗击灾害性天气的物质：,脱落酸（ABA）与植物抵抗灾害性天气的关系：ABA能够维持细胞结构和膜结构的稳定，防止逆境对细胞器和膜系统的伤害：ABA能防止微管拆卸，维持细胞骨架的稳定；ABA能提高膜脂碳链的流动性，防止膜系统遭受低温伤害；ABA能维持抗氧化剂谷胱甘肽（GSH）含量的稳定，防止膜脂的过氧化作用；防止水分散失，促进根系吸水：在叶内，ABA能调节气孔运动，促使关闭，减少蒸腾失水；在根中，ABA能刺激离子的吸收与运转，额外增加根内渗透组分，从而提高了细胞的吸水力；,改变植物体内的代谢过程，促进某些溶质的积累：在干旱、低温、盐渍等逆境下，ABA能促进脯氨酸、甜菜生物碱、可溶性糖、可溶性蛋白的积累；而次生代谢产物中的脯氨酸与甜菜生物碱都是最理想的渗透调节剂,【14、21、22、27】,，当然，无机盐离子（K、Na、Ca、Mg各种阴阳离子等）也具有这种渗透调节剂作用；（当它们增加时，细胞内溶质含无机离子和有机小分子溶质量增加，细胞吸水力增加），植物抗旱能力也随之加强,【11、14】,；,我们把脯氨酸、甜菜生物碱和脱落酸三者作用结合起来，从而提高了植物的抗旱性、抗寒性和抗盐性。可以达到有效地抵抗部分灾害性天气的作用，如果再结合化感物质防控病虫草害的能力和作用，进而实现抗早衰的作用（引起作物早衰和果树生产产生大小年问题的原因，不仅有天气问题，还有病虫害的问题、有机、无机养分供应等问题）。请注意：,当伤害因子的破坏性还处于可逆性阶段时，这些物质可使作物恢复正常；当伤害强度超过可逆性范围时，这些化合物也无能为力，植株只有死亡。只要存在环境胁迫或安全的人造胁迫条件下，必须施用螯合态的,微量营养元素（植物生长调理剂活力素或土壤调理剂赛众、氨基酸矿质肥等），就可以达到增加作物抗逆性、抗病性及抵抗灾害性天气的目的。,35,36,36,2025/11/29 周六,36,物质决定一切,【3】,能除草的物质,【15、18】,：,有胡桃酸、香豆素、羟基肟酸，能杀死杂草,【14、18、21、22】,等。,具有修复功能的物质,在大田考察中经常发现用赛众有很强的修复功能，不仅治好,了果树的病，还修复了病灶。这说明某些元素具有增强植物光合,作用的能力，可以额外形成糖、纤维素、构成细胞壁的物质，这,是一些并未引起我们注意的钛、钄、铈等元素，都具有促进植,物额外形成糖类化合物的能力，在微量营养元素氯的参与下，合,成纤维素，进而形成细胞壁和疏导组织等，从而达到修复部分被,损害植物组织，长出新树皮、长出新根系。,由此得出结论，只要存在环境胁迫或安全的人造胁迫条件,下，必须施用螯合态的微量营养元素（植物生长调理剂、氨基酸,矿质肥或土壤调理剂），就可以达到增加作物抗逆性、抗病性,及抵抗灾害性天气。还能实现修复目的。,36,37,37,37,物质决定一切,【3】,风味物质：,氨基酸（氨基酸比例不同风味也不同，植物次生代谢途径产生了与基本代谢途径不同的氨基酸，更丰富了风味物质）、而芳香剂、维生素P、有机酸、糖（形成一定的糖酸比和果实和蔬菜等一定的pH值等和一萜类化合物等，就可直接产生各种称为风味的物质，可以大大提高农产品品质，口感良好.,综上所述，农业生产中作物体内能否出现上述五种物质：既化感物质或称作物自身免疫物质或植物体内功能性物质；抗击灾害性天气的物质；能除杂草的物质；具有修复功能的物质，风味物质：应成为区别与检验是否具有上述功能的肥料的真与伪、这些肥料施用方法是否得当的基本原则。,而医学研究表明：作物的一些次生代谢产物，如类黄酮化合物和萜烯类化合物是增强人类自身免疫能力，它是治疗心脑血管病变的良好药物。而微生物药肥的植保有效成分是萜烯多肽，它又是是止咳的好药物，因此植物次生代谢产物，也是人类和动物所需要的功能性物质。,37,38,38,38,物质决定一切,【3】,其它化感物质,【22】,这里泛指中草药和药源植物所产生的各种治疗人类及动物疾病的，有疗效的各类良好化合物；也含各种不利于人类健康的致瘾、致幻性物品等，如烟草的尼古丁、它又是毒品源植物罂粟、大麻等所产生的核心成分等；还有杀人物质：如毒芹碱、生化武器原料蓖麻毒素等各类物质。,用双引擎的四轮驱动的吉普车原理来诠释中国式的有机农业,生产的原理、施肥原则、技术措施、促进与抑制植物新陈代谢过程的因素及应用该技术措施应当注意的关键事项等。我们把它们比喻为一个环保型吉普车，试看下页示意图14.,38,39,物质决定一切,【3】,10、,植物次生代谢产物的生态稳定性,【21、22、29】,这,里尤其要说明的是，我们通过诱导和施肥产生出的这些化合物，是自然界原本就已经存在的物质（它们的存在时间与绿色植物在地球上的存在时间几乎是相同的），因此，在自然界的生态环境中是稳定的；它们不是我们的新技术发明所创造出来的新物质，因此它们在生态系统的作用早已稳定，一般不会引发新的、未知的问题。因此，利用这个技术生产的农产品是极其合理的，不仅不会污染环境，不会造成对人类健康的危害，它们是安全的。应当推而广之。在这一点上，与,转基因食品,不一样，因为转基因生命是人造新生命产生出来的，其代谢产物在生态环境中的作用是个全新的物质，,其在生态环境中作用至少要经过几十年甚至近百年的观察期，才能肯定它们是否有害。,（如，化肥是人造物质，经过近百年的观察，人类才发现在过量施用它们时，具有明显面源污染和对人类健康的危害作用的）。,39,39,汤佩松先生关于“代谢控制、控制代谢”关于代谢产物的负反馈作用的教导,40,40,看“代谢控制”的作用,生物化学反应中所摘录的反应，只是几个代表，但是它们表明肥料的重要性，是绝对不可缺少的。,在植物基因的控制下，植物自身产生各种新陈代谢的酶类化合物的存在条件下：,当新陈代谢的原材料物质丰富时，新陈代谢过程顺利进行；,当这些原材料不足或缺乏时，新陈代谢过程受到抑制，新陈代谢无法顺利进行。,这些原材料物质就是各种植物营养元素，换言之，合理施肥，新陈代谢顺利进行，当不合理施肥，则新陈代谢无法顺利进行。这就是代谢控制在植物营养方面的具体体现,这就是代谢控制的具体含义。,返回上页，一光合作用的光反应及继而产生的碳酸酐的合成产生最原始的有机化合物为例进行讲解。,41,再看“控制代谢”的作用,这是指新陈代谢的产物物质对新陈代谢的影响而言的。,当新陈代谢产物不断被移走的情况下，生物化学反应顺利进行,相当于无线电学的正反馈作用；,但是，当反应产物堆积的情况下，这些产物产生对整个反应过程的抑制作用,相当于无线电学的负反馈作用，反过来抑制整个反应过程；,这就是控制代谢的意思。,42,关于磷肥施用过量，使农产品含水量增加、淀粉或多糖减少、产量下降品质下降、非常不耐储藏,当磷酸盐过量时，不仅粮食籽粒不饱满，洋葱也有历史问题，也是这种负反馈作用的结果,示意图,12,43,44,44,2025/11/29 周六,44,物质决定一切,【3】,11、有机食品生产两大禁忌,(1)不准施用化学农药的新陈代谢机理,【5、21、22、29】,施用农药本身的残毒是危害人类健康的因素之一，久而久之会造成癌症，另外，施用农药使植物体内产生抗性蛋白质，这种蛋白质对人体健康有毒，因此有机食品生产中不能使用农药；另外，施用农药相当于植物化感物质过量，对植物次生代谢途径的产,化感物质,起到严重的抑制作用，不仅使自身的免疫能力几近消失，同时，由于化感物质的产生与并行产生的农产品品质物质、风味物质也被严重抑制，使他们的产生被严重减少，甚至全不产生，使有机食品的生产彻底失败,。,有机种植不能施用化学农药的机理示意图,1,3,44,45,45,45,物质决定一切,【3】,(2)、有机食品生产中不许施用化肥尤其不能施用尿素的新陈代谢机理,【21、22】,尿素施入土壤后，约24小时迅速转化为碳酸铵或碳酸氢铵；这就形成了除尿素外，还有铵态氮；铵态氮溶入土壤溶液，会被微生物转化为亚硝酸根或硝酸根，硝酸盐对人类并没有毒性，但当它们在土壤内被还原为亚硝酸根时，就有不小的毒性，进一步还原为铵态氮的过程中，每一个中间产物都对人类健康都是有害的。,因此，除尿素（酰胺态）外、