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1、我国蔬菜土壤肥料问题与管理技术,黄绍文 国家大宗蔬菜产业技术体系 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所,2011年10月18日，沈阳,报告内容,一、我国土壤肥料问题的突出特征 二、蔬菜标准园对土壤肥料的要求 三、我国蔬菜施肥中存在的主要问题 四、我国蔬菜生产中不合理施肥所带来的问题 五、我国主要菜区土壤盐分、酸碱性和肥力状况 六、蔬菜营养特性与施肥技术特点 七、我国蔬菜生产中土壤肥料管理对策及技术,一、我国土壤肥料问题的突出特征,农业八字宪法:,土、肥、水、种、 密、保、管、工,化 肥,1. 耕地资源紧缺，耕地质量低 2010年耕地减少为 18.26亿亩，接近18亿亩红线；10年减少1亿亩
2、人均1.39亩，为世界平均的42，印度的62%，美国的15.7 我国可开垦耕地不足7000万亩,我国土壤肥料问题的突出特征,我国与欧洲同类土壤有机质含量比较,人均煤炭、石油、天然气资源为世界平均水平的60%、10%和5%，50石油靠进口，世界石油资源仅可支撑40-50年 氮肥生产每年消耗能源折合6545万吨标准煤，约合230亿元 可利用高品位的磷矿储量只能满足国内10年左右磷肥生产的需求 钾矿的工业储量仅为1.47亿吨（KCl计），60%以上的钾肥进口,2. 肥料生产资源-能源和磷钾矿产资源紧缺,形成了我国特有的化肥高量投入、农田高强度利用的高度集约化生产体系,单位耕地面积化肥用量为世界平均水
3、平的3.7倍 多年复种指数平均160左右,用掉了世界 1/3的化肥,二、蔬菜标准园对土壤肥料的要求,我国农业面临的问题与土壤质量的关系,土壤质量,产品数量保障,健康保障 农产品出口,作物产量,农产品品质,土、水、气,土壤肥力,土壤健康,土壤环境,生态环境质量,A级：生产中允许限量使用化学合成生产资料，禁硝 AA级：不使用化学合成的肥料、农药、兽药、添加剂和其他有害物质,产地环境、生产过程和产品质量均符合国家有关标准和规范的要求，相当于A级,全部过程利用农业资源，而不利用农业以外的能源（化肥、农药、生产调节剂、添加剂等）；等同于AA级,蔬菜标准园对土壤肥料的要求 （农业部蔬菜标准园创建规范）,环
4、境条件：标准园的土壤、空气、灌溉水质量符合相关蔬菜产地环境条件行业标准 水肥管理：全面应用滴（喷）灌、测土配方施肥技术。基肥施用适量充分腐熟的优质有机肥，禁用城市垃圾、污泥、工业废渣和未经无害化处理的有机肥 严格执行氮肥施用后采收安全间隔期：收前30 d追肥,产品符合食品安全国家或行业标准 通过无公害食品蔬菜产地认定和产品认证,无公害蔬菜灌溉水质指标（mg/L）,无公害蔬菜生产大气环境质量指标,无公害蔬菜生产土壤环境质量指标（ mg/kg，烘干土重）,无公害蔬菜提倡使用的肥料,无公害蔬菜提倡使用的肥料,无公害蔬菜提倡使用的肥料,肥料既是蔬菜高产优质的物质基础 不合理施用又是蔬菜产品和环境污染因
5、子,蔬菜施肥技术应有别于大田作物的施肥技术：蔬菜尤其是设施蔬菜生长速度快，多数蔬菜多次收获，需要养分强度大，对施肥的依赖性强，需要多次施肥,我国蔬菜生产组织化程度低、生产规模小、随意性大，技术服务体系不健全 蔬菜栽培管理技术体系尚属经验型，农民缺乏肥料合理施用技术、适合蔬菜养分需求的专用肥技术等,三、我国蔬菜施肥中存在的主要问题,1. 施肥量过大，氮、磷、钾比例严重失调 蔬菜尤其是设施蔬菜施肥量一般超过其需要量的3-5倍 蔬菜要求钾多磷少N : P2O5 : K2O吸收比例为1 : 0.3-0.5 : 1.0-1.5施用比例为1 : 0.6-1.0 : 0.4-0.7,石家庄基地温室蔬菜施肥情
6、况（kg/hm2）,蔬菜体系土壤肥料团队石家庄基地调查,石家庄基地温室蔬菜施肥情况（kg/hm2）,黄瓜养分吸收比例： N : P2O5 : K2O = 1 : 0.4 : 1.3 西红柿养分吸收比例：N : P2O5 : K2O = 1 : 0.3 : 1.5,氮素超量3-6倍，磷素超量4-15倍,长沙基地蔬菜施肥情况（kg/hm2）,蔬菜体系土壤肥料团队长沙基地调查,大白菜养分吸收比例：N : P2O5 : K2O = 1 : 0.5 : 1.2 辣椒养分吸收比例： N : P2O5 : K2O = 1 : 0.3 : 1.3,2. 施用有机肥料的质量难以保证 规模化养殖场畜禽粪便含有高量
7、重金属、抗生素等，已成为蔬菜产品安全的问题 我国一些城市和城郊菜区蔬菜中一种或几种重金属含量超标，局部地区污染严重 镉、铅、汞等重金属能导致癌症、不育症等,镉污染茄子,镉污染扁豆,我国一些省市主要畜禽粪便中 重金属元素含量和超标情况（mg/kg DW）,畜禽粪便重金属超标率,按照德国腐熟堆肥的标准：Zn 400, Cu 100, Cr 100, Pb 150, Cd 1.5, Ni 20, As 5.0, Hg 1.0,与90年代初的结果相比，鸡粪、猪粪、牛粪中重金属含量尤其是Zn、Cu、Cd、Cr、As显著增加,畜禽粪便重金属含量比较（mg/kg DW）,我国畜禽粪便中重金属含量和带入农田量
8、 (以一些省市调查结果估算),鸡粪、猪粪平均含量；畜禽粪便20亿吨，按1/3干基计；70%畜禽粪便用于菜田，按蔬菜种植面积2.63亿亩计,每年畜禽粪便带入菜田的镉使耕层土壤含量增加0.04 mg/kg以上,长期施用有机肥 显著增加耕地土壤重金属含量,长期施用猪粪、鸡粪可增加土壤中某些重金属含量 土壤中铜增加可超过国家环保标准 土壤中镉增加可超过国家环保标准,畜禽粪便中重金属的安全限量,通过鸡粪加入的 Cd 0.39 mg/kg soil,通过猪粪加入的 Cd 0.52 mg/kg soil,潮土(pH 8.4)上鸡粪和猪粪中Cd对蔬菜的影响,畜禽粪便中Cd的最大允许量(MAC)的确定,以潮土上
9、施用猪粪为例： 最大允许加入量为0.52 mg Cd/kg soil 按45年计，则年允许加入量为0.52/45 = 0.0116 mg Cd/kg/yr 则每公顷年承载量为：0.0116 mg/kg 2250000 kg/ha = 0.026 kg Cd/ha/yr 按照猪粪中含氮量2.0%（DW），氮素（N）用量为100 kg/ha计，则猪粪用量为5000 kg/ha/yr DW, then 5000 MAC/1000000 = 0.026MAC in pig manure 5 mg Cd /kg (DW),3. 中、微量元素肥料的施用未引起足够的重视 养分不平衡加剧，蔬菜生理病害增多,大
10、白菜缺Ca 干烧心,黄瓜缺Mg 脉间失绿，叶脉仍绿,元白菜缺Zn,缺素症一般出现在老叶上Mg：脉间失绿，叶脉仍绿Mo：脉间失绿、斑点/鞭尾病 缺素症主要出现在新叶或新生组织上S：叶脉失绿Ca、B：芹菜茎折病、萝卜褐腐病Zn：小叶/蔟叶病Fe：脉间失绿黄白化，叶脉仍绿Mn：脉间失绿灰白化/褐斑，叶脉仍绿,4. 施肥方法不当 温室随水追施（大水大肥）；基追比例不当，追肥时间不当；氮肥要深施，忌氯蔬菜不宜过多使用氯化铵、氯化钾,氮淋洗状况,四、我国蔬菜生产中 不合理施肥所带来的问题,1. 土壤肥力退化 （土壤耕作问题，土壤轮作问题，灌溉问题，施肥问题）,2. 化肥的肥效和当季利用率下降氮肥、磷肥过量
11、投入，利用率低、浪费大,粮食作物肥料当季利用率：氮肥为30%-35%磷肥为10%-25%钾肥为40%-50% 蔬菜作物氮肥当季利用率：一般不足10% 粮田施肥量大体正常，菜田过量施肥的情况十分普遍,农民每年需要投入2000亿元购买肥料 施肥不合理造成的直接经济损失每年高达500亿元,食用含过量重金属砷的蔬菜，导致人患皮肤病,3. 蔬菜产品的安全性降低，品质和口感较差 蔬菜体内硝酸盐、重金属积累,4. 施肥的环境效应令人担忧大气氨挥发和反硝化产生的氮氧化合物污染大气地下水硝酸盐污染湖泊NP富营养化 菜田地区地下水硝态氮含量超标十分突出，不论是化肥或是有机肥，只要过量施用，都会引起地下水的污染 在
12、农村环境面源污染中，农业废弃物污染占35%-40%，化肥污染占10%-15%,施基肥灌水后5-7天N2O排放通量出现高峰 追肥后1 天N2O排放通量出现高峰 施基肥后20 天内是土壤N2O主要排放期 有机无机肥料配施模式显著降低N2O排放通量,太湖流域蓝藻爆发 危及200万市民饮水安全,湖水富营养化程度加剧，蓝藻大量繁殖 高温天气和阳光的暴晒导致“蓝藻”在岸边死亡、腐烂，发出非常刺鼻的臭味，令人翻胃,2007,五、我国主要菜区 土壤盐分、酸碱性和肥力状况,黄绍文等. 中国植物营养与肥料学报，2011，17（4）：906-918,1. 全国温室和大棚菜田土壤次生盐渍化严重,中盐度以上 温室：28
13、.1% 大棚：29.3% 露地: 4.9%,超高盐度 温室：9.5% 大棚：14.9% 露地: 0.9%,土壤硝酸根的积累是引起土壤次生盐化的重要原因之一,温室 r = 0.76*；大棚 r = 0.86*；露地 r = 0.85*,2. 北方温室和大棚菜田土壤酸碱度中性化明显 设施管理措施致土壤向酸化趋势发展（总体上未达酸化程度），应予以高度重视,中性（6.5-7.5） 温室：28.9% 大棚：30.1% 露地：11.6%,酸性（4.5-6.5） 温室：25.2% 大棚：19.6% 露地：16.2%,3. 全国主要菜区 土壤有机质含量普遍处于中低水平,低于土壤有机质临界值（20 g/kg）的
14、土样数占36.9% 居于较高含量水平（30-40 g/kg）的占18.1% 处于高含量水平（40 g/kg）的仅为10.0%,增施 秸秆 协调C/N,4. 全国温室和大棚菜田土壤硝态氮、速效磷和钾大量积累，硝态氮和速效磷高量积累对生态环境构成了严重威胁；露地土壤硝态氮、速效磷和钾缺乏程度高,（1） 土 壤 硝 态 氮,100 mg/kg 温室：53.0% 大棚：45.4% 露地：15.1%,150 mg/kg 温室：33.0% 大棚：30.7% 露地：7.7%,低于临界值 温室：22.8% 大棚：32.4% 露地：65.5%,（2）土壤速效P,100 mg/kg 温室：77.5% 大棚：54.
15、6% 露地：22.5%,150 mg/kg 温室：59.3% 大棚：35.3% 露地：8.6%,低于临界值 温室：11.3% 大棚：19.8% 露地：45.9%,（3）土壤速效K,200 mg/kg 温室：70.2% 大棚：45.7% 露地：22.5%,300 mg/kg 温室：45.3% 大棚：25.9% 露地：7.0%,低于临界值 温室：15.4% 大棚：32.5% 露地：58.1%,5. 全国主要菜区露地土壤速效Zn含量缺乏程度较高 土壤速效Cu、Fe和Mn含量普遍处于中高含量水平,3 mg/kg 温室：77.9% 大棚：67.8% 露地：40.3%,5 mg/kg 温室：62.1% 大
16、棚：50.3% 露地：21.3%,低于临界值 温室：15.1% 大棚：19.3% 露地：43.4%,6. 全国主要菜区不同栽培方式菜田 土壤盐分、酸碱性和肥力状况区域分异明显,(1) 土 壤 盐 分 的 区 域 分 异,(2) 土 壤 酸 碱 性 的 区 域 分 异,(3) 土 壤 有 机 质 的 区 域 分 异,(4) 土 壤 硝 态 氮 的 区 域 分 异,(5) 土 壤 速 效 P 的 区 域 分 异,(6) 土 壤 速 效 K 的 区 域 分 异,(7) 土 壤 速 效 Zn 的 区 域 分 异,六、蔬菜营养特性与施肥技术特点,1. 植物营养与肥料认识上的误区 2. 科学施肥基础知识 3. 蔬菜营养基本特性 4. 蔬菜施肥基本原则 5. 设施蔬菜施肥技术的特点,1. 植物营养与肥料认识上的误区,对植物营养的基本原理和肥料的基本知识缺乏了解 认识上存在诸多误区，影响肥料科学的普及和科学施肥的实现,有机肥和化肥都是重要养分资源，应充分合理利用 以有机肥或化肥形态施入土壤的养分对作物的作用是一样的 作物不可能分辨哪些养分来自有机肥，哪些养分来自化肥，更不会有选择的吸收 有机肥还有改善土壤物理性状等作用，但同时也有污染环境、不能长距离运输等缺点 更重要的是仅靠有机肥不可能满足作物生产持续发展的需要，应充分利用所有可以利用的有机资源，加以化肥的补充，保证各种养分的均衡足量供应,
