化肥里的营养会被植物吸收变成自己的营养吗?

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1、土壤肥料学通论土壤肥料学通论 肥料学部分肥料学部分 朱毅勇 资环学院植物营养系 学习植物营养与肥料学的意义学习植物营养与肥料学的意义 谁来养活中国人?谁来养活中国人? 我国目前面临的挑战我国目前面临的挑战 我国人口仍每年将增我国人口仍每年将增多万多万 国土资源部国土资源部年年4 4月月1212日公布,全国日公布,全国 耕地面积为耕地面积为18.2718.27亿亩,比上年度末净减亿亩,比上年度末净减 少少460.2460.2万亩,逼近万亩,逼近1818亿亩的红线;全国亿亩的红线;全国 人均耕地面积人均耕地面积1.391.39亩。亩。 土地的质量问题土地的质量问题

2、全国土壤普查资料指出:全国土壤普查资料指出: 我国耕地普遍缺氮,我国耕地普遍缺氮,67%67%的缺磷,的缺磷, 7 7亿亩耕地缺钾,中微量元素缺乏面亿亩耕地缺钾,中微量元素缺乏面 积也很大。积也很大。 发达地区高质量耕地面积急剧减少发达地区高质量耕地面积急剧减少 西北干旱地区土地沙漠化严重西北干旱地区土地沙漠化严重 第一节第一节 肥料肥料 概念概念 指一些能够直接向植物提供指一些能够直接向植物提供 营养元素的有机或无机物质营养元素的有机或无机物质 肥料的起源与发展肥料的起源与发展 肥源肥源时时 代代产产 量量 (kg hm-2) 灰肥灰肥古古 代代375 灰肥灰肥+粪肥粪肥古古 代代750 灰

3、肥灰肥+粪肥粪肥+绿肥绿肥古代及近代古代及近代3 000 经经 验验 施施 肥肥 Science and research 十八世纪 德国 吉森大学 农业化学家 李比希 的 实验室 养分归还学说养分归还学说 为恢复地力和提高作物 单产,通过施肥把作物 从土壤中摄取并随收获 物而移走的那些养分归 还给土壤的学说。 Justus von Liebig Saussure, Sprengel 1 1)补偿作物产品移走或淋溶而损失的养分)补偿作物产品移走或淋溶而损失的养分 肥料在农业生产中的作用肥料在农业生产中的作用 2 2)补充土壤自然肥力以满足高产的需求)补充土壤自然肥力以满足高产的需求 国国 家家

4、 小麦小麦 品种品种 单产(吨单产(吨/ 公顷)公顷) 养分吸收量养分吸收量 (千克(千克/公顷)公顷) 单位产量吸收养分量单位产量吸收养分量 (千克(千克/100千克)千克) NP2O5K2ONP2O5K2O 德德 国国 地方地方 种种 2..292.67 良种良种6..751.202.58 3 3)改善或保持良好的土壤状况。)改善或保持良好的土壤状况。 种绿肥种绿肥 年限年限 土壤容重土壤容重 (克(克/厘厘 米米3) 土壤孔土壤孔 隙度隙度 (%) 0.25毫米毫米 水稳性结水稳性结 构构(%) 土壤有土壤有 机质机质(%) 土壤全土壤全 氮氮(

5、%) 种绿肥种绿肥 前前1..950.469 种绿肥种绿肥 一年一年1.1.080.513 种绿肥种绿肥 二年二年1.1.130.563 1..718 4 4)提高作物的品质)提高作物的品质 SOPSOP 钾素对薯类钾素对薯类 作物的影响作物的影响 谷物单产谷物单产(kg/ha)(FAOSTAT) 2005年的谷物单产已为世界平均的年的谷物单产已为世界平均的157, 以世界以世界10.2的耕地生产了世界的耕地生产了世界19.1的谷物的谷物 人多地少,增加总产主要靠人多地少,增加总产主要靠提高提高单产

6、单产 我国肥料消费量位于世界第一我国肥料消费量位于世界第一 还将进一步增加还将进一步增加 预计到预计到2020年,年, 化肥消费量达到化肥消费量达到 6260 万吨万吨 近近10年中我国氮肥施用水平约为世界平均的年中我国氮肥施用水平约为世界平均的3倍左右,倍左右, 利用率低、损失率高利用率低、损失率高 作物利用作物利用 , 损失损失 5050以上以上 其中对环境有影响的各种氮化物约占施用氮肥总量的其中对环境有影响的各种氮化物约占施用氮肥总量的1919 以近几年化肥氮使用量约为2500万吨计算,来自所施用化 肥氮的环境氮化物负荷接近 500万吨,成为重要的农业面源 污染源之一 问

7、题:片面追求高产,化肥的大量投入, 效率低、忽视成本和保护环境 水体富营养化水体富营养化 厦门杏林新阳大桥 沿杏滨路往集美方 向出现长约3公里的 红色海域 2007年4月21日 14:00左右 土壤养分土壤养分 植物需求植物需求 化肥养分化肥养分 地下水 挥挥 发发 淋淋 洗洗 养分供应养分供应 土壤过程土壤过程 废废 弃弃 物物 环境环境 人类人类 有机肥有机肥 养分养分 Mn B

8、、钾、钙、镁、硫、磷、钾、钙、镁、硫、 铁、锌、锰、铜、硼、钼、铁、锌、锰、铜、硼、钼、 硅、钠、硒、铝等硅、钠、硒、铝等 挥发性元素挥发性元素 碳、氢、氧、氮碳、氢、氧、氮 植物的组成植物的组成 75-95水分水分 5-25干物质干物质 5%灰分灰分 植物必需营养元素(植物必需营养元素() C H O N P K Ca Mg S Fe Mn B Zn Cu Mo Cl 确定必需营养元素的标准确定必需营养元素的标准* * 必要性必要性:缺少该元素植物无法完成其生命周期:缺少该元素植物无法完成其生命周期 不可替代性不可替代性:缺少该元素,植物出现特有的缺素症:缺少该元素,植物出现

9、特有的缺素症 直接性直接性:直接参与新陈代谢,对植物起直接营养作用:直接参与新陈代谢,对植物起直接营养作用 非必需营养元素 某些种类植物的生长发育有益,或植物在特 定环境下所必需,这些元素称为有益元素。 例: 藜科作物-钠; 黄芪-硒 硅藻和水稻-硅 豆科作物-钴; 毒性较大的元素毒性较大的元素 I、Br、F、AI、Cr、Pb、Cd、Hg等等 不是作物的必需营养元素,当它们在植物体内累积不是作物的必需营养元素,当它们在植物体内累积 过多时,就会对植物生长发育产生不良影响,甚至过多时,就会对植物生长发育产生不良影响,甚至 能通过污染食物链,危害人类或家畜健康。能通过污染食物链,危害人类或家畜健康

  “这是世界肥料界的一场革命”,7月10日,有机化学家、中国科学院院士赵玉芬教授对我校新型肥料技术研究予以高度肯定。当天,陕西省科技厅组织专家对我校主持完成的“植物碳基营养机理与天然有机物料高肥效利用技术研究项目”进行成果鉴定,以赵玉芬为主任的鉴定委员会一致认为,该项研究成果达到了国际领先水平。

  肥料是农业生产最基础和最重要的生产资料,也是对作物、土壤、环境乃至人类健康产生系统性影响的投入性物质。用化学和(或)物理方法制成的含有一种或几种农作物生长需要的营养元素的肥料就是我们所熟知的化肥,因为它一般是无机化合物,所以习惯上常被称作无机肥料。研究表明,无机肥料对作物增产的贡献率可达50%。据专家介绍,上世纪70年代后,中国农业迅速发展,以占世界7%的耕地养活了全球22%的人口,创造了世界农业的奇迹,这个奇迹就建立在持续增加的无机肥料投入之上。

  然而,随着无机肥料施用时间的延长和施用量的不断增加,在无机肥料工业起步早的美国等发达国家以及起步较晚的中国等发展中国家,都出现了无机肥料效益递减、土壤质量恶化、农产品品质下降、作物抗性降低、环境污染及食品安全受威胁等一系列“化肥副作用”现象。无机肥料过量使用的弊端成为农业可持续发展的瓶颈。

  是农民不会施肥?还是化肥结构不合理?化肥副作用的原因到底在哪里?1996年起,我校资源环境学院刘存寿博士专门针对这个问题开始了研究。他跳出了无机肥料的框架,以系统思维来审视肥料,将目光投向了不受人类干扰却茂盛成长更替有序的原始森林。巨量分析的结果发现,原始森林的营养转化过程及其有效性,都与大量的、可溶于水的含碳有机小分子密切相关。这个结果说明了碳基营养物在植物生长中处于核心位置,也从反面解释了只含氮磷钾三种矿物元素、以无机盐为主的化肥副作用产生的原因:有机营养与矿物营养失衡;大量元素与其他矿物元素失衡。

  2005年起,刘存寿带领由高校、地方科研所、肥料生产企业和县市推广部门科技人员组成的团队,进行植物碳基营养肥料的生产研究和示范推广。团队采取人工模拟微生物降解的方法,利用简单的设备,将畜禽粪便、作物秸秆、污水、污泥等废弃物快速转化为全水溶、有机全营养肥料——植物碳基营养物。这种新型肥料保留了传统有机肥和化肥的全部优点,又克服了二者的缺点。陕西旺辰实业有限责任公司运用刘存寿团队的成果和技术,生产了系列水溶性有机肥料,并在陕西、甘肃、山西等省大面积推广示范,这种肥料在高产优质、培肥土壤、促进植物根系生长、激活微生物等方面表现出显著优势。

  由中国科学院院士赵玉芬教授、谢联辉教授,中国工程院院士束怀瑞研究员、山仑研究员,以及华南农业大学廖宗文教授、厦门大学尹应武教授、西南大学王正银教授组合组成的成果鉴定委员会一致认为,该项目根据森林土壤植物自然营养规律,提出了植物碳基营养新概念,首创了天然有机物“仿生化学法”快速降解新技术,提出了活性有机物与无机物的配位增效理论,开发了碳基营养复合肥生产工艺,取得了提质增效、减施化肥的显著效果,为生物质及矿物质资源的高效利用开辟了新途径。这些研究成果在国际上处于领先水平,对于实现“肥药两减”,治理农业污染具有重大现实意义和示范作用,建议国家加大支持,提高推广应用力度和范围。赵玉芬院士更是呼吁这种新型肥料“一定要走向世界”。

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