化学肥料在生态农业中科学管理的意义及资源化利用实践.doc

化学肥料在生态农业中科学管理的意义及资源化利用实践 作物营养管理与创新技术运用内容摘要：Chemical fertilizers in the ecological agriculture of crops increase production plays a vital role in scientific fertilization and nutrient utilization of water and fertilizer management that greatly improved the nutritional quality of crops, the land of output capacity, agricultural eco-environment in under the control of scientific application of fertilizers to improve化学肥料在生态农业中对作物的增产增收起着至关重要的作用，科学的施肥技术和水肥管理使养分的利用率大大提高，作物的营养品质、土地的输出产能、农田的生态环境等在科学施肥的调控下得以改善。关键词：Ecological Agriculture Resource Nutrient balance Fertilizer Scientific Management生态农业 资源化 养分平衡 肥料 科学管理正文：肥料二字起源于近代，在中国古代文献中称肥料为粪，如土粪、皮毛粪等。甚至以植物作肥料也称粪，野生绿肥称草粪，栽培绿肥称苗粪。诗经周颂中有“荼蓼朽止，黍稷茂止”的诗句，说明西周时已认识到杂草腐烂后的肥田作用。礼记月令说利用夏季高温和降雨沤腐杂草，“可以粪田畴，可以美上疆”，孟子说“百亩之田，百亩之粪”，荀子说“多粪肥田”等，可见秦汉以前肥料已受重视。纵观中华五千年农耕文明史，肥料的使用所起的作用是至关重要的。人们从刀耕火种的原始农业起步，逐步认识和探索让粮食增产的方法，积累了丰富的施肥培肥经验，这些经验总结对现代农业的发展仍然具有一定的指导意义。现代意义上的肥料，是指提供一种或一种以上植物必需的营养元素，改善土壤性质、提高土壤肥力水平的一类物质，是农业生产的物质基础之一。中国早在西周时就已知道田间杂草在腐烂以后，有促进黍稷生长的作用。齐民要术中详细介绍了种植绿肥的方法以及豆科作物同禾本科作物轮作的方法等；还提到了用作物茎秆与牛粪尿混合，经过践踏和堆制而成肥料的方法。现代意义上的肥料含义更加的广泛，品种也多种多样。肥料（有机的、无机的）是人们植物性食品（粮食、蔬果、糖油、烟茶等）和动物性食品（鱼肉蛋奶）生产不可缺少的生产资料，也是人们的衣（纤维、棉麻、丝毛）、住（房屋、家具）、行（交通工具）、用（纸张、办公用品等）、休闲娱乐（草地花卉、高尔夫球场、林地氧吧）和药（中药材）等的生产资料。虽然有其他的替代产品，但随着人们生活质量的提高和改善，对身体健康及环境保护意识的加强，人们更乐于使用以大自然赐予的原料制成的产品，可见，肥料已是人类现代生活所不可缺少的。在21世纪的今天，现代农业进入快速发展的新轨道。绿色农业、环保农业、低碳农业已成为农业发展的主流。无公害农业尤其是有机农业，其土壤培肥提倡利用豆科作物的轮作和土地休整，优先使用系统内的有机肥料，在有机肥料不能需要时也可使用其他物质，但用于土壤培肥和土壤改良的物质必须是特定的土壤改良和轮作措施所必需的，目的是达到或保持土壤肥力或为满足特殊的营养要求，该物质及其配料来自植物、动物、微生物或矿物，并允许经过物理（机械加热）处理，酶处理和微生物（堆肥、消化）处理，该物质的使用应不会导致或产生环境不能接受的影响或污染，包括土壤生物的影响和污染。同时，该物质的使用不应对最终产品的质量和安全性产生不可接受的影响。化学肥料也是一把双刃剑，使用化学肥料在带来粮食增产增收的同时，不可避免的也带来了一系列环境问题，如农田大量使用氮磷钾肥，导致湖泊水体富营养化，引发赤潮。土壤因大量施用肥料而导致土壤板结、土壤质量下降，农作物减产。与农业和施肥有关的C02的排放，有机肥料生产过程中化石燃料的消耗，肥料的运输和机械施肥对石油的燃烧；秸秆等农业废弃物的焚烧；堆肥发酵过程CO2的释放；土壤耕作增加的有机质的氧化等等，都在一定程度上对环境产生了很大的负面影响。当然，有机肥的使用、秸秆还田等都会增加土壤C02的排放，成为引发“温室效应”的元凶。以水体富营养化为例，说明在农田养分中科学施肥的巨大作用。在水体富营养化中起关键作用的是氮素和磷素。(1)氮素农田径流挟带的大量氨态氮和硝酸盐氮进入水体后，改变了其中原有的氮平衡，促进某些适应新条件的藻类种属迅速增殖，覆盖了大面积水面。例如我国南方水网地区一些湖叉河道中从农田流入的大量的氮促进了水花生、水葫芦、水浮莲、鸭草等浮水植物的大量繁殖，致使有些河段影响航运。在这些水生植物死亡后，细菌将其分解，从而使其所在水体中增加了有机物，导致其进一步耗氧，使大批鱼类死亡。(2)磷素水体中的过量磷主要来源于肥料、农业废弃物和城市污水。据有关资料说明，在过去的15年内地表水的磷酸盐含量增加了25倍，在美国进入水体的磷酸盐有60是来自城市污水。在城市污水中磷酸盐的主要来源是洗涤剂，它除了引起水体富营养化以外，还使许多水体产生大量泡沫。水体中过量的磷一方面来自外来的工业废水和生活污水。另方面还有其内源作用，即水体中的底泥在还原状态下会释放磷酸盐，从而增加磷的含量，特别是在一些因硝酸盐引起的富营养化的湖泊中，由于城市污水的排入使之更加复杂化，会使该系统迅速恶化，即使停止加入磷酸盐，问题也不会解决。这是因为多年来在底部沉积了大量的富含磷酸盐的沉淀物，它由于不溶性的铁盐保护层作用通常是不会参与混合的。但是，当底层水含氧量低而处于还原状态时(通常在夏季分层时出现)，保护层消失，从而使磷酸盐释入水中所致。江流湖泊水体的富营养化，引发了人们对农田科学施肥的思考。如何使肥料资源的利用有效化、最大化、平衡化，是植物营养学家目前关注的焦点。如何有效地防治水体富营养化这一环境问题呢？以下两点措施具有科学的借鉴作用。(1)控制外源性营养物质输入绝大多数水体富营养化主要是外界输入的营养物质在水体中富集造成的。如果减少或者截断外部输入的营养物质，就使水体失去了营养物质富集的可能性。为此，首先应该着重减少或者截断外部营养物质的输入，控制外源性营养物质，应从控制人为污染源着手，应准确调查清楚排入水体营养物质的主要排放源，监测排入水体的废水和污水中的氮、磷浓度，计算出年排放的氮、磷总量，为实施控制外源性营养物质的措施提供可靠的科学依据。(2)减少内源性营养物质负荷输入到湖泊等水体的营养物质在时空分布上是非常复杂的。氮、磷元素在水体中可能被水生生物吸收利用，或者以溶解性盐类形式溶于水中，或者经过复杂的物理化学反应和生物作用而沉降，并在底泥中不断积累，或者从底泥中释放进入水中。减少内源性营养物负荷，有效地控制湖泊内部磷富集，应视不同情况，采用不同的方法。农田生态系统氮循环在某些环节上与碳循环相伴存在并具有相似之处，碳氮循环相互影响、相互促进。土壤氮的循环过程是氮素不断进行生物、生物化学、化学、物理、物理化学变化的过程，也是不断进行氮素形态变化的过程，这些过程主要有生物固氮过程、化学固氮过程、矿化生物固持过程、硝化过程、反硝化过程、挥发与淋失过程、共侵蚀和径流损失过程等。但是氮循环的重要环节在于氮素养分的固定、有效化和损失过程，特点是微生物作用下的生物化学过程。虽然磷和硫也是土壤有机质的组成成分，也参与土壤碳氮循环的生物化学过程，但是磷和硫的纯化学转化循环占有更重要的地位，磷和硫在农田系统中的循环是生物地球化学循环的一部分。与农田生态系统中碳氮及其它养分循环同等重要。水循环影响作物的生长、养分转化循环、有效性及损失，在干旱和半干旱地区，农田生态系统的水循环往往成为整个系统物质循环的制约因素。气候，特别是温度，是影响土壤物质转化循环的外因，对土壤物质平衡起重要作用。农业管理是影响土壤物质转化循环的另一个重要因素，它可以改变土壤物质循环过程和强度，最终影响养分循环效率以及平衡水平，决定农田生态系统的可持续利用能力。氮素在土壤中的转化过程决定氮素的吸收利用，因此研究氮素高效利用的理论基础是氮素在土壤中转化过程及其调控原理。目前氮素在土壤中的转化和去向已成为研究的焦点之一农田科学施肥与管理技术的应用，一方面增加了作物的单位面积产量，达到了粮食的增产增收，取得了明显的经济效益，另一方面，实现了肥料资源的合理化与平衡化利用，保护了农田土壤环境 ，使农业的发展真正实现了循环可持续，达到了经济效益和生态效益共赢的局面。近年来，测土配方施肥在我国逐渐兴起，其意义重大，测土配方施肥技术是集土壤测试、肥料试验、专用肥料配制、施肥技术指导为一体的技术体系，也是目前世界上广泛使用的比较先进的科学施肥技术。测土配方施肥是根据土壤测试结果，农作物的需肥规律和特点，结合肥料效应，科学合理地确定氮磷钾及中、微量元素肥料的适宜用量和比例，加工成各种作物的专用配方肥，供应给农户，并指导农民施用。测土配方施肥技术有以下几个方面的重要意义：（1）保持土壤肥力，维持土壤地力 （2）提高化肥利用率，减少化肥投入 （3）减少土壤、环境、作物污染 （4）提高作物产量和产品品质 （5）保证粮食安全生产 （6）提高经济效益，保证农民增产增收该技术的最大优点是可以有效地解决农田施肥与土壤供肥及作物需肥之间的矛盾，针对性地定量补充作物所需的短缺营养元素。使各种养分平衡供应，达到提高农产品产量，改善农产品品质，培肥土壤，提高化肥利用率和使用效益的目的。总之，测土配方施肥技术的推广和普及，极大的实现了肥料资源的合理与有效化利用，提高了作物对矿质养分的利用率。该技术对于节约有限的化石燃料资源，缓解人类的能源危机，保护生态环境的多样性都具有非常重要的战略意义。生态农业是伴随着整个农业生产的不断发展而逐步形成的一种全新农业。为了搞好生态农业建设，一方面要注重总结与推广我国传统农业中适于生态农业的经验和做法，另一方面，要加紧研究与大力推广先进的生态农业新技术，如：为了减少白色污染而研制的光解膜、生物农药、生物化肥、秸秆还田、节水灌溉等等。实践表明：在生态农业建设中，只有两个方面的措施结合起来了，效果才能更好。只有正确处理好生态环境与经济效益两者之间的关系，才能走出一条生态农业可持续发展的绿色道路，才能实现肥料资源利用的合理化和有效化，真正做到人与环境和谐健康的发展。参考文献：1. 林葆 化肥与无公害农业，中国农业出版社，2005.82. 许修宏 李洪涛 张迪 堆肥微生物学原理及双胞蘑菇栽培，科学出版社20103. 杨洪强 无公害农业，气象出版社，2009.64. 黑龙江省县域经济学会 现代农业与县域经济发展，中国农业出版社，2007.105. 胡衡生 李艳琳 广西生态农业的模式与特点，中国科学院上海冶金研究所; 材料物理与化学(专业) 博士论文 2000年6. 赵领军 生态农业可持续发展的现代农业A;济南市2005年学术年会论文集C;2005年7. 段继贤 开辟多种途径解决肥料问题， 农业经济问题, 19838. 毕丽华 中国北方沿海生态农业发展模式研究以大连市金州生态农业示范区为例，辽宁师范大学;2001年9. 翟勇 中国生态农业理论与模式研究，西北农林科技大学;2006年10. 李程碑 彭