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1、作物施肥理论与技术,河南粮食作物协同创新中心,主讲:谭金芳,河南农业大学 2013年12月,谭金芳，博士、教授、博导、副校长，全国模范教师、国家精品课程第一负责人，中国植物营养与肥料学会常务理事、教育工作委员会主任，中国土壤学会土壤肥力与肥料专业委员会副主任，全国农业推广硕士专业学位研究生教育指导委员会委员。,河南省重点学科农业资源利用一级学科第一学术带头人，河南省测土配方施肥项目专家组组长，“省院合作”专家组副组长。,主要内容,一、作物施肥基本理论 二、作物施肥技术要素 三、我们的研究工作概括,俗话说：庄稼一枝花，全靠肥当家。,毛主席：亲自主持制定了农业八字宪法 (1958) :土、肥、水、
2、种、密、保、管、工。,科学家：土壤是农业的基础，肥料是植物的粮食。 充分显示了土壤和肥料在农业生产中的重要地位。,（一）为什么要施肥,一、作物施肥基本理论,施肥的意义是什么？,1、肥料在农业生产投资中占有重大比例，是作物优质高产的物质基础，是实现农田可持续利用的基本保证,2、合理施肥的具有明显的增产效应,我国耕地、化肥施用量和粮食产量的关系,3、合理施肥改善农产品品质,禾谷类作物,提高谷物蛋白质含量，改变面团流变学特性等；,外观品质,4、改良土壤和提高土壤肥力,增加或更新土壤有机质； 活化或增加土壤养分； 改善土壤pH、Eh、CEC等； 改善土壤团粒结构和孔隙度； 降低土壤重金属活度;,5、合
3、理施肥能有效地减轻农业灾害,合理施肥能提高作物抗倒伏能力、增强作物耐寒、耐旱和耐霜冻性能，其中磷和钾在减灾中作用更大。,+P,-P,+K,-K,施钾提高小麦抗寒性,施磷提高小麦抗寒性,玉米施钾肥后，茎基部生出许多气生根，抗倒伏,不合理施肥的危害是什么？,1、引起土壤养分供应失衡，抗逆性下降、产量降低。,施肥过量引起倒伏,施肥过量引起病害增加,2、引起农产品品质下降,联合国世界卫生组织 1973年制定的人的硝酸盐（按NO3计） 每天最大允许摄入量（ADI值）3.6mg/kg 人的体重平均按60公斤计，每天NO3最大允许摄入为216mg 按每人每天蔬菜的消费量为0.5公斤计，再扣除蔬菜蒸煮后减少的
4、占总量60%左右的硝酸盐，可推算出各类蔬菜硝酸盐的平均含量的控制指标是不能超出1080mg/kg（其它食物中的硝酸盐忽略不计）,食用菌、茄果类、瓜类、豆类、葱蒜类都明显低于1080mg/kg；,各种叶菜类青菜、大白菜、甘蓝等，大都在1080mg/kg左右；,各种根菜类和茎菜类如萝卜、生姜、莴笋、芹菜、芥菜、榨菜，菠菜等，普遍在15002000mg/kg以上，明显高于控制指标。,4、导致肥料利用率和施肥经济效益降低,每公斤养分所增产的粮食不及世界的1/2。,氮肥当季回收率25%-35，低于 发达国家20个百分点。,5、引起土壤质量、肥力下降,6、引起环境问题,土壤 酸化,生物 多样性 下降,养分
5、 失衡,不合理施肥,水体富营养化,温室效应,当前施肥面临的问题？,1、 耕地资源紧缺与质量低下,2、化肥用量大,我国以占世界的7%的耕地，用去了世界33% 的化肥，单位面积用量是世界平均水平的3.7倍，是世界第一化肥消费大国。,3、化肥损失严重，利用效率低、资源浪费巨大,每年我国农田氮素损失高达1300万吨，折合人民币约500亿元 若将氮肥利用率由30提高到40，可减施1/4氮肥。,化肥氮素去向（朱兆良，金继运2013）,氨挥发11.5% 275万吨,表观硝化-反硝化34% 850万吨,有机废弃物每年48.8亿吨，含氮磷钾养分5316万吨(其中N 2176万吨，P2O5 870万吨，K2O 2
6、270万吨) 若将有机肥资源还田比率由34提高到60，相当于增施1380万吨养分,4、有机肥料资源未能充分利用,（二）近代施肥科学的发展,德国化学家李比希 （1803-1873）,1.施肥科学理论的形成与发展,从一定土壤上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本量的增加而有所增加，报酬的增加却在逐渐减少。,报酬 递减 律,施肥经济学的理论基础,产量,效益,作物丰产是影响作物生长发育的水分、养分、光照、温度、空气、品种以及耕作条件等综合作用的结果，要充分发挥某一因素的增产效果，就必须协调影响作物生长发育的其他因素。,因子 综合 作用 律,作物优质高产与农业资源高效利用的理论基础,产量,效益,2.
7、我国施肥科学的发展,（1）新中国成立前化肥施用的三个阶段,1、化肥引进阶段(1901-1910) 1901年，台湾省由日本进口化肥，施于甘蔗上； 1905年，我国大陆从西欧进口化肥，用于沿海水稻、蔬菜； 1910年，保定直隶农事试验场肥效试验，氮有效，磷钾无效。,（2）新中国成立后施肥科学的快速发展,在投肥结构上,在施肥技术与方法上,1935-1940年张乃凤先生组织了首次全国化肥效益试验, 14个省68个点进行氮、磷、钾肥效试验156个。,无论在哪一省，氮素养分一般极为缺乏。 磷素养分仅在长江流域和长江以南缺乏。 钾素在土壤中俱丰富。,1957年，农业部召开土壤肥料工作会议，组织全国化肥试验
8、网，1958-1962年在25个省157个点上进行化肥肥效试验。,土壤普遍缺氮，仍为第一限制因素。 磷肥效果在南方稻区十分明显，北方开始显效。 钾肥在多数地区增产不显著。,1980-1983年，全国化肥试验网进行了第三次全国肥料试验,在29个省18种作物上完成了5334个田间试验。 与20年前相比，氮肥效果在不同作物上有所下降。 磷肥效果在南方水稻上有所下降，而在北方玉米和小麦上有所上升。 钾肥效果在南方已趋于明显，在北方局部地区开始显效。,IPNI自1982年开始在我国开展土壤肥力与施肥的合作研究。 自1999年，形成了全国性的土壤肥料协作网络。 开展了主要作物肥效试验。,国际植物营养研究所
9、（IPNI）项目协作网,3、什么是合理施肥？,合 理 施 肥,考虑5,实现,肥料用量,施肥时间,施肥方式,农业技术措施,确定土壤或植物,4目标,关键3,二、作物施肥技术要素,（一）施肥时期,1、基肥：在播种（或定植）前结合土壤耕作施入的肥料。对多年生作物，一般把秋冬季施入的肥料称作基肥。,施用基肥目的： 1）培肥和改良土壤； 2）为作物整个生育期生长提供养分条件。,基肥的施用原则 1）数量要大； 2）养分要完全; 3）肥土、肥苗、土肥相融； 4）要有一定深度； 5）肥效持久。,有机肥与化肥配合做基肥效果较好,磷钾肥多作基肥施用,用作基肥的肥料种类多,缓控释肥适宜做基肥,基肥种类,2、种肥：播种
10、（或定植）时施于种子或幼株附近或与种子混播或与幼株混施的肥料。 施用目的： 1）供给幼苗养分特别是满足植株营养临界期养分需要； 2） 腐熟有机肥料作种肥可改善种子床和苗床物理性状，有利于种子发芽、出苗和幼苗生长。,施用原则 1） 以腐熟的有机肥或速效性化肥为宜。 2） 选用化肥要注意肥料酸碱度要适宜，应对种子发芽无毒害作用。 3）种肥用量不宜过大，要注意施用方法，否则会影响种子发芽和出苗。 具体用量因作物、土壤、气候和肥料种类等差异而不同。,土壤瘠薄、幼根吸收能力弱，施用种肥效果较好。,3、追肥：在作物生长发育期间施用的肥料称作追肥。 目的：满足作物不同生育期生长对养分的需求。,植物营养期,追
11、肥原则 1）肥效迅速； 2）水肥结合； 3）土施与叶面施相结合； 4）需肥关键期施用。,现代施肥技术的重要发展趋势: 增加基肥比例，减少追肥次数（只用于关键时期），以减少施肥用工，提高肥效。,确定施肥时期的基本依据,根据作物不同生长发育时期对养分的需求,两个营养关键期因不同养分和不同作物而异。,养分供应量,常规施肥,控释肥料,作物吸收,作物生育期,专用缓控释肥将彻底革新传统施肥环节。,（二） 施肥方式,施肥方式将肥料施于土壤或植株的途径与方法。,土壤施肥,作物对养分吸收,根,叶,叶,根,植株施肥,根部营养,根外营养,主要方式,辅助方式,大量元素,微量元素,把绿色加抑制剂尿素倒入溶肥池,把颗粒复
12、肥搅溶后淋在辣椒根部,南方经济作物区农民对新型肥料接受率普遍高，在30-50%；但常常出现好东西没有好用。,1、土壤施肥,向各层根系供应养分,（1）撒施： 将肥料均匀撒于地表，然后把肥料翻入土中的施肥方式。,省工简便，挥发性肥料易损失，大田密植作物追施氮肥常用撒施，但应随撒施随灌水。,“晒肥”,（2）条施：开沟将肥料成条地施用于作物行间或行内土壤的方式。,肥料集中较深，有利于将肥料施到根系层。,“施肥一大片，不如一条线”,（3）穴施：在作物预定种植的位置或种植穴内，或在作物生长期内按株或在两株间开穴施肥的方式。,肥料集中，应与作物根系保持适当距离,（4）水冲施： 将水溶性好的肥料定量撒在水内溶
13、化，随浇水渗入土壤内被作物吸收。,简单方便，避免开沟对根系的损伤，易造成肥料浪费,蔬菜种植区应用较多,（5）环施和放射状施：以作物主茎为中心，将肥料作环状或放射状施用的方式称环施和放射状施。,放射沟施肥技术图解,（1）叶面施肥：把肥料配成一定浓度的溶液喷洒在作物叶片上的施肥方式，又称为根外追肥。,2、植株施肥,叶面施肥用肥少，收效快；作物生长后期根系吸收能力弱，叶面施肥补充养分；适用于微量元素肥料。,（2）注射施肥：在树体根茎部打孔，在一定的压力下，把营养液通过果树的导管，输送到植株的各个部位。,毛竹注射施肥， 也叫“竹腔施肥”,（3）打洞填埋法：将固体肥料填埋于洞中，然后封闭洞口。此法适合于
14、果树等木本作物施用微量元素肥料。在果树主干上打洞。 （4）蘸秧根：将肥料配成一定浓度的悬着溶液，浸蘸秧根，然后定植。适用于水稻、甘薯等移栽作物。,（5）种子施肥 拌种法：把肥料配成一定浓度的溶液，将种子均匀拌和后一起播入土壤，拌种要注意浓度和拌子后立即播种的两个关键。 浸种法：用一定浓度的肥料溶液浸泡种子，待一定时间后，取出稍晾干后播种，要严格控制浓度。 盖种肥：用充分腐熟的有机肥料或草木灰盖在种子上面，有保墒，供给养分和保温作用。,（三） 施肥新技术,1、灌溉施肥：将肥料随灌溉水施入田间的过程叫灌溉施肥。包括滴灌、渠灌和喷灌等。,新疆农垦科学院,滴灌施肥涉及作物种类越来越多,2、精准施肥,精
15、准施肥以3S技术为支持。 1、遥感技术（RS） 获取土壤和作物营养数据 2、全球定位系统（GPS） 准确定位和导航,3、地理信息系统（GIS）有关数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述，确定施肥方案.,优点：因点施肥，有利于节肥环保，获得最佳效益。,3、测土配方施肥技术,土样采集,室内化验,区域推荐施肥技术,示范推广 宣传培训,田间试验,企业生产,推荐施肥技术,施肥配方设计,施肥配方卡,测土配方施肥技术包括“取土测土、土壤数据库建设、田间试验与指标体系建立、配方与配肥、示范推广、宣传培训、效果评价、技术创新和人才培养”等核心环节,实现“一袋子”肥料,国家测土配方施肥中心,中国农业科学
16、院,1)机械化施肥：通过机械完成施肥的全过程或部分过程称为机械化施肥（Mechanized fertilization）。 2)自动化施肥：现代设施农业中通过计算机手段调控营养，实现定位定量自动施肥。 优点: 施肥效率高、用量易于调控、用量准确、容易实现深施等。,4、机械化施肥与自动化施肥,适合小农户的机械化施肥技术,机械追肥优点： 1. 省力省工（一台机器一天可追肥20亩）； 2. 施肥质量好(深度较深、均匀、集中施),深施氨挥发从27%降低到8%。,机械施肥深度好，一条线、均匀度高,习惯施肥过于集中、施肥浅,人工施肥费力、质量差,玉米整地、播种、施肥一体化,玉米高地隙根层机械追肥,小麦机械追肥,水稻整地播种施肥一体化,更现代化的机械施肥正在快速发展中,飞机施肥 多用于面积大、不宜于进行地面施肥的地区和作物。 肥料品种以易溶性氮肥为主，磷钾肥及微肥亦可。,5、飞机施肥,三、 我们近年研究工作,近年来，本研究组紧密跟踪国际植物营养研究的前沿领域，针对河南农业生产施肥中的突出问题，开展了植物营养学基础理论与应用技术方面的研究。,
