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1、1,肥料与植物营养基本知识培训讲义,科邦技术部,二零零四年九月,2,主要内容,一、肥料的发展历史,二、肥料的分类,三、主要化肥品种及基本理化性质,五、植物营养与施肥,四、肥料的标识与标准,六、施肥与环境,3,一、肥料的发展历史,4,世界农业发展简史：,原始农业捕猎、采集果实,迁移农业,定居农业从事农业生产；耕作/轮作周礼有云：“不易之田家百亩，一易之田家 二百亩，再易之田家三百亩”,5,战国时期：施用有机肥已达到很高的水平,北魏贾思勰齐民要术“美田之法”“有收无收在于水，收多收少在于肥”,至18世纪末：合理轮作、种养结合，施用有机肥料“庄稼一枝花，全靠肥当家”,6,化肥工业的崛起,1840年德
2、国化学家李比希博士发表“化学在农业和植物生理学上的应用”论文,认为N、P、K、Ca、Mg、Si、Na、Fe是植物生长必需元素,植物吸收的是矿质营养,“养分归还学说”,自从有了“矿质营养学说，世界农业革命的面貌就焕然一新了”,7,世界化肥工业发展简史,1830年用硫酸处理骨粉1842年英国人劳斯用硫酸处理磷矿石成功地生产出首批过磷酸钙商品，这是人类人工化学合成无机肥料开始的标志。,1860年德国人发现了钾盐矿，1861年开始开采光卤石(氯化钾和氯化镁的复盐)，并垄断世界市场长达70余年。加拿大、俄罗斯和德国是目前主要的钾肥生产和出口国。,1904年德国人哈伯发明生产合成氨的方法。1913年在德国
3、建成了日产30吨合成氨的工厂。在此之前，在挪威有人用电弧法制取硝酸，并与石灰石反应生产出硝酸钙，这是最早的氮肥品种。,8,中国化肥工业发展,“中国化肥工业：现状及发展趋势”中国化工报2004.4,9,中国农业统计年鉴，2003,19752005年化肥供需情况图,10,化肥施用与粮食增产(1),11,FAO资料表明，近30年来世界粮食增产量的5060是施用的化肥贡献的。国家农业部肥料专家高祥照博士认为：在我国，,化肥施用与粮食增产(2),化肥提供了一半以上的农业产量 间接养活了全国一半的人口 目前占农业生产物质投入的一半,12,化肥施用与粮食增产(3),年代,项目,13,二、肥料的分类,14,肥
4、料的分类,有机肥,无机肥（化肥）,有机无机复混肥,人畜粪尿类、饼肥类、植物秸秆类、杂肥类等,单一养分,多元养分,氮、磷、钾,微量元素肥料,生物肥料,二元复合肥,三元复合肥,掺混（BB）肥,15,按物理形态,固态肥,液肥,气肥,大多数颗粒或粉末状固态肥料,液氨、氨水、偏磷酸铵、冲释肥等,CO2、O2、SO2等,16,按吸收营养部位,地下部,地上部,大部分固态和液态肥料,叶面肥,营养型（微量元素有机螯合为主）,激素型：矮壮素、缩节铵等,多功能型,气肥,17,按养分释放速率,速效肥料,长效肥料,控释肥料,缓溶性,缓释性,框架结构的大分子有机物质把养分包裹,用分解速度不同的多层包膜材料分层包裹,把分解
5、速度不同的颗粒按一定的比例混合,脲甲醛、脲乙醛、聚磷酸盐等,有机肥、硫磺包膜尿素、钙镁磷肥包膜碳铵、钙镁磷肥包膜尿素等,碳铵、尿素、氯化钾等,18,三、主要化肥种类及基本理化性质,19,氮 肥,铵态(NH3-N),硝态(NO3-N),硝铵态,酰铵态(-CONH2),液氨（82以上）、氨水（1217）、硫酸铵（20）、碳酸氢铵（16）、氯化铵（25）,硝酸铵（35）NH3-N和 NO3-N各占一半,硝酸钠（15）、硝酸钾（13）硝酸钙（12）,尿素 CO(NH2)2（4246）,20,尿素在土壤中的转化及使用方法,1、脲酶的活性与温度、水分、质地、土壤pH有关，10时，尿素完全转化需710天；2
6、0 时，45天；30 时，2天2、可以被土壤胶体吸附3、表施会造成尿素的挥发损失4、深施或施用后立即灌水 a 使尿素渗入土壤深层 b 深层土壤脲酶活性较低，可缓解尿素的快速分解,21,磷 肥,水溶性磷肥,过磷酸钙（含P2O51420，含硫）、重过磷酸钙（含P2O51420，不含硫）、磷酸铵（一铵、二铵）、硝酸磷肥（含P2O5 1220）,枸溶性磷肥,钙镁磷肥（含P2O51220）、钢渣磷肥（碱性炉渣含P2O5 817）,难溶性磷肥,磷矿粉肥、骨粉、鸟粪磷矿粉,22,新型磷肥,优 点,含磷量高（P2O5 60以上）易溶于水，物理性质稳定减少土壤对磷的固定,23,钾 肥,氯化钾（含K2O 63.7
7、%）,硫酸钾（明矾石含K2O 54%左右）,硝酸钾（含K2O 46.58%,含N13.68）,磷酸二氢钾（含K2O 27.45%，P2O522.8%）,碳酸钾（草木灰）,24,四、肥料的标识与标准,25,肥料的基本术语,复混肥料 compound fertilizer 氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分标明量的由化学方法和（或）掺混方法制成的肥料。复合肥料 complex fertilizer 氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分标明量的仅由化学方法制成的肥料，是复混肥料的一种。有机-无机复混肥料 organic-inorganic compound fertilizer 含有一定量有机质的
8、复混肥料。掺合肥料（blended fertilizer）氮、磷、钾三种养分中，至少有两种养分标明量的由干混方法制成的肥料，是复混肥料的一种。,26,有机肥料 organic fertilizer 主要来源于植物和（或）动物，施于土壤以提供植物营养为其主要功能的含碳物料生物有机肥 bio-organic fertilizer 特定功能微生物与有机物料(主要以经无害化处理、腐熟的动植物残体,如畜禽粪便、农作物秸秆等为来源)复合而成的一类兼具微生物肥料和有机肥效应的肥料。,27,总养分 total primary nutrient 总氮(N)、有效五氧化二磷(P2O5)和氧化钾(K2O)含量之和，
9、以质量百分数计。肥料品位 fertilizer grade 以百分数表示的肥料养分含量。配合式formula 按N-P2O5-K2O（总氮-有效五氧化二磷-氧化钾）顺序，用阿拉伯数字分别表示其在复混肥料中所占百分比含量的一种方式。如科邦45（15-15-15）复合肥 注：“0”表示肥料中不含该元素。产品名称不允许添加带有不实、夸大性质的词语，如“高效”、“肥王”、“全元素肥料”等。,28,复合肥料（复混肥料）国家标准（GB15063-2001）2002-01-01实施,29,有机-无机复混肥料国家标准（GB 188772002）,30,有机肥料农业行业标准(NY 525-2002)2002年1
10、2月01日实施,31,不正规包装标识,尿 素,氮N 46%缩二脲 1.5%水分 1.0%,微素 9%,S 12%,N 25%,净含量(400.4Kg),美国特产有限公司地址：美国康斯康星州,有机无机复混肥料,有 机,尿 素,氮磷钾 16%,有机质20%，氨基酸10,总含量 46%,GB18877-2002 鲁农肥（2003）临字0939号,美国特产有限公司地址：美国康斯康星州,授权生产包装商：XXXXXX地址：XXXXXXXXX,授权生产包装商：XXXXXX地址：XXXXXXXXX,32,33,五、植物营养原理与施肥,34,植物营养原理,养分归还学说因子综合作用率最小养分率需肥临界期最大效率期
11、报酬递减率（最大施肥量、经济（最佳）施肥量和生态施肥量）,35,养分归还学说,19世纪德国化学家李比希提出，也叫养分补偿学说。主要论点是：作物从土壤中吸收带走养分，使土壤中的养分越来越少。必须通过施肥才能保持土壤养分的平衡。“有借有还，再借不难”,36,因子综合作用律,据统计，作物增产因素中施肥占32%，品种占17%，灌溉2%，机械化占13%，其他占10%，因此施肥应与其他高产栽培措施紧密结合，才能发挥出应有的增产效益。在肥料养分之间，也应该氮、磷、钾以及其他中微量元素相互配合施用，这样才能产生养分之间的综合促进作用。,37,最小养分率木桶理论,38,需肥临界期、最大效率期,39,最大施肥量、
12、经济（最佳）施肥量和生态施肥量,增施肥料的增产量产品单价增施肥料肥料单价。此时施肥经济又有利，增产又增收。,40,植物的必需营养元素,缺少这种元素植物就不能完成其生命周期。缺少这种元素后，植物会表现出特有的 症状。必须是直接参与植物的新陈代谢，对植物起直接的营养作用。,41,植物有益元素 Si、Na、Se、Ni、Al等,碳(C)、氧(O)、氢(H)氮(N)、磷(P)、钾(K)钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、氯(Cl),植物16种必需元素,水稻需要硅(Si)，藜科植物(甜菜等)需要钠(Na)，豆科植物需要钴(Co)，茶树需要铝
13、(Al),42,氮素营养,43,氮素的营养功能,蛋白质、核酸、核蛋白、叶绿素、多种酶、维生素的重要组分。对植物生命活动以及作物产量和品质都有极其重要的作用。,叶片淡绿或发黄（蛋白质和叶绿素合成受阻），显著症状是植株下部叶片首先褪绿黄化，然后向上部叶片扩展。苗期细胞分蘖减慢，植株矮小、瘦弱、叶片薄而小，禾本科作物分蘖少，茎杆细。,缺氮症状,氮素过量,细胞增长过大，细胞壁薄，细胞多汁，植株柔软，消耗过多碳水化合物，易倒伏和受病虫害侵袭而影响作物产量和品质。棉花：叶片肥大而相互遮阴，株型高大，徒长，蕾铃稀少而易脱落。,44,土壤中氮素形态和氮素循环,95%以上以有机态氮形式存在（蛋白质、氨基糖、杂环
14、态氮等）。无机态氮主要为铵态氮（NH4+）和硝态氮（NO3-）,45,耕地氮素小循环,NO2-,NO3-,NH4+,有机物,植物,N2,微生物,粘土层间,NO3-、N2NH3、N2O,生物固氮,肥料,淋洗,气体挥发,46,磷素营养,47,磷素的营养功能,磷脂、RNA、DNA、ATP、Pi的重要组分。参与光合作用、呼吸作用、生物合成等多种代谢过程。,缺磷症状,首先出现在老叶上。缺磷初期常呈暗绿色。一年生作物（如玉米）茎部常出现典型紫红色症状。,磷素过量,叶片肥厚而密集，叶色浓绿。植株矮小，节间过短，生长明显受抑制。地上部生长与根系生长比例失调。,48,土壤中磷的固定,1.化学沉淀Fe 3+H2P
15、O4-2H+Fe(OH)2H2PO4Al 3+H2PO4-2H+Al(OH)2H2PO4Ca(H2PO4)2+OH-Ca4H(PO4)3,酸性土壤,碱性土壤,49,2.吸附与解吸,高岭土,OHOHOH,+H2PO4-,高岭土,OOO,P,O,+2H2O+OH-,50,钾素营养,51,钾素营养功能,三种大量元素中唯一只以离子态存在。激活多种重要生理过程中酶的活性（合成酶、转移酶、氧化还原酶）。电子传递的重要载体。,缺钾症状,常发生在作物生长发育的中、后期（流动性强）。首先在植株下部老叶上出现失绿并逐渐坏死，叶片暗绿无光泽。双子叶植物叶脉间先失绿，沿叶缘开始出现黄化或有褐色斑点或条纹。单子叶植物叶
16、尖先黄化，随后逐渐坏死。,钾素过量,钾肥用量过多引起作物的奢侈吸收，而这些养分对提高产量没有帮助，造成浪费现象。,52,土壤钾素形态,水溶性钾：以离子形态存在于土壤溶液中。它代表最易被植物吸收利用的钾的形态。交换性钾：吸附于土壤胶体表面的钾离子，通过解离与交换能释出K+离子。固定态钾：进入粘粒矿物晶架构造的陷穴中，或被堵塞于晶层中而失去交换性的钾离子。原生矿物中的钾：钾矿石中钾，必须通过风化才能释出。,53,土壤养分的有效性,土壤养分的化学有效性 土壤中存在的矿质态养分。可了解土壤能为当季植物提供多少养分，在实际生产中作为推荐施肥的依据。,土壤养分的生物有效性 1.根对养分的获取与养分向根表迁
17、移的方式和速度。2.根系生长与吸收作用下，土壤养分的有效化以及环境因素对养分有效化的影响。,54,土壤有效养分示意图,养分向根表迁移,截获质流扩散,55,养分的吸收（根系）,56,养分的吸收（叶片和地上部其他器官）,57,六、施肥与环境,58,我国目前施肥中存在的几个问题,过量使用化肥，有机肥使用量逐渐减少。偏施氮肥，轻施磷钾肥。复合肥（专用肥）使用比例低。肥料的利用率偏低。,59,不合理施肥对环境的影响,施化肥造成的土壤重金属累积。农田的养分损失对环境的影响主要涉及氮和磷两个元素。磷对环境的影响主要限于水体的富营养化，氮则还影响到大气。,60,不合理施肥导致：,大气污染 氧化亚氮（N2O）作
18、为一种温室气体，促进全球的气候变暧，不仅如此，它还破坏臭氧层，增加紫外线辐射，引发皮肤癌 1.反硝化过程 2.农田氨挥发进入大气平流层经光化学反应生产氮氧化物,水体污染 水体富营养化（藻华与赤潮）：氮与磷等营养物质大量进入湖泊、江河、海湾后，水中的营养物质增多，促使藻类及其他浮游生物迅速繁殖，水的透明度降低，阳光难以透过水层，从而影响水中植物的光合作用和氧气的释放。藻类的呼吸作用、藻类残骸的分解会大量消耗氧，在一定时间内使水体处于严重缺氧状态，从而导致鱼类和其他生物死亡。1.农田淋失的硝态氮随径流和渗漏而进入水体。2.磷素随水土流失进入水体。,61,无锡鼋头渚景区,62,太湖南岸,63,1.过
19、量使用化肥，植物抗逆性降低，增加农药和激素类化学品的用量，又间接加重了水、大气和土壤的污染。2.过量使用化肥，人、畜粪尿（特别是前者）未能充分利用，而是大量地直接排入水体，这一现象在城镇尤为突出，造成水体的污染。,间接污染,64,增施化肥,土壤酸化或盐化,土壤有机质减少,土壤理化性质恶化,作物产量提高缓慢甚至减产,恶性循环,环境污染,影响农业和社会可持续发展,65,化肥的出路在何方？,减少不合理的化肥使用量。提高化肥的利用率。有机、无机、生物肥料三者相结合。,The answer is,生态型肥料,66,thanks!,Produced bytechnology department of TU,
