农业生态与环境保护（第二版）第6节养分循环与测土施肥电子课件.ppt

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1、农业生态与环境保护（第二版）第6节养分循环与测土施肥电子课件 第六节第六节 养分循环与测土施肥养分循环与测土施肥一、农业生态系统养分循环的一般模型及特征一、农业生态系统养分循环的一般模型及特征二、农业生态系统的养分平衡与调节二、农业生态系统的养分平衡与调节三、测土施肥三、测土施肥一、农业生态系统养分循环的一般模型及特征一、农业生态系统养分循环的一般模型及特征 现代农业的兴起与发展，是以投入大量的化学肥料、现代农业的兴起与发展，是以投入大量的化学肥料、农药作基础和保障而换取农副产品输出为特征的。在物农药作基础和保障而换取农副产品输出为特征的。在物质循环规模不断扩大、效益不断提高的同时，也出现了质

2、循环规模不断扩大、效益不断提高的同时，也出现了物质资源日趋短缺、能源大量消耗和农业环境污染等问物质资源日趋短缺、能源大量消耗和农业环境污染等问题。研究营养物质在农业生态系绕中的转移，循环和平题。研究营养物质在农业生态系绕中的转移，循环和平衡状态及调节控制机制，是世界各国当前普遍关注的问衡状态及调节控制机制，是世界各国当前普遍关注的问题。题。19761976年在荷兰首都阿姆斯特丹年在荷兰首都阿姆斯特丹(Amsterdam)(Amsterdam)召开的召开的“农业生态系统中的矿质营养元素循环农业生态系统中的矿质营养元素循环”国际学术讨国际学术讨论会上，各国学者提供了论会上，各国学者提供了6565个

3、农业生态系统养分循环个农业生态系统养分循环的实例，从不同类型的农业生产全面分析了世界各国的实例，从不同类型的农业生产全面分析了世界各国农业生态系统物质循环，在此基础上，农业生态系统物质循环，在此基础上，M.J.FrisselM.J.Frissel（福里赛尔）（荷兰）会后主编出版了会议论文集（福里赛尔）（荷兰）会后主编出版了会议论文集农农业生态系统的矿质营养循环业生态系统的矿质营养循环进行了综合分析，设计了进行了综合分析，设计了农业生态系统养分循环模式。我国生态学家沈亨理等结农业生态系统养分循环模式。我国生态学家沈亨理等结合我国实际做了新的描述和说明（图合我国实际做了新的描述和说明（图4-74-

4、7）。该模式是）。该模式是陆地农业生态系统物质循环最简单、也是最基本的模式。陆地农业生态系统物质循环最简单、也是最基本的模式。养分循环通常是在植物、家畜、土壤和人这四个养养分循环通常是在植物、家畜、土壤和人这四个养分库之间进行的，同时，每个库都与外系统保持多条输分库之间进行的，同时，每个库都与外系统保持多条输入与输出流。根据研究目的，养分循环模型的边界可有入与输出流。根据研究目的，养分循环模型的边界可有不同。例如：不同。例如：1.1.研究研究农田生态系统农田生态系统可以只包括土壤和植物两个库；可以只包括土壤和植物两个库；2.2.研究研究农牧系统农牧系统可以包括土壤、植物和畜禽三个库，而可以包括

5、土壤、植物和畜禽三个库，而把人类库作为外系统对待；把人类库作为外系统对待；3.3.研究研究农村生态系统农村生态系统的养分循环，应把人类库作为循环的养分循环，应把人类库作为循环的组成部分考虑，形成更为完整的库流网络体系，这个的组成部分考虑，形成更为完整的库流网络体系，这个循环体系当然是更大范围的区域系统乃至全球系统养分循环体系当然是更大范围的区域系统乃至全球系统养分循环的一个组成环节。循环的一个组成环节。土壤是养分的主要贮存库，土壤接纳、保持、供给土壤是养分的主要贮存库，土壤接纳、保持、供给和转化养分的能力，对整个系统的功能和持续发展至关和转化养分的能力，对整个系统的功能和持续发展至关重要。重要

6、。养分循环模型中把土壤库划分为矿物质库、有机质养分循环模型中把土壤库划分为矿物质库、有机质库和有效态库三个亚库，可以清楚地说明土壤库贮存、库和有效态库三个亚库，可以清楚地说明土壤库贮存、转化和供应养分的特点。转化和供应养分的特点。该模式中的植物库与畜禽库，也分别由作物、杂草、该模式中的植物库与畜禽库，也分别由作物、杂草、草地、林果等亚库以及禽畜、肉蛋奶和商品畜禽等亚库草地、林果等亚库以及禽畜、肉蛋奶和商品畜禽等亚库所组成。所组成。在养分循环中，昆虫、野生动物等通常在数量上不在养分循环中，昆虫、野生动物等通常在数量上不占重要地位而忽略不计，土壤小动物、土壤微生物等则占重要地位而忽略不计，土壤小动

7、物、土壤微生物等则包括在土壤有机质库中。包括在土壤有机质库中。养分在几个库之间的转移是沿着一定路径进行的。养分在几个库之间的转移是沿着一定路径进行的。除库与库之间的养分转移外，还有系统对外的输出，如除库与库之间的养分转移外，还有系统对外的输出，如农畜产品作为目标产品的输出和挥发、流失、淋溶等非农畜产品作为目标产品的输出和挥发、流失、淋溶等非生产的输出；对系统内的输入，有肥料、饲料等的直接生产的输出；对系统内的输入，有肥料、饲料等的直接输入和灌溉、降水、生物固氮以及沉淀物的间接输入等。输入和灌溉、降水、生物固氮以及沉淀物的间接输入等。从理论上讲，沿多条线路的养分流动都是存在的，但实从理论上讲，沿

8、多条线路的养分流动都是存在的，但实际上有些只能测得它们的净结果，如土壤中的矿化与无际上有些只能测得它们的净结果，如土壤中的矿化与无效化过程是两个方向相反，而又同时进行的过程，分别效化过程是两个方向相反，而又同时进行的过程，分别测定它们的转移是困难的，所以通常只测定它们作用的测定它们的转移是困难的，所以通常只测定它们作用的净结果。净结果。各种养分元素在各库之间完成一次循环所需各种养分元素在各库之间完成一次循环所需的时间长短不一。如微生物只需若干分钟，一年的时间长短不一。如微生物只需若干分钟，一年生植物需要几个月，大型动物需要几年的时间。生植物需要几个月，大型动物需要几年的时间。通常人们选定一年为

9、时间标准来计算养分循环的通常人们选定一年为时间标准来计算养分循环的转移量。转移量。要了解某种养分在各库中的平衡状态，必先要了解某种养分在各库中的平衡状态，必先求出养分的净沉入量和净流出量。当流入量与流求出养分的净沉入量和净流出量。当流入量与流出量相等时，说明该种养分处于平衡状态。出量相等时，说明该种养分处于平衡状态。一、农业生态系统养分循环的一般模型及特征一、农业生态系统养分循环的一般模型及特征二、农业生态系统的养分平衡与调节二、农业生态系统的养分平衡与调节（一）农业生态系统的养分平衡（一）农业生态系统的养分平衡1.1.营养物质的平衡营养物质的平衡 农业生态系统的养分平衡是通过养分的净流入量和

10、农业生态系统的养分平衡是通过养分的净流入量和净流出量来测算的。若流人量与流出量相等则说明该养净流出量来测算的。若流人量与流出量相等则说明该养分处于平衡状态；若某养分的输出大于（或小于）输人分处于平衡状态；若某养分的输出大于（或小于）输人量时，说明系统中该养分处于减少（或积累）状态。量时，说明系统中该养分处于减少（或积累）状态。农业生态系统是一个以满足人类社会需求为农业生态系统是一个以满足人类社会需求为目的的生产系统，其开放程度高，大量的农产品目的的生产系统，其开放程度高，大量的农产品作为商品输出，使养分脱离系统。为了维持农业作为商品输出，使养分脱离系统。为了维持农业生态系统的养分平衡，保证农业

11、生态系统稳定高生态系统的养分平衡，保证农业生态系统稳定高产并持续增产，必须在最大限度地提高农业生态产并持续增产，必须在最大限度地提高农业生态系统的归还率的同时，投人大量的化肥。系统的归还率的同时，投人大量的化肥。原始农业类似于自然生态系统，人类干预程度很原始农业类似于自然生态系统，人类干预程度很低，系统输出量小，养分基本处于平衡状态；传统农业低，系统输出量小，养分基本处于平衡状态；传统农业也是一种自给自足的农业形式，收获的经济产品供人类也是一种自给自足的农业形式，收获的经济产品供人类作粮食和畜禽作饲料，非经济产品以及畜禽排泄物归还作粮食和畜禽作饲料，非经济产品以及畜禽排泄物归还农田，经土壤微生

12、物分解又供应作物生长需要，参与养农田，经土壤微生物分解又供应作物生长需要，参与养分循环，这样使从农田吸取的物质和归还农田的物质基分循环，这样使从农田吸取的物质和归还农田的物质基本平衡，但生产力较低下。本平衡，但生产力较低下。随着人口增长，一方面需要农业生态系统提随着人口增长，一方面需要农业生态系统提供更多的农副产品，这样就需要更多的物质和能供更多的农副产品，这样就需要更多的物质和能量的补给以扩大系统的物质流通量；另一方面量的补给以扩大系统的物质流通量；另一方面随着工业的发展，加上燃料稀缺，非经济产品也随着工业的发展，加上燃料稀缺，非经济产品也往往移出系统，从而造成农业生态系统的严重的往往移出系

13、统，从而造成农业生态系统的严重的养分亏缺。养分亏缺。植物体内元素的组成植物体内元素的组成新鲜物质：水分：新鲜物质：水分：75-95%75-95%干物质干物质 5-25%5-25%有机质有机质 95%95%无机质无机质 5%5%影响元素组成的因素：作物的遗传特性影响元素组成的因素：作物的遗传特性 环境条件环境条件植物必需营养元素 标准 1717种必需营养元素：种必需营养元素：C C、H H、O O、N N、P P、K K 大量营养元素大量营养元素CaCa、MgMg、S S 中量营养元素中量营养元素FeFe、MnMn、CuCu、ZnZn、MoMo、B B、ClCl、Ni Ni 微量营养元素微量营养

14、元素1.1.缺乏该元素植物不能完成其生命周期缺乏该元素植物不能完成其生命周期2.2.该元素的功能不能被其他元素替代该元素的功能不能被其他元素替代3.3.该元素必须直接参与代谢该元素必须直接参与代谢肥料三要素肥料三要素：N N、P P、K K 有益元素有益元素为某些植物正常生长发育所必需，或对某些植为某些植物正常生长发育所必需，或对某些植物生长有促进作用。物生长有促进作用。Na、Si、Co、Ni、Se 据研究，每生产据研究，每生产100kg100kg粮食需消耗土壤中粮食需消耗土壤中纯氮：纯氮：1.51.52kg2kg五氧化二磷：五氧化二磷：1 11.5kg1.5kg氧化钾：氧化钾：2 23kg3

15、kg 虽然有较多的化肥投人，但无机化肥流失、虽然有较多的化肥投人，但无机化肥流失、淋溶及挥发等损失较多，从而造成利用率低。农淋溶及挥发等损失较多，从而造成利用率低。农业生态系统的养分亏缺导致土壤有机质的消耗，业生态系统的养分亏缺导致土壤有机质的消耗，土壤肥力下降。土壤肥力下降。二、农业生态系统的养分平衡与调节二、农业生态系统的养分平衡与调节（一）农业生态系统的养分平衡（一）农业生态系统的养分平衡1.1.营养物质的平衡营养物质的平衡 2.2.农田养分的输入农田养分的输入 农田养分的输人途径，一般包括施用化肥和有机肥、农田养分的输人途径，一般包括施用化肥和有机肥、降水和灌溉水的带入、种子苗木的带入

16、，以及落尘等自降水和灌溉水的带入、种子苗木的带入，以及落尘等自然飘入等。就氮素而言，还包括来自大气的生物固氮。然飘入等。就氮素而言，还包括来自大气的生物固氮。传统农业主要依赖于施用有机肥来补充农田养分。传统农业主要依赖于施用有机肥来补充农田养分。现代农业大量施用化肥，已成为农田养分的主要来源，现代农业大量施用化肥，已成为农田养分的主要来源，而且化肥用量仍在不断增长。我国每公顷农田施用的化而且化肥用量仍在不断增长。我国每公顷农田施用的化肥总量（折合有效成分肥总量（折合有效成分100%)100%)，19781978年为年为91.58kg,198891.58kg,1988年增长到年增长到184.6k

17、g,10184.6kg,10年间平均每公顷农田每年递增年间平均每公顷农田每年递增9.9.3kg3kg。生物固氮是农业生态系统氮素的主要来源之生物固氮是农业生态系统氮素的主要来源之一。据估算，一。据估算，19761976年全球农田的生物固氮量约年全球农田的生物固氮量约8.9108.9101010kgkg，比同年的工业固氮量多，比同年的工业固氮量多3.93103.93101010kgkg。降水和灌溉水的养分输入量，地。降水和灌溉水的养分输入量，地区间差异较大，受水量的多少和水中营养元素含区间差异较大，受水量的多少和水中营养元素含量的高低所左右。据美国统计，降水的氮输人量量的高低所左右。据美国统计，

18、降水的氮输人量为每年为每年3.3253.32530kg/hm30kg/hm2 2，灌溉水最高每年可达，灌溉水最高每年可达126kg/hm126kg/hm2 2。二、农业生态系统的养分平衡与调节二、农业生态系统的养分平衡与调节（一）农业生态系统的养分平衡（一）农业生态系统的养分平衡1.1.营养物质的平衡营养物质的平衡 2.2.农田养分的输入农田养分的输入 3.3.农田养分的输出农田养分的输出 农田养分的输出途径一般包括随收获物带走、随水农田养分的输出途径一般包括随收获物带走、随水流失和淋失、蒸散以及尘土飘失等。就氮素而言，还包流失和淋失、蒸散以及尘土飘失等。就氮素而言，还包括氨的挥发和反硝化作用

19、。括氨的挥发和反硝化作用。随作物收获物的输出率，因作物种类和产量水平不随作物收获物的输出率，因作物种类和产量水平不同而异。通常产量越高，输出越多，地力消耗也就越大。同而异。通常产量越高，输出越多，地力消耗也就越大。养分的淋失量，包括渗漏至根系活动层以下的数量和侧养分的淋失量，包括渗漏至根系活动层以下的数量和侧向渗漏至系统边界以外的量。淋失速度则因气候、土壤、向渗漏至系统边界以外的量。淋失速度则因气候、土壤、施肥量、灌溉管理等因素的影响而异。施肥量、灌溉管理等因素的影响而异。如江苏太湖地区稻田土壤每年随水分渗漏带走的如江苏太湖地区稻田土壤每年随水分渗漏带走的养分，氮为养分，氮为10.510.52

20、0.3kg/hm20.3kg/hm2 2，五氧化二磷为，五氧化二磷为0.380.381.43kg/hm1.43kg/hm2 2，氧化钾，氧化钾9 918.75kg/hm18.75kg/hm2 2。养分随地表径流。养分随地表径流和侵蚀作用的流失速度与土壤管理状况有关，一般来和侵蚀作用的流失速度与土壤管理状况有关，一般来说，流失小于淋失。氮素的输出还有反硝化作用和氨的说，流失小于淋失。氮素的输出还有反硝化作用和氨的挥发，日本资料表明，氮的反硝化与挥发损失，稻田为挥发，日本资料表明，氮的反硝化与挥发损失，稻田为69.75kg/hm69.75kg/hm2 2，早地为，早地为30kg/hm30kg/hm

21、2 2（均为纯氮）。（均为纯氮）。（一）农业生态系统的养分平衡（一）农业生态系统的养分平衡1.1.营养物质的平衡营养物质的平衡2.2.农田养分的输入农田养分的输入3.3.农田养分的输出农田养分的输出4.4.有机质与农田养分循环有机质与农田养分循环 有机质在养分循环中的作用表现在：有机质在养分循环中的作用表现在：（1 1）有机质是各种养分的载体，有机质经微生物分）有机质是各种养分的载体，有机质经微生物分解，能释放出供植物吸收利用的有效氮、磷、钾等养解，能释放出供植物吸收利用的有效氮、磷、钾等养分，增加土壤速效和缓效养分的含量；分，增加土壤速效和缓效养分的含量；4.4.有机质与农田养分循环有机质与

22、农田养分循环（2 2）为土壤微生物提供生活物质，促进微生物的活）为土壤微生物提供生活物质，促进微生物的活动，增加土壤腐殖质的含量，改善土壤物理状况，提高动，增加土壤腐殖质的含量，改善土壤物理状况，提高土壤潜在肥力；土壤潜在肥力；（3 3）具有和硅酸盐同样的吸附阳离子的能力，有助于）具有和硅酸盐同样的吸附阳离子的能力，有助于土壤中阳离子交换量的增加，又能与磷酸形成鳌合物而土壤中阳离子交换量的增加，又能与磷酸形成鳌合物而提高磷肥肥效，减少铁、铝对磷酸的固定。此外还能保提高磷肥肥效，减少铁、铝对磷酸的固定。此外还能保蓄水分，提高土壤的抗旱能力；抑制有害线虫的繁殖；蓄水分，提高土壤的抗旱能力；抑制有害

23、线虫的繁殖；以及形成对作物生长有刺激作用的腐殖酸等。以及形成对作物生长有刺激作用的腐殖酸等。土壤中有机质的来源土壤中有机质的来源(1)(1)是作物残体，以作物的根茬、落叶、落花留给土壤是作物残体，以作物的根茬、落叶、落花留给土壤的有机物，每公顷达的有机物，每公顷达7575300kg300kg（干物质）；（干物质）；(2)(2)以秸秆直接还田和做牲畜饲料后以畜粪厩肥还田，以秸秆直接还田和做牲畜饲料后以畜粪厩肥还田，这都是土壤有机质的来源；这都是土壤有机质的来源；(3)(3)土壤中各种生物遗体和排泄物也是土壤有机质的重土壤中各种生物遗体和排泄物也是土壤有机质的重要来源。土壤中的生物有土壤动物、原生

24、动物和微生要来源。土壤中的生物有土壤动物、原生动物和微生物，其中以微生物的数量最大。以早地土壤为例，微生物，其中以微生物的数量最大。以早地土壤为例，微生物的质量大约占土壤生物总质量的物的质量大约占土壤生物总质量的78%78%，变形虫、原生，变形虫、原生动物等占动物等占2%2%，土壤动物占，土壤动物占20%20%。土壤微生物的生命活动要求土壤有机质保持一定的土壤微生物的生命活动要求土壤有机质保持一定的碳氮比。这是因为微生物为了构成体细胞，每同化碳氮比。这是因为微生物为了构成体细胞，每同化4 45 5份碳，必需份碳，必需1 1份氮；同时每合成份氮；同时每合成1 1份体质碳，必需份体质碳，必需4 4

25、份碳份碳素做能源。素做能源。因此，微生物的正常生长繁殖因缺氮而受到限因此，微生物的正常生长繁殖因缺氮而受到限制，有机质分解缓慢，没有无机氮在土壤中的积累，甚制，有机质分解缓慢，没有无机氮在土壤中的积累，甚至产生微生物与作物争氮的现象；当有机质的碳氮比小至产生微生物与作物争氮的现象；当有机质的碳氮比小于于25:125:1，特别是在，特别是在15:115:1以下时，有机质分解迅速，使土以下时，有机质分解迅速，使土壤有机质大量消耗，同时引起氮的挥发损失。各种有机壤有机质大量消耗，同时引起氮的挥发损失。各种有机物的碳氮比不同。作为有机肥施用时，应注意肥料种类物的碳氮比不同。作为有机肥施用时，应注意肥料

26、种类的合理搭配。的合理搭配。有机氮与无机氮的合理配比有利于保持土壤有机氮与无机氮的合理配比有利于保持土壤养分平衡和作物产量稳定。据研究，每季每公顷养分平衡和作物产量稳定。据研究，每季每公顷总用氮量为总用氮量为127.5127.5135kg135kg时，有机氮与无机氮时，有机氮与无机氮的配比以的配比以50:5050:50为宜，即每公顷施碳铁为宜，即每公顷施碳铁375kg375kg，猪厩肥猪厩肥150015002000kg2000kg。这样能保持土壤速效磷、。这样能保持土壤速效磷、钾原有水平，土壤有机质含量增加，保持作物稳钾原有水平，土壤有机质含量增加，保持作物稳产。单纯施用无机氮会加速有机质分解

27、，并使土产。单纯施用无机氮会加速有机质分解，并使土壤速效磷、钾下降。壤速效磷、钾下降。二、农业生态系统的养分平衡与调节二、农业生态系统的养分平衡与调节（一）农业生态系统的养分平衡（一）农业生态系统的养分平衡（二）农业生态系统的养分调节（二）农业生态系统的养分调节1.1.养分循环调节的基本原则养分循环调节的基本原则(1)(1)合理输入合理输入 现代农业的特点是商品生产和系统开放，不从多种现代农业的特点是商品生产和系统开放，不从多种途径拓展系统外养分来源，生产难以发展，也难以克服途径拓展系统外养分来源，生产难以发展，也难以克服养分亏损、库存下降的局面。系统外养分来源是多方面养分亏损、库存下降的局面

28、。系统外养分来源是多方面的，就农田而言，既包括化肥、也包括农家肥、土杂的，就农田而言，既包括化肥、也包括农家肥、土杂肥，及来自城镇与市场的各种有机的与无机的肥源。肥，及来自城镇与市场的各种有机的与无机的肥源。二、农业生态系统的养分平衡与调节二、农业生态系统的养分平衡与调节（一）农业生态系统的养分平衡（一）农业生态系统的养分平衡（二）农业生态系统的养分调节（二）农业生态系统的养分调节1.1.养分循环调节的基本原则养分循环调节的基本原则(1)(1)合理输入合理输入(2)(2)建立养分再生机制建立养分再生机制 广义的再生应指生态系统固有的养分再循环与再投广义的再生应指生态系统固有的养分再循环与再投人

29、机制，例如生物固氮、利用动物聚积养分、利用深根人机制，例如生物固氮、利用动物聚积养分、利用深根作物吸收深层养分、促进土壤矿物风化释放等。这些养作物吸收深层养分、促进土壤矿物风化释放等。这些养分来源是对人工途径输人养分的主要补充，在许多情况分来源是对人工途径输人养分的主要补充，在许多情况下甚至占主要比例。下甚至占主要比例。（二）农业生态系统的养分调节（二）农业生态系统的养分调节1.1.养分循环调节的基本原则养分循环调节的基本原则(1)(1)合理输入合理输入 (2(2）建立养分再生机制）建立养分再生机制(3(3）强调养分保蓄、供求同步）强调养分保蓄、供求同步 现代农业条件下养分随水流失和气态丢失成

30、为主要现代农业条件下养分随水流失和气态丢失成为主要倾向，水分控制、施肥技术、作物状况是决定养分丢失倾向，水分控制、施肥技术、作物状况是决定养分丢失的主要因素。自然生态系统植被与微生物活动受温度和的主要因素。自然生态系统植被与微生物活动受温度和水分变化的控制有较强的同步性，养分流失少，是农业水分变化的控制有较强的同步性，养分流失少，是农业生态系统管理可以借鉴的。生态系统管理可以借鉴的。（二）农业生态系统的养分调节（二）农业生态系统的养分调节1.1.养分循环调节的基本原则养分循环调节的基本原则（1 1）合理输入）合理输入 （2 2）建立养分再生机制）建立养分再生机制（3 3）强调养分保蓄、供求同步

31、）强调养分保蓄、供求同步（4 4）充实有机库存）充实有机库存 土壤生物在养分保蓄、转化、再生和同步供应方面土壤生物在养分保蓄、转化、再生和同步供应方面的作用，在现代农业条件下仍然得到肯定，有机物质对的作用，在现代农业条件下仍然得到肯定，有机物质对保障良好的土壤生物环境和根系健康有着重要意义，在保障良好的土壤生物环境和根系健康有着重要意义，在施用化肥条件下通过土壤有机库提供的养分仍然占有重施用化肥条件下通过土壤有机库提供的养分仍然占有重要比例。这说明土壤有机库大小对养分状况有不可替代要比例。这说明土壤有机库大小对养分状况有不可替代的作用。的作用。（二）农业生态系统的养分调节（二）农业生态系统的养

32、分调节1.1.养分循环调节的基本原则养分循环调节的基本原则（1 1）合理输入）合理输入 （2 2）建立养分再生机制）建立养分再生机制（3 3）强调养分保蓄、供求同步）强调养分保蓄、供求同步 （4 4）充实有机库存）充实有机库存（5 5）提高投人效率）提高投人效率 效率问题是农业技术进步、生物进化、农业持续性效率问题是农业技术进步、生物进化、农业持续性的基本问题。不注重效率是浪费资源、环境污染、生产的基本问题。不注重效率是浪费资源、环境污染、生产萎缩的重要原因。依据最小养分律，抓住和克服限制因萎缩的重要原因。依据最小养分律，抓住和克服限制因子，实行合理的投人组合，综合高产，是提高效率的关子，实行

33、合理的投人组合，综合高产，是提高效率的关键。键。（二）农业生态系统的养分调节（二）农业生态系统的养分调节1.1.养分循环调节的基本原则养分循环调节的基本原则（1 1）合理输入）合理输入 （2 2）建立养分再生机制）建立养分再生机制（3 3）强调养分保蓄、供求同步）强调养分保蓄、供求同步 （4 4）充实有机库存）充实有机库存（5 5）提高投人效率）提高投人效率（6 6）整体优化）整体优化 养分循环是生态系统整体功能的表现，是系统各组养分循环是生态系统整体功能的表现，是系统各组成部分相互作用的结果。养分循环的调节与控制，只有成部分相互作用的结果。养分循环的调节与控制，只有考虑到全部库、流的协调和系

34、统的持续性才能取得良好考虑到全部库、流的协调和系统的持续性才能取得良好的效果。的效果。（二）农业生态系统的养分调节（二）农业生态系统的养分调节1.1.养分循环调节的基本原则养分循环调节的基本原则2.2.保持农田养分平衡的途径保持农田养分平衡的途径 提高农田土壤有机质含量，维持各种营养物质的输提高农田土壤有机质含量，维持各种营养物质的输人与输出平衡，是增进农业生态系统物质循环的关键。人与输出平衡，是增进农业生态系统物质循环的关键。(1)(1)合理安排作物种类合理安排作物种类 作物所生产的全部有机物质中作物所生产的全部有机物质中 因不能收获而归还因不能收获而归还农田的部分所占的比率，称为自然归还率

35、，如根茬、落农田的部分所占的比率，称为自然归还率，如根茬、落花、落叶等。除自然归还的部分外，还有可以归还但不花、落叶等。除自然归还的部分外，还有可以归还但不一定能归还的部分，称为理论归还率，如作物的茎秆、一定能归还的部分，称为理论归还率，如作物的茎秆、荚壳等。荚壳等。归还率可以用干物质或养分来衡量。禾本科作物的归还率可以用干物质或养分来衡量。禾本科作物的自然归还率较低，油菜的自然归还率较高，为自然归还率较低，油菜的自然归还率较高，为40%40%60%60%。不同作物氮、磷、钾的理论归还率不同，不同作物氮、磷、钾的理论归还率不同，麦类：麦类：25%25%32%32%、23%23%24%24%、7

36、3%73%79%79%油菜：油菜：51%51%、65%65%、83%83%水稻：水稻：39%39%63%63%、32%32%52%52%、83%83%85%85%大豆：大豆：24%24%、24%24%、37%37%。因此，在种植制度中合理安排自然归还率较高的作因此，在种植制度中合理安排自然归还率较高的作物，可减轻对地力的消耗。物，可减轻对地力的消耗。（二）农业生态系统的养分调节（二）农业生态系统的养分调节2.2.保持农田养分平衡的途径保持农田养分平衡的途径(1)(1)合理安排作物种类合理安排作物种类(2)(2)建立合理的轮作制度。建立合理的轮作制度。在我国水热资源丰富的地区，应因地制宜地推广多

37、在我国水热资源丰富的地区，应因地制宜地推广多熟种植，提高复种指数，是增产增收的主要措施之一，熟种植，提高复种指数，是增产增收的主要措施之一，如果安排合理，还有可能提高地力；人多地少的地区，如果安排合理，还有可能提高地力；人多地少的地区，有充裕的劳动力资源，可以实行集约化栽培。提高复种有充裕的劳动力资源，可以实行集约化栽培。提高复种指数，合理轮作，不仅能增产增收，还可以提高地力。指数，合理轮作，不仅能增产增收，还可以提高地力。作物生产中，水早轮作可改善土壤的物质和化学性能，作物生产中，水早轮作可改善土壤的物质和化学性能，减轻病虫草害。多熟种植中合理轮作换茬，用地与养地减轻病虫草害。多熟种植中合理

38、轮作换茬，用地与养地相结合，可提高土壤有机质含量。相结合，可提高土壤有机质含量。2.2.保持农田养分平衡的途径保持农田养分平衡的途径(1)(1)合理安排作物种类合理安排作物种类 (2)(2)建立合理的轮作制度建立合理的轮作制度(3)(3)农林牧结合，发展沼气农林牧结合，发展沼气 实行农林牧结合，解决农业生态系统的燃料、饲料、实行农林牧结合，解决农业生态系统的燃料、饲料、肥料问题，可扩大农业生态系统的物质循环，有利于维肥料问题，可扩大农业生态系统的物质循环，有利于维持农田养分平衡。无论是丘陵山区还是平原地区，实行持农田养分平衡。无论是丘陵山区还是平原地区，实行乔灌草结合，既可保护环境，减轻水土流

39、失，又可提供乔灌草结合，既可保护环境，减轻水土流失，又可提供燃料，促进秸秆还田。燃料，促进秸秆还田。发展畜牧业生产，发展畜牧业生产，尤其是发展草食动物的养殖，既尤其是发展草食动物的养殖，既能增加农业生态系统的经济效益，同时，也能促进农业能增加农业生态系统的经济效益，同时，也能促进农业生态系统的养分实现良性循环。生态系统的养分实现良性循环。此外，沼气作为一种新兴能源，具有原料来源广泛、此外，沼气作为一种新兴能源，具有原料来源广泛、热效率高、使用方便等特点。利用农林牧的废弃物发展热效率高、使用方便等特点。利用农林牧的废弃物发展沼气，既可解决农村能源，又可使废弃物中的养分变为沼气，既可解决农村能源，

40、又可使废弃物中的养分变为速效养分，作为优质肥料施用。速效养分，作为优质肥料施用。(4(4）农副产品就地加工，提高物质的归还率。）农副产品就地加工，提高物质的归还率。主要通过组配合理的生物链与加工链，充分利用当主要通过组配合理的生物链与加工链，充分利用当地（系统内）的农副产品和废弃物资源，实现就地加工、地（系统内）的农副产品和废弃物资源，实现就地加工、转化、增殖、输出产品、回收废物。因各种农作物如果转化、增殖、输出产品、回收废物。因各种农作物如果以原材料的方式输出系统，农田养分也被带出系统，如以原材料的方式输出系统，农田养分也被带出系统，如果就地加工，再将残渣还田，可大大提高营养物质的归果就地加

41、工，再将残渣还田，可大大提高营养物质的归还率。还率。如大豆、花生、油菜、芝麻等油料作物榨油后，随如大豆、花生、油菜、芝麻等油料作物榨油后，随油脂输出的仅是碳、氢、氧的化合物，若以油饼返回农油脂输出的仅是碳、氢、氧的化合物，若以油饼返回农田，其余养分可绝大部分返回农田；棉花等纤维作物，田，其余养分可绝大部分返回农田；棉花等纤维作物，输出的纤维含氮均不足输出的纤维含氮均不足1%1%，其余营养元素都保存在其茎、，其余营养元素都保存在其茎、叶、铃壳、棉籽中，将棉籽榨油，棉籽壳养菇，棉籽饼叶、铃壳、棉籽中，将棉籽榨油，棉籽壳养菇，棉籽饼及茎叶粉碎后作饲料，变为粪肥后还田，不仅增加系统及茎叶粉碎后作饲料，

42、变为粪肥后还田，不仅增加系统的产出，还可促进农田养分的平衡。的产出，还可促进农田养分的平衡。2.2.保持农田养分平衡的途径保持农田养分平衡的途径(1)(1)合理安排作物种类合理安排作物种类 (2)(2)建立合理的轮作制度建立合理的轮作制度(3)(3)农林牧结合，发展沼气。农林牧结合，发展沼气。(4(4）农副产品就地加工，提高物质的归还率）农副产品就地加工，提高物质的归还率(5(5）充分利用非耕地上的养分）充分利用非耕地上的养分 利用非耕地上的、各种饲用植物、草本植物或木本利用非耕地上的、各种饲用植物、草本植物或木本植物的叶子，直接刈割作肥料，或通过放牧利用，以畜植物的叶子，直接刈割作肥料，或通

43、过放牧利用，以畜粪移入农田；利用池塘、沟渠放养水花生、水浮莲、水粪移入农田；利用池塘、沟渠放养水花生、水浮莲、水葫芦等水生植物，富集水体中的养分，也可用作牲畜饲葫芦等水生植物，富集水体中的养分，也可用作牲畜饲料，再以粪便移入农田，均可增加农田养分。水花生、料，再以粪便移入农田，均可增加农田养分。水花生、水浮莲、水葫芦等的含钾量都很高，一般为水浮莲、水葫芦等的含钾量都很高，一般为5%5%6%6%，高，高的可达的可达8%8%，对增加农田钾素营养尤其具有重要意义。城，对增加农田钾素营养尤其具有重要意义。城肥下乡、河泥上田等，也属于利用非耕地上的养分来源。肥下乡、河泥上田等，也属于利用非耕地上的养分来

44、源。第六节第六节 养分循环与测土施肥养分循环与测土施肥三、测土施肥三、测土施肥（一）测土施肥定义（一）测土施肥定义 测土施肥又称测土施肥又称测土配方施肥测土配方施肥，配方施肥是根据作物，配方施肥是根据作物需肥规律、土壤供肥性能与肥料效应，在有机肥为基础需肥规律、土壤供肥性能与肥料效应，在有机肥为基础的条件下，产前提出氮、磷、钾和微肥的适宜用量和比的条件下，产前提出氮、磷、钾和微肥的适宜用量和比例以及相应的施肥技术的一项综合性科学施肥技术。例以及相应的施肥技术的一项综合性科学施肥技术。由此可知，配方施肥的内容，包含着由此可知，配方施肥的内容，包含着“配方配方”和和“施肥施肥”两个程序。两个程序。

45、“配方配方”的核心的核心是肥料的计量，在农作物播种前，通过是肥料的计量，在农作物播种前，通过各种手段确定达到一定目标产量和肥料用量，回答各种手段确定达到一定目标产量和肥料用量，回答“获获得多少粮，该施多少氮、磷、钾等得多少粮，该施多少氮、磷、钾等”这一问题。这一问题。施肥的任务施肥的任务是肥料配方在生产中的执行，保证目标产量是肥料配方在生产中的执行，保证目标产量的实现。根据配方确定的肥料用量、品种和土壤、作物、的实现。根据配方确定的肥料用量、品种和土壤、作物、肥料的特性，合理安排基肥、种肥和追肥比例，以及施肥料的特性，合理安排基肥、种肥和追肥比例，以及施用追肥的次数、时期和用量等。用追肥的次数

46、、时期和用量等。同时在配方施肥中要特别注意必须坚持以同时在配方施肥中要特别注意必须坚持以“有机有机肥料为基础，有机肥与无机肥相结合，用地与养地相结肥料为基础，有机肥与无机肥相结合，用地与养地相结合合”的原则，保证土壤越种越肥，以增强农业后劲。因的原则，保证土壤越种越肥，以增强农业后劲。因此我国的此我国的“配方施肥配方施肥”较通常所说的较通常所说的“推荐施肥推荐施肥”有更有更广泛的内涵。广泛的内涵。（1 1）测土，取土测定土壤养分含量；）测土，取土测定土壤养分含量；（2 2）配方，对土壤养分进行诊断按照作物所需营养提）配方，对土壤养分进行诊断按照作物所需营养提出施肥配方；出施肥配方；（3 3）科

47、学施肥。）科学施肥。（二）测土施肥的作用（二）测土施肥的作用1.1.增产增收，效益明显增产增收，效益明显配方施肥首先表现有明显的增产增收作用。具体表现在：配方施肥首先表现有明显的增产增收作用。具体表现在：（1 1）调肥增产）调肥增产 不增加化肥投资，只调整不增加化肥投资，只调整N N：P P2 2O O5 5：K K2 2O O比例，即起到增产增收作用。比例，即起到增产增收作用。例如湖北黄冈将化肥例如湖北黄冈将化肥N N：P P2 2O O5 5：K K2 2O O从从19801980年的年的1:0.17:0.0251:0.17:0.025调整到调整到19921992年的年的1:0.57:0.

48、71:0.57:0.7，使该县稻谷，使该县稻谷生产效率提高了生产效率提高了6464。（二）测土施肥的作用（二）测土施肥的作用1.1.增产增收，效益明显增产增收，效益明显（1 1）调肥增产）调肥增产（2 2）减肥增产）减肥增产 在高肥高产地区，通过减少肥料用量在高肥高产地区，通过减少肥料用量而达到增产或平产效果。例如广东珠江三角洲实行而达到增产或平产效果。例如广东珠江三角洲实行“水水稻氮调法稻氮调法”后，氮肥用量减少后，氮肥用量减少4040左右，而水稻单产仍左右，而水稻单产仍较传统施肥提高较传统施肥提高1010以上。以上。（3 3）增肥增产）增肥增产 例如陕西省通过配方施肥发现不缺钾例如陕西省通

49、过配方施肥发现不缺钾的垆土农田施用钾肥，其作物增产的垆土农田施用钾肥，其作物增产15152323。（一）测土施肥定义（一）测土施肥定义（二）测土施肥的作用（二）测土施肥的作用1.1.增产增收，效益明显增产增收，效益明显2.2.培肥地力，保护生态培肥地力，保护生态 配方施肥不仅直接表现在农作物增产效应上，还体配方施肥不仅直接表现在农作物增产效应上，还体现在培肥土壤，保护生态，提高土壤肥力。例如河南省现在培肥土壤，保护生态，提高土壤肥力。例如河南省博爱县界沟乡连续五年施行配方施肥，全乡肥力有明显博爱县界沟乡连续五年施行配方施肥，全乡肥力有明显提高，土壤有机质增加提高，土壤有机质增加0.210.21

50、，碱解氮增加，碱解氮增加14mg/kg14mg/kg，有效磷增加有效磷增加5.2mg/kg5.2mg/kg，有效钾增加，有效钾增加18mg/kg18mg/kg，土壤理化，土壤理化性状得到改善。性状得到改善。（二）测土施肥的作用（二）测土施肥的作用1.1.增产增收，效益明显增产增收，效益明显 2.2.培肥地力，保护生态培肥地力，保护生态3.3.协调养分，提高品质协调养分，提高品质 过去我国农田大多偏施氮肥，造成土壤养分过去我国农田大多偏施氮肥，造成土壤养分失调，不仅有损于产量，而且殃及产品质量。据失调，不仅有损于产量，而且殃及产品质量。据农业部汇总资料表明，配方施肥与习惯施氮肥比农业部汇总资料表