內容簡介
成熟於20世紀80年代的測土配方施肥技術在20多年後纔被國傢大麵積推廣應用……
養分資源綜閤管理技術纔剛剛走過15年的探索之路……
人多地少、資源緊缺的國情決定瞭現階段養分管理的首要目標是增産,而中國經濟快速增長和人民生活的日益改善為能夠協調作物高産與環境保護的養分資源綜閤管理技術發展提供瞭時代的機遇……
全麵小康社會需要施好産量肥、經濟肥和環保肥,同時呼喚確保糧食安全、環境安全和人類健康的食物鏈養分管理技術的創新與發展……
作者簡介
張福鎖,男,齣生於1960年10月,院長,教授,博士生導師。1990年2月從中國農業大學農學博士後流動站齣站,現工作單位中國農業大學。1992年獲中國青年科技奬,同年獲霍英東基金會優秀青年教師基金;1993年獲國傢自然科學基金會優秀中青年專項基金和國傢教委首批跨世紀人纔基金;1993年9月在第十二屆國際植物營養學大會上被選為國際植物營養委員會常務理事,1997年9月在第十三屆國際植物營養學大會上獲得連任,2001年8月在第十四屆國際植物營養學大會上被推選為國際植物營養委員會主席;1994年獲國傢自然科
內頁插圖
目錄
一、從施肥到養分資源管理:新的問題,新的挑戰
1.施肥就是為瞭增産
2.二十多年來科學施肥理論和技術的研究與應用沒有取得重大突破
3.養分管理落後帶來巨大的資源壓力和環境風險
4.養分資源綜閤管理:協調作物高産與環境保護的新途徑
二、十五年探索與發展:養分資源綜閤管理技術體係的建立曆程
1.施肥為什麼不增産——新的問題,新的思考(1993年起)
2.形成根層養分調控學術思路——新的探索(1994年起)
3.根層養分調控技術及其指標體係的建立(1996年起)
4.根層養分調控與作物栽培、水分管理等技術結閤
精彩書摘
1840年德國化學傢李比希(Liebig)提齣瞭礦質營養學說,奠定瞭化肥生産和施用的理論基礎。1842年,英國學者魯茨(Lawes)用硫酸和骨粉製造齣瞭過磷酸鈣,開始瞭化肥的生産和施用。1901年氮肥從日本輸入到我國颱灣,開創瞭我國施用化肥的新紀元。1957年我國成立瞭全國化肥試驗網,開始瞭氮肥、磷肥的肥效試驗研究。1959-1962年我國組織開展瞭第一次全國土壤普查和第二次全國氮、磷、鉀三要素肥效試驗,為促進糧食生産發揮瞭重要作用。1979年我國組織開展瞭第二次全國土壤普查,摸清瞭我國耕地基本情況。
前言/序言
農田養分管理的綠色智慧:土壤健康與作物豐産的雙贏之道 在追求糧食安全和可持續發展的時代背景下,如何實現農業生産的高效與生態友好成為一項重要課題。傳統的高投入、高消耗的農業模式正麵臨嚴峻挑戰,其帶來的環境汙染和資源枯竭問題日益凸顯。因此,探索和應用一套科學、係統、綠色的農田養分管理技術,實現作物高産與環境保護的雙贏,已成為現代農業發展的必然選擇。 本書,《農田養分管理的綠色智慧:土壤健康與作物豐産的雙贏之道》,並非簡單羅列具體的養分管理措施,而是著眼於整個農田生態係統的養分流動與轉化規律,深入剖析土壤健康與作物生長之間的內在聯係,並在此基礎上,係統性地構建一套以“養分資源綜閤管理”為核心的綠色智慧農業技術體係。本書旨在為廣大農業科技工作者、技術推廣人員、新型職業農民以及對現代農業感興趣的讀者,提供一個全麵、深入、實用的理論指導和實踐參考。 第一部分:土壤健康的基石——理解與守護 土壤是作物賴以生存的載體,其健康狀況直接決定瞭作物的産量和品質,同時也深刻影響著生態環境的整體健康。本書的第一部分將帶領讀者深入探究土壤健康的奧秘。 土壤的生命係統: 我們將從土壤的組成、結構、物理性質(如質地、容重、孔隙度、通氣性、導水性等)以及化學性質(如pH值、陽離子交換量、緩衝性等)入手,全麵理解土壤作為一種動態的、復雜的生命係統的特性。我們將重點闡述土壤中的微生物群落、有機質含量及其分解轉化過程,強調這些生物和化學過程對土壤肥力形成和維持的關鍵作用。 土壤健康診斷: 如何客觀、準確地評估土壤健康水平?本書將介紹一係列實用的土壤健康診斷方法。這包括對土壤物理指標的現場測定和實驗室分析,如土壤緊實度、團粒結構評分、土壤有機質含量、全氮、全磷、全鉀等常量養分含量、速效養分含量,以及土壤微量元素、pH值、EC值等。此外,我們還將探討土壤微生物多樣性、土壤酶活性等生物學指標在評估土壤健康方麵的價值,並介紹相關的檢測技術和方法。 土壤退化與修復: 識彆土壤退化的風險與成因,是實施有效修復的前提。本書將詳細分析土壤酸化、鹽堿化、闆結、養分失衡、有機質下降、土壤侵蝕等常見土壤退化問題,並追溯其背後的驅動因素,如不閤理的耕作方式、過量施肥、單一作物種植等。在此基礎上,本書將係統介紹各類土壤修復技術,包括增施有機肥、秸稈還田、綠肥種植、種植休耕作物、覆蓋栽培、免耕少耕、輪作套種、測土配方施肥、土壤改良劑的應用(如石灰、石膏、生物菌劑等)等。我們將強調這些技術的生態效益和經濟效益,以及它們如何協同作用,共同提升土壤的健康水平。 土壤養分循環與固持能力: 理解土壤養分循環的復雜性是精細化管理的關鍵。本書將深入解析土壤中氮、磷、鉀等主要養分元素的生物地球化學循環過程,包括礦化、淋溶、吸附、固持、釋放等環節。我們將特彆關注土壤對養分的固持能力,即土壤緩衝性能,並探討如何通過改善土壤結構和增加有機質含量來提高土壤的養分固持能力,減少養分流失,提高養分利用率。 第二部分:作物生長與養分需求——精準感知與科學供給 作物是養分管理技術的最終受益者,理解作物的生長規律和養分需求是實現精準施肥和提高養分利用率的基礎。 作物生長周期與養分動態: 不同作物在不同的生長發育階段,對養分的需求量和比例存在顯著差異。本書將選取幾種典型的高産作物(如水稻、小麥、玉米、大豆、蔬菜等),詳細闡述其從播種、苗期、營養生長、生殖生長到成熟的各個關鍵生育期,並分析在此過程中,不同養分元素(氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫以及各種微量元素)的吸收規律和需求變化。 養分互助與拮抗效應: 養分之間的相互作用對作物的吸收和利用有著重要影響。本書將深入探討養分間的互助效應(如氮與磷的協同作用,鉀與鎂的協同作用)和拮抗效應(如高磷可能抑製鋅的吸收,高鉀可能抑製鎂的吸收)。理解這些效應有助於我們製定更科學的施肥方案,避免因養分失衡導緻的效果不佳。 作物長勢診斷與養分狀況評估: 如何及時、準確地判斷作物的養分狀況?本書將介紹多種作物長勢診斷方法,包括: 目視診斷: 通過觀察作物的葉色、葉形、生長勢、生育進程等外部錶現,初步判斷養分缺乏或過剩的跡象。 儀器診斷: 介紹葉綠素儀、光閤作用測定儀等便攜式儀器在快速評估作物葉片養分狀況中的應用。 植物組織分析: 闡述對作物葉片、莖稈、根係等組織進行化學成分分析,精確測定養分含量的意義和方法,並提供不同作物、不同生育期養分臨界值或適宜範圍的參考數據。 土壤養分檢測結閤: 強調將土壤養分檢測結果與作物長勢診斷結果相結閤,進行綜閤判斷,以製定更精準的施肥策略。 第三部分:綠色智慧的養分管理體係——技術集成與創新應用 本書的核心內容在於構建一個係統、高效、環保的農田養分資源綜閤管理技術體係。我們將把前兩部分積纍的理論知識轉化為可操作的實踐技術。 測土配方施肥的深化與升級: 測土配方施肥是實現精準施肥的基石。本書將在此基礎上,進一步深化和升級測土配方施肥技術。 多維度信息集成: 強調將土壤養分檢測、作物養分需求、氣候信息(降雨量、氣溫、光照等)、種植製度(輪作、連作)、耕作方式、農田地形地貌等多種信息進行集成分析,製定更為精準、動態的施肥方案。 智能配方設計: 介紹基於大數據和人工智能的配方施肥輔助決策係統,如何通過算法優化養分投入,實現“按需施肥”。 有機無機結閤: 強調有機肥與化肥的科學搭配,發揮各自優勢,提高養分利用效率,改善土壤結構,減少環境汙染。 高效施肥技術的應用: 提高肥料的利用率是減少養分損失、保護環境的關鍵。本書將係統介紹各種高效施肥技術: 緩控釋肥料的應用: 闡述緩釋肥、控釋肥的原理,介紹其在不同作物和不同土壤條件下的適用性,以及如何通過優化施用方式,減少養分淋失和揮發。 水肥一體化技術: 詳細介紹滴灌、噴灌等節水灌溉係統與施肥相結閤的優勢,如何實現養分隨水輸送,精準、均勻地供給作物,提高肥料利用率,節約水資源。 葉麵施肥技術: 探討葉麵施肥的原理、適宜的肥液濃度、施用時期和注意事項,尤其是在作物某些生長階段對特定微量元素需求量大,或根係吸收受限時,葉麵施肥的獨特作用。 生物肥料的應用: 介紹固氮菌肥、解磷菌肥、鉀細菌肥、菌根肥料等生物肥料的作用機理,以及如何科學地應用這些肥料,促進作物生長,提高養分轉化利用效率。 養分資源循環利用: 挖掘和利用農田及周邊區域的養分資源,是實現可持續發展的內在要求。 秸稈綜閤利用: 詳細介紹秸稈還田(機械粉碎還田、堆肥還田)、秸稈生物炭製備及其在土壤改良和養分管理中的應用。 畜禽糞汙的資源化利用: 探討畜禽糞汙的科學處理技術(如好氧堆肥、厭氧發酵、固液分離等),以及如何將其轉化為優質有機肥,施用於農田。 綠肥種植與利用: 介紹不同綠肥作物的選擇、種植方法、翻埋時期,以及其在培肥土壤、增加有機質、固氮、抑製雜草等方麵的綜閤效益。 汙水、汙泥的閤理利用: 在嚴格的安全評估和監管下,探討經過處理的汙水、汙泥作為有機肥源的潛力。 綠色防控與養分管理協同: 作物健康生長離不開病蟲草害的有效控製,而健康的土壤和閤理的養分供給是提升作物抗性、減少農藥使用的基礎。本書將探討養分管理如何與綠色防控技術協同增效。 增強作物抗逆性: 閤理的養分供給可以提高作物的生理機能,增強其對病蟲害和環境脅迫的抵抗能力。 減少病蟲害發生: 某些養分(如鈣、矽)有助於增強作物細胞壁,提高抗病性;過量施用氮肥可能誘發某些病蟲害。 生物防治的配套: 結閤釋放天敵、使用生物農藥等綠色防控措施,與科學的養分管理相互配閤,構建健康的農田生態係統。 智能化與信息化管理: 充分利用現代信息技術,提升養分管理的科學性和效率。 地理信息係統(GIS)與遙感技術(RS)的應用: 如何利用GIS和RS技術對農田進行精細化管理,實現農田養分空間變異性分析,指導精準施肥。 物聯網(IoT)與傳感器技術: 介紹土壤水分、養分、溫濕度傳感器等物聯網設備在實時監測農田環境數據,為智能決策提供支持。 農業大數據與人工智能: 探討如何收集、分析和利用農業大數據,通過人工智能算法優化養分管理方案,預測作物産量,實現智慧農業。 第四部分:實踐案例與未來展望 本書的最後一部分將通過具體的實踐案例,生動地展示上述各項技術的應用效果,並對農田養分管理的未來發展方嚮進行展望。 不同區域、不同作物的成功應用案例: 選擇在中國不同地區、針對不同作物(如長江三角洲的水稻、華北平原的小麥玉米輪作、西北乾旱地區的節水灌溉等),詳細介紹采用養分資源綜閤管理技術後的産量提升、成本降低、環境改善等方麵的具體數據和成效。 政策法規與標準體係: 簡要介紹我國在化肥減量增效、有機肥推廣、畜禽糞汙資源化利用等方麵的相關政策法規和技術標準,為實際應用提供政策導嚮。 挑戰與機遇: 分析當前農田養分管理工作中存在的挑戰,如技術推廣的瓶頸、農民接受度、初期投入等,並展望未來技術發展趨勢,如生物技術在養分管理中的進一步應用、循環農業模式的完善、碳匯農業與養分管理的結閤等。 可持續農業的願景: 最終,本書將強調,通過科學、係統、綠色的農田養分資源綜閤管理,我們不僅能夠實現作物的高産豐收,更能守護好我們賴以生存的土壤,保護好綠水青山,為子孫後代留下一個健康、可持續發展的農業生態係統。 《農田養分管理的綠色智慧:土壤健康與作物豐産的雙贏之道》,將是一本集科學性、實用性、前瞻性於一體的權威著作。它不僅僅是關於施肥的技術手冊,更是關於如何構建一個更加健康、更加高效、更加可持續的農業未來的智慧指南。