绪论土壤肥料学.pptx

土壤肥料学土壤肥料学土壤肥料学课程总论土壤肥料学课程总论v土壤肥料学课程包括两部分：土壤肥料学课程包括两部分：v理论教学理论教学48课时；课时；分土壤学和肥料学两部分分土壤学和肥料学两部分v实验教学实验教学28课时；课时；土壤肥料学相关参考书土壤肥料学相关参考书1.土壤学报土壤学报 2.植物营养学报植物营养学报3.土壤土壤4.土壤通报土壤通报 5.Pedosphere（SCI）6.国外农学国外农学-土壤肥料土壤肥料7.土壤肥料土壤肥料8.水土保持学报水土保持学报9.水土保持通报水土保持通报10.生态环境学报生态环境学报1.Soil science 土壤科学土壤科学(美美)2.Journal of Soil Science Society of America 美国土壤学会杂志美国土壤学会杂志3.Journal of Soil Science (英）英）4.European Journal of soil Science 欧洲土壤科学杂志（英）欧洲土壤科学杂志（英）5.Journal of soil and water conservation 水土保持杂志（美）水土保持杂志（美）6.Soil science and Plant Nutrition 土壤科学与植物营养土壤科学与植物营养(日日)7.Plant and soil 植物与土壤植物与土壤(荷荷)8.Soils and Fertilizers Abstracts 土壤与肥料（荷）土壤与肥料（荷）9.Communication in soil science and plant analysis 土壤科学与植物分析简报（美）土壤科学与植物分析简报（美）10.(俄）俄）土壤肥料学专业刊物土壤肥料学专业刊物绪绪 论论1.土壤肥料在农业生产及资源环境中的地位和作用2.土壤与肥料的基本概念3.近代土壤肥料科学发展概况4.土壤肥料学的任务及与其它学科的相互关系2.土壤与肥料的基本概念一一.土壤肥料在农业生产中的作用土壤肥料在农业生产中的作用1.1 土壤是农业生产的基本生产资料土壤是农业生产的基本生产资料 为了使绿色植物生产达到最大效果，土壤必须满足绿色植物吃得饱（养分供应充分），喝得足（水分供应充分），住得好（空气流通，温度适宜），站得稳（根系能伸展得开，机械支持牢固）。农业生产包括植物生产（种植业）和动物生产（畜牧业）两大部分 短期内不可逆转的趋势：短期内不可逆转的趋势：1 1、耕地减少不可逆转；耕地减少不可逆转；2 2、人口增长不可逆转；、人口增长不可逆转；3 3、消费水平的提高不可逆转；、消费水平的提高不可逆转；粮食供应压力加大！1.2 1.2 土壤是农业三大环节的根本环节土壤是农业三大环节的根本环节农业生产包括v植物生产、v动物生产v土地利用管理 三大环节。1.3 1.3 土壤是农业生产技术设计与实施的基本依据土壤是农业生产技术设计与实施的基本依据 农业生产技术通常概括为土、肥、水、种、密、保、工、管。这八个字都有其重要性，不可缺少，它们之间互有联系和影响。土土指指改改良良土土壤壤；肥肥指指合合理理施施肥肥；水水指指发发展展水水利利、合合理理灌灌溉溉；种种指指改改良良种种子子；密密指指合合理理密密值值；保保指指作作物物保保护护；管管指指田田间间管理；工指工具改革。管理；工指工具改革。1.4 1.4 肥料是农业增产的物质基础肥料是农业增产的物质基础 肥料在农业生产中起着重要作用，农谚有“有收无收在于水，收多收少在于肥”，正说明了肥料在粮食生产中的地位。土壤是世代相传的，人类所不能出让的生存条件和再生条件。土壤作为资源，不同于其它资源，它在农业生产上发挥其资源作用是不应有时间限制的。只要用养合理，肥力就不断提高，创造的物质就不断增多。2.2.土壤是一种再生自然资源土壤是一种再生自然资源3.3.土壤是生态系统的重要组成部分土壤是生态系统的重要组成部分 土壤具备植物着生条件和供应水分和养分的能力，它是生物同环境间进行物质和能量交换的活跃场所。土壤生态系统，具有三个明显的特点：(1)土壤是一个可解剖的实体。(2)土壤是一个开放系统。(3)土壤是一个能量转量转换器或者是一个具有机能的自然体。4.4.土壤是保障人类生存与生态环境安全的基础土壤是保障人类生存与生态环境安全的基础5.5.肥料是农业优质增产和食品安全的重要保障肥料是农业优质增产和食品安全的重要保障v食品安全：不单纯指数量的安全v数量安全是最基本的要求，还包括质量安全、经济安全和生态安全。v无公害食品 绿色食品 有机食品v肥料的四个阶段：原始灰分、动物与人类粪尿、植物（豆科）绿肥、生产化肥 二、二、土壤与肥料的基本概念土壤与肥料的基本概念 1.土壤的概念土壤的概念 土土壤壤是是指指覆覆盖盖于于地地球球表表面面，具具有有肥肥力力特特征征的的，能够生长绿色植物的疏松物质层。能够生长绿色植物的疏松物质层。根据土壤的形成过程，可将其分为2类：自然土壤自然土壤：通常指未经人工开垦的土壤。农业土壤：农业土壤：指经过开垦、耕种以后，其原有性质发生了变化 的土壤，又称为耕作土壤。2.土壤肥力的概念 土壤的本质是肥力。认识虽然很不统一，其内涵和指标是随土壤科学的研究的深入，而不断发展为丰富的。概括起来有以下几个论点：2.1土壤成分观点土壤成分观点 认为土壤肥力是土壤能够供给植物生长发育的物质。包括“腐殖质学说”，“矿质营养学说”，“土壤团粒结构学说”等。土壤成分观点，比较重视土壤养分、水分的存在状态和数量以及能维持植物生长的时间。在某种程度上能同时不断地供给和调节植物正常生长发育所必须的水分、养分、空气和热量的能力土壤肥力的概念 2.22.2土壤生理观点土壤生理观点 认为土壤是类生物体，土壤不仅具有供应水分、养分的能力，还具有调节环境和土体内部水、热、气、肥条件的能力，保证稳、匀、足、适地供给作物所需。这种谐调类似生物体的生理功能-代谢性和调节力。太阳辐射热周期变化的影响下，土壤能够稳、匀、足、适地协调供应作物正常生长所需的水、热、气、肥养分的能力，这一观点也称之为土壤肥力的生物热力学观点。土壤肥力的概念 2.3.2.3.土壤生态学观点土壤生态学观点 v认为土壤是自然生态系统的组成部分，土壤是系统中物质和能量的交换中心，土壤肥力应作为“土被”的重要特性。v在系统生态环境中，土壤是基础，植物是对象。v强调整体功能，以物质循环与能量的转换为理论。v阐述土壤肥力与农、林、牧、副、渔之间的密切关系。v肥料（肥料（Fertilizer）-凡是施入土壤或喷洒在作物体上，能直接或间接提供给作物养分从而获得高产优质的农产品；或能协调、改善土壤的理化生物性质，逐步提高土壤肥力的物质。v分类：v有机肥料（organic manure)人粪尿、家畜粪尿、堆肥、沤肥、绿肥、饼肥等。v化学肥料(chemical fertilizer)又称无机肥料，尿素、氯化铵、硫酸钾、普钙等。v直接肥料直接肥料：施入土壤后能直接供给植物养分的肥料。N、P、K肥，复合肥，微量元素肥料等。绝大部分的化学肥料都属于直接肥料。v间接肥料间接肥料：有些肥料虽然不能直接供给植物养分，但是能改善 土壤的理化生物性质，逐步提高土壤肥力，改善植物的营养条件。如：酸性土壤上施用的石灰、碱性土壤上施用的石膏、生物制剂等。三.近代土壤肥料科学发展概况v近代土壤肥料学产生、形成在欧洲近代土壤肥料学产生、形成在欧洲v1840年，德国化学家李比希在总结前人研究成果的基础上，批判年，德国化学家李比希在总结前人研究成果的基础上，批判了腐质营养学说，提出了矿质营养学说。李比希矿质营养学说的了腐质营养学说，提出了矿质营养学说。李比希矿质营养学说的创立为化肥工业的兴起奠定了理论基础，也为解决世界粮食问题创立为化肥工业的兴起奠定了理论基础，也为解决世界粮食问题和提高人们的生活水平作出了巨大贡献。和提高人们的生活水平作出了巨大贡献。v1843年，第一种化学肥料年，第一种化学肥料过磷酸钙在英国诞生。过磷酸钙在英国诞生。v1861年，德国首次开采钾盐矿。年，德国首次开采钾盐矿。v1907年，意大利生产了石灰氮。年，意大利生产了石灰氮。v至今，全世界已生产和使用了数十种含有单一或两种以上植物必至今，全世界已生产和使用了数十种含有单一或两种以上植物必需营养元素的化肥，为世界农业作出了重大贡献。需营养元素的化肥，为世界农业作出了重大贡献。v中国使用化肥的历史始于中国使用化肥的历史始于1901年，台湾省从日本引进了肥田粉年，台湾省从日本引进了肥田粉(硫酸铵即氮肥硫酸铵即氮肥)用在甘蔗田里，距今仅有用在甘蔗田里，距今仅有100多年的历史。多年的历史。v20世纪世纪90年代开始，年代开始，“人口人口粮食粮食资源（能源）资源（能源）环境环境”仍仍是困扰人类社会发展的难题，科学工作者责任越来越重大。既是困扰人类社会发展的难题，科学工作者责任越来越重大。既满足众多人口营养需求，又保证食品安全，同时保护我们的地满足众多人口营养需求，又保证食品安全，同时保护我们的地球（土壤）球（土壤）改善土壤环境和质量！创建优质高产农田！改善土壤环境和质量！创建优质高产农田！v质量管理质量管理：数量和质量并举：数量和质量并举；农业环境保护优先农业环境保护优先v数量管理数量管理质量管理质量管理生态管理生态管理v数量、质量、生态一体化时代？数量、质量、生态一体化时代？引起的土壤肥力下降，植物引起的土壤肥力下降，植物生长条件恶化和土壤生产力减生长条件恶化和土壤生产力减退的过程当前人类面临着世界退的过程当前人类面临着世界性土壤退化的威胁。性土壤退化的威胁。土壤退化指因自然环境因素土壤退化指因自然环境因素不佳和人为利用不当。不佳和人为利用不当。据统计，据统计，全球土壤退化面积已全球土壤退化面积已达达1960万万 km2。全世界每年因土壤侵。全世界每年因土壤侵蚀所损失的土壤养分几乎等于世界商蚀所损失的土壤养分几乎等于世界商品肥料的品肥料的 生生 产产 量，量，每年土壤流失达每年土壤流失达750亿亿 t，相当于，相当于4 000亿美元的损失。亿美元的损失。在土壤退化总面积中约有在土壤退化总面积中约有7 600万万hm2受盐碱土的影响，占退化土壤总面积受盐碱土的影响，占退化土壤总面积的的4%。受各种有毒化合物污染影响的。受各种有毒化合物污染影响的面积面积2200万万hm2,占退化总面积的占退化总面积的1.l%全球土壤退化概况全球土壤退化概况 土壤是相对不可再生的自然土壤是相对不可再生的自然土壤是相对不可再生的自然土壤是相对不可再生的自然资源资源资源资源,也是不可代替的自然资源。也是不可代替的自然资源。也是不可代替的自然资源。也是不可代替的自然资源。我国土壤资源丰富我国土壤资源丰富我国土壤资源丰富我国土壤资源丰富,国土面积国土面积国土面积国土面积960960960960万万万万kmkmkmkm2 2 2 2,但是我国是个多山但是我国是个多山但是我国是个多山但是我国是个多山的国家的国家的国家的国家,平原区土地仅占平原区土地仅占平原区土地仅占平原区土地仅占1/31/31/31/3多多多多,山地丘陵地面积占近山地丘陵地面积占近山地丘陵地面积占近山地丘陵地面积占近2/32/32/32/3。我国人均耕地面积为我国人均耕地面积为0.13hm2,不到世界人均耕地的不到世界人均耕地的l/3。人均林地面积。人均林地面积0.11hm2,占占世界人均林地面积的世界人均林地面积的1/9。人均。人均草地面草地面0.28hm2,不到世界人均不到世界人均草地面积的草地面积的1/2。我国土壤资源简况我国土壤资源简况p 据统计，我国目前水土流失面积达据统计，我国目前水土流失面积达367万万km2，占国土总面积的，占国土总面积的38.2%。其。其中水蚀面积已发展至中水蚀面积已发展至 179.4万万km2,占国占国土面积的土面积的 18.6，每年流失表土约，每年流失表土约 60亿亿 t。p 耕地中有耕地中有667万万800万万hm2 ，已发生，已发生次生盐化，有次生盐化，有1.0亿亿hm2 草地退化。草地退化。p 我国现已有重金属污染耕地我国现已有重金属污染耕地 2 000万万hm2，农药污染耕地，农药污染耕地 1300 万万1600万万hm2，受酸雨危害的耕地达，受酸雨危害的耕地达 267万万hm2土壤退化多样化、复杂化土壤退化多样化、复杂化我国土壤资源简况我国土壤资源简况严重的水土流失，导致地表严重的水土流失，导致地表植被缺乏、沟壑纵横。植被缺乏、沟壑纵横。沙龙滚滚，谁人能挡！沙龙滚滚，谁人能挡！十年九荒的盐碱地十年九荒的盐碱地千沟万壑千沟万壑我国黄土高原我国黄土高原 （1 1）人类大规模生产、生活活动改变了影响土壤发育的生态）人类大规模生产、生活活动改变了影响土壤发育的生态环境，使土壤本身的自然循环状态受到影响或破坏。环境，使土壤本身的自然循环状态受到影响或破坏。（2 2）追求高产的现代化农业生产对化肥、农药、除草剂的大）追求高产的现代化农业生产对化肥、农药、除草剂的大量使用，甚至进行污水灌溉，使土壤遭受长期、广泛的污染。量使用，甚至进行污水灌溉，使土壤遭受长期、广泛的污染。（3 3）现代城市发展以及现代工业排放的大量废气、废水和废）现代城市发展以及现代工业排放的大量废气、废水和废渣中的各种污染物，常常经渣中的各种污染物，常常经 由不同途径污染土壤。由不同途径污染土壤。土壤环境问题日趋多样化土壤环境问题日趋多样化土壤污染局部严重！土壤污染局部严重！v土壤特性复杂多样，尤其是土壤质量、环境问题具有渐进土壤特性复杂多样，尤其是土壤质量、环境问题具有渐进性、隐蔽性和复杂性；性、隐蔽性和复杂性；v土壤质量、环境污染对生物和人体的影响或生态效应是间土壤质量、环境污染对生物和人体的影响或生态效应是间接的，具后效性。接的，具后效性。v土壤资源开发利用的科学技术体系研究的系统性、全面性、土壤资源开发利用的科学技术体系研究的系统性、全面性、整体性不足，影响其实用性和使用效果。整体性不足，影响其实用性和使用效果。客观原因：客观原因：原原 因因 剖剖 析析v土壤资源开发利用多以传统经验为主，对其科学技术体系土壤资源开发利用多以传统经验为主，对其科学技术体系认识不足，应用不够；认识不足，应用不够；v过分看重土壤开发利用短期效果、眼前利益，对土壤开发过分看重土壤开发利用短期效果、眼前利益，对土壤开发利用带来的质量、环境问题的特点利用带来的质量、环境问题的特点渐进性、隐蔽性、复渐进性、隐蔽性、复杂性和后效性认识不清；杂性和后效性认识不清；v十分注重土壤生产力，对土壤质量、环境问题的重视度和十分注重土壤生产力，对土壤质量、环境问题的重视度和关注度不够广泛；关注度不够广泛；v对土壤质量退化、环境污染的危害性缺乏正确评价对土壤质量退化、环境污染的危害性缺乏正确评价。主观原因：主观原因：如果没有土，世界将会怎么样？如果没有土，世界将会怎么样？如果没有土，如果没有土，明天将会怎么样？明天将会怎么样？Whats the soil?!你想过你想过www吗？吗？what is this soil?www:where is this soil?why is this soil?Soil sciene tell you 3w!v为了使绿色植物生产达到最大效果（生态、经济社会效益），为了使绿色植物生产达到最大效果（生态、经济社会效益），土壤必须满足绿色植物长期稳定土壤必须满足绿色植物长期稳定吃得饱吃得饱（养分供应充分），（养分供应充分），喝喝得足得足（水分供应充分），（水分供应充分），住得好住得好（空气流通，温度适宜），（空气流通，温度适宜），站站得稳得稳（根系能伸展得开，机械支持牢固），（根系能伸展得开，机械支持牢固），安全安全（不带来污染）（不带来污染）；且质量越来越好，数量越来越多，能满足社会上日益增长的；且质量越来越好，数量越来越多，能满足社会上日益增长的多样性需求。多样性需求。土壤的可持续利用是持续发展的基础土壤的可持续利用是持续发展的基础 我国要跨进可持续发展的我国要跨进可持续发展的“大门大门”还需要：还需要：30-5030-50年年？人口的零或负增长人口的零或负增长 （中国每年净增人口中国每年净增人口1000万）万）资源破坏的零或负增长资源破坏的零或负增长 （中国每年减少土地（中国每年减少土地300万亩）万亩）生态环境恶化的零或负增长生态环境恶化的零或负增长（中国荒漠化速度（中国荒漠化速度2620km2/年）年）土壤资源的永续利用是可持续发展的基础土壤资源的永续利用是可持续发展的基础可持续发展的条件：可持续发展的条件：“老老”问题：问题：21世纪怎么养活世纪怎么养活16亿中国人？亿中国人？提高土壤生产能力！提高土壤生产能力！“新新”问题：问题：21世纪怎么保护我们的地球？世纪怎么保护我们的地球？改善土壤环境和质量！改善土壤环境和质量！答案答案答案答案：土壤和科技！土壤和科技！土壤资源持续利用对策v大力开展对土壤肥料科学研究；大力开展对土壤肥料科学研究；v唤起和提高人们的土壤环境保护意识；唤起和提高人们的土壤环境保护意识；v保护农业生态系统和全球表层环境系统；保护农业生态系统和全球表层环境系统；v构建无公害、绿色、有机农业生产体系构建无公害、绿色、有机农业生产体系v已是刻不容缓的具有现实意义和深远历史意义的重大已是刻不容缓的具有现实意义和深远历史意义的重大课题。课题。发展绿色生产资料，实现农业生产安全、发展绿色生产资料，实现农业生产安全、绿色、高效！绿色、高效！v无公害农产品无公害农产品是指产地环境、生产过程和产品质量符合国家有关标准和规范的要求，经认证合格获得认证证书并使用无公害农产品标志的食用农产品。代表基本的食品安全标准，亦注重生产过程中的环保要求。v绿色农产品绿色农产品：遵循可持续发展原则、按照特定生产方式生产、经专门机构认定、许可使用绿色食品标志的无污染的农产品。可持续发展原则的要求是，生产的投入量和产出量保持平衡，即要满足当代人的需要，又要满足后代人同等发展的需要。绿色农产品在生产方式上对农业以外的能源采取适当的限制，以更多地发挥生态功能的作用。v有机农产品：有机农产品：根据有机农业原则和有机农产品生产方式及标准根据有机农业原则和有机农产品生产方式及标准生产、加工出来的，并通过有机食品认证机构认证的农产品。生产、加工出来的，并通过有机食品认证机构认证的农产品。它是纯天然、无污染、安全营养的食品，也称为它是纯天然、无污染、安全营养的食品，也称为生态食品生态食品。v有机农业有机农业的原则是，在农业能量的封闭循环状态下生产，全部的原则是，在农业能量的封闭循环状态下生产，全部过程都利用农业资源，而不是利用农业以外的能源过程都利用农业资源，而不是利用农业以外的能源(化肥、农药、化肥、农药、生产调节剂和添加剂等生产调节剂和添加剂等)影响和改变农业的能量循环。有机农业影响和改变农业的能量循环。有机农业生产方式是利用动物、植物、微生物和土壤生产方式是利用动物、植物、微生物和土壤4种生产因素的有效种生产因素的有效循环，不打破生物循环链的生产方式。循环，不打破生物循环链的生产方式。三、土壤肥料学的基本任务三、土壤肥料学的基本任务1.1.改良中、低产田，建设高标准基本农田，合理改良中、低产田，建设高标准基本农田，合理利用土壤资源利用土壤资源 我国人均耕地仅1.59亩，中、低产田占总耕地的2/3左右。有针对性地改良中、低产土壤、建设高产稳产农田，是十分艰巨的任务。2.2.控制土壤侵蚀，防治土壤退化，保持生态平控制土壤侵蚀，防治土壤退化，保持生态平衡衡 我国水土流失面积达150万km2，沙漠化面积达170万km2。西北地区和长城沿线是全国土壤退化最严重地区。严格执行退耕还林还草政策，大力搞好种草植树，封沙育草、封山育林，圈养牛羊，恢复植被；推进修建梯田，闸沟打坝，控制水土流失和沙漠漫延。3.3.加强有机肥料建设，合理施用化肥，提高肥加强有机肥料建设，合理施用化肥，提高肥料利用率料利用率 积极推进有机废物综合利用，推广堆沤肥、沼肥、秸秆还田等技术，扩大有机肥源。合理施用化肥，推广配方施肥和缓控释肥料，提高肥料利用率。推广有机无机配施、精准施肥、水肥一体化技术，控制肥料对土壤和水源的污染，维护土壤生态平衡。4 4贯彻基本农田保护法规，依法保护耕地贯彻基本农田保护法规，依法保护耕地 基本农田是我国解决粮食安全、保证18亿亩耕地红线的基础保障；我国后备可垦荒地资源有限，要依法治理滥占乱用以及破坏耕地的现象；有计划地组织开垦宜农荒地，搞好复垦和培肥地力工作。5.建设无公害、绿色、有机农产品生产基地，发建设无公害、绿色、有机农产品生产基地，发展绿色生产资料展绿色生产资料 大力建设无公害、绿色、有机农产品生产基地，生产无公害、绿色、有机产品生产所需要的肥料，构建无公害、绿色、有机生产技术体系。生产绿色环保农产品。6.6.建立健全土壤肥料服务体系，创新服务方式，建立健全土壤肥料服务体系，创新服务方式，扩大服务范围，提高服务质量。扩大服务范围，提高服务质量。四.土壤肥料学的任务及与其它学科的相互关系土壤肥料学植物学动物学微生物学化学物理数学气象学地质学林学农业本章小结本章小结1、重点理解土壤的重要性，树立爱土意识2、掌握土壤的概念和肥料学的发展；3、了解本学科的发展历史，及相关学科的关系。复习思考题v1.土壤肥料在农业生产中有哪些作用？v2.为什么说土壤是一种再生自然资源？v3.土壤肥力的几种观点是什么？主要参考资料1.1.黄昌勇，2000。土壤学。北京：中国农业出版社2.2.熊顺贵，2001。基础土壤学。北京：中国农业大学出版社3.3.朱祖祥主编.土壤学.北京：农业出版社,1983 4.4.侯光炯主编.土壤学.北京：农业出版社，19885.5.陆欣土壤肥料学（面向21世纪课程教材）北京：中国农业大学出版社，2002.26.6.浙江农业大学.植物营养与肥料.北京:中国农业出版社,20007.7.毛知耘.肥料学.北京:中国农业出版社,1998