第二讲 农业资源合理利用--农业资源合理利用(推广硕士2013.7)

二、提高养分资源的生物学途径
1、养分高效利用作物品种的选育
2、利用作物间互作机制 在华北地区石灰性土壤具有有效铁含量低、高PH和高碳酸 钙含量的特征，明显影响植物对铁的吸收，尤其是双子叶植物 花生缺铁黄化现象较为严重而普遍。多年来，虽然人们采用土 施和叶面喷施的办法补充铁肥，但始终未能从根本上解决植物 确铁黄化问题，花生与玉米间作，可改善花生的铁素营养，减 轻花生缺铁黄化现象的发生。机理是，玉米在土壤中能分泌植 铁载体，与土壤难溶性铁形成铁载体螯合物通过专一性的吸收 系统被植物吸收。同时，玉米在缺铁情况下，还能分泌加倍。
2、 强调养分适时监测数据
养分时空变异规律对作物和土壤进行实时
测定 , 这不仅是推荐施肥的需要 , 也是产品开发
的需要。
3、 强调“两个不能代替”
肯定优质生物制剂(即所谓“生物肥料”)和商品有
机肥的积极作用，生物制剂只是在特定条件下，补充或 改善作物营养，因而不能代替化肥；商品有机肥还给土 壤的有机质有限 , 不能代替常规农家肥的改土作用。综 上所述，养分资源管理是一个技术体系，其重点是农田
，从而使得农业缺水问题日益突出；另一方面，农业用水
浪费严重，这启示出农业节水的巨大潜力。发展以节水和 提高水分利用率为中心的节水型农业 , 将是解决农业缺水 问题的关键。
一、 中国农业用水存在的主要问题
1、水利工程设施不足且老化严重，水分利用系数
低 全国平均达到 57% ，即水分利用系数仅为 43% ， 远低于欧洲等发达国家的70%~80%。据统计，全国渠 道输水损失量占灌溉用水总损失量的80%
4、配合施用有机肥
有机肥和化肥各有优缺点，二者应配合施用。适量有机肥的作用是培 肥土壤和稳定产量。尤其是在障碍性逆境土壤条件下如盐渍化，质地过粘、 过砂或遇到灾害性天气等。从宏观管理看,重视施用人、畜粪尿对土壤磷的 归还作用，重视秸秆还田对土壤钾的归还作用，施用半腐熟有机肥对设施 条件下土壤的改良作用。从养分资源综合管理的角度出发，施用有机肥后 化肥的用量必须相应地降低，长期适量施用有机肥的供养作用是不可忽视 的。
如：劳动对象：动植物 生产资料：土地、机械、化肥 生产条件：水、热、气
二、 农业资源的分类
根据资源与人的关系可分为：
自然资源:土地、气候、水、生物
社会资源:技术、劳力、资金、信息、交
通等
根据资源再生与增长机理分为：
（1）可更新资源（再生资源）： 太阳辐射、生物、水等
（2）不可更新资源(不可再生资源）： 燃料、金属等
生态与经济协调是资源合理利用要处理好的
核心问题。
经济效益的提高，有助于更多资金对生态环境进行整治、
改造，并开展有效的资源保护和增殖工作（要避免先污染后治
理的问题，许多事实表明，往往治理需要很大的投入，以致得 不偿失）。生态效益的提高，为经济的持续增长提供了可靠的
资源基础和环境基础，良好的生态环境还可以提高食物质量，
第二节
农业资源合理利用评价
一、农业资源高效利用的内涵 衡量农业资源利用的标准是：节约利用资源，资 源利用率高；有效利用资源，资源产出率高；投入少， 产出多，经济效益高；不造成资源退化、枯竭，可持 续利用资源；不污染环境，保持高质量的农业生态环 境（图）。 二、农业资源高效利用的评价指标 物理效率、经济效率（与价格有关的效率） 利用率与资源产出率（效率） 注意“率”与“效率”
利用率和回收率、养分收获指数和转移效率、养分效率比和生
理效率等，表现了名词和定义的混乱。
比较常用的如下： 肥料利用率（肥料回收率）＝（施肥作物吸收养 分－不施肥吸收养分）/养分施用量 农学效率＝（施肥产量－不施肥产量）/施肥量 生理效率＝籽粒产量/养分吸收量）（籽粒生产效 率）。在一些研究中定义与此不同，如定义为施肥的 产量增量与养分吸收增量的比值。 养分收获指数(养分转移效率)＝籽粒中养分/植物 吸收养分
(3) 精确施肥法
以斯坦福养分平衡公式为基础，以群体质量和模式 法栽培为指导。在参数确定上提出以高产栽培为基础， 大大减少了参数的变异。全生育期与分阶段计算。 计 算设定5 个假定：（1）在一定的地区范围内；（2）按 品种类型；（3）按土壤肥力等级；（4）以化肥加秸秆 还田为肥源对象；（5）以高产为基础。全省试验，在 水稻亩产 700 公斤水平，氮量 18 － 22 公斤 / 亩 , 其追比 5.5:4.5-6:4，氮肥利用率39％－45％。
以此为基础，通过土壤、植物测试确定具体田 块或作物的推荐施肥量。
在作物达到最适产量和品质目标要求的范围内，
2、监控施用磷钾肥
作物对磷钾反应与氮相比敏感度低，土壤的磷钾
养分和肥料效应具有累积性，中、长期肥料定位试验
证明，可以将获得作物持续较高产量并维持土壤有效
磷钾不低于或在临界值的施肥量为合理施肥量，既可
0.590 0.580 0.570 0.560 0.550 0.540 0.530 0.520 0.510 0.500 0.490 0.480
南
0.564 0.555
0.568
0.575
0.580
0.573 0.555 0.543 0.532 0.526
0.570 0.570
0.518
图6 江苏省各地级市灌溉水利用系数成果图
（2) 实时氮肥管理(Real time N management) （不测土，实时监测作物养分状态施肥）
实时氮肥管理强调施肥时间和氮肥施用量与作物对氮的需
求量协调一致。由于叶片氮素含量与光合速率及干物质生长密切 相关，因此, 在一个生长季内，叶片氮素含量可以较灵敏地反映 作物对氮的需求动态。叶绿素测定仪(SPAD)提供了简单、快速和 无损估测叶片含氮量的方法。由于SPAD测定仪价格偏高而限制了 其推广应用。许多国家尝试采用叶色卡(leaf color chart, LCC) 指导实时施肥管理。 我校杨建昌教授的研究结果显示实地实时施肥的显著效果。
合理施肥决策目标：
立足于生态农业和可持续发展的高度思考，要从 肥料产量、经济、环境、品质和土壤肥力方面影响对 施肥效益进行综合评价。要根据不同营养元素的土壤 养分和肥料效应的时空变异特点，分别采用不同的评 价方法。氮肥的残效较小，人们一直把肥料当季利用 率作为肥料效益的重要指标；磷钾的残效较大，其土 壤养分和作物产量的变化趋势、保持土壤养分平衡是 更为重要的指标，其肥料利用率应以轮作周期或更长 时期计。从最大产量施肥量决策转变为经济施肥决策 以至生态经济决策施肥，这在太湖等农业面源污染比 较突出的地区显得尤为重要。
三、养分资源宏观管理
农业生态系统的养分循环存在着农田养分平衡和系统养分
平衡两个相互制约的平衡关系，具有时空变异的特点。以我国 为例，其时间变异主要表现为建国后全国土壤养分、肥料效应、 肥料养分结构(有机肥与化肥比例,氮磷钾比例等)的变化和肥料 进出口战略等；空间变异主要表现为全国土壤养分区域变化、 肥料的作物结构和区域分配等。鉴于我国农业生产的所有制和
养分管理，管理的要点就是“区别对待,实时测控”，
即对不同营养元素的土壤养分和肥料效应变异特点，分 别采取不同的实时监测方法和施肥调控方法。
第三节 农业水资源高效利用与节水农业
一、节水农业的意义及存在问题
1、节水农业的意义 短缺与浪费并存是中国农业用水紧张的重要特性。一 方面，农业供水因水资源紧缺而难以增加，与此同时，工 业和城市的发展也将进一步削减明显不足的农业灌溉用水
第二讲
Байду номын сангаас
农业资源合理利用
第一节 农业资源类型
一、农业资源的概念
1、资源与农业资源 资源定义：又称财源，资财的来源。包括 人类需要的一切物质、能量、技术、信息、资 金等。 包括：a.自然界所赋予的自然资源 b.人类通过自身劳动提供的资源
农业资源：从事农业生产或农业经济 活动所利用或可以利用 的各种资源。 农业资源与与农业生产关系密切。
第二节 农田养分资源的高效利用
一、农田养分资源高效利用的原理与技术
养分资源综合管理涉及多个环节，它包括4个方面： 1)农田养分和肥料效应时空变异的监测和施肥调控； 2) 提高养分利用效率的生物学途径； 3) 施肥技术与其它 农学措施的结合； 4) 养分收支平衡的环境量化评估。 其中以农田养分变异的实时监测和施肥调控最为重要。
南 通 连 云 港 淮 安 盐 城 扬 州 镇 江 泰 州 宿 迁
京
锡
州
州 常
无
徐
苏
保持施肥量的相对稳定，又可节约用量。采用定期监
测土壤有效磷钾养分和年度间产量变化趋势的方法， 决策推荐施肥量。
3、矫正施用中、微量元素肥料
并非所有土壤和作物都需要施用中、微量元素肥料。借助于土壤测试或 植株诊断等方法确定看缺素与否，并综合考虑作物产量、氮磷钾肥施用量和 土壤母质等因素。施用不当，对不缺素的土壤或作物可产生危害。
农业水肥资源利用效率的评价指标
效率计算层次:
1、植物层次 2、植物－投入资源层次 3、植物－投入资源－土壤层次（在土壤层次， 由于土壤养分之间的相互转化及土壤有效养 分与肥料养分的性质不同，计算可能意义不 大）
水分和养分利用效率在文献中的众多名称和定义，有些是
由于学科之间研究角度和范畴不同而引起的，有的是由于强调 某一方面的研究目的而设的。往往相同的名词往往有不同的定 义,如水分利用效率、养分利用效率和养分吸收效率等，都各 有几种定义，也可看到，同一定义往往有不同的名词，如肥料
组织形式，今后要特别注重对农户一级养分资源管理的调研。
四、施肥技术物化
施肥技术物化就是以商品肥料为载体，通
过提高产品的科技含量使农民在施用肥料的同
时，也将科学施肥技术应用于生产实践。据养
分资源综合管理的理论，我国的施肥技术物化 至少应考虑到下列技术原则：
1、兼顾产品的专用性和广谱性
专用性是基于不同营养元素的土壤养分和 肥料效应的时空变异特征;广谱性则是为便于农 民使用和市场营销。世界发达国家肥料产品开 发几乎都有共同的历程，即随着推荐施肥技术 和农化服务水平的提高,散装复混肥和用于制造 复混肥或调节复合肥养分的单质肥 ( 含流体肥) 的比例越来越大。
改善生活素质,生态环境本身也可以创造经济效益（绿色、天 然农产品开发、生态观光农业）。
若经济效益、生态效益初分为好、中、差三种状态，则有 九种可能性，最理想的目标是实现双赢，至少应该以较小的生 态代价获得较大的经济收益或以较小的现实经济损失获得较大 的生态改善，以获得长久的收益。 如在一些地方的退耕还林还草措施，可以实现两者有效的 统一。如在黄土高原陡坡区，耕地土壤流失量是草地的5～20 倍，水的流失量是草地的2～8倍。陡坡耕地推耕造林种草，不 但可以治理水土流失，生态效益好，而且其经济效益也明显大 于种粮。据黄德基在黄土高原区试验，种粮盈利每公顷150元， 种草养牛达到2230元。 以严重损害生态为代价的经济发展，最终要付出更大的经 济和社会代价。（以太湖围网养殖为例）
二、农田养分施肥调控技术模式
技术模式是合理施肥必须遵循的技术框架。
氮磷钾和微量元素等肥料的施肥原则可以概括 为:“调控施用氮肥，监控施用磷钾肥，矫正施 用中、微量元素肥料，配合施用有机肥”。
1、调控施用氮肥
由氮氮肥施用不当对大气、水等造成的损失较
作物对过量施氮的反应较磷、钾更为敏感， 大。据此，在一定条件下可将氮肥施用量控制
施肥决策技术
（1）实地施肥管理模式(site specific nutriment management, SSNM)（相当于测土施肥）SSNM是通过对所输入数 据综合分析后为用户提供更为经济有效的施肥推荐。该系统的 输入项包括土壤氮、磷、钾的有效供应量,作物产量,秸秆带走 的养分量,上季作物的施肥量,当地作物产品价格以及微量元素 养分缺乏的临界值。SSNM的操作程序如下: 在第1年测定土壤氮、 磷、钾的有效供应量和诊断微量元素养分是否缺乏；推荐氮、 磷、钾施肥量和补充所缺微量元素量；从移栽到开花灌浆期根 据植株氮素状况监测结果调整最优施氮肥时间和施肥量; 预测 产量,秸秆返还土壤的养分量以及实际施肥量。以后就可通过上 一个循环获得的数据,估算养分平衡状况,进而预测土壤氮、磷、 钾的变化。这样的预测值又作为下一个循环计算肥料推荐量的 输入项，如此每季作物连续运转。