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科学施肥原理及技术第1页人口指数增加1 1、计算世界人口每、计算世界人口每增加增加1010亿所用时间。亿所用时间。2 2、分析、分析18301830年来世年来世界人口增加趋势。界人口增加趋势。3 3、“人口指数增加人口指数增加”特点?假如继续下特点?假如继续下去去,会带来怎样会带来怎样后果?后果?第2页我国粮食安全情况我国粮食安全情况 我国粮食安全现实状况是处于低水平、偏担心我国粮食安全现实状况是处于低水平、偏担心供求阶段。供求阶段。第3页Double Green RevolutionMEETING CEREAL DEMAND WHILE PROTECTING NATURAL RESOURCES AND IMPROVING ENVIRONMENTAL QUALITY(Cassmanet al.Annu.Rev.Environ.Resour.)第4页5表表10-2 几个国家肥料使用量与谷物产量几个国家肥料使用量与谷物产量 谷物单产谷物单产肥料使用量肥料使用量欧洲欧洲6115326美国美国475399日本日本5846400非洲非洲10709南美南美198633(单位:(单位:kg/ha)第5页050010001500250030003500400019751978198219851988199119941997肥料施用量与粮食总产量关系肥料施用量与粮食总产量关系粮食产量粮食产量(万吨万吨)肥料施用量肥料施用量(万吨万吨)肥料施用量粮食总产量1500002500030000350004000045000500005500060000650007000075000肥料施用量粮食总产量第6页Fig1.ProductionandConsumptionFig2.ChemicalApplicationandGrainProductFig3.FertilizerRatioofGrainsCostFig4.UnitChemicalFertilizerCostofGrainProduction第7页8利用率不高造成资源浪费利用率不高造成资源浪费 使用方法不妥,造成生态环境恶化使用方法不妥,造成生态环境恶化我国农业资源利用水平还很低。浇灌水利用率为43%,低于国际先进水平30%;降水利用率约为45%,仅相当于世界先进水平25%。每年化肥施用量超出860亿斤(纯养分),是世界上肥料用量最多国家,然而氮肥当季利用率仅30%,每年氮肥损失近400亿元,肥料利用效率不高。全国农药年产量超出8亿斤(有效成份),居世界第二位,但有效利用率只有30%,农药浪费严重并造成污染。以化肥为例以化肥为例第8页l化肥、农药和农膜造成面源污染问题严重。我国化肥、农药和农膜造成面源污染问题严重。我国化肥年使用量到达化肥年使用量到达44004400多万吨,大部分流失造成地多万吨,大部分流失造成地表水富营养化和地下水硝酸盐污染;全国农药年使表水富营养化和地下水硝酸盐污染;全国农药年使用量近用量近130130万吨,污染农田面积到达万吨,污染农田面积到达1.361.36亿亩;地亿亩;地膜覆盖正由膜覆盖正由“白色革命白色革命”演变为演变为“白色污染白色污染”。l秸秆焚烧造成环境污染、大气污染,土壤生态破秸秆焚烧造成环境污染、大气污染,土壤生态破坏,甚至危及正常交通安全。坏,甚至危及正常交通安全。第9页3.生物多样性降低生物多样性降低(高产量品种普及)。(高产量品种普及)。动植物数量是一个资源,而其多样性也动植物数量是一个资源,而其多样性也 是一个资源。是一个资源。近亲繁殖近亲繁殖-生命力衰退生命力衰退 杂交优势杂交优势-新品种,种群诞生新品种,种群诞生4.大规模单作经营化倾向大规模单作经营化倾向 单作经营单作经营-一农场大规模栽培单一作物一农场大规模栽培单一作物 复合经营复合经营-一农场栽培各种作物或喂养一农场栽培各种作物或喂养 各种家畜各种家畜 结果:连作障害;地力低下结果:连作障害;地力低下 -有机农业再认识有机农业再认识第10页包括到农村生态环境包括到农村生态环境l农村生活垃圾和污水未经处理随意排放,造成农村生活垃圾和污水未经处理随意排放,造成农村环境卫生情况恶化。我国农村天天产生生活农村环境卫生情况恶化。我国农村天天产生生活垃圾达垃圾达100多万吨,大部分未经处理,成为蚊蝇孳多万吨,大部分未经处理,成为蚊蝇孳生地和地表水、地下水主要污染源。生地和地表水、地下水主要污染源。l畜禽粪便造成污染问题日益突出。我国猪、牛、畜禽粪便造成污染问题日益突出。我国猪、牛、鸡三大类畜禽粪便年排放化学需氧量鸡三大类畜禽粪便年排放化学需氧量(COD)6900多万吨,是全国工业和生活污水多万吨,是全国工业和生活污水COD5倍以上,成为首要污染源。倍以上,成为首要污染源。第11页PollutionPollution第12页第13页这就是在西安,就是在这个地方有些人花了30多万吃了一顿饭第14页第15页1616第16页第17页营养元素过剩症状营养元素过剩症状 氮氮叶色浓绿,叶片大而柔软,少花叶色浓绿,叶片大而柔软,少花,徒长徒长 磷磷易引发锌及铜缺乏症状,易引发铁缺乏症状,下部叶出现红斑易引发锌及铜缺乏症状,易引发铁缺乏症状,下部叶出现红斑钾钾易造成钙及镁缺乏症状,叶尖焦枯易造成钙及镁缺乏症状,叶尖焦枯 钙钙土壤易成中性或碱性,引发微量元素不足土壤易成中性或碱性,引发微量元素不足(铁铁,锰锰,锌锌),叶肉颜,叶肉颜 色变淡,叶尖红色斑点或条纹斑出现色变淡,叶尖红色斑点或条纹斑出现 镁镁叶尖萎凋,叶片组织色泽叶尖处淡色,叶基部色泽正常叶尖萎凋,叶片组织色泽叶尖处淡色,叶基部色泽正常 硫硫盐害,叶缘焦枯盐害,叶缘焦枯 铁铁易引发缺锰症易引发缺锰症 硼硼先叶尖,叶缘黄化后,全叶黄化,并落叶,由成熟叶开始产生先叶尖,叶缘黄化后,全叶黄化,并落叶,由成熟叶开始产生 病症病症 锌锌叶尖及叶缘色泽较淡随即坏疽,叶尖有水浸状小点叶尖及叶缘色泽较淡随即坏疽,叶尖有水浸状小点 锰锰异常性落叶异常性落叶 铜铜叶肉组织色泽较淡呈条纹状叶肉组织色泽较淡呈条纹状第18页 营养元素缺乏外观特征营养元素缺乏外观特征 氮氮生长势差,全株黄化,叶片呈淡绿,老叶变黄,干枯及脱落生长势差,全株黄化,叶片呈淡绿,老叶变黄,干枯及脱落 磷磷叶片暗绿色,下部叶片后期出现红色斑点或紫色斑点,并坏疽叶片暗绿色,下部叶片后期出现红色斑点或紫色斑点,并坏疽-钾钾老叶生斑点(白色或黄色),斑点后期展现坏疽老叶生斑点(白色或黄色),斑点后期展现坏疽钙钙新叶叶缘波浪状,新叶叶缘变红黄新叶叶缘波浪状,新叶叶缘变红黄镁镁老叶黄化,早期由叶肉细胞变黄,叶缘仍保持绿色,严重时黄化老叶黄化,早期由叶肉细胞变黄,叶缘仍保持绿色,严重时黄化 部位转坏疽,落叶部位转坏疽,落叶 硫硫新叶呈淡黄色,叶型不变新叶呈淡黄色,叶型不变,全柱变黄,全柱变黄铁铁幼叶黄化,老叶绿色幼叶黄化,老叶绿色,叶片淡黄,不出现坏疽或坏死,叶片淡黄,不出现坏疽或坏死 硼硼新叶枯萎并陆续生长新芽又枯萎新叶枯萎并陆续生长新芽又枯萎,节间缩短,叶柄表皮有横裂,节间缩短,叶柄表皮有横裂 纹纹,表皮龟裂呈横纹,维管束波折或横断裂,表皮龟裂呈横纹,维管束波折或横断裂 锌锌小叶小叶,嵌纹或脉缘,根生长不良,叶片黄化,坏疽嵌纹或脉缘,根生长不良,叶片黄化,坏疽 锰锰叶片黄化,淡绿或灰白条纹,幼叶黄化,严重时有坏疽现象叶片黄化,淡绿或灰白条纹,幼叶黄化,严重时有坏疽现象 铜铜叶片尖端凋萎,叶片弯曲呈杯状叶片尖端凋萎,叶片弯曲呈杯状 钼钼老叶色泽变淡,黄化,全株色泽变黄,落叶老叶色泽变淡,黄化,全株色泽变黄,落叶第19页个性个性:不一样植物以及同一植物不一样不一样植物以及同一植物不一样生生 育期所需养分不一样育期所需养分不一样植物营养特征植物营养特征一一.植物营养共性植物营养共性 如水稻需如水稻需Si,豆科植物需,豆科植物需Co,块茎、,块茎、块根类植物需块根类植物需K。豆科植物需。豆科植物需N少。棉、少。棉、麻需麻需Na。油菜、糖用甜菜需。油菜、糖用甜菜需B等。等。共性共性:全部植物生长发育必需全部植物生长发育必需16种元素种元素第20页水稻、小麦等禾谷类作含水稻、小麦等禾谷类作含Si多多 第21页马铃薯、甘薯含马铃薯、甘薯含K多多 第22页豆科作物含豆科作物含NN多多第23页(2)有益元素种类和功效)有益元素种类和功效元素名称元素名称 主要生理功效主要生理功效 主要受益植物主要受益植物 硅硅增强植物硬度增强植物硬度 禾本科植物禾本科植物 (如水稻、小麦、大麦如水稻、小麦、大麦)钴钴维生素维生素B12合成合成 豆科固氮植物豆科固氮植物调整酶或激素活性调整酶或激素活性(必需必需)钠钠参加参加C4或或CAM光合路径光合路径 C4代替钾参加细胞渗透压代替钾参加细胞渗透压植物植物(如甜菜等如甜菜等)调整、部分酶激活调整、部分酶激活 镍镍豆科植物脲酶组成豆科植物脲酶组成 豆科植物豆科植物 铝铝(还未明确)(还未明确)喜酸性植物喜酸性植物(如茶树如茶树)第24页2.毒性较大元素毒性较大元素 如:如:I、Br、F、Al、Cr、Pb、Cd、Hg3.植物超积累吸收及其利用植物超积累吸收及其利用 超积累植物超积累植物 植物修复植物修复 植物开矿植物开矿4.植物营养遗传特征差异植物营养遗传特征差异不不一样种类或同一个类不一样品种植物:一样种类或同一个类不一样品种植物:(1)对元素种类和数量需要不一样)对元素种类和数量需要不一样(2)对肥料需要量不一样)对肥料需要量不一样第25页磷临界期在幼苗期;磷临界期在幼苗期;玉米氮素最大效率期在喇叭口到抽穗早期;玉米氮素最大效率期在喇叭口到抽穗早期;小麦氮素最大效率期在拔节到抽穗期;小麦氮素最大效率期在拔节到抽穗期;棉花氮素最大效率期是在开花结铃期。棉花氮素最大效率期是在开花结铃期。植物各生育期营养特征植物各生育期营养特征植物经过根系由土壤中吸收养分整个时期植物经过根系由土壤中吸收养分整个时期,就就叫植物营养期。叫植物营养期。普通作物吸收三要素规律是普通作物吸收三要素规律是:生长早期吸收数量和强度都较低生长早期吸收数量和强度都较低,伴随生长久伴随生长久推移推移,对营养物质吸收逐步增加对营养物质吸收逐步增加,到成熟阶段到成熟阶段,又趋于降低。又趋于降低。植物营养期植物营养期:植物营养阶段性植物营养阶段性:植物营养临界期植物营养临界期:是指营养元素过多或过少或营养元素间不平衡是指营养元素过多或过少或营养元素间不平衡,对于植物生长发育起着显对于植物生长发育起着显著不良那段时间著不良那段时间.第26页二、植物不一样生育期营养特征二、植物不一样生育期营养特征生育期生育期营养生长久营养生长久生殖生长久生殖生长久作物营养期:植物根系从介质中吸收养分时期。作物营养期:植物根系从介质中吸收养分时期。作物吸收养分普通规律:作物吸收养分普通规律:吸收速率吸收速率生长时间生长时间第27页水稻:水稻:在营养生长久适于在营养生长久适于NH4-N到生殖生长久则适于到生殖生长久则适于NO3-N烟草:烟草:则以则以NO3-N 较适当。不但可提升产量较适当。不但可提升产量,而且还可而且还可改进品质,增强燃烧醒,而改进品质,增强燃烧醒,而NH4-N可增强烟草芳香化可增强烟草芳香化合物,所以合物,所以NH4NO3是烟草适宜氮肥品种是烟草适宜氮肥品种花卉:花卉:硝酸盐型硝酸盐型:一串红一串红.百日草百日草.牵牛牵牛.共存型共存型:香石竹香石竹.秋海棠秋海棠.百合类百合类20-40%铵态氮铵态氮 共用型共用型:唐菖蒲唐菖蒲肥料不一样形态肥料不一样形态:NHNH4 4-N-NNO3-NNO3-N第28页第29页缺乏缺乏适宜适宜中毒中毒生长生长养分供给与植物生长关系养分供给与植物生长关系第30页施肥量施肥量产量产量231收获物产量和品质效应曲线示意图收获物产量和品质效应曲线示意图 产量(干物质重量)品质(糖、蛋白质和矿物质含量)第31页相关科学施肥几个定律相关科学施肥几个定律第32页养分偿还学说养分偿还学说 德国化学家李比西德国化学家李比西1840年年提出提出:植物从土壤中吸收养分植物从土壤中吸收养分每年收获必带走一些每年收获必带走一些 物质物质使土壤贫瘠使土壤贫瘠假如不正确偿还带走物质假如不正确偿还带走物质土壤就要衰竭土壤就要衰竭要维持地力要维持地力必须偿还养分给土壤必须偿还养分给土壤Justus von Liebig1803-1873第33页作用:作用:1、调整土壤和人类之间物质交换,、调整土壤和人类之间物质交换,不以养分偿还为基础耕作是掠不以养分偿还为基础耕作是掠 夺性耕作制度。夺性耕作制度。2、对当初化肥工业兴起和发展、对当初化肥工业兴起和发展 起到了巨大推进作用起到了巨大推进作用第34页 评价:评价:1、养分要偿还,不是取走都偿还,、养分要偿还,不是取走都偿还,不缺可不偿还。不缺可不偿还。2、偿还数量,不是取多少偿还多、偿还数量,不是取多少偿还多 少,而是偿还多于取走。因为肥少,而是偿还多于取走。因为肥 料利用率低,地力要提升。料利用率低,地力要提升。第35页作物产量高低受作物产量高低受土壤中相对含量土壤中相对含量最低养分所制约。最低养分所制约。也就是说,决定也就是说,决定作物产量是土壤作物产量是土壤中相对含量最少中相对含量最少养分。养分。最小养分律示意图最小养分律示意图最小养分律最小养分律(1843年)年)第36页最小养分律示意图最小养分律示意图最小养分随条件而改变示意图最小养分随条件而改变示意图第37页限制因子率 19英国Black man把最小养分律扩大到养分以外生态因子,这就是限制因子律。作物产量受各种生态因子中最低因子影响,任何一个生态因子不足,都可成为影响作物生长限制因子。意义:帮我们发觉生产上限制作物生长主要矛 盾。第38页木桶效应木桶效应第39页酬劳递减律第40页德国农业化学家米采利希德国农业化学家米采利希 (E.A.Mitscherlich 1909)等人经过燕麦施用磷肥试验证实:等人经过燕麦施用磷肥试验证实:在其它技术相对稳定前提下,伴随施磷量渐在其它技术相对稳定前提下,伴随施磷量渐次增加,燕麦干物质量也随之增加,但干物质增次增加,燕麦干物质量也随之增加,但干物质增产量却随施肥磷量增加而呈递减趋势,这与酬劳产量却随施肥磷量增加而呈递减趋势,这与酬劳递减律相一致。递减律相一致。增加一个单位某一生长原因(其它生长原因增加一个单位某一生长原因(其它生长原因恒定时)所引发作物产量增加率与该原因所能到恒定时)所引发作物产量增加率与该原因所能到达最高产量和现有产量之差成正比。达最高产量和现有产量之差成正比。米采利希学说米采利希学说第41页英国洛桑试验站英国洛桑试验站鲁茨鲁茨(Lawes)第42页一、计量施肥一、计量施肥计量施肥是依据作物需肥规律,土壤计量施肥是依据作物需肥规律,土壤供肥特征与肥料效应,在产前提出氮、供肥特征与肥料效应,在产前提出氮、磷、钾和微肥适宜用量和百分比及其磷、钾和微肥适宜用量和百分比及其对应施肥技术。对应施肥技术。我国推行计量施肥方法很多,有养分我国推行计量施肥方法很多,有养分平衡法,土壤肥力指标法和肥料效应平衡法,土壤肥力指标法和肥料效应函数法等。函数法等。第43页6月9日,温家宝总理在湖北省枝江市安福寺镇听取了村民曾祥华急需测土施肥要求。农业部快速反应并提出全方面大力推广测土配方施肥提议,从而拉开了我国新一轮测土配方施肥推广序幕。第44页n测土配方施肥(soil testing and formulated fertilization)是以肥料田间试验、土壤测试为基础,依据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应,在合理施用有机肥料基础上,提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料施用具种、数量、施肥时期和施用方法。实现“增产、增收、环境保护”等目标。第45页基本情况基本情况国家投入资金2亿元,建立200个测土施肥项目县。国家投入资金5亿元,新建项目县400个,项目县总数到达600个国家投入资金9亿元,新建项目县600个,项目县总数到达1200个国家投入资金11.5亿元,新建项目县600多个,项目县总数到达1800多个。第46页取得成效增产增收 无无偿偿为为近近8 80 00 00 0万万 农农户户提提供供了了测测土土配配方方施施肥肥服服务务,降降低低不不合合理理施施 肥肥2 24 40 0万万 吨吨(实实 物物 量量),提提升升了了肥肥料料利利用用率率,平平均均每每亩亩增增收收节节支支2 25 5元元,节节本本增增效效1 12 20 0多多亿亿元元。无无偿偿为为4 40 00 00 0多多万万农农户户提提供供测测土土配配方方施施肥肥服服务务,推推广广测测土土配配方方施施肥肥面面积积2 2.6 6亿亩,降低不合理亿亩,降低不合理用肥用肥5050万吨(折纯,万吨(折纯,下同)左右,亩均下同)左右,亩均节本增效节本增效2525元以上元以上 无偿为无偿为1 1亿以上亿以上农户提供测土配方农户提供测土配方施肥服务,推广测施肥服务,推广测土配方施肥面积土配方施肥面积6.46.4亿亩。肥料利亿亩。肥料利用率提升用率提升3 3个百分个百分点以上,亩节本增点以上,亩节本增效效2525元以上元以上第47页第48页测土配方施肥实施情况项目项目资金(亿元)资金(亿元)25911.5项目县(个数)项目县(个数)20060012001861推广面积(亿亩)推广面积(亿亩)2.66.49覆盖作物覆盖作物粮食作物粮食作物粮食、粮食、经济作物经济作物粮食、经粮食、经济作物济作物粮食、经济、粮食、经济、园艺作物园艺作物第49页养分平衡法养分平衡法 养分平衡法是以作物与土壤之间养分供求平衡为目,根据作物需肥量与土壤供肥之差,求得实现计划产量所需肥料量。计算公式为:计划产量所需养分量(Kg/亩)土壤供肥量(Kg/亩)施肥量(Kg/亩)肥料养分含量()肥料利用率()第50页(一)农作物需肥量(一)农作物需肥量 作物需肥料可经过分析常见成作物需肥料可经过分析常见成熟农作物植株养分含量而取得。熟农作物植株养分含量而取得。第51页 常见作物常见作物 百千克经济产量所需养分百千克经济产量所需养分Kg 作物作物 收获物收获物 N P2O5 K2O水稻水稻 籽粒籽粒 2.1-2.4 0.9-1.3 2.1-3.3 冬小麦冬小麦 籽粒籽粒 3.0 1.25 2.50春小麦春小麦 籽粒籽粒 3.0 1.0 2.50玉米玉米 籽粒籽粒 2.57 0.86 2.14甘薯甘薯 鲜块根鲜块根 0.35 0.18 0.55马铃薯马铃薯 鲜块根鲜块根 0.50 0.20 1.06大豆大豆 豆粒豆粒 3.09 0.86 2.86第52页土壤供肥量土壤供肥量1、田间试验法、田间试验法 在有代表性地块上进行缺乏施该元素肥料在有代表性地块上进行缺乏施该元素肥料田田 间小区,如:间小区,如:施肥施肥 PK NK NP 玉米产量玉米产量Kg/亩亩 380 420 450则该土壤则该土壤 供氮量为:供氮量为:(380/100)2.759.77Kg/亩亩 供磷量为:供磷量为:(420/100)0.863.61Kg/亩亩 供钾量为:供钾量为:(450/100)2.149.63Kg/亩亩第53页2、测土法、测土法 利用化学法测定,并利用土壤养分利用化学法测定,并利用土壤养分利用利用 系数进行校正。系数进行校正。土壤有效养分校正系数土壤有效养分校正系数()()100 缺素区作物吸收养分量缺素区作物吸收养分量(Kg/亩)亩)土壤养分测定值土壤养分测定值(mg/Kg)第54页肥料利用率肥料利用率 可利用田间差减法求得:可利用田间差减法求得:肥料利用率肥料利用率()()100 a:施肥区农作物吸收养分量:施肥区农作物吸收养分量(Kg/亩)亩)b:不施肥区农作物吸收养分量:不施肥区农作物吸收养分量(Kg/亩)亩)c:肥料施用量:肥料施用量(Kg/亩)亩)d:肥料中养分含量:肥料中养分含量()()cdab第55页肥料中养分含量肥料中养分含量 肥料中养分是一个主要参数,肥料中养分是一个主要参数,各成品化肥在包装袋上普通有注明。各成品化肥在包装袋上普通有注明。惯用化肥可查表,不然需进行惯用化肥可查表,不然需进行化学测定。化学测定。第56页 计划产量指标计划产量指标1、以地定产、以地定产 农作物对土壤肥力依存率农作物对土壤肥力依存率()()100 无肥区农作物产量无肥区农作物产量 完全肥区农作物产量完全肥区农作物产量第57页 x/y(%)18.290.126x(n28)70 r0.8507 依依 60存存率率 50 40 200 300 400 500 无肥区玉米产量无肥区玉米产量 千克千克/亩亩第58页2、以产定产、以产定产 以前三年平均产量以前三年平均产量15第59页肥料效应函数法肥料效应函数法 肥料施用量和作物产量之间关系式称肥料施用量和作物产量之间关系式称为肥料效应函数。为肥料效应函数。设计一元或多元肥料施用量或配比喻设计一元或多元肥料施用量或配比喻案机械田间试验。依据试验结果配置在该条案机械田间试验。依据试验结果配置在该条件下施肥量与产量关系回归方程,并依据这件下施肥量与产量关系回归方程,并依据这个方程式计算出最高产量施肥量,经济最正个方程式计算出最高产量施肥量,经济最正确施肥量,经济合理施肥量等。确施肥量,经济合理施肥量等。第60页一元二次肥料效应函数及普通模式一元二次肥料效应函数及普通模式 其数学模型为:其数学模型为:b0b1xb2x2 式中,式中,x为自变量表示肥料施用量;为自变量表示肥料施用量;y为因变为因变量表示肥料用量为量表示肥料用量为x时产量;时产量;b0为常数项,表示不施肥时产量;为常数项,表示不施肥时产量;b1为一次为一次项系数;项系数;b2为二次项系数。为二次项系数。b20 肥料效应函数呈直线型肥料效应函数呈直线型 b20 肥料效应函数呈递增型肥料效应函数呈递增型 b20 肥料效应函数呈递减型肥料效应函数呈递减型第61页一元肥料试验方案及效应函数一元肥料试验方案及效应函数简单配量简单配量 以四水平试验方案为例:以四水平试验方案为例:施用量为:施用量为:0 d 2d 3d d代表施肥处理代表施肥处理 施肥水平为:施肥水平为:0 6 12 18 d6 产量为:产量为:y1 y2 y3 y4第62页配置回归方程:配置回归方程:b0b1xb2x2b01/20【19 y13(y2y3)y4】b11/20d(21 y113 y217 y39 y4)b21/4d2(y1 y2 y3 y4)第63页第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段总产量总产量 C 转向点 边际产量平均增产量平均增产量Y产产量量施肥量施肥量 Xyo第64页经济最正确施肥量:经济最正确施肥量:边际产量等于边际成本时,利润最边际产量等于边际成本时,利润最大大 yPyxPx y/xPx/Py 微分得:微分得:dy/dxPx/Py第65页一元方程求导:一元方程求导:yb0b1xb2x2dy/dx=b1+2 b2x因为因为dy/dxPx/Py 所以所以b1+2 b2xPx/Py x Px/Pyb1 2 b2 第66页 求最高产量时施肥量,即到达最高产量边际求最高产量时施肥量,即到达最高产量边际产量等于零施肥量。产量等于零施肥量。dy/dx0 b1+2 b2x0 b1,b2为已知值,代入可求出为已知值,代入可求出x即最高产量施即最高产量施肥量。肥量。第67页第68页第69页二、信息技术在科学施肥中应用第70页1、摄影测量与遥感 RS (Remote Senting)、全球定位系统GPS (Global Position System)3、地理信息系统 GIS (Geographic Information System)3S技术第71页我国神舟号飞船 第72页台湾岛遥感影象:能清楚看到全岛地貌。第73页洋桔梗種苗洋桔梗種苗影像選別影像選別 分級移植機分級移植機第74页第75页第76页影像區(影像選別分級-in)第77页影像區(影像選別 分級-out)第78页影像區(影像選別分級)第79页三、无土栽培第80页无土栽培特点 1.产量高,品质优,效益大。2.节约肥、水用量。3.预防土壤连作病害及土壤盐分积累造成生理障碍。第81页4.栽培地点选择受土壤、地形局限较小,空闲荒地、河滩地、盐碱地以及城市楼顶、阳台都能够栽培,极大地提升了土地利用率。第82页5.有利于保护栽培向机械化、自动化、当代化管理方向发展。第83页6.产品清洁卫生,无污染。第84页无土栽培型式 无土栽培主要方式 按照固定根系方法大致可分为和无基质栽培两大类。基质栽培第85页无基质栽培无 基 质 栽 培水 培气雾培浅液流栽培(NFT)深液流栽培(DFT)漂浮板栽培喷雾法超声法第86页基 质 栽 培第87页 无土栽培基质岩棉(stonewood)以玄武岩、辉绿岩为主要原料,经1500以上高温熔融制成人造无机纤维,直径0.05mm。岩棉普通呈碱性,使用时需用弱酸调至岩棉普通呈碱性,使用时需用弱酸调至pH 5.8,如,如pH4.0则结构被破坏融解。则结构被破坏融解。第88页珍珠岩(perlite)惰性稳定,质轻;持水量决定于颗粒大小,颗粒越大,持水量越高,多数情况下气多水少它与草炭混合是很好育苗基质。第89页蛭石(vermiculite)次生云母矿经1000以上高温处理后产品。质轻,通气性和保湿性强,含有良好缓冲性。第90页泥炭(草炭peat)由半分解水生、沼泽湿地生苔藓植被组成,依照其分解难易程度(稳定性)分为高位泥炭、中位泥炭、低位泥炭。普通呈酸性pH在3.84.5,使用时需掺入少许石灰。泥炭吸收量大,通气性取决于颗粒大小,惯用颗粒大于1mm。第91页其它基质砂(sand)锯木屑(wooddust)炭化稻壳椰子壳粉(coirdust)炉渣食用菌培养废料第92页大量元素普通用化肥,如磷酸二铵、KH2PO4、磷酸铵、硝酸铵、硫酸钾、氯化钾、磷酸钙、硫酸钙等。微量元素则靠化学试剂配制。第93页 无土栽培营养液1.营养液成份大量元素:N、P、K、Ca、Mg、S微量元素:Fe、Zn、Mn、B、Mo、Cl第94页2.营养液酸碱度大多数植物根系在pH 5.56.5弱酸性范围内生长最好,如pH不适则根端发黄坏死,叶片失绿。在循环营养液系统中天天都要测定和调整pH值。调酸最好用硝酸和磷酸配合使用。第95页3.营养液浓度 营养液总浓度关系到溶液渗透压大小,普通用电导度表示。生产中循环使用营养液因为作物吸收和蒸发,溶液浓度不停发生改变,应经常掌握使用电导仪进行测量,及时修正。番 茄 营 养 液 电 导 度 普 通 控 制 在 2 3 ms/cm(毫西门子/厘米)、黄瓜在1.62.0 ms/cm,甜椒2.0 ms/cm,茄子2.5 ms/cm,莴苣1.4 ms/cm。第96页4.营养液消毒 循环使用营养液必须经常进行消毒,才能防止病菌传输。当前主要方法有:过滤、紫外光灯消毒、超声波处理、臭氧处理和加热纯化处理。第97页 基肥种肥追肥 含义播前或定植前施用肥料播时或定植时施用肥料生长过程中施用肥料目标满足作物全生育期对养分要求满足作物苗期对养分要求满满足作物各生足作物各生育期育期对对养分要养分要求求施用标准培肥土培肥土,供养供养分分易吸收易吸收 ,无毒害无毒害 促生促生长长,不,不过过劲劲肥料种类有机肥为主,迟效及不易流失化肥充分腐熟有机肥,速效化肥化肥为主,腐熟有机肥施用方法结结合深耕撒施,合深耕撒施,集中施、集中施、条施、穴施条施、穴施拌种,拌种,浸种,浸种,沾秧根沾秧根,穴施穴施根外追肥,根外追肥,条施、穴施条施、穴施第98页 四、土壤清洁生产四、土壤清洁生产一、土壤清洁生产及现实状况一、土壤清洁生产及现实状况二、清洁生产土肥管理二、清洁生产土肥管理第99页清清清清洁洁洁洁生生生生产产产产:将将将将整整整整体体体体预预预预防防防防环环环环境境境境战战战战略略略略连连连连续续续续应应应应用用用用于于于于生生生生产产产产过过过过程程程程、产产产产品品品品和和和和服服服服务务务务中中中中,以以以以增增增增加加加加生生生生态态态态效效效效率率率率和和和和降降降降低低低低人人人人类类类类及及及及环环环环境境境境风风风风险。险。险。险。土土土土壤壤壤壤清清清清洁洁洁洁生生生生产产产产:将将将将整整整整体体体体预预预预防防防防环环环环境境境境战战战战略略略略连连连连续续续续应应应应用用用用于于于于农农农农业业业业土土土土壤壤壤壤生生生生产产产产过过过过程程程程、农农农农业业业业产产产产品品品品和和和和服服服服务务务务中中中中,以以以以增增增增加加加加农农农农业业业业生生生生态态态态效率和降低人类及环境风险。效率和降低人类及环境风险。效率和降低人类及环境风险。效率和降低人类及环境风险。土壤清洁生产含义土壤清洁生产含义土壤清洁生产含义土壤清洁生产含义:(1 1 1 1)土壤性状是优良,无污染物;)土壤性状是优良,无污染物;)土壤性状是优良,无污染物;)土壤性状是优良,无污染物;(2 2 2 2)农业生产中大气、水等基本生产环境是清洁,)农业生产中大气、水等基本生产环境是清洁,)农业生产中大气、水等基本生产环境是清洁,)农业生产中大气、水等基本生产环境是清洁,无污染源;无污染源;无污染源;无污染源;(3 3 3 3)生产过程所用生产资料是安全、无污染;)生产过程所用生产资料是安全、无污染;)生产过程所用生产资料是安全、无污染;)生产过程所用生产资料是安全、无污染;(4 4 4 4)产品质量是安全、优质;)产品质量是安全、优质;)产品质量是安全、优质;)产品质量是安全、优质;(5 5 5 5)农业产品在储存、包装、运输、销售、加工等)农业产品在储存、包装、运输、销售、加工等)农业产品在储存、包装、运输、销售、加工等)农业产品在储存、包装、运输、销售、加工等步骤是清洁、无污染。步骤是清洁、无污染。步骤是清洁、无污染。步骤是清洁、无污染。一、土壤清洁生产概念及现实状况第100页中中中中国国国国于于于于1990199019901990年年年年正正正正式式式式开开开开始始始始发发发发展展展展绿绿绿绿色色色色食食食食品品品品,1992199219921992年年年年11111111月月月月“中中中中国国国国绿绿绿绿色色色色食食食食品品品品发发发发展展展展中中中中心心心心”成成成成立立立立,由由由由政政政政府府府府部部部部门门门门主主主主持持持持发发发发展展展展绿绿绿绿色色色色食食食食品品品品在在在在国国国国际际际际是是是是第第第第一一一一家家家家,到到到到现现现现在在在在经经经经历历历历了了了了9 9 9 9年年年年多多多多时时时时间间间间,其其其其间间间间在在在在中中中中国国国国不不不不但但但但建建建建立立立立和和和和推推推推广广广广了了了了绿绿绿绿色色色色食食食食品品品品生生生生产产产产和和和和管管管管理理理理体体体体系系系系,而而而而且且且且还还还还取取取取得得得得了了了了主主主主动动动动成成成成效效效效,当前仍保持较快发展势头。当前仍保持较快发展势头。当前仍保持较快发展势头。当前仍保持较快发展势头。中国绿色食品发展中心现已在全国中国绿色食品发展中心现已在全国中国绿色食品发展中心现已在全国中国绿色食品发展中心现已在全国31313131个省、市、个省、市、个省、市、个省、市、自治区委托了自治区委托了自治区委托了自治区委托了38383838个分支管理机构、定点委托绿色个分支管理机构、定点委托绿色个分支管理机构、定点委托绿色个分支管理机构、定点委托绿色食品产地环境监测机构食品产地环境监测机构食品产地环境监测机构食品产地环境监测机构56565656个、绿色食品产品质量个、绿色食品产品质量个、绿色食品产品质量个、绿色食品产品质量检测机构检测机构检测机构检测机构9 9 9 9个,从而形成了一个覆盖全国绿色食个,从而形成了一个覆盖全国绿色食个,从而形成了一个覆盖全国绿色食个,从而形成了一个覆盖全国绿色食品认证管理、技术服务和质量监督网络。品认证管理、技术服务和质量监督网络。品认证管理、技术服务和质量监督网络。品认证管理、技术服务和质量监督网络。清洁生产现实状况第101页土壤清洁生产总施肥要求:土壤清洁生产总施肥要求:1.1.不影响环境、作物及人体健康不影响环境、作物及人体健康 2.2.有足够有机质还回土壤有足够有机质还回土壤 3.3.降低污染,保护环境,提升肥力降低污染,保护环境,提升肥力 二、土壤清洁生产土肥管理第102页 土土壤壤清清洁洁生生产产施施肥肥标标准准:以以有有机机肥肥为为主主,辅辅以以其其它它肥肥料料;以以多多元元复复合合肥肥为为主主,单单元元素素肥肥料料为为辅辅;以以施施基基肥肥为为主主,追追肥肥为为辅辅;肥肥料料种种类类符符合合要要求求,采采取取平平衡衡施施肥肥;尽尽可可能能限限制制化化肥肥施施用用,如如确确实实需需要要,能能够够有有程程度度有有选选择择地地施施用用部分化肥。部分化肥。第103页土壤清洁生产允许使用肥料种类:土壤清洁生产允许使用肥料种类:1 1 1 1农家肥(有机肥)农家肥(有机肥)农家肥(有机肥)农家肥(有机肥)如如如如堆堆堆堆肥肥肥肥、厩厩厩厩肥肥肥肥、人人人人畜畜畜畜粪粪粪粪尿尿尿尿、沼沼沼沼气气气气肥肥肥肥、绿绿绿绿肥肥肥肥、作作作作物物物物秸秸秸秸秆、泥肥、饼肥等。其中,应大力提倡高温堆肥。秆、泥肥、饼肥等。其中,应大力提倡高温堆肥。秆、泥肥、饼肥等。其中,应大力提倡高温堆肥。秆、泥肥、饼肥等。其中,应大力提倡高温堆肥。2 2 2 2生物菌肥生物菌肥生物菌肥生物菌肥 包包包包含含含含腐腐腐腐殖殖殖殖酸酸酸酸类类类类肥肥肥肥料料料料、根根根根瘤瘤瘤瘤菌菌菌菌肥肥肥肥料料料料、磷磷磷磷细细细细菌菌菌菌肥肥肥肥料料料料、复复复复全微生物肥料等。全微生物肥料等。全微生物肥料等。全微生物肥料等。3 3 3 3无机矿质肥料无机矿质肥料无机矿质肥料无机矿质肥料如矿物钾肥和硫酸钾、矿物磷肥等。如矿物钾肥和硫酸钾、矿物磷肥等。如矿物钾肥和硫酸钾、矿物磷肥等。如矿物钾肥和硫酸钾、矿物磷肥等。4 4 4 4微量元素肥料微量元素肥料微量元素肥料微量元素肥料 即即即即以以以以铜铜铜铜、铁铁铁铁、硼硼硼硼、锌锌锌锌、锰锰锰锰、钼钼钼钼等等等等微微微微量量量量元元元元素素素素及及及及有有有有益益益益元元元元素为主配制肥料。素为主配制肥料。素为主配制肥料。素为主配制肥料。5 5 5 5其它肥料其它肥料其它肥料其它肥料如骨粉、氨基酸残渣、家畜加工废料、糖厂废料等。如骨粉、氨基酸残渣、家畜加工废料、糖厂废料等。如骨粉、氨基酸残渣、家畜加工废料、糖厂废料等。如骨粉、氨基酸残渣、家畜加工废料、糖厂废料等。第104页对肥料技术要求对肥料技术要求有有有有机机机机肥肥肥肥料料料料:不不不不论论论论采采采采取取取取何何何何种种种种原原原原料料料料制制制制作作作作堆堆堆堆肥肥肥肥、必必必必须须须须经经经经过过过过50505050。C C以以以以上上上上5 5 5 57 7 7 7天天天天发发发发酵酵酵酵,以以以以杀杀杀杀灭灭灭灭虫虫虫虫卵卵卵卵病病病病菌菌菌菌、杂杂杂杂草草草草种种种种子子子子,去去去去除除除除有有有有害害害害有有有有机机机机酸酸酸酸和和和和有有有有害害害害气气气气体体体体,到到到到达达达达无害化处理无害化处理无害化处理无害化处理沤沤沤沤肥肥肥肥和和和和沼沼沼沼气气气气肥肥肥肥:是是是是嫌嫌嫌嫌气气气气条条条条件件件件发发发发酵酵酵酵产产产产物物物物。应应应应符符符符合合合合卫卫卫卫生生生生标标标标准准准准:密密密密封封封封储储储储存存存存期期期期30303030天天天天以以以以上上上上,寄寄寄寄生生生生虫虫虫虫卵卵卵卵毁毁毁毁灭灭灭灭95959595以上,无蝇蚊,残渣可做农肥以上,无蝇蚊,残渣可做农肥以上,无蝇蚊,残渣可做农肥以上,无蝇蚊,残渣可做农肥微微微微生生生生物物物物肥肥肥肥料料料料:生生生生产产产产工工工工艺艺艺艺必必必必须须须须到到到到达达达达微微微微生生生生物物物物学学学学要要要要求求求求,要有较高有效活菌数要有较高有效活菌数要有较高有效活菌数要有较高有效活菌数磷酸盐肥:有效磷磷酸盐肥:有效磷磷酸盐肥:有效磷磷酸
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