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1、植物营养与土壤肥料在农业生产与农业可持续发展中的作用,土壤与植物营养教研室,可持续发展 1987年由世界环境与发展委员会正式提出来。 1992年联合国环境与发展大会(UNCED)里约宣言给 可持续发展的定义： 人类应享有与自然和谐的方式过健康而富有的生活的权利， 公平地满足今世和后代在发展和环境方面的需要，实现求取 发展的权利。,中国是世界上最大的发展中国家， 人口多资源少，最需要可持续发展,第一部分 农业问题与农业可持续发展,一、中国的农业问题,上表为1999年数据。到2003年，全国耕地面积1233922万公顷， 减少75万公顷。,（一）耕地面积减少、质量下降 总的说，2003年粮食形势可
2、概括为“四降四减”；粮食播种面积、总产、单产和人均占有量下降；粮食国家库存、企业库存、城镇居民存粮、农户存粮减少。从长期看，我国人口增长，耕地面积减少、粮食需求增加130多亿斤，年均增长1.3%。也就是说，粮食供给形势严峻。一是，耕地面积锐减，从1996年到2003年的7年间减少了1亿亩，总面积只剩18亿亩。据农业部估计今年粮食播种面积有意达到15亿亩。人均耕地不足1.44亩，为世界人均水平的45%以下，减少的都是良田，而补充的都是劣地，耕地的实际生产能力在下降。,全国已有600多个县（中国共有2861个县级行政区划单位）的人均耕地面积低于世界公认的警戒线0.8亩。全国1/3的省区人均耕地不足
3、1亩。这个数字将随着工业化、城镇化的快速发展，耕地面积还会减少。二是，粮食增产的技术支撑能力不强。除杂交水稻和玉米那样的增产当家品种，缺乏增产明显的配套技术，难以形成合力有更新突破。特别是农业技术推广体系受目前经济实力的困扰，满足不了农民科技需求。三是，农业基础设施投入不足，欠账较多，1998年以来也向农业基础建设加大了投入力量，但主要用于大江大河治理和生态环境建设，像粮食主产区的东北对河流的开发利用投入的较少，过境水留不下来，干旱年年发生，增产还得靠天赐，以至成灾率太高，造成粮食产量的忽高忽低，难以计划控制。,（二）土壤退化严重 1、水土流失严重：据统计资料，1996 年我国水土流失面积已达
4、 183万km2，占国土总面积的 19%。仅南方红黄壤地区土壤侵蚀面积就达 6153万km2，占该区土地总面积的 1/4。同时，对长江流域 13 个重点流失县水土流失面积调查结果表明，在过去的 30 年中，其土壤侵蚀面积以平均每年 1.2%2.5% 的速率增加，水土流失形势不容乐观。,2、土壤肥力下降：我国耕地的有机质含量一般较低，水田土壤大多在 1%3%，而旱地土壤有机质含量较水田低，1% 的就占 31.2%；我国大部分耕地土壤全氮都在 0.2% 以下，其中山东、河北、河南、山西、新疆等 5 省（区）严重缺氮面积占其耕地总面积的一半以上；缺磷土壤面积为 67.3万km2，其中有 20 多个省
5、（区）有一半以上耕地严重缺磷；缺钾土壤面积比例较小，约有 18.5万km2，但在南方缺钾较为普遍，其中海南、广东、广西、江西等省（区）有 75% 以上的耕地缺钾，而且近年来，全国各地农田养分平衡中，钾素均亏缺，因而，无论在南方还是北方，农田土壤速效钾含量均有普遍下降的趋势；缺乏中量元素的耕地占 63.3%。,对全国土壤综合肥力状况的评价尚未见报道，就东部红壤丘陵区而言，选择土壤有机质、全氮、全磷、速效磷、全钾、速效钾、pH 值、CEC、物理性粘粒含量、粉/粘比、表层土壤厚度等 11 项土壤肥力指标进行土壤肥力综合评价的结果表明，其大部分土壤均不同程度遭受肥力退化的影响，处于中、下等水平，高、中
6、、低肥力等级的土壤的面积分别占该区总面积的 25.9%、40.8% 和 33.3%，在广东丘陵山区、广西百色地区、江西吉泰盆地以及福建南部等地区肥力退化已十分严重。,3、其它形式的土壤退化：以南方红壤区为例，约 20万km2 的土壤由于酸化问题而影响其生产潜力的发挥；化肥、农药施用量逐年上升，地下水污染不断加剧，在部分沿海地区其地下水硝态氮含量已远远高于 WHO 建议的最高允许浓度 10mg/l；同时，在一些矿区附近和复垦地及沿海地区土壤重金属污染也相当严重。,（三）粮食总产量下滑：李振声院士关切地指出，20世纪60年代初的人均粮食占有量大约是400斤，到了80年代初，增长为600斤，90年代
7、中期是800斤，我们用了35年的时间上了两个台阶。可是1998到2003年的五年时间里，我国的人均粮食占有量又退回到600斤。退得这么快是历史上所没有的。这样一个大的问题难道还不值得我们认真思考、认真研究吗？,长江三峡,1、水土流失,（四）农业环境问题,原来，长江水也 是这么黄啊？,长江三峡,黄河：源自青海省巴颜喀拉山北簏，沿途接纳了40多条支流。全长5464千米，注入渤海。中游水能资源丰富。古代黄河流域气候湿润，土地肥沃，而如今每年16亿吨的泥沙和断流等问题使之成为“中国的忧患“。,中国每年平均消失20个天然湖泊,即将消失的月牙泉,2、干旱,由于水位急剧下降，4月8日，原先生长在月牙泉边茂盛
8、的红柳、沙枣树也已枯死，枯枝横亘在沙海中，静静地诉说着月牙泉往日的神话。4月9日的实测数据显示，月牙泉最大水深仅为1.0米，保护月牙泉迫在眉睫。,居延海 居延海位于内蒙古最西端的阿拉善戈壁深处，是额济纳绿洲的命脉，同时也是我国西北生态屏障的重要组成部分。多年来，由于上游不节制用水等因素，使注入居延海和额济纳绿洲的黑河在阿拉善境内断流，居延海于1992年彻底干涸。从2000年起，经过3年艰难的调水工作，居延海水面逐渐恢复，到2004年6月，居延海水面面积达到近30km2，大批鸟类又回到居延海周围生息繁衍，植被开始恢复。,由于2004年初以来，黑河水无水注入，加之入夏以后戈壁滩水量蒸发极快，使得刚
9、刚有了一线生机的居延海在一个多月内又迅速干涸，这里又成为戈壁滩上一个巨大的土坑，风沙再起时它将作为一个大的尘土源，直接威胁西北、华北各城市的环境。 (新华社记者 李欣 摄),图文：居延海又干了！(1),图文：居延海又干了！(2),图文：居延海又干了！(3),这是2002年为庆祝居延海恢复生机，当地群众在水边竖起的 “小小居延海连着中南海”的标志 （8月13日新华社记者李欣摄）。,居延海边刚刚恢复的植被迅速干枯死亡。 (8月13日摄),图文：居延海又干了！(4),阿拉善梭梭林覆盖率仅为50年代的 30 % 2004年06月07日,阿拉善横贯东西800 km的土地上，五十年代有梭梭林1700万亩，
10、现覆盖度在30%以上的仅剩578.7万亩。,10年后的 夏尔淖尔,10年前的 夏尔淖尔,2004年06月07日,1994年06月07日,杭锦旗,土壤严重干旱,四子王旗,覆砂-土壤保墒,重庆市旱灾导致750余万人出现饮水困难 2006年08月16日,上： 8月15日，永川市政管理局的工作人员（左）帮助红炉镇村民接水。 新华社发(陈仕川 摄),左： 8月15日，在永川市红炉镇，村民们在政府派来的送水车前接水。 目前，重庆永川市积极开展抗旱工作，每天派出车辆向饮水困难地区送水，以解决群众饮水难的问题。 新华社发(陈仕川 摄),土壤水分亏缺的变异是导致年际间作物产量波动的主要原因。缺水影响植物的许多生
11、理过程，叶片伸长对土壤缺水比其它生理过程更为敏感，通常在土壤有效水耗尽之前叶片便不再伸长。 水分充足时植物根系发育最佳。,根区内有效水不能满足植物蒸腾需要时造成植物缺水。如果蒸腾过猛，即使土壤中有效水的量充足也会使植物出现缺水症状。,重庆市万州区63岁的老农向成木望着干裂的稻田一脸无奈（2006年6月14日摄）。 新华社记者 刘潺 摄,3、荒漠化,森林砍伐,草地退化,风吹草低见鼠洞,曾经的羊草草甸草原：呼伦贝尔盟希尔塔拉牧场,草原沙化,草原盐碱化,最后的晚餐,沙尘暴频发,兰州,近年，随着中国经济的高速发展，生态，环境，资源，能源等各方面出现诸多问题，社会的可持续发展遇到挑战,4、土壤酸化,蓝藻
12、泛滥的滇池,惊人的长江之污,垃圾堆山,垃圾回收和分类 处理还未开始,5、农业环境污染,可怕的垃圾场,垃圾猪、羊逼近生活,大气污染,06年3月22日，兰州“黄河母亲”雕塑向西1000多米长的南侧河面被严重污染。,3月21日，中华环保联合会副主席兼秘书长曾晓东倡议，要把每年的 3月22日定为“黄河母亲节”。 从青海，经甘肃、宁夏、至内蒙古，黄河沿岸能源、重化工、有色金属、造纸等高污染的工业企业林立，废污水排放量逐年增大。由于治理严重滞后，污水处理率偏低，不少企业未能实现达标排放，部分企业偷排偷放屡禁不止，导致每年排入黄河的废污水量不断增加。而随着国家西部开发进程的加快，旧的高污染还没有彻底治理，新
13、的高污染项目又在西部上马。一些东部污染企业纷纷涌入西部，加剧了黄河污染形势。,右：2005年1月18日，黄河 兰州段遭严重污染。 下：三门峡大坝出水口处的 水质污染十分严重（05 年1月9日摄）。 右下：2003年5月19日，兰州 雁儿湾附近的黄河水 面漂浮着大量黑色油 污。,一个地下排污管道 还没来得及用土掩埋,污水瀑布一样排向黄河主干道,黄河从上而下，每一个城市都是一个大污染源，在兰州、白银、石嘴山、巴彦淖尔、包头等地都存在着大大小小的排污口，泛着臭味的污水“哗啦啦”地流进黄河。,高污染、高耗水的造纸、化工、食品酿造、冶炼、采油和纺织印染六大行业COD排放量占黄河流域工业COD排放量的80
14、以上。对此，某环保官员说：“治水的背后，就是一种耐人寻味的利益较量：一方是地方利益和眼前利益，一方是人民利益和国家利益。”,村民王太良说，水稻一直是他们的口粮和经济来源，可这几年水稻种不成，村里有农户挖池塘养鱼，结果去年秋季引了黄河水，鱼就全死了，损失了10多万元。鱼养不好，眼看着水稻也没活气，我们可怎么活？,左：污水常年浸 泡，农田被毁 下：河中鱼儿纷纷 死去 左下：守着黄河买 水吃,10年600亿 淮河治污付诸东流？,二、解决中国农业问题的必要性和迫切性 人多（世界65亿，中国13亿，占世界20%），耕地少（世界138023万公顷，中国12414万公顷，占世界9%），结果：以世界1/10的
15、土地，养活世界1/5的人口。农业资源枯竭和污染严重，可持续发展面临挑战。,三、解决中国农业问题的主要途径 1、一靠政策：农业税全面、连续四年的1号文件是解决三农问题，效果非常明显。依法保护耕地（保证面积；防止荒漠化、盐碱酸化和退化、防止污染、提高和保持肥力）、实现土壤可持续生产、保持和提高粮食生产。,2、二靠科技： 农作物：培育高产（高营养效率）优质新品种（袁隆平，李振声），开发栽培管理新技术。 耕地：保护耕地（保证面积；防止荒漠化、盐碱酸化和退化、防止污染、提高和保持肥力）、实现土壤可持续生产、保持和提高粮食单产。,（一）作用 地球上有三大食物生产系统-海洋、草场、土地。 在土地生产系统中，
16、过去40年时间里，世界粮食产量增长的源动力是化肥使用量的增加。 对粮食增长量的贡献率 肥料 50% 遗传改良 35% 其它 15%,四、化肥在农业生产和农业可持续发展中的 作用和副作用,国际：根据联合国粮农组织（FAO）的估计，化肥在农作物增产的总份额中占40%-60%。FAO与1960-1977年在40个国家进行的10多万个化肥示范和试验的结果表明，最好的施肥处理平均增产67%；用于化肥的投资，可获得该投资的4.8倍的农产品产值。 国内：中国农科院土肥所曾整理了30年间（1951-1980）化肥总用量与粮食总产量之间相关关系的资料，计算其相关系数为0.964，化肥每亩施用量与粮食每亩产量相的
17、相关系数为0.98，均达到极显著水平。30年中化肥总用量与棉花总产量的相关系数为0.788，化肥每亩施用量与棉花每亩产量相的相关系数为0.86，也都达到显著水平。,正是由于化肥増产显著，世界各国施用化肥大幅度増加，粮食产量随着提高。但单纯大量使用化肥，易引起杯境污染影响人、畜健康，此外还要影响土壌肥力。据大量田间试验证明，作物对氮肥的利用率只有50左右，其余的50 左右被挥发、淋失掉，其中硝态氮在土壌中富集，汚染水体。如用作饮料影响人、畜健康。磷肥的主要原料是磷灰石，大多是氟磷灰石Ca10(PO4)6F2，当与酸结合,产生氟化氢，植物叶片对氟有強烈的富集作用，引起氟中毒症。在氟汚染区，草食动物易患此症。在动物中蚕和蜜蜂最为敏感。当桑叶含氟量较多时，影响蚕丝的品质，严重时可使幼蚕致死。化学磷肥常含有镉（Cd），不仮汚染土壌和植物，对人、畜也有根大的危害，易引起“骨痛病”等。,
