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科学施肥原理及技术人口的指数增长1、计算世界人口每增加10亿所用时间。2、分析1830年来世界人口的增长趋势。3、“人口的指数增长”的特点？如果继续下去,会带来怎样的后果？我国粮食安全状况我国粮食安全现状是处于低水平、偏紧张的供求阶段。DoubleGreenRevolutionMEETINGCEREALDEMANDWHILEPROTECTINGNATURALRESOURCESANDIMPROVINGENVIRONMENTALQUALITY(Cassmanetal.Annu.Rev.Environ.Resour.2003)5表10-2几个国家的肥料使用量与谷物产量谷物单产肥料使用量欧洲6115326美国475399日本5846400非洲10709南美198633（单位：kg/ha）0500100015002000250030003500400019751978198219851988199119941997肥料施用量与粮食总产量的关系粮食产量(万吨)肥料施用量(万吨)肥料施用量粮食总产量15000200002500030000350004000045000500005500060000650007000075000肥料施用量粮食总产量010002000300040005000196119641967197019731976197919821985198819911994199720002003万吨化肥产量化肥需求Fig1.ProductionandConsumptionFig2.ChemicalApplicationandGrainProduct303234363840424446485019901992199419961998200020022004%Fig3.FertilizerRatioofGrainsCostFig4.UnitChemicalFertilizerCostofGrainProduction0500100015002000250030003500400045005000198519861987198819891990199119921993199419951996199719981999200020012002200320040100002000030000400005000060000化肥施用量(万吨)粮食产量(万吨)0.00.10.20.30.40.50.619781979198019811982198319841985198619871988198919901991199219931994199519961997199819992000200120022003水稻小麦玉米8—利用率不高造成资源的浪费—使用方法不当，造成生态环境恶化•我国农业资源的利用水平还很低。灌溉水利用率为43%，低于国际先进水平30%；降水利用率约为45%，仅相当于世界先进水平的25%。•每年化肥施用量超过860亿斤（纯养分），是世界上肥料用量最多的国家，然而氮肥当季利用率仅30%，每年氮肥损失近400亿元，肥料利用效率不高。•全国农药年产量超过8亿斤（有效成分），居世界第二位，但有效利用率只有30%，农药浪费严重并造成污染。以化肥为例化肥、农药和农膜造成的面源污染问题严重。我国化肥年使用量达到4400多万吨，大部分流失造成地表水富营养化和地下水硝酸盐污染；全国农药年使用量近130万吨，污染的农田面积达到1.36亿亩；地膜覆盖正由“白色革命”演变为“白色污染”。秸秆焚烧造成环境污染、大气污染，土壤生态破坏，甚至危及正常交通安全。3.生物多样性的减少（高产量品种的普及）。动植物的数量是一种资源，而其多样性也是一种资源。近亲繁殖-----生命力的衰退杂交优势-----新品种，种群的诞生4.大规模单作经营化的倾向单作经营----一农场大规模栽培单一作物复合经营----一农场栽培多种作物或饲养多种家畜结果：连作障害；地力低下----有机农业的再认识涉及到农村生态环境农村生活垃圾和污水未经处理随意排放，导致农村环境卫生状况恶化。我国农村每天产生的生活垃圾达100多万吨，大部分未经处理，成为蚊蝇孳生地和地表水、地下水的重要污染源。畜禽粪便造成的污染问题日益突出。我国猪、牛、鸡三大类畜禽粪便年排放化学需氧量（COD）6900多万吨，是全国工业和生活污水COD的5倍以上，成为首要污染源。Pollution这就是在西安,就是在这个地方有人花了30多万吃了一顿饭1616营养元素过剩的症状•氮——叶色浓绿，叶片大而柔软，少花,徒长•磷——易引起锌及铜缺乏症状，易引起铁缺乏症状，下部叶出现红斑•钾——易造成钙及镁缺乏症状，叶尖焦枯•钙——土壤易成中性或碱性，引起微量元素不足(铁,锰,锌)，叶肉颜色变淡，叶尖红色斑点或条纹斑出现•镁——叶尖萎凋，叶片组织色泽叶尖处淡色，叶基部色泽正常•硫——盐害，叶缘焦枯•铁——易引起缺锰症•硼——先叶尖，叶缘黄化后，全叶黄化，并落叶，由成熟叶开始产生病症•锌——叶尖及叶缘色泽较淡随后坏疽，叶尖有水浸状小点•锰——异常性落叶•铜——叶肉组织色泽较淡呈条纹状营养元素缺乏的外观特征氮——生长势差，全株黄化，叶片呈淡绿，老叶变黄，干枯及脱落磷——叶片暗绿色，下部叶片后期出现红色斑点或紫色斑点，并坏疽-钾——老叶生斑点（白色或黄色），斑点后期呈现坏疽钙——新叶叶缘波浪状，新叶叶缘变红黄镁——老叶黄化，初期由叶肉细胞变黄，叶缘仍保持绿色，严重时黄化部位转坏疽，落叶硫——新叶呈淡黄色，叶型不变，全柱变黄铁——幼叶黄化，老叶绿色，叶片淡黄，不出现坏疽或坏死硼——新叶枯萎并陆续生长新芽又枯萎，节间缩短，叶柄表皮有横裂纹，表皮龟裂呈横纹，维管束曲折或横断裂锌——小叶,嵌纹或脉缘，根生长不良，叶片黄化，坏疽锰——叶片黄化，淡绿或灰白条纹，幼叶黄化，严重时有坏疽现象铜——叶片尖端凋萎，叶片弯曲呈杯状钼——老叶色泽变淡，黄化，全株色泽变黄，落叶个性:不同植物以及同一植物的不同生育期所需养分不同植物的营养特性一.植物营养的共性如水稻需Si，豆科植物需Co，块茎、块根类植物需K。豆科植物需N少。棉、麻需Na。油菜、糖用甜菜需B等。共性:所有植物生长发育必需16种元素水稻、小麦等禾谷类作含Si多马铃薯、甘薯含K多豆科作物含N多（2）有益元素的种类和功能元素名称主要生理功能主要受益植物硅增强植物的硬度禾本科植物(如水稻、小麦、大麦)钴维生素B12合成豆科固氮植物调节酶或激素活性(必需)钠参与C4或CAM光合途径C4代替钾参与细胞渗透压植物(如甜菜等)调节、部分酶激活镍豆科植物脲酶的组成豆科植物铝（尚未明确）喜酸性植物(如茶树)2.毒性较大的元素如：I、Br、F、Al、Cr、Pb、Cd、Hg3.植物的超积累吸收及其利用超积累植物植物修复植物开矿4.植物营养遗传特性的差异不同种类或同一种类不同品种的植物：（1）对元素的种类和数量需要不同（2）对肥料的需要量不同磷的临界期在幼苗期；玉米氮素最大效率期在喇叭口到抽穗初期；小麦氮素最大效率期在拔节到抽穗期；棉花氮素最大效率期是在开花结铃期。植物各生育期的营养特性植物通过根系由土壤中吸收养分的整个时期,就叫植物营养期。一般作物吸收三要素的规律是:生长初期吸收的数量和强度都较低,随着生长期的推移,对营养物质的吸收逐渐增加,到成熟阶段,又趋于减少。植物营养期:植物营养阶段性:植物营养临界期:是指营养元素过多或过少或营养元素间的不平衡,对于植物生长发育起着明显不良的那段时间.二、植物不同生育期的营养特性生育期营养生长期生殖生长期作物营养期：植物根系从介质中吸收养分的时期。作物吸收养分的一般规律：吸收速率生长时间水稻：在营养生长期适于NH4-N到生殖生长期则适于NO3-N烟草：则以NO3-N较合适。不仅可提高产量,而且还可改善品质，增强燃烧醒，而NH4-N可增强烟草的芳香化合物，所以NH4NO3是烟草适宜的氮肥品种花卉：硝酸盐型:一串红.百日草.牵牛.共存型:香石竹.秋海棠.百合类20-40%铵态氮共用型:唐菖蒲肥料不同的形态:NH4-NNO3-N缺乏适宜中毒生长养分供应与植物生长的关系施肥量产量231收获物产量和品质效应曲线示意图产量（干物质重量）品质（糖、蛋白质和矿物质含量）有关科学施肥的几个定律养分归还学说德国化学家李比西1840年提出:植物从土壤中吸收养分每年收获必带走某些物质使土壤贫瘠如果不正确归还带走的物质土壤就要衰竭要维持地力必须归还养分给土壤JustusvonLiebig1803-1873作用：•1、调节土壤和人类之间的物质交换，不以养分归还为基础的耕作是掠夺性的耕作制度。•2、对当时的化肥工业的兴起和发展起到了巨大的推动作用评价：•1、养分要归还，不是取走的都归还，不缺的可不归还。•2、归还的数量，不是取多少归还多少，而是归还多于取走。因为肥料利用率低，地力要提高。作物产量的高低受土壤中相对含量最低的养分所制约。也就是说，决定作物产量的是土壤中相对含量最少的养分。最小养分律示意图最小养分律（1843年）最小养分律示意图最小养分随条件而变化的示意图限制因子率1905年英国Blackman把最小养分律扩大到养分以外的生态因子，这就是限制因子律。作物的产量受各种生态因子中最低因子的影响，任何一个生态因子不足，都可成为影响作物生长的限制因子。•意义：帮我们发现生产上限制作物生长的主要矛盾。木桶效应报酬递减律德国的农业化学家米采利希（E.A.Mitscherlich1909）等人通过燕麦施用磷肥试验证明：在其它技术相对稳定的前提下，随着施磷量的渐次增加，燕麦的干物质量也随之增加，但干物质的增产量却随施肥磷量的增加而呈递减趋势，这与报酬递减律相一致。增加一个单位某一生长因素（其它生长因素恒定时）所引起的作物产量增长率与该因素所能达到的最高产量和现有产量之差成正比。米采利希学说英国洛桑试验站鲁茨(Lawes)一、计量施肥•计量施肥是根据作物的需肥规律，土壤供肥特性与肥料效应，在产前提出氮、磷、钾和微肥的适宜用量和比例及其相应的施肥技术。•我国推行的计量施肥方法很多，有养分平衡法，土壤肥力指标法和肥料效应函数法等。2004年6月9日，温家宝总理在湖北省枝江市安福寺镇听取了村民曾祥华急需测土施肥的要求。农业部快速反应并提出全面大力推广测土配方施肥的建议，从而拉开了我国新一轮测土配方施肥推广的序幕。测土配方施肥（soiltestingandformulatedfertilization）是以肥料田间试验、土壤测试为基础，根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，在合理施用有机肥料的基础上，提出氮、磷、钾及中、微量元素等肥料的施用品种、数量、施肥时期和施用方法。实现“增产、增收、环保”等目标。基本情况2005年国家投入资金2亿元，建立200个测土施肥项目县。2006年国家投入资金5亿元，新建项目县400个，项目县总数达到600个2006年2007年国家投入资金9亿元，新建项目县600个，项目县总数达到1200个2007年2008年国家投入资金11.5亿元，新建项目县600多个，项目县总数达到1800多个。2008年2005年取得的成效—增产增收2006年2007年免费为近8000万农户提供了测土配方施肥服务，减少不合理施肥240万吨(实物量)，提高了肥料利用率,平均每亩增收节支25元，节本增效120多亿元。2005年免费为4000多万农户提供测土配方施肥服务，推广测土配方施肥面积2.6亿亩，减少不合理用肥50万吨（折纯，下同）左右，亩均节本增效25元以上免费为1亿以上农户提供测土配方施肥服务，推广测土配方施肥面积6.4亿亩。肥料利用率提高3个百分点以上，亩节本增效25元以上测土配方施肥实施情况项目2005年2006年2007年2008年资金（亿元）25911.5项目县（个数）20060012001861推广面积（亿亩）2.66.49覆盖作物粮食作物粮食、经济作物粮食、经济作物粮食、经济、园艺作物养分平衡法•养分平衡法是以作物与土壤之间养分供求平衡为目的，根据作物需肥量与土壤供肥之差，求得实现计划产量