第七章农田土壤保护与培肥(NXPowerLite)(精品).ppt

第七章 农田土壤保护与培肥,耕地土壤现状及存在的问题农田保护农田培肥节水抗旱技术农田建设,本章的内容,耕作学的两个主要内容：种植制度：养地制度：与种植制度相适应的以养地为中心的一系列技术体系.其中心任务是提高土地综合生产能力.土壤耕作 农田土壤培肥 农田土壤保护 农田基本建设 等,2,第一节 耕地土壤现状及存在的问题,一、耕地现状,3,二、农田土壤存在的问题,1、水土流失2、土壤沙化3、土壤盐碱化4、土壤贫瘠化5、土壤污染,1、水土流失 我国水土流失面积达183万平方公里每年流入江河的泥沙量为50亿吨，相当于全国耕地被刮去1厘米厚的土层流失的氮、磷、钾相当于4000万吨化肥后果：作物减产、灾害频发 造成这种情况的主要原因是我国缺少森林，植被遭到严重破坏。,5,6,2、土壤沙化 2005年,全国沙化土地面积达174.3万平方公里，占国土面积的18%,涉及全国30个省（区、市）841个县（旗）。70年代，我国土地沙化扩展速度每年1560平方公里，80年代为2100平方公里，90年代达2460平方公里，21世纪初达到3436平方公里，相当于每年损失一个中等县的土地面积。,7,草原植被破坏是直接原因。,8,9,沙尘暴,沙尘来源及其路径从全球范围来看,沙尘天气多发生在内陆沙漠地区,源地主要有非洲的撒哈拉沙漠,北美中西部和澳大利亚也是沙尘暴天气的源地之一。亚洲沙尘暴活动中心主要在约旦沙漠、巴格达与海湾北部沿岸之间的下美索不达米亚、阿巴斯附近的伊朗南部海滨,稗路支到阿富汗北部的平原地带。前苏联的中亚地区哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦及土库曼斯坦都是沙尘暴频繁（15/年）影响区,但其中心在里海与咸海之间沙质平原及阿姆河一带。我国西北地区由于独特的地理环境,也是沙尘暴频繁发生的地区,主要源地有古尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠和毛乌素沙漠等。,10,经统计，60年代特大沙尘暴在我国发生过8次，70年代发生过13次，80年代发生过14次，而90年代至今已发生过20多次，并且波及的范围愈来愈广，造成的损失愈来愈重。1993：4月至5月上旬，北方多次出现大风天气。4月19日至5月8日，甘肃、宁夏、内蒙古相继遭大风和沙尘暴袭击。其中5月5日至6日，一场特大沙尘暴袭击了新疆东部、甘肃、宁夏大部、内蒙古西部地区，造成严重损失。1994：4月6日开始，从蒙古国和我国内蒙古西部刮起大风，北部沙漠戈壁的沙尘随风而起，飘浮到河西走廊上空，漫天黄土持续数日。1995年：11月7日，山东40多个县（市）遭受暴风袭击，35人死亡，121人失踪，320人受伤，直接经济损失10亿多元。1996年：5月29日至30日，自1965年以来最严重的强沙尘暴袭掠河西走廊西部，黑风骤起，天地闭合，沙尘弥漫，树木轰然倒下，人们呼吸困难，遭受破坏最严重的酒泉地区直接经济损失达两亿多元。1998年：4月19日，新疆北部和东部吐鄯托盆地遭瞬间风力达12级，有6人死亡、44人失踪、256人受伤,11,1999年：4月3日至4日，呼和浩特地区接连两天发生持续大风及沙尘暴天气。这次沙尘暴的范围从内蒙古自治区的西部地区一直到东部的通辽市南部，瞬时风速为每秒16米。伊克昭盟达拉特旗风力最高达到10级。2000年：3月22日至23日，内蒙古自治区出现大面积沙尘暴天气，部分沙尘被大风携至北京上空，加重了扬沙的程度。3月27日，沙尘暴又一次袭击北京城，局部地区瞬时风力达到8至9级。正在安翔里小区一座两层楼楼顶施工的7名工人被大风刮下，两人当场死亡。一些广告牌被大风刮倒，砸伤行人，砸坏车辆。2002年：3月18日到21日，20世纪90年代以来范围最大、强度最强、影响最严重、持续时间最长的沙尘天气过程袭击了我国北方140多万平方公里的大地，影响人口达1.3亿。,12,13,3、土壤盐碱化 资料统计表明:我国土壤盐碱地耕地面积有逐年增加的趋势 原因：北方干旱半干旱地区灌溉农田面积扩大，灌溉水不足,而蒸发量大,盐分向上移动大于向下淋洗的数量.灌溉不合理,局部过量灌溉，地下水位上升，地下水上升到地表，水分蒸发后盐留在土壤中。水利工程老化土壤耕作、培肥不当，土壤物理化学性质恶劣，肥力下降导致盐碱化危害加重。,14,15,5、土壤污染 我国土壤污染总体形势相当严峻，受污染的耕地约有1.5亿亩，约占全国耕地的1/10以上，每年造成的直接经济损失超过200亿元。工业污染生活污染化学药剂 过量使用,16,4、土壤贫瘠化,土壤肥力下降，土壤生产力下降原因：重用缺养，不合理施肥，土壤侵蚀等,一、农田土壤水蚀与治理二、农田土壤风蚀与治理三、农田土壤盐碱化治理四、土壤污染治理,第二节 农田保护,农田保护：是农田不受自然与人为的破坏，防止跑土跑水跑肥，保护作物正常生育。在自然系统中，土壤的消失与更新速度相同，土壤处于一种平衡状态。农业生态系统受人为影响，人们不合理的开发利用，使土地受到侵蚀，成为逆境土壤。逆境土壤：是指对植物生长存在着各种限制因素的土壤。是自然因素和人为因素综合作用的结果。包括沙漠及沙漠化土地、受侵蚀的土壤、盐碱土、受各种污染的土壤及养分严重缺乏的土壤。P216,(一)、土壤侵蚀概念 美国土壤保持学会：土壤侵蚀是水、风、冰或重力等营力对陆地表面的磨损，或者造成土壤、岩屑的分散与移动。英国N.W.哈德逊：土壤侵蚀是使土壤和岩石颗粒在重力的作用下发生转移、滚动或流失的过程，风和水是使颗粒变松和破坏的主要营力。,土壤侵蚀：分为水蚀和风蚀。,一、农田土壤水蚀与治理,水蚀：是土壤微粒在水的作用下可产生垂直或沿地表的横向运动。在多雨地区，土壤颗粒在水力的作用下，被冲积到江河、湖泊和海洋中去。危害：土壤肥力下降、耕地减少、堵塞河道、灾害频繁，作物产量低而不稳。坡地农田“三跑”是低产的主要原因。“跑水、跑土、跑肥”的主要方面是“跑水”。,（二）农田土壤水蚀,水土流失与坡度的关系,（三）、影响水土流失的自然因素 气候：降水、风、温度 地形：坡度、坡长、坡形 土壤：透水性、抗蚀性、抗冲性 植被 植被在水土保持中的功能：拦截雨水；调节地面径流；固结土体；改良土壤性状；减低风速，防止风蚀。,水土流失严重区在西北黄土高原和南方丘陵山地,22,（四）水土流失的治理,1、保护性种植2、保护性耕作3、梯田种植法4、农林结合，建立农田防护林,23,1、保护性种植、保护性作物布局中耕作物（水土流失型）：棉花、玉米、高粱、烟草等密植作物（水土保持中等型）：麦类、大豆、花生、水稻等多年生作物（水土保持最强型）：草木樨、苜蓿等 措施：中耕型作物与水土保持型作物相结合。丘陵坡地：坡上造林、中下部种果树、坡底种一年生农作物。,、间、混、套作 可增加地面覆盖度，延长覆盖时间，减轻水土流失，是山区丘陵保持水土的重要措施。如建立农田防护林、果农间作、乔灌草结合、农林草结合、粮肥间作等。、带状种植,条带种植:沿着坡地等高线划分成若干条带，在各条带上交互和轮流种植密植植物与中耕作物或牧草。坡度为12-15度时，可设置10-20米宽的条带，坡度为15-20度时，条带宽度宜5-10米。,2、保护性耕作等高耕作:在坡耕地上，耕作播种沿等高线进行，所形成的等高小垄与作物作为减缓水向下流动的障碍物，可以减少径流，减小水蚀，增加土壤水分，起到保土保水的作用，在缓坡上应用效果显著 沟垄耕作:通过耕作在地面上形成较大的沟和垄，能更有效地控制土壤侵蚀的一类耕作法。它一般也是按等高线进行，适于在较大坡度的耕地采用 地面覆盖:在地表保留足够数量的作物残茬或秸杆，以保护土壤，减少大量的土壤损失。植物残留物缓和了雨滴冲击地面的力量，减少了地面板结的可能性。残留物吸收大量地面水，延迟了地表水流，使水分有更多的时间渗入地下。免耕:由于留有作物残茬保护地面，可降低地表风速，防止土壤迅速干燥，又不翻动土层，土壤受风蚀影响较少。防蚀耕作：垂直主风向耕翻、留高茬,26,27,等高耕作,梯田 在山区、丘陵坡耕地上沿等高线修筑而成的平坦地块，因在坡地上呈阶梯状分布而得名。是最基本的水土保持工程措施 梯田历史悠久。,隔坡梯田,竹节水平沟,在坡面上沿等高线开挖水平蓄水沟，沟内每隔一定距离培筑横向挡水堤，水平沟被截成竹节样的长方形蓄水坑，分段拦截坡面径流。,鱼鳞坑,沟垄耕作,地面覆盖耕作,地膜覆盖,冬小麦地膜覆盖、玉米地膜覆盖、全程两元覆盖技术 蓄住天上水、保住地下墒 黄土高原实验表明:覆膜穴播和垄膜沟播较露地条播分别增产12.922.3%和36.340.1%,黄土高原地膜覆盖栽培,小麦地膜和秸秆二元覆盖栽培,砂石覆盖,免耕 增渗、减蒸，提高降水利用效率 增温、保温，活化土壤潜在肥力 抗蚀、减尘，生态防护效果明显,老化砂田的残存生态功能 老化砂田的残存生态功能仍好于原生荒地,3、梯田种植法 梯田种植法在一定程度上消除了坡度的影响，因而有较高的水土保持能力，据牛文元（1981）报道，黄土高原坡耕地上的水土流失量为梯田的7.7倍。修筑梯田应根据地形进行规划，一般以25以上的陡坡地，原则上应退耕还林还牧，但在人多地少的地区，也可修筑梯田。水平梯田是沿等高线，把坡地修成台阶式的水平地。4、农林结合，建立农田防护林,49,森林对近农田的主要有益作用：在山区坡地上保护水土。减低风速，抗御风沙灾害 改变了农田小气候。不利影响：胁地作用 小气候变化。林带的结构以通风结构较紧密结构为好。,纵横交错的农田林网,53,农田林网,杨树,1、增加覆盖度:残茬覆盖、地膜覆盖等2、改变地形:如梯田、水平沟、垄作种植等3、改良土壤性状:可提高土壤的抗风性和抗冲性,57,二、农田土壤风蚀与治理,风蚀：指在气流的冲击下，细土粒、细沙粒脱离地表被搬运和堆积的过程。它受风力强弱、地表状况、粒径大小等影响 当地表30cm高度的风速达到5.8m/s时，风可将土粒带走。直径小于0.1mm的土粒常以悬浮状被带走，直径0.10.5的土粒呈“跳跃”状态移动，直径1mm以上的颗粒则在土面呈现蠕动状态慢慢变动位置。当土壤没有植物保护时，风蚀影响将会加剧。,三、农田土壤盐碱化治理,主要分布在华北、西北、东北地区。1、防止地下水位抬高2、农林结合：既可降地下水位，又可改善农田小气候3、水利改良：洗盐和排水等措施来改良和利用盐碱土4、种水稻：通过排、退水洗脱土壤盐；根系呼吸产生的二氧化碳及有机质在厌氧条件下分解产生的有机酸可中和土壤碱。5、其它农业改良措施：平整土地、种植绿肥、草田轮作、抗盐保苗、营造农田防护林网等,1、工程措施客土、换土、翻土隔离法清洗法热处理电化学方法,59,四、土壤污染治理,2、生物措施：蚯蚓分解农药、伴矿景天、南景天、皖景天，蜈蚣草都是修复镉、砷等重金属污染的好手，将它们种植在轻度污染的土壤中，大约需要一年多的时间，就能将镉污染控制在一个相对合理的水平内。此外，菠菜对重金属有很强的吸收作用。,3、化学措施：如用石灰等碱性物质提高土壤PH能降低作物对重金属的吸收；利用元素的拮抗作用，如铁对镉与锌有拮抗作用。,60,4、农业措施增施有机肥提高土壤环境容量控制土壤水分可改变土壤的还原状况，在还原条件下，有些金属元素与硫结合形成硫化物沉淀。选择合适形态的化肥选种抗污染作物品种：如小麦、菠菜、大豆吸镉多，不宜在含镉高的土壤种植。改变种植方式或改为非农业用地。如在污染严重的地可改种非食用植物。,第三节 农田土壤培肥,61,一、土壤有机质下降的原因分析土壤有机质的来源：作物残体、秸秆还田、厩肥土壤有机质下降原因：大量有机物不还田绿肥播种面积不大化学氮肥大量使用，C/N比降低，有机质矿化雨水淋溶,农业生态系统养分循环一般模型,二、养分平衡,（一）农田养分物质的循环与平衡,养分输入输出平衡表,如果连年输出大于输入，也就会越种地越瘦若能通过各种途径将收获物带走的归还给土壤，使输入大于输出，那么地就越种越肥若输出等于输入，地力则呈相对稳定状态,1、农田物质循环是开放型的,2、几种重要的物质循环,碳循环,65,66,67,光合作用,收获,移出土壤,移入土壤（塘泥等）,呼吸、燃烧,秸秆、粪肥,农田碳循环,分解挥发,农田生态系统中碳的循环属于气态型循环，它是由植物通过光合作用固定大气中的二氧化碳和一小部分土壤放出的二氧化碳，形成有机质，然后又通过动植物残体与排泄物再施入土壤，经微生物分解，放出CO2，再回到大气。“以大气CO2动植物（包括残体与排泄物）分解者”途径进行循环 农田土壤中碳的输入和输出决定有机质的消长：输入：秸秆、根茬、落叶及各种有机肥输出：土壤中有机质的分解 高产多熟土壤有机质一定会减少？！,农田应保持碳和有机质消长平衡华北每亩农田玉米消耗30公斤，小麦消耗15公斤碳需投入150170公斤秸秆，还田50可保持平衡全球应保持二氧化碳和有机质合成之间的动态平衡开矿、燃烧、生物生理消耗=植被固定、碳酸盐沉积碳素不平衡对农业的影响二氧化碳浓度的升高，全球气候变暖（温室效应）种植面积向高纬度扩展季节延长生长加快光合作用加强增产。,69,（2）.氮循环,70,化肥,农田氮循环物流图,输入：施入的化肥，生物固氮，自然固氮有机质残茬（土壤 生物遗体、排泄物、秸秆还田、绿肥等随灌水进入农田的氮输出：随水流出淋溶进入地下水反硝化、氨的挥发随产品带走谷物的籽粒一般含氮占全部植物的60%-70%，一旦籽粒移走，土壤中N的消耗就很大。故必须加强生物固氮和人工施氮。,农田氮循环与平衡,农田氮素的平衡,例：输入(每公顷）：降雨约7.5kg、自生固氮约7.5kg、共生固氮且进入土壤的约3kg输出：每公顷水稻产量为10200kg，稻谷含氮约1.5%，合153kg，占植株的50%。稻草还田时应补充氮素1537.57.53135kg。稻草不还田时应补充氮素153 27.57.53288kg。,73,（3）.磷循环,74,农田的P循环与平衡输入岩石、土壤风化释放出的磷素施入农田的磷肥一部分秸杆、根茬、秸枝落叶归还土壤，通过还原者的分解作用，转变为可溶性磷酸盐，输出：植物产品带走磷在土壤中沉积为不溶态,在植物体中磷大部分（约80%）存在于籽粒中，而籽粒最容易被移出农田以外。同时，磷在土壤中常转化成不溶态，不能为植物吸收，以致农田土壤磷循环不完全，造成农田磷素的亏损和磷肥“饥荒”。缺磷已成为我国土壤中普遍性的问题，因此，要使磷素保持循环平衡，必须开源节流，注意磷肥的合理施用。,76,（4）.钾循环与磷循环相似，也为沉积型循环但流动性大以作物茎秆居多输入：岩石风化；人工施钾；有机物燃烧的灰分及有机体分解返回土壤输出：植物吸收移走；淋溶；沉积,钾在土壤中流动性极大，易被淋溶而失去；另一方面，植物体中的钾大部分在茎杆中（2/3），如地上部分移走的话，钾就大时亏损。故我国南方土壤缺钾问题日益突出。秸秆还田对保持农田钾素平衡非常重要。,自然植被：肥力上升新垦地：肥力迅速下降常耕地：取决于输入输出平衡多熟制：高投入高产出,（二）、不同种植制度下农田物质平衡动向,1.地力在自然植被下的变化 撂荒地上碳、氮的变化 在自然情况下，肥力状态在变好。原因：闭合循环系统，C、N不断固定、P、K的活化。,2.荒地开垦后的养分动态 一般规律是土壤有机质和养分迅速下降。原因：营养元素的大量移出,黑龙江省富含有机质的黑钙土，在开垦后的头10年，有机质损失了35%。一般来说，栽培作物形成有机质中，有7090%以收获物及产品形态移出田外，而以残茬、落叶和根的形式遗留在农田中的数量不多。在一定条件下，种植中耕作物土壤有机物损失最多，麦类作物消耗的有机质少，而栽培牧草则有利于有机质的积累。,3.常耕地有机质养分动态 有机质分解较慢，有些常耕地有机质达到稳定状态，肥力状况取决于投入与移出的平衡状态。应注意补充N、P、K。原因：有机质丰富而稳定。,C、N、P、K在不同投入产出情况下的平衡,1)多出少入是耗地之因，而多入少出则为养地之本，产量越高，氮、磷、钾移出越多，但可归还的有机质源也越多；2)沉淀元素磷、钾一般是负平衡（不入时）；3)氮一般是负平衡，但种豆科作物时则有正有负；4)碳多数情况下是正，但完全不入时则以负平衡居多。,4.多熟制下的养分动态 结果：养分投入与输出量大，有机质增加明显（稻草、秸秆还田），N、P、K消耗严重（二熟比一熟多消耗养分1倍）。建议：加强养分管理。多熟种植产量增加，从土壤中移走的物质增多，若耕种培肥措施失当，便会使生态系统和土壤的能量和物质平衡遭到破坏，土壤中水肥气热状况失调，导致肥力下降。但只要在措施上保持整个农田生态系统和土壤的能量和物质平衡，加强肥水养气热诸肥力因素的合理调节，土壤肥力和作物产量是能够提高的。,一熟二熟养分与有机质平衡（刘巽浩等，1986）,作用：生物固氮；增加土壤有机质；活化土壤养分；保持水土；疏松土壤；排除盐碱，等等。,三、土壤培肥的途径与措施,（一）生物养地,措施：合理安排作物布局，因土种植（豆科作物固氮、禾本科固碳等）；合理轮作；采用多熟种植，扩大物质循环；农牧结合。,83,就是利用生物及其遗体培养地力或改良土壤。,建立用养结合的种植制度 不同种植制度由于组成作物的特性和耕作施肥栽培的措施不同，从而对土壤肥力产生影响。不同种植制度土壤肥力变化,近几年，我国在发展高效农业过程中，形成了农田种菇、稻田养鱼、稻田养蟹、稻田养虾、稻萍鱼等多种高效种养结构。,冬水田几种模式的土壤性质变化,积极推行秸秆还田技术 农作物秸秆直接还田技术问题分析 秸秆直接还田技术推广的主要障碍有：机械不配套，农机与农艺脱节；影响农事操作；秸秆量过大；秸秆直接还田，使农作物病虫害加重；能源消耗、成本大，费工费时。,秸秆还田的综合效应 肥田改土效应；生态效应；增产效应,李比希矿质营养学说：土壤中矿物质是一切绿色植物的唯一的养料，化学肥料加上微量元素和硅质肥料来替代有机质肥料。化肥施用量与产量水平有密切关系。根FAO估计，世界粮食增产额中约有50%靠化肥。可以保持土壤中的N、P、K、Ca等的平衡，还可以间接促进C循环。但要注意目前过量（600KG/HA）、有机肥偏少的问题。有机无机相结合,（二）化学措施,利用化肥培肥地力。,长期肥料定位试验（long term experiment,LTE）结果说明：P237长期施用化肥的与施用有机肥的处理相比，作物产量相等或略高；长期施用化肥（几十年到上百年）后，土壤肥力没有降低，但仅施用氮肥会带来不良后果；施用有机肥有助于改善地力，大约经过50-100年施用有机肥后，土壤有机质和全氮含量增加30-40%。同时,化肥也能促进土壤养分平衡,扩大物质循环.施用化肥提高土壤肥力的原因是：增加作物产量，从而扩大了返还到土壤中的生物有机质的来源。,89,施肥量与产量的关系,作物产量,养分供应量,增加,极限,毒效,高量,低量,适量,化肥与厩肥对谷类作物产量的影响图,表:化肥与厩肥对谷类作物产量的影响kg/(ha.年),（三）、有机无机措施结合,019年：化肥优于厩肥2075年：化肥与厩肥相当7696年：厩肥优于化肥,在一定时间内,同质的化肥肥效等于或高于厩肥,化肥肥效快,有机肥肥效长,有机肥料（包括秸杆还田）是一种全肥，有机肥中含有多种微量元素,这是化肥缺少的有机肥能够改善土壤的理化性状，增进化肥的效果。化肥能够提高作物产量和土壤肥力，但应用不当会产生副作用。土壤是有生命活力的生态系统，其中各种微生物和酶的状态和活性是地力的重要指标。它们的活动需要能量，而能量的来源是有机质分解。有机肥与无机肥配合施用可以调节土壤C/N比。,93,因此,化肥和有机肥配合施用,可以取长补短,无论是近期还是长期都可取得较高的效益,养分平衡施肥 养分平衡施肥是土壤培肥的重要措施，在现代农业中起着主导性作用。不能只从当季考虑，还必须有施肥长期效应的观点，才能正确认识和计算肥料利用率和施肥量及土壤养分盈亏量。,（四）建立用养结合的平衡体系,农田养分与有机质平衡的计算 有机质平衡公式：P239A=加入每亩土壤中的干物质有机质（kg)腐质化系数（%）/1亩土层土壤重（kg)土壤有机质含量（%）有机质矿化率（%）A 表示平衡状态，大于1表示平衡为正，小于1表示平衡为负。加入土壤中的有机质包括有机肥、作物秸秆、残茬根系等腐质化系数0.2-0.4，依C/N比不同而异，C/N比高的禾本科作物高，C/N比低的豆科作物低。有机质矿化率0.01-0.04,因气候和土壤条件而异 如翻入土壤中的有机质干物质重为150公斤 有机质含量为1.36%。腐殖化系数为0.3，土壤有机质矿化率为0.02，1亩耕层（20厘米）的土壤重量以150吨A=（150*0.3）/（150000*1.36%*0.02）=1.1,氮、磷、钾的平衡也是看移出与投入的比值。氮的投入包括有机和无机肥料中所含的氮、作物的自生与共生固氮作用所固定的氮、降水中所含有的氮等。氮的移出主要是随产品的移出量、由于淋洗和反硝化作用土壤中损失的氮等。为简便计，只计算肥料中的含氮量、共生固氮量及随产品移出的氮量。磷、钾的投入主要是肥料，移出主要是随产品的移出量。,氮、磷、钾的平衡计算,计划施用量=计划产量所需养分/累加肥料利用率 100一般认为我国氮肥当季利用率30%，刘巽浩等提出我国实际累加利用率在60%-70%之间。一般每百公斤子粒与秸秆移走的氮量为小麦3.0%,玉米2.5%,水稻2.1%.,2、种植制度中用养结合平衡体系建立,种植制度中用养结合平衡体系建立，实际就是计算肥料需要量及其分配。,A：按当季利用率计算计划施用量=（施肥区产量移走养分量-无肥区移走养分量）/当季肥料利用率特点：肥料利用率为当季利用率、无肥区供氮量为基础供氮量例：水稻目标亩产量500kg，无肥区产量260kg,肥料利用率30%，试计算施肥量，水稻含氮按1.5%计算。施肥量（5001.5%2601.5%）/30%=12kg.B:按累加利用率计划施用量=计划产量所需养分/累加肥料利用率 100特点：考虑多年累加利用率例：水稻目标亩产量500kg，肥料累加利用率65%，试计算施肥量，水稻含氮按1.5%计算。施肥量5001.5%/65%=11.5kg.,98,全国多年氮利用率与边际效益（刘巽浩，1990),世界氮多年利用率（%）,第四节农田水分管理,目的：使农田的土壤水分状况适宜于生长发育和增产增收的需要，提高作物对水分的利用效率（water use efficiency,WUE）。因此，水分管理不仅仅是灌溉排水。,101,农田水分平衡,S+V=(P+I+R+U)-(E+T+R-+D)式中：S 土壤水变化量；V 植物体内水分变化量；,P 降水量；I 灌溉量；R+径流进入农田水量；U 地下水（毛管上升）补给量；,E 地面蒸发量；T 蒸腾量；R-径流出农田水量；D 根层排水（渗漏）量。,102,农田水分平衡的调控,目的：为作物提供良好的水分条件，提高水分的利用效率WUE。途径：建立与水资源状况相适应的种植制度：使作物需水与降水节律一致；staggering cropping因水种植。运用蓄水保墒的土壤耕作措施：地上水、地下水、土壤水。“秋雨春用”，“蓄住天上水，保好田中墒”。合理施肥，以肥调水：扩大根系，增加蒸腾，多方面提高抗旱能力。合理排灌，科学用水：时间，水量，开源节流，合理调配。,农田水分平衡的调控,一、旱田节水技术（一）开源1、水利工程2、贮存利用天然降水3、污水处理4、咸水淡化：蒸馏法、冷冻法、反渗透法5、人工增雨（二）节流发展节水灌溉技术（方法、途径）：防沟渠渗漏、滴灌、喷灌、精确灌溉（三）提高水资源的利用效率增加土壤根层对降水灌溉水的渗入量,减少无效蒸发,提高作物的蒸腾效率农田保墒耕作措施,农业结构调整、水资源优化分配）,104,二、农田抗旱技术（一）适水生产1、农业结构调整2、适水种植：作物布局、播种期的调整（二）抗旱育种13C同位素丰度与水分利用率呈显著负相关（三）节水灌溉技术（产量与灌溉水量呈非线性关系）（四）保墒技术：耕作保墒：垄作，少免耕，覆盖，深耕深松、雨后及时耙耱减少蒸发、早春顶凌耙耱可防蒸发等 化学节水技术：抑制土壤蒸发制剂包括保水剂、吸水剂和抗旱剂，抗蒸腾剂等（五）培肥地力，水肥吻合效应 增施有机质可改善土壤的理化性状，增强土壤的持水量；增施肥料可促进作物根系的生长，充分利用土壤深层的水分。,105,106,华南地区年降水量约为一千五到两千毫米；长江流域约为一千到一千五百毫米；华北地区约为五百毫米左右际北地区除长白山地外，大部在五百到六百毫米。西南高原约为一千到一千五百毫米。西北内陆都在四百毫米以下。,107,第五节 农田建设,养地制度包括农田建设、农田培肥和农田保护等方面，其中心目的是提高农田综合生产力。农田综合生产力：农田种植农作物获得持续高产稳定的能力。这种土壤应具备:多样生产力（适宜种植多种作物、水旱适宜）肥力状况好（厚、平、肥）稳定生产力表现（自我协调力、养分平衡、有机质平衡、结构良好、水旱适应，抗劣性）,一、高产稳产农田建设的基本要求,高产稳产田目标：旱涝保收 水旱两用 土肥泥活 环境良好（生物生长环境良好）高产稳产,农田建设要“以治水、改土、防护为中心、实行山、水、田、林、路、渠、电为主要内容的综合治理”,对农田的具体要求：,1、田面平整、排灌自如 灌溉全田上水，排涝全天无积水。2、土层深厚、土肥泥活 15-20厘米以上，养分齐全，有机质丰富，团粒结构好 3、坡地梯田，等高耕作 25度以下，5度以上 4、抗御灾害，旱涝保收 各地可定具体标准：南方连续降雨3日200-250毫米不受涝，连晴70-90天不受旱。5、环境保护，生态平衡 环境安全：不流失，无病源物、有害因子 农产品安全 6、园田绿化，高产稳产 防风林，吨粮田，多作高产稳产,旱涝保收农田的标准,因地制宜，制定标准,1.高产田（水田）：良好的土体结构 耕作层深、软、肥，1822厘米 犁底层紧密适度，5-10厘米 保水爽水，斑纹层（心土层）40-50厘米，底土层70-80厘米以下，丰富的养分含量 有机质2.5-5.0%，全氮0.15-0.25%、全磷0.1-0.2%，全钾1.0-2.5%阳离子代换量10-25毫克当量/100克土 盐基饱和度70-80%,质地适中，中壤、重壤、轻粘日渗透量10-15毫米，淹水期间日渗透量2-4毫米有害微生物（硝化细菌），变形虫、滴虫、轮虫少氧化还原电位高，淹水期120mv以上，湿润期200-250mv以上土壤环境适宜无毒，无污染、旱涝保收，亩产500公斤以上,2.高产田（旱地）：耕层深厚耕层2030厘米，土层100厘米以上抗旱力强土质疏松，上虚下实养分充足有机质1-1.5%，全氮0.1%左右全磷0.1%以上全钾1.5%以上盐基饱和度80%以上土壤环境适宜无毒，旱涝保收,二、农田水利建设与土地规划 1.水利建设是农田基本建设的核心 全国缺水 季风洪水 高地旱灾、季节性旱灾 低平地区洪涝灾害 农田灌溉系统由水源通过水渠道到田间灌渠。灌溉渠道一般包括干渠、支渠、斗渠、农渠组成。节水农业：渠道节水、灌溉节水、土壤保水、农田节水,2.土地利用规划是农业生产的基础工作,查清资源、“宜农则农、宜林则林，宜牧则牧，宜渔则渔”农田规划要以平田整地为中心：平地减少水土流失 平地保证均衡排灌 平地有利机械化操作 平地有利于秸秆还田,三、改造低产田、建设高产田,目前耕地18.5亿亩。据统计，我国耕地高产、中产、低产分别占耕地面积的24.9、34.1、41%。1.建设高产田 2.改造中低产田 低产农田一般指有严重土壤障碍因素，使土壤性状不良，影响农作物产量提高的一类农田。包括：土壤渍水潜育或缺水干旱；耕层浅薄；土质过粘或过沙；土壤过酸或过碱；土壤侵蚀、水土流失；土壤污染，含有毒物质等。,改造：南方丘陵山区：水平耕作、防水土流失、土壤熟化。涝洼地表现：冷浸、烂泥、锈、潜育化，措施：工程排水 盐碱地：洗土、稀释、耐盐植物。污染土壤：客土、纤维植物、总之：查明原因，分类对待，综合治理，工程措施、生物措施、农业措施紧密结合，加强领导，科学研究。,