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1、第十四章 有机肥料营养及施用,第一节 有机肥料概述,一、有机肥料的定义、分类广义：含有机质，既能为农作物提供各种有机、无 机养分，又能培肥土壤的一类肥料狭义：农村中利用各种有机物质就地积制或直接耕 埋施用的一类自然肥料,有机肥是有机物和无机物、有生命的微生物和无生命的物质的混合体。,根据有机肥料的来源和循环利用方式，可将有机肥区分为三种基本类型：绿色植物再循环 农作物副产品再循环 动植物废弃物再循环,绿色体再循环（绿肥等）,副产品再循环（饼肥、秸秆等）,废弃物再循环（厩肥等）,直接还田堆沤肥、饲料,直接还田堆肥、褥草饲料,直接还田堆沤肥、沼气肥,土壤作物系统（养分与能量再循环）,有机肥利用与再
2、循环方法,粪尿肥、堆沤肥、秸杆及绿肥是我国有机肥料的主体,常用有机肥和化肥的特点比较,肥料特点 有机肥 化 肥,种 类 多 较 多有机质含量 高 无 养 分 全面，但含量较低 较单一，含量高 肥 效 缓慢，有后效 迅速，难持久改土作用 良好 无直接改土作用,二、有机肥料的特点1.来源广2.含有机质3.肥效缓长4.完全肥料5.养分含量少（用量大）,三、有机肥料的分类1.粪尿肥：人粪尿、畜粪尿、禽粪、厩肥等2.堆沤肥：秸秆还田、堆肥、沤肥和沼气池肥3.绿肥：野生绿肥和栽培绿肥4.杂肥：城市垃圾、泥炭、腐殖酸类肥料、油粕类肥料、污水污泥等,我国有机肥料的总量达1824亿吨/年，其中含N700多万吨、
3、P2O5500多万吨、K2O1 000多万吨，相当于我国化肥产量氮肥的1/3、磷肥的2倍、钾肥的50倍,四、有机肥料的作用1.有机肥料具有营养作用2.有机肥料具有改土作用3.有机肥料具有刺激作物生长的作用,1.提供作物所需的各种矿质养分和有机养分。,2.增加土壤有机质含量，提高土壤肥力。,有机肥料在分解过程中通过矿化作用将其含的养分源源不断地释放出来，供作物生长发育的需要。,提供植物所需要的养分,矿质养分：含有作物生长所需要的各种矿质养分，是一种完全肥料（全价肥料），但养分含量较低。有机养分：最主要的特征是含有多种有机组分，所含的有机物主要为：不含氮有机物含氮有机物含磷有机物,提供植物所需要的
4、养分,养分全，后效长，含有植物生长必需的各种营养元素，包括氮磷钾钙镁硫和微量元素，是一种完全肥料。有机肥中含有多种有机酸和酶，有机肥促进微生物繁殖还可产生多种有机酸和酶，因而能增加土壤难溶性养分的释放。,含氮有机物,组成和形态是评价有机肥料质量的重要指标，其含量越高，有机物质腐解、转化越快，提供养分越多。主要有：氨基酸、蛋白质、酰胺、酶等维生素和生长素等动物排泄的尿素、尿酸等胡敏酸、富里酸、胡敏素等,不含氮有机物,有机肥料中不含氮有机物：水溶性碳水化合物淀粉、果胶、脂肪等半纤维素、纤维素、木质素等有机酸、醇、醛、酚、树脂等,含磷有机物,是另一类对作物有重要营养作用的有机组分，主要有：核蛋白、磷
5、脂、核酸等磷酸腺苷肌醇磷酸盐,补给和更新土壤有机质,有机质是土壤肥力的物质基础其含量决定于形成和分解量的消长比形成量决定进入土壤中有机质的数量和腐殖化系数，一般在0.20.5%腐殖化系数不同的原因主要是其本身的化学组成和腐解环境的不同木质素含量高嫌气、低温、酸性,改善土壤理化性质,增加土壤有机胶体，提高土壤结构性增加土壤水稳性团聚体，调节三相比，提高土壤保水保肥能力提高土壤阳离子代换量，提高土壤对pH的缓冲能力,激发效应,有机肥料加入土壤后，会加快或减慢土壤原有有机碳分解的作用激发效应的符号和大小与有机物的组成和用量和用量有关,提高微生物和酶活性,带入大量有益微生物，提高了土壤微生物活性，“加
6、酶措施”。有机肥为土壤微生物提供大量新鲜有机质，使土壤微生物活性增强，加速土壤养分的释放。,多个田间试验的结果表明:施用有机肥料对农作物有良好的增产作用。,配合施肥技术与常规施肥方法比较：,3.刺激作物生长增加作物产量，改善农产品品质。,降低蔬菜中硝酸盐，亚硝酸盐含量，提高维生素C含量,可提高小麦、玉米中蛋白质(2.0-3.5%)、氨基酸(2.5-3.2%)、面筋(1.3-3.6%)的含量,提高大豆中粗脂肪(0.56%)，亚油酸(0.31%)和油酸(0.92%)含量,第二节 粪尿肥和厩肥,一、人粪尿1.性质人粪尿是一种以氮为主的速效有机肥。2.成分：粪便：纤维素、半纤维素、脂肪、脂肪酸、蛋白质
7、及氨基酸、酶、粪胆质等；含水70%以上，含有机物20%左右，含氮1.0%，含P2O5 0.5%，含K2O0.31%尿：黄色透明、无微生物的弱酸性液体；主成分为尿素12%，氯化钠1%，少量的尿酸、马尿酸和肌酸酐、氨基酸、磷酸盐、铵盐等。含水95%以上，有机物3%左右，含氮0.5%，含P2O5 0.13，含K2O0.19%。,有机物约占20%，主要是纤维素、脂肪酸、氨基酸和酶类等；还含有少量吲哚、硫化氢、丁酸等臭味物质；约5%的灰分，主要是钙镁钾钠等，70-80%的水分。通常含氮较多，而磷钾较少，常可用作速效氮肥。人粪尿须腐熟后，或与厩肥、秸秆等一起堆制成堆肥，然后作基肥施用。,意义,人畜粪尿既是
8、优质有机肥，又是重要的污染源土壤具有强大的净化功能，人畜粪尿还田可变害为利粪尿肥还田是生物圈内物质循环和能量转换的重要环节,3.人粪尿的贮存人粪尿的贮存过程就是人粪尿的发酵腐熟过程。1）化学变化人粪中的变化主要是蛋白质的分解。腐熟时间：尿液：夏季23天，冬季10天；由清亮变浑浊，由黄褐色变成暗绿色；人粪尿混存：夏季：1周，冬季10 20天，以烂浆状流体或半流体为准。,2）贮存方法要求：减少氨的挥发和肥分渗漏，既要卫生有要保肥。水贮法：加保氮剂，防雨棚干贮法：加干细土，或草炭、风化煤人尿单存：尿量大、成分简单、腐熟快、无病菌、虫卵等3）人粪尿的无害化处理目的：杀死粪便中的病菌、病毒和寄生虫卵，防
9、止蚊蝇滋生，防止污染环境、水源和土壤；促进腐熟、防止养分损失，提高肥效。,无害化处理,无害化处理：杀死寄生虫卵、病菌和病毒的过程。高温堆腐和杀虫药剂处理等方法。新鲜人粪尿中常含有多种寄生虫卵、病菌和病毒，是痢疾、伤寒、肝炎和血吸虫病等多种疾病的主要传染源，必须经无害化处理。,无害化处理方法：高温堆肥处理：在60高温下，痢疾杆菌1020分钟死亡；伤寒杆菌10分钟死亡；结核杆菌15 20分钟死亡；55 高温下，钩虫卵、血吸虫卵等1分钟死亡。人粪尿嫌气发酵：利用嫌气环境和高浓度的氨抑制和杀死各种病毒、虫卵等；在嫌气条件下；伤寒杆菌只能存活2周；霍乱、痢疾等不到2周，血吸虫卵15 30天；钩虫卵2 3
10、周，蛔虫卵失去活力，不宜孵化。方法：人粪尿密封贮存、三格化粪池、沼气池等药物处理：给粪便中加入农药（如敌百虫1/10万）、氨水（1 2%）、尿素（1%）、石灰氮（0.2 0.3%）、漂白粉等化学物质,4.人粪尿的施用 一般做种肥或追肥，也可以做基肥 用新鲜人尿浸种可是幼苗健壮、根系发达，有增产效果。人粪尿对一般作物均有良好效果，特别对叶菜类作物和纤维作物的效果更好；由于人粪尿中含有大量的盐分，不宜于在烟草、马铃薯、甘薯瓜果、生姜等作物上施用，以免影响品质；,人粪尿适用于一般作物,特别是叶菜类和禾本科作物,对马铃薯、甘薯、甜菜、烟草等忌氯作物应少施.人粪尿可做基肥和追肥施用,用量一般为:7500
11、-15000 kg/ha人尿还可作速效性氮肥施用,此外还可用于浸种等.人粪尿因磷钾含量低,施用时应注意配合磷钾肥或其它有机肥.,二、家畜粪尿,1.家畜粪、尿及厩肥的成分与性质家畜粪：成分复杂，主要有纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质、氨基酸、脂肪类、有机酸、酶和无机盐类家畜尿：成分简单，主要有尿素、尿酸、马尿酸及钾、钠、钙、镁等无机盐类,椐统计，1995年末我国猪年存栏4.4亿头，牛1.3亿头，马骡驴2600万匹，羊2.7亿只，家禽41亿只，它们的排泄物是我国农村厩肥的主要来源，约占农村有机肥总量的67%。,1.畜粪的成分与性质 主要成分是纤维素、半纤维素、木质素、蛋白质及其降解物等。矿化缓慢，
12、氮素有效性差；但腐熟后，形成的腐殖质多，阳离子交换量大，改土效果好 磷素一部分为核蛋白和卵磷脂，一部分为无机磷酸盐，有效性较高；钾为水溶性的。热性肥料：骡马粪、羊粪凉性肥料：牛粪、猪粪,表 每吨活家畜每年的排泄量（吨）,4.41,4.37,4.17,4.37,干物质,13.51,12.79,27.78,29.10,新鲜排泄物,羊,马,牛,猪,家畜种类,表 一个“家畜肥料单位”每年的养分排泄量,38,73,80,200只鸡,41,66,75,7头猪,108,41,77,1头奶牛,K2O,P2O5,N,养分排出量（公斤/年）,家畜种类 水分 有机质 N P2O5 K2O猪粪 85 15 0.56
13、0.40 0.44猪尿 97 2.5 0.30 0.12 0.45 猪厩肥 72 25 0.45 0.19 0.60马粪 76 20 0.55 0.30 0.24马尿 90 7.0 1.20 0.01 1.50马厩肥 71 25 0.58 0.28 0.53牛粪 83 15 0.32 0.25 0.15 牛尿 94 3.0 0.50 0.03 0.65牛厩肥 78 20 0.34 0.16 0.40羊粪 65 28 0.65 0.50 0.25 羊尿 85 7.0 1.40 0.03 2.10羊厩肥 65 32 0.83 0.23 0.67,家畜粪尿及厩肥中养分的平均含量(%),2.家畜粪尿及
14、厩肥的合理施用猪粪和猪厩肥：中性肥料，适用于各种土壤和作物牛粪和牛厩肥：冷性肥料，有利于改良有机质少的轻质土壤马粪和马厩肥：热性肥料，可用于改良质地粘重土壤羊粪和羊厩肥：热性肥料，是一种优质有机肥，适用于各种土壤和作物厩肥和家畜粪一般做基肥施用，全面撒施或集中施用均可，用量约为15000-22500 kg/ha，并注意与化肥配合施用。,三、厩肥,厩肥：是指以家畜粪尿为主，加入作物秸秆、草炭或泥土等垫圈材料集制而成的有机肥料。厩肥的成分因家畜的种类、饲料的优劣、垫圈材料及用量等条件而异。厩肥是我国农村有机肥料的主体(63-72%)。,厩肥,家畜粪尿、垫圈料和饲料残渣，混合堆积而成，分为土粪，草粪
15、。厩肥成分依家畜种类，饲料优劣，垫圈材料和用量等不同而异。OM 25%、N 0.5%、P2O5 0.25%、K2O 0.6%。鲜厩肥含有较多的纤维素、半纤维素、C/N比高，直接施用会与作物争氮，反硝化脱氮，应堆腐后施用。,1.垫圈材料：要求吸水吸肥，减少养分损失，保持畜圈干燥卫生。1）秸秆类：吸水性强，能增加厩肥的有机质和养分，如稻草含氮0.63%，P2O50.11%，K2O0.85%；麦杆含氮0.48%，P2O50.22%，K2O0.63%。缺点：吸氨量较少，一般为0.2%。2）干细土：来源广泛，取用方便，吸氨能力强。当土：尿比为5：1时，吸氨量达99%。3）野草和落叶：类似于秸秆。4）草炭
16、：吸水力强，吸水率达300600%，吸氮量为1.5 3%；含有大量有机质和养分。,2.积制方法圈内堆积法：深坑式、粪池式、半坑式等圈外堆积法：定期将圈内粪便等废弃物移出，堆积到一个平坦、干燥的地方堆制。紧密堆积法：疏松紧密堆积法和疏松堆积法等多种方式。了提高厩肥质量，在过程中加入过磷酸钙等物质可以减少氮素损失。,3.厩肥堆腐过程中有机物的转化1）碳水化合物 在好气条件下，纤维素、半纤维素、淀粉等物质降解形成单糖，最后水解为CO2和H2O；在嫌气条件下，形成一些有机酸、醛、醇、酮等中间产物。木质素分解缓慢，形成一些芳香酸，如丁香酸、原儿茶酸、没食子酸、香豆酸等，这些物质在微生物的作用下形成腐殖酸
17、。,含氮物质：尿素、尿酸、马尿酸的转化同前。蛋白质的矿化同土壤中蛋白质。含磷化合物：核酸、核蛋白及其衍生物，植素、磷脂等的转化同土壤。4.厩肥的腐熟特征,生粪,半腐熟（棕、软、霉）,腐熟（黑、烂、臭）,过劲（灰、粉、土）,水、气热适宜,水、气、热适宜,高温通气缺水,半腐熟（白毛）,加水压实,5.厩肥的施用 未腐熟或半腐熟的厩肥或家畜粪肥一般作基肥施用；腐熟的厩肥可以做基肥，也可以做种肥或追肥；但生粪不能做种肥或追肥，以免造成“生粪咬苗”现象。另外，根据土壤、气候和作物条件选择厩肥的腐熟度。厩肥施用时，最好配施化学氮肥 施肥量：1t2t；土粪可以施5t-10t;菜地适当增加；另外，厩肥还有良好的
18、改土效果。,第三节 秸秆直接还田与堆肥,秸秆还田，是作物秸秆不经堆肥过程，在田间条件下的直接腐解。,1.秸秆还田的作用提高土壤养分有效性,对土壤养分的激发效应，活化土壤潜在养分，促进土壤有机质更新。对土壤氮的缓释作用，秸秆C/N高，可将无机氮转化为有机氮。为土壤固氮微生物提供充足的能源，提高土壤生物固氮量。,一、秸秆还田,改善土壤物理性质,秸秆富含纤维素、半纤维素、木质素等物质，提高土壤腐殖质含量效果显著，利于土壤团聚体的形成，提高土壤有机质含量，改善土壤物理性质。秸秆在分解过程中产生的多糖类物质可直接用于团粒的形成，同时微生物菌丝体也增加了多糖类物质，促进团聚体形成。降低土壤容重，增加土壤孔
19、隙度，改善土壤物理性质。,秸秆还田的不利影响,土壤Eh值降低，有害物质积累。注意秸秆还田的数量。与作物争氮，配合施用氮肥，石灰氮效果最好。可能带入一些病菌、虫卵、杂草种子等有害物质。,秸秆还田的技术,秸秆还田数量：一般翻压量可达每亩150200公斤。还田时间：若是翻埋，一般在作物收割后立即将秸秆耕翻入土，尽量减少水分损失，以利腐解。还田方法。翻耕时使秸秆与土壤充分混匀，以利腐解，土壤水分应达到田间持水量的60为宜。,二、堆肥(Compost),堆肥：是秸秆、杂草、绿肥、泥炭、垃圾等与人畜粪尿在好气条件下堆腐而成的有机肥料。堆肥是创造一个条件，促进微生物大量繁殖，加速养分的释放。,1.定义,按所
20、含的主要材料分：泥土质堆肥、厩肥质堆肥、秸秆质堆肥等,按堆积方式分：普通堆肥和高温堆肥,北方地区以堆肥为主，堆积过程中主要是好气微生物分解，发酵温度较高；南方地区则以沤肥为主，其沤制过程主要是嫌气微生物分解，常温下发酵。,2.分类：,3.堆肥的原料1）不易分解的物质2）促进分解的物质3）吸收性强的物质,主料：秸秆、杂草、垃圾、各种植物残体，富含纤维素和半纤维素，也是升温材料。促分解物：含氮丰富的人畜粪尿和石灰等物质，是影响堆肥质量的关键。吸附物：主要是肥土、河泥、草炭等，可以吸水、保肥。,高温堆肥,高温堆肥是以高纤维的秸秆、杂草为主要原料，加入一定量的人畜粪尿，堆腐温度较高，时间短，适合集中处
21、理大量农作物秸秆、生活垃圾，使其在短时间内迅速成肥。无害化处理较彻底，养分含量高，粪质好，气味小。,4.堆肥堆制的原理,1）堆制原理,使粗有机物质在微生物的作用下经过矿化和腐殖化过程而成为优质肥料。前期以矿化为主，后期以腐殖化为主。,堆制原理的阶段性,发热阶段 堆温升到50度左右称为发热阶段。主要是无芽孢杆菌、放线菌、真菌等中温性微生物活动，分解有机物，同时释放氨、二氧化碳和热量。高温阶段 堆温升到65度，称为高温阶段。主要有好热放线菌、高温纤维分解菌，主要分解纤维素、半纤维素和部分木质素，并进行腐殖化过程。,降温阶段 堆温降到50度以下，称为降温阶段。此时，堆内的微生物种类和数量都比前一阶段
22、多，中温性微生物数量显著增加，腐殖化作用占优势。腐熟保肥阶段 堆内碳氮比减小，腐殖质明显增加，放线菌继续分解有机质，缓慢进行后期的腐熟作用。,2）堆肥的堆制条件,水分适宜的含水量为原材料湿重的60%左右，升温阶段水分不宜过多，保肥阶段适当增加水分。通气堆制初期要创造较为好气的条件，以加速分解并产生高温，堆制后期要创造较为嫌气的条件，以利腐殖质形成和减少养分损失。,温度好气性微生物适宜温度40-500C，好热性微生物适宜温度为60-650C。养分碳氮比大致调到25:1，为此要加入一定量的高氮物质，如腐熟的人畜粪尿及化学氮肥等。酸碱度中性和微碱性条件有利于堆肥中微生物的活动，能加速腐解，为此，可加
23、入一些石灰、草木灰等物质。,Compost turning over,Compost mixing with designated machinery,Compost production techniques,Heap,5.堆肥腐熟度评价,5-1 堆肥腐熟度概念5-2 堆肥腐熟度评价指标5-3 堆肥过程中有害污染物控制,5-1 堆肥腐熟度概念,腐熟度就是堆肥腐熟的程度即堆肥中的有机质经过矿化、腐殖化过程最后达到稳定的程度。,5-2 堆肥腐熟度评价的指标,物理评价指标腐熟堆肥的表观性质堆肥后期温度自然降低不再吸引蚊蝇不再有令人讨厌的臭味由于真菌的生长，堆肥出现白色或灰白色菌丝堆肥产品呈现疏松的
24、团粒结构。此外高品质的堆肥应是深褐色，肉眼看上去均匀，并发出令人愉快的泥浆气味，这种方法只能从感官上进行初步判断，难以进行定量分析。,化学评价指标,（一）pH值许多研究者提出，pH值可以作为评价堆肥腐熟程度的一个指标；堆肥原料或发酵初期，pH值为弱酸性到中性，一般为6.5-7.5。而腐熟的堆肥，一般呈弱碱性，pH值在8-9pH值亦受堆肥原料和条件的影响，只能作为堆肥腐熟的一个必要条件，而不是充分条件,挥发性固体（有机质或全碳）含量堆肥的实质是挥发性固体物质（有机质或全碳含量）分解和转化为气体及水分，通过蒸发或挥发使堆肥的体积和重量减少挥发性固体代表着堆肥中可被微生物利用的有机质含量，影响着堆肥
25、过程的温度变化。在适宜的条件下，当挥发性固体含量高时（堆肥初期），微生物拥有大量可以利用的碳素能源，使堆垛温度上升，随挥发性固体含量的减少，堆垛温度也呈降低趋势。,固相或液相的碳氮比值 1.固相C/N比C/N比是一种传统的方法，常常被作为评价腐熟度的一个经典参数。一般地，C/N比从最初的3540或更高（木材类废弃物）降低到1820，表示堆肥已腐熟用C/N比评价腐熟度已存在着明显不足：因为对于象活性污泥、鸡粪、城市垃圾及泥炭残余物等C/N低（C/N15）的废物的堆肥，则不能用C/N比评价腐熟度,第四节 绿 肥,一、绿肥的定义绿肥：作为肥料的栽培或野生的绿色植物绿肥作物：专门栽培用作绿肥的作物二、
26、绿肥在农业生产中的作用1.解决有机肥源2.培肥和改良土壤3.改善生态环境4.促进农牧业生产全面发展,三、绿肥作物的种类按植物学种分按栽培季节分按栽培年限分按绿肥来源分按生长环境分,豆科绿肥作物非豆科绿肥作物冬季绿肥作物夏季绿肥作物一年生绿肥作物多年生绿肥作物栽培绿肥野生绿肥旱生绿肥水生绿肥,四、绿肥的栽培方式单种：在一块地只种一种绿肥作物插种：在主作物换茬的短暂空隙种植一次生长期较 短的绿肥作物间种：在主作物的株行间与主作物同时种植的绿肥 作物套种：在主作物种植之前或之后种植的绿肥作物，分别称为前套和后套混种：多种绿肥作物按一定比例混合或相间种植在 同一块地里,五、绿肥作物的栽培要点六、绿肥的
27、利用施用：方式：直接翻耕、堆沤、过腹还田刈割与翻耕适期：鲜草产量与养分总含量最高耕翻深度：1020cm施用量：1 0001 500 kg/亩应与无机肥料配合施用,第五节 其他有机肥料,一、泥炭：有机肥源、造肥原料、栽培基质二、腐殖酸类肥料：多功能有机无机复合物三、饼肥：种子榨油后的残渣四、海肥：海产加工厂的废弃物和海生物、植物及海泥等五、屠宰场废弃物：包括家畜粪尿、废血、蹄角、碎发和废水等,六、垃圾（城市垃圾）：生产、生活等固体废弃物的总称七、污泥：沟、湖、河、塘、下水道里的肥沃淤泥八、污水：工业废水、生活污水,小结：1.古代中国是最早使用天然肥料的国家2.李比希对中国农业的评价：中国式的传统
28、农业，精耕细作，耕地长期使用地力却不会下降，是施用有机肥的结果3.生物废物 资源（肥料资源）污染源（脏、烂、臭）4.传统农家肥 商品化有机肥(城市堆肥工厂)5.我国的施肥制度：有机肥与无机肥配合施用,利用不利用,表 有机农业和我国传统农业的异同点异同点我国传统农业有机农业相似基本生产方式土壤耕作方面、种植制度方面、土壤肥料方面、病虫害防止方面相异时代背景没有化肥和农药科学进步、工业化水平高、可资利用人们环保意识不断增强科学基础以直接经验为指导以生物学、生态学原理为指导生产条件以人畜力为主具有先进的劳动生产工具和科学技术成果,有机肥料与无机肥料配合施用的优越性：1.有机肥料和无机肥料所含养分的种类和含 量个不相同，能互补长短2.有机肥料和无机肥料的肥效快慢、长短各 异，能相互祢补3.有机肥料和无机肥料配合施用，能培肥改 土，协调土壤养分供应,
