20065255820699第十三章 施肥与生态和食品安全

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第十三章 施肥与生态环境和食品安 全
第一节 施肥与环境 第二节 施肥与农产品品质和安全 第三节 植物营养与人体健康
第一节 施肥与环境
一、过量施肥对土壤、水体与大气环境的影响 (一)、过量施肥对土壤环境的影响 施肥对土壤的污染主要表现在重金属、氟、 放射性元素等对土壤的污染、农膜对土壤结构 和长期偏施某种化肥对土壤物理、化学和生物 学性质的不良影响。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、提高农产品品质和保证食品安全 的对策与措施
1、坚持施肥对作物主要品质的调控 2、有机肥和NPK等养分平衡供应能够更好地改善农产品的品 质 3、加速发展专用复合肥,促进作物品质的普遍提高 4、建立调控作物多项品质指标的优化施肥模式 5、深入开展施肥对作物矿质品质影响的研究 6、加强施肥与综合农艺措施组合对作物品质影响的研究 7、严格执行农产品质量标准的肥料农用标准,保证食品安全 和人体健康 8、从农业生产措施上保证食品安全
2.土壤生物污染
土壤的生物污染(biological pollution)是 施肥带入土壤的对植物和人体有害的微生物、 寄生虫病原体等生物污染源引起土壤的污染, 并对人体的健康产生的不良影响。
3.土壤的物理污染
土壤的物理污染(physical pollution)指施用肥料导致的土 壤物理性质的改变,降低土壤保水、保肥能力,使土壤肥力 下降。 (1)未经清理的碎玻璃、旧金属片、煤渣等,这些物料大量使 用会使土壤碴砾化,降低土壤的保水、保肥能力 ; (2)塑料薄膜数量超过土壤的自净能力时,降低土壤水分的移 动、存储及植物对水分的吸收和利用,使土壤容重、土壤比 重增加,影响土壤的吸湿性。 (3)施用硫酸钾的不当或氯化钾过量,造成土壤板结,破坏土 壤的结构。
第三节 植物营养与人体健康
一.微量元素对人体健康的影响 对植物和人体可能产生毒害的元素包括Fe、Mn、 B、Zn、Cu、Fe、Mo等植物必需的元素和非必需 元素Cd、Cr、Ni、Hg、 Pb、Se等。
二、氟和硝酸盐对人体健康的危害
(一)、氟对人体健康的危害 氟对人和动物的毒害机理主要是影响钙和磷的正常代 谢,抑制酶的活化过程,破坏原生质的结构,影响中枢神 经系统的正常活力。 (二)、硝酸盐对作物和人体的危害 硝酸盐对于人体的危害是在人体内可转化为亚硝酸盐, 同时可将血红蛋白中的二价铁转化为三价铁,失去对氧的 携带能力,并与血红蛋白反应生成为硝基血红蛋白,使人 窒息。 并且可与机体内的胺或酰胺形成亚硝基化合物如亚硝 胺,为强致癌物质,如食道癌、鼻咽癌、胃癌、膀胱癌等。
土壤剖面硝酸盐的活度为: dC/dt=Ed2C/d2X-UdC/dX+S
其中:C:硝酸盐的活度(μg/L); t:时间(d); E:分散系数或表观扩散系数,E=Ds+mU(DS为扩散系 数(cm2/d);m为分散度(cm)); X:水流的直线距离(cm); U:平均孔径中水的流速(cm/d); S:植物根系的吸收和释放量,在土壤剖面下部一般假 定为零;
外大气层 中大气层 平流层 臭氧层 O3+Cl-→ Cl O+ O2 对 O2+UV→O+O 流 Cl O + O3 → Cl O2+O2 O3+UV →O2+O Cl O2 + UV → Cl- +O2 层 O+O2→O3 O+ O3→ 2O2 NOx+O2 →O3
地面 臭氧层没有遭破坏情况下
CFCS 臭氧层遭破坏情况下
3.酸雨的形成及危害
当空气中含有较高浓度的SO2或 NOx(主要是NO、NO2、 N2O、氮氧化合物)时,如遇到水滴或潮湿空气,即转化 为硫酸或硝酸,溶解在雨水中,使其pH值小于5.6,这种雨 水被称作酸雨(acid rain)。 危害: (1)酸雨直接降落到植物叶面而使植被及农作物受害或枯死; (2)土壤酸化,使有害金属溶出伤害植物根部。 (3)江河湖泊酸化,导致鱼类和两栖动物丧失繁育能力,使 水生生物减少; (4)使土壤中的钙、镁、钾等养分淋溶,导致土壤日益酸化、 贫瘠化;抑制土壤中微生物的活性,使土壤肥力下降。 (5)酸雨通过饮用水等渠道进入人体后危害健康。
2.施肥与地下水污染
(1)磷在淋溶过程中,在通过土层时绝大部分磷与土壤中的 Ca2+、Fe3+、Al3+等作用而沉淀于土层中,因而较少进入地 下水。 但如果磷肥的施用量超过一定数量,使土壤中有效磷 超过60mg/kg,磷的淋失有呈线性增加的趋势,有机质含 量高的土壤中磷的淋失量明显高于矿质土壤。 (2)施用的各种氮肥在土壤微生物的作用下都可能形成 NO3——N,它不能被胶体吸附,最易进入地下水。 氮肥进入地下水的量主要受氮肥形态、用量、施用时 间、土壤质地、降雨量等一系列因素的影响。
(二)、过量施肥对水体环境的影响
1.施肥与水体富营养化 水体的富营养化(Eutrophication)是指湖泊、水 库或海湾等封闭性或半封闭性的水体内的氮、磷的营 养元素的富集、导致某些藻类(蓝藻、绿藻)异常增 加,致使水体透明度下降、溶解氧降低、水生生物大 批死亡、水体腥臭,水体丧失基本功能的现象。 水体中氮、磷营养物质的来源:城乡生活污水, 施肥不当,地面、地下迳流,水体沉积物的溶出等, 但在以农为主的水域,施肥是加速这一过程的重要因 素。
思考题
1、过量施肥对土壤、水体与大气环境的影响,如何防治? 2、简述施肥与温室效应的关系。 3、试述施肥与农产品安全的关系。 4、试述提高农产品品质和保证食品安全的对策和措施。 5、简述增施氮素对植物氮代谢的影响。 6、简述钾肥与农产品品质的关系。 7、引起蔬菜中硝酸盐含量过高的原因是什么?简述降低蔬菜中 的硝酸盐含量的措施。 8、简述无公害农产品的特点。 9、举例说明微量元素、氟、硝酸盐对人体健康的影响。
二、施肥对环境影响的防治对策与措施
1、宏观调控的合理化 (1)、调整肥料结构 (2)、调整肥料投向,发挥肥料效益 (3)、加强土壤管理
2、农业技术措施的改善
(1)合理施肥,改进施肥技术、确定最佳施肥 量 (2)严格执行科学施肥制度 (3)发展节肥施肥技术,提高肥料利用率 (4)在轮作中采用作物密植 (5)采用防止水蚀和风蚀的综合措施 (6)在坡地上建立农田、冲沟和河床防护林 带
1.土壤化学污染
土壤的化学污染(chemical pollution)是指施肥带入 的化学物质产生的对土壤性质和土壤肥力的影响。 (1)、致使土壤变酸或变碱; (2)、恶化土壤的农化性质,增加有毒有害元素或 有机物质含量和影响; (3)、促进有毒元素的活化和植物吸收; (4)、削弱土壤中营养元素的效应; (5)、引起营养元素间的颉抗或协同作用,从而影 响作物的吸收和代谢。
吸收
大气 过程
辐射
温室 效应
2.臭氧层破坏
臭氧层的破坏主要是自然或人为活动排放的 N2O、CH4、CH3CI、CFCS等气体。 在农田生态系统中,由于化学氮肥施用量过 多,其中硝态氮在还原条件下通过反硝化作用产 生N2O 。N2O对臭氧层的破坏亦令世人瞩目。 CH4的排放除了导致温室效应,还可导致对流 层的O3的分布和含量发生改变,进而影响对流层 中O3。
公害农产品,是指在具备良好生态环境的产地,采用安全 的生产资料和生产技术,经专门机构认定,允许使用无公害农 产品标志的安全、优质、营养的农产品及其加工品。 特点: 一、所生产的农产品必须符合国家规定的卫生标准,它的生产要 求必须是良好的生态环境基地,也就是该无公害农产品生产环 境必须无污染; 二、以无公害农药和有机肥为主,可使用少量农药和化肥,但必 须保证农产品达到国家规定的标准,保证无公害农产品无污染; 三、无公害农产品必须优质。
3.施用磷肥与农产品品质的关系
施用磷肥到“适量”水平时,绿色植物各 部分的粗蛋白增加,籽粒中必需氨基酸含量部 份地增加,碳水化合物(糖、淀粉)含量增加, 某些维生素(如维生素B1)含量增加,烟草中 的烟碱含量和叶片中的草酸含量下降,牧草中 的香豆素含量先增后减。
4.钾肥与农产品品质的关系
作用包括: (1)由于钾能增强作物光合作用,因而使碳水化合物 含量增加,形成较多的糖、淀粉、粗纤维和维生素C; (2)由于稀释效应,粗蛋白的含量下降,然而纯蛋白 含量的下降要少得多,粗蛋白中有较大价值的组分 可能有所增加; (3)维生素A、B、C含量增加; (4)有害的草酸含量下降,但在“奢侈消耗”时又会 使草酸含量重新升高;
(三)、过量施肥对大气环境的影响
过量施肥产生的大气污染主要表现在对温 室效应的促进作用、对臭氧层的破坏以及酸雨 的影响 。
1.施肥与温室效应
1).施肥对N2O释放的影响 由农田系统中无机氮肥和有机氮肥的施用及生物 固氮作用产生的N2O量约占年排放总量的60%。 N2O逸出量与土壤中硝态氮成比例,受土壤氧气 的供应、土壤水分的含量、土壤温度、土壤pH、土壤 有机质含量和植物种类等因素的影响。 2).施肥对CO2释放的影响 全世界土壤中的有机质约含碳(C)8000亿吨的分 解向大气排放CO2,
(5)过多供N(奢侈供应)的情况下,酰胺态氮贮存于植物的 幼嫩器官中;籽粒中以醇溶谷蛋白的形态贮存,这样就增加 了籽粒中谷蛋白的含量,因而提高烘烤质量; (6)在施用适量N素范围内,农产品中蛋白质的生物学价值一 般随施N量的增加而增加,随后由于低价值贮藏物质的稀释 作用而下降; (7)由于供N丰富时,其它含N化合物可能积累,如硝酸盐可 能在叶片中积累,硝酸盐在还原条件下易形成亚硝酸盐,亚 硝酸和仲胺形成亚硝胺。 此外,施用N肥虽可增加植物叶绿素、胡萝卜素、维生 素B1、维生素C含量、草酸含量、氰氢酸的含量等。
3).施肥对CH4释放的影响 甲烷的来源主要是水稻土和湿地 。一般而言, 施用有机肥可增加CH4的排放量,而增施化肥可 显著降低CH4的排放量。 4).温室效应可能带来的危害 (1)海平面升高 (2)对农业的影响 (3)对全球生态的影响 (4)对动植物分布的影响
吸收 温室气体
红外辐射 NOx、CO2 、 CH4
参考文献
1、 林克惠,祖艳群,李永梅,施肥与环境,云南 科技出版社,2005 2、 谢德体,土壤肥料学,中国林业出版社,2004
3、化肥生产的提高与防范
(1)开发化肥新品; (2)加强管理,提高化肥质量; (3)垃圾堆肥和污泥农用严格执行相应的农学 规范和卫生标准。
第二节 施肥与农产品品质和安全
一、施肥与农产品品质 1、农产品的品质: (1)商品品质; (2)营养品质; (3)卫生质量;
2.施用氮肥与农产品品质的关系
增施氮素引起植物氮代谢的变化,包括: (1)粗蛋白含量增加; (2)增施N肥后由于加速蛋白质的合成,故纯蛋白含量增加; (3)白蛋白的含量随纯蛋白含量的增加而增加; (4)在施用适量N素范围内,必需氨基酸含量有时增加,有时 含量变化不大,有时由于稀释效应而下降;
(5)施用钾肥能增加马铃薯块茎中的粗蛋白、 淀粉含量和产量; (6)适量施用钾肥对减少马铃薯的“黑斑病” 有良好作用; (7)钾素对改善烟叶品质尤为重要。
二、施肥与食品安全
(一)、农产品污染的主要物质 1、硝酸盐和亚硝酸盐污染 2、重金属污染 3、生物污染 4、农药污染
(二)、无公害农产品的概念
W.J.Gburek等制定用以对土壤含磷水平作为污染源评价的 标准: PI=(Er Rr Rp) ∑Scr W 其中:PI:磷素指数(phosphorus index),PI<5为难流失区域, PI为5-9,为中等流失区域;PI为9-22,易流失区域;PI>22, 为极易流失区域。 Er:土壤侵蚀率(erosion rating); Rr:水土流失率(runoff rating); Rp:周期(return period); Scr:肥料特征值(source characteristic rating); W:肥料施用量(weight)。
相关文档
最新文档