化肥應(yīng)用與植物食品原料安全生產(chǎn)

化肥應(yīng)用與植物食品原料安全生產(chǎn)第1頁(yè)/共56頁(yè)化肥與農(nóng)業(yè)種植施用化肥在農(nóng)業(yè)增產(chǎn)中的作用是無(wú)可爭(zhēng)議的事實(shí)。但是，隨著化肥使用量的迅速增加，局部地區(qū)和某些作物上出現(xiàn)過(guò)量和不合理使用化肥現(xiàn)象。這是目前化肥使用新的研究方向和課題。第2頁(yè)/共56頁(yè)1、概念1)、植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)：是研究植物體與環(huán)境之間營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量的交換過(guò)程，即營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸和能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程的科學(xué)。

第3頁(yè)/共56頁(yè)2）、肥料學(xué)

研究肥料性能及其積制、施用等理論和技術(shù)的科學(xué)。包括研究肥料對(duì)作物營(yíng)養(yǎng)和土壤肥力的關(guān)系，各種肥料的成分、性質(zhì)和用法，積肥、造肥、保肥、種植綠肥以及施肥的原則、施肥制度、各種作物的施肥方法等。植物營(yíng)養(yǎng)是肥料學(xué)的理論基礎(chǔ)，也是施肥的直接目的。

第4頁(yè)/共56頁(yè)3）、肥料（fertilizer）:

是提供植物必需營(yíng)養(yǎng)元素或兼有改變土壤性質(zhì),提高土壤肥力功能的物質(zhì).以提供植物養(yǎng)分為其主要功效的物料。肥料包括無(wú)機(jī)肥料(化學(xué)肥料)和有機(jī)肥料。

第5頁(yè)/共56頁(yè)根據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織的資料，發(fā)展中國(guó)家施肥可提高糧食作物單產(chǎn)55%—57%，總產(chǎn)30%—31%（FAO．1989）。全國(guó)化肥試驗(yàn)網(wǎng)的大量試驗(yàn)結(jié)果也表明，我國(guó)1986—1990年糧食總產(chǎn)中有35%左右是施用化肥的結(jié)果（中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所，1986）。世界范圍的經(jīng)驗(yàn)證明，施肥，尤其是使用化肥，不論在發(fā)達(dá)國(guó)家還是發(fā)展中國(guó)家都是最快、最有效、最重要的增產(chǎn)措施（金繼運(yùn)等，1995）。第6頁(yè)/共56頁(yè)根據(jù)我國(guó)土壤主要養(yǎng)分含量,耕地土壤普遍缺氮,約有1/3左右的耕地土壤缺磷,1/4左右耕地缺鉀。使用化肥，是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要，更是滿足不斷增長(zhǎng)的人口對(duì)糧食的需求。第7頁(yè)/共56頁(yè)一、植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō)的發(fā)展李比希(JustusVonLiebig,1803～1873，德國(guó)農(nóng)業(yè)化學(xué)家），1840年在倫敦英國(guó)有機(jī)化學(xué)學(xué)會(huì)上發(fā)表了題為“化學(xué)在農(nóng)業(yè)和生理學(xué)上的應(yīng)用”的著名論文，提出植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說(shuō):土壤中礦物質(zhì)是一切綠色植物的唯一養(yǎng)料,廄肥及其它有機(jī)肥料對(duì)植物生長(zhǎng)所起的用,并不是其中所含有的有機(jī)質(zhì),而是由于這些有機(jī)質(zhì)在分解時(shí)所形成的礦物質(zhì)。他還進(jìn)一步提出了養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)。1840年以后,陸續(xù)發(fā)展并生產(chǎn)了化學(xué)肥料。

第8頁(yè)/共56頁(yè)二、植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)研究方法研究方法包括調(diào)查研究和試驗(yàn)研究?jī)蓚€(gè)方面;

1、調(diào)查研究:對(duì)幾千年農(nóng)民在實(shí)踐中創(chuàng)造的豐富經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié).指導(dǎo)生產(chǎn).發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)中存在的問(wèn)題,加以解決.

2、試驗(yàn)研究:包括田間試驗(yàn).盆栽試驗(yàn)和化學(xué)分析.一般是結(jié)合起來(lái)進(jìn)行的.第9頁(yè)/共56頁(yè)2、試驗(yàn)研究田間試驗(yàn):是研究土壤肥力和肥料效果最具體的方法,是附和生產(chǎn)實(shí)際的方法,可直接用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn).

盆栽試驗(yàn):是研究植物營(yíng)養(yǎng)的重要方法,包括:土培法.沙培法.水培法以及滅菌培養(yǎng)法.

化學(xué)分析法:包括土壤分析.肥料分析和植物營(yíng)養(yǎng)分析

第10頁(yè)/共56頁(yè)三、植物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)元素1、必需營(yíng)養(yǎng)元素:

營(yíng)養(yǎng)元素在植物體內(nèi)的含量不同,所引起的作用也不同,有些是偶然進(jìn)入植物體內(nèi),有些元素在植物體內(nèi)含量很少,但是是不可缺少的(溶液培養(yǎng)可以鑒別).第11頁(yè)/共56頁(yè)目前已發(fā)現(xiàn)16種必需營(yíng)養(yǎng)元素:大量營(yíng)養(yǎng)元素:C

H

O

N

P

K

Ca

Mg

S(占植物干重的0.1%以上)。微量營(yíng)養(yǎng)元素:Fe

Mn

Cu

Zn

B

Mo

Cl(一般占植物干重的0.1%以下)。大量與微量沒(méi)有嚴(yán)格的界限,隨著環(huán)境的變化微量元素含量可超過(guò)大量元素含量。

第12頁(yè)/共56頁(yè)2、有益元素:

在16種營(yíng)養(yǎng)元素之外,還有一類營(yíng)養(yǎng)元素,它們對(duì)一些植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有良好的作用,或?yàn)槟承┲参镌谔囟l件下所必需,但不是所有植物所必需,人們稱之為“有益元素”.其中主要包括:Si

NaCo

Se

Ni

Al等.第13頁(yè)/共56頁(yè)四、植物對(duì)礦質(zhì)元素的吸收1、吸收的器官根、葉片（根外營(yíng)養(yǎng))2、對(duì)陽(yáng)離子、陰離子以及有機(jī)物質(zhì)吸收利用的方式不同第14頁(yè)/共56頁(yè)3、影響吸收的因素溫度光照水分通氣土壤反應(yīng)養(yǎng)分濃度離子間的互作耕作管理第15頁(yè)/共56頁(yè)五、植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)需求的特點(diǎn)1、

共性:

所有植物生長(zhǎng)發(fā)育必需16種元素.2、個(gè)性:

植物不同生育期，不同植物所需養(yǎng)分差別，如水稻Si，豆科植物Co，塊莖。塊根類植物K。豆科植物需N少。棉、麻Na。油菜、糖用甜菜B等。肥料不同的形態(tài):水稻在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期適于NH4-N到生殖生長(zhǎng)期則適于NO3-N.煙草則以NO3-N較合適.不僅可提高產(chǎn)量,而且還可改善品質(zhì),增強(qiáng)燃燒醒,而NH4-N可增強(qiáng)煙草的芳香化合物,所以NH4NO3是煙草適宜的氮肥品種。第16頁(yè)/共56頁(yè)3、植物各生育期的營(yíng)養(yǎng)特性

1）、植物營(yíng)養(yǎng)期;植物通過(guò)根系由土壤中吸收養(yǎng)分的整個(gè)時(shí)期,就叫植物營(yíng)養(yǎng)期.2）、植物營(yíng)養(yǎng)階段性:

一般作物吸收三要素的規(guī)律是:生長(zhǎng)初期吸收的數(shù)量和強(qiáng)度都較低,隨著生長(zhǎng)期的推移,對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收逐漸增加,到成熟階段,又趨于減少.3）、植物營(yíng)養(yǎng)臨界期:是指營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)多或過(guò)少或營(yíng)養(yǎng)元素間的不平衡,對(duì)于植物生長(zhǎng)發(fā)育起著明顯不良的那段時(shí)間.第17頁(yè)/共56頁(yè)磷的臨界期在幼苗期.玉米氮素最大效率期在喇叭口到抽穗初期；小麥氮素最大效率期在拔節(jié)到抽穗期；棉花氮素最大效率期是在開(kāi)花結(jié)鈴期。第18頁(yè)/共56頁(yè)六、合理施肥的原則1、生態(tài)第一的原則

2、有機(jī)肥與化肥配施的原則只施用有機(jī)肥不能大幅度提高產(chǎn)量,只用化肥又產(chǎn)生污染等第19頁(yè)/共56頁(yè)七、施肥的基本原理

1、養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)

第一、隨著作物的每次收獲（包括籽粒和莖桿）必然要從土壤中取走一定的養(yǎng)分，

第二、如果不正確地歸還養(yǎng)分于土壤，地力必然會(huì)下降；第三、要想恢復(fù)地力，就必需歸還從土壤中取走的全部西；

第四、為增加產(chǎn)量，就應(yīng)該向土壤中施加灰分元素

第20頁(yè)/共56頁(yè)2、最小養(yǎng)分律（李比西1843年）

植物為了生長(zhǎng)發(fā)育，需要吸收各種養(yǎng)分，但是決定植物產(chǎn)量的卻是土壤中那個(gè)相對(duì)量最小的有效養(yǎng)分，無(wú)視這個(gè)限制因素，即使繼續(xù)增加其它營(yíng)養(yǎng)成分，也難以提高產(chǎn)量。

第21頁(yè)/共56頁(yè)3、

限制因子律

是最小養(yǎng)分律的引用和發(fā)展，其內(nèi)容是：增加一個(gè)因子的供應(yīng)，可以使作物生長(zhǎng)增加，但是遇到另一生長(zhǎng)因子不足時(shí)，即使增加前一因子也不能使作物生長(zhǎng)增加，直到缺乏的因子得到補(bǔ)充，作物才能繼續(xù)增長(zhǎng)。

第22頁(yè)/共56頁(yè)4、報(bào)酬遞減律與米采利學(xué)說(shuō)

報(bào)酬遞減律是一個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)上的學(xué)說(shuō)，一般表述是：從一定土地上所得報(bào)酬隨著向該土地投入的勞動(dòng)和資本量的增大而有所增加，但隨著投入的單位勞動(dòng)和資本量的增加，報(bào)酬的增加卻在逐漸減少，亦即最初的勞動(dòng)和投資所得到的報(bào)酬最高，以后遞增的單位投資和勞力所得報(bào)酬是漸次遞減的。

第23頁(yè)/共56頁(yè)八、植物氮素營(yíng)養(yǎng)

1、氮的營(yíng)養(yǎng)功能

1）、蛋白質(zhì)的重要組分：2）、核酸和核蛋白質(zhì)的成分3）、葉綠素的組成元素4）、許多酶的組分

第24頁(yè)/共56頁(yè)2、氮素營(yíng)養(yǎng)不良對(duì)作物生長(zhǎng)發(fā)育與品質(zhì)的影響

缺氮對(duì)葉片發(fā)育影響最大，葉片細(xì)小直立與莖的夾角小，葉色淡綠，嚴(yán)重時(shí)呈淡黃色，失綠的葉片色澤均一，一般不出現(xiàn)斑點(diǎn)，缺氮癥狀先從老葉開(kāi)始。缺氮莖桿細(xì)長(zhǎng)，很少有分蘗和分枝，花和果實(shí)稀少植株提前成熟，影響產(chǎn)量和品質(zhì)。缺氮作物根系最初比正常的色白而細(xì)長(zhǎng)，但根量少，而后期根停止伸長(zhǎng)，呈現(xiàn)褐色。第25頁(yè)/共56頁(yè)氮素過(guò)多時(shí)容易促進(jìn)植株體內(nèi)蛋白質(zhì)和葉綠素大量形成，使?fàn)I養(yǎng)體徒長(zhǎng)，葉面積增大，葉色濃綠，葉片下披互相遮蔭，影響通風(fēng)透光，作物莖桿較弱，抗病蟲(chóng)、抗倒伏能力差，延遲成熟增加空秕粒，葉菜類作物氮素過(guò)多，組織含水量高不易貯藏，蘋(píng)果體內(nèi)氮素過(guò)多，則枝葉徒長(zhǎng)，不能充分進(jìn)行花芽分化，且易發(fā)生病蟲(chóng)害，果實(shí)品質(zhì)差，缺乏甜味，著色不良，熟期也晚。第26頁(yè)/共56頁(yè)3、常見(jiàn)的氮肥種類氨態(tài)氮硝態(tài)氮酰胺態(tài)氮肥（尿素長(zhǎng)效氮肥

第27頁(yè)/共56頁(yè)4、氨的毒害及硝酸鹽的污染

NH3的毒害機(jī)理尚未清楚，已有的結(jié)果認(rèn)為，NH3的毒害主要是抑制根部吸收，影響K+吸收，可能造成K+外滲，游離NH3對(duì)種子幼苗根的毒害濃度較低，0.15mM，致死濃度是6.0nM，為了避免使用氨水、碳銨、尿素后的毒害，應(yīng)采用深施，側(cè)施與泥炭和風(fēng)化煤混施等，同時(shí)，要控制肥料用量。第28頁(yè)/共56頁(yè)盲目使用氮肥，不僅造成植物毒害，降低氮肥效應(yīng)，而且將對(duì)環(huán)境造成污染，危機(jī)動(dòng)物和人類健康，硝酸鹽污染食物或地下水，以及豐富的湖泊、河流，造成水體的營(yíng)養(yǎng)化，亞硝酸鹽還可與仲胺類化合物結(jié)合，形成致癌物質(zhì)亞硝銨，從而誘發(fā)動(dòng)物和人體消化道系統(tǒng)癌變。第29頁(yè)/共56頁(yè)環(huán)境水體NH4＋-N含量過(guò)高，（最大允許標(biāo)準(zhǔn)0.5mg/L）可能造成魚(yú)類中毒死亡（水中NO3-N最大允許標(biāo)準(zhǔn)為10mg/L）第30頁(yè)/共56頁(yè)氨態(tài)氮？硝態(tài)氮？哪個(gè)更安全蔬菜對(duì)硝態(tài)氮更易吸收，所以，，，但是，，，第31頁(yè)/共56頁(yè)九、磷肥營(yíng)養(yǎng)1、磷的營(yíng)養(yǎng)功能

磷是植物體內(nèi)重要化合物的組成元素（核酸、磷脂等等加強(qiáng)光合作用和碳水化合物的合成與運(yùn)轉(zhuǎn)

促進(jìn)氮素代謝

促進(jìn)脂肪代謝

提高作物對(duì)外界環(huán)境的適應(yīng)性

第32頁(yè)/共56頁(yè)2、磷與作物產(chǎn)量、品質(zhì)的關(guān)系

大量資料表明，增施磷肥可以提高油菜、向日葵等油料作物種子中脂肪含量1-4%，還能改善脂肪品質(zhì)，增加不飽和脂肪酸，減少飽和脂肪酸含量，提高食用價(jià)值和工業(yè)利用價(jià)值。

蛋白質(zhì)含量高低是評(píng)價(jià)禾谷類作物的籽粒及豆科作物種子與飼料品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)，增磷、增強(qiáng)生物固氮可顯著地提高豆科作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。第33頁(yè)/共56頁(yè)磷對(duì)作物的碳水化合物的合成分解和運(yùn)輸起著重要的作用，適宜的磷素營(yíng)養(yǎng)對(duì)果樹(shù)、蔬菜以及煙草等經(jīng)濟(jì)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)均有良好的作用，糖分、Vc、糖酸比、著色和適口性等。第34頁(yè)/共56頁(yè)3、作物磷素營(yíng)養(yǎng)失調(diào)的癥狀

缺磷時(shí)，各種代謝過(guò)程受到抑制，植株生長(zhǎng)遲緩、矮小、瘦弱、直立、根系不發(fā)達(dá)，成熟延遲、籽實(shí)細(xì)小、植株葉小、葉色暗綠或灰綠、缺乏光澤，主要是細(xì)胞發(fā)育不良致使葉綠素密度相對(duì)提高，同時(shí)，F(xiàn)e的吸收間接地促進(jìn)葉綠素合成，使葉色暗，嚴(yán)重缺磷時(shí)，在不少作物莖葉上明顯地呈現(xiàn)紫紅色的條紋或斑點(diǎn)（花青苷）甚至葉片枯死脫落，癥狀一般從基部老葉開(kāi)始。逐漸向上部發(fā)展。第35頁(yè)/共56頁(yè)缺磷造成玉米果穗禿頂，油菜脫莢，棉花和果樹(shù)落蕾、落花，甘薯及馬鈴薯薯塊變小，耐貯性變差。

磷素過(guò)剩，谷類無(wú)效分蘗，秕粒增加，葉肥厚而密，植株早衰。由于磷過(guò)多，而引起的病癥，通常以缺Zn、Fe、Mg等的失綠癥表現(xiàn)出來(lái)。第36頁(yè)/共56頁(yè)4、磷肥種類按所含的磷酸鹽溶解度不同可分為三種類型，難溶性磷肥、（骨粉等水溶性磷肥、弱酸溶性（構(gòu)溶性）磷肥

第37頁(yè)/共56頁(yè)5、磷肥施用與環(huán)境污染

1）、對(duì)水體的影響

磷在土壤中被固定而不易流失，一般為1－5％，但造成水體富營(yíng)養(yǎng)化磷的濃度也很低，水體含氮>0.2ppm，而PO43-則只需0.015ppm就可能出現(xiàn)“藻化”使水質(zhì)惡化。2）、造成土壤中有害元素的可能積累

磷礦石中有各種雜質(zhì)其中包括鎘、鉛、氟等有害元素。

第38頁(yè)/共56頁(yè)十、鉀肥營(yíng)養(yǎng)1、植物體內(nèi)鉀的含量及其形態(tài)與分布

鉀在作物體內(nèi)含量較高，一般都超過(guò)磷，例如每生產(chǎn)500Kg稻谷需N8.0-12.5Kg、磷(P2O5)3.0-5Kg、鉀(K2O)7.0-15.5Kg。高產(chǎn)作物總鉀的含量非但超過(guò)磷，甚至超過(guò)氮。

與氮，磷不同，鉀不是以有機(jī)化合物形態(tài)存在，而是以離子態(tài)、水溶性鹽類或吸附在原生質(zhì)表面上等方式存在。第39頁(yè)/共56頁(yè)鉀主要分布在代謝活躍的器官和組織中，禾谷類作物中莖葉>籽粒。在體內(nèi)有較大的移動(dòng)性，隨作物生長(zhǎng)，不斷由老組織向新生幼嫩部位轉(zhuǎn)移，再利用率高，缺乏癥也從老葉開(kāi)始發(fā)生。第40頁(yè)/共56頁(yè)2、鉀的營(yíng)養(yǎng)功能

促進(jìn)酶的活化促進(jìn)光能的利用,增強(qiáng)光合作用有利于植物正常呼吸作用,改善能量代謝增強(qiáng)植物體內(nèi)物質(zhì)合成和轉(zhuǎn)運(yùn)增強(qiáng)蛋白質(zhì)與核蛋白的合成增強(qiáng)植物抗性第41頁(yè)/共56頁(yè)3、鉀對(duì)作物產(chǎn)量與品質(zhì)的影響

鉀與脂肪代謝有關(guān)，油料作物施用鉀肥，產(chǎn)量與品質(zhì)都能提高，纖維類作物、淀粉類作物等需要較多的鉀。第42頁(yè)/共56頁(yè)果樹(shù)上，能提高果實(shí)中全糖量，還原型Vc和改善糖酸比。然而植物對(duì)鉀的吸收具有奢侈吸