蔬菜、果树养分管理.pptx

果树 蔬菜养分资源综合管理 王孝忠 资源与环境学院电子邮件 08 wangpeng 2015 1 15 养分资源管理课程 内容 前言蔬菜养分资源综合管理果树养分资源综合管理 前言 果树蔬菜产业的发展现状果树蔬菜产业发展存在的问题果树蔬菜生产的养分投入特点常见养分缺乏问题 ProportionchangeoftotalcropplantingareainChinafrom1961to20071961 2007年我国种植业结构调整变化 数据来源 中国统计年鉴 13 9 2012年我国各农作物的栽培面积比例 2008 2012年我国蔬菜和果园播种面积动态变化 蔬菜 水果 中国生产了世界48 的蔬菜和19 的水果 FAO 2014 各类蔬菜种植情况汇总 2012年 数据来源 中国农业年鉴2013 5种蔬菜占种植面积的35 以上 我国各地蔬菜种植情况 2012年 数据来源 中国统计年鉴2013 各地统计年鉴2013 种植面积排名前十位 播种面积占 62 9 蔬菜生产优势区域 全国蔬菜产业发展规划 2011 2020年 优势产区 1 黄淮河与环渤海地区 2 长江流域地区 3 华南与西南热区 PlantingareaofmainfruitcropsinChinain20072007年我国主要果树栽培面积 UnitX1000ha Totalarea 1 0471 1 thelargestplantingareaintheworld 中国苹果面积稳居世界第一 占总面积的36 6 中国苹果产量世界第一 占总产量的41 2 中国鲜苹果出口量第一 国际市场占有率12 4 中国苹果汁国际贸易量第一 占总贸易量的52 7 世界第四大水果 占总产量的1 6我国第一大水果 苹果及其产品的地位 数据来源 FAO 各国桃产量示意图 FAO 2006 世界和我国桃生产基本情况 世界桃总产量1718 9万吨 平谷 昌平 中江县 双流县 龙泉驿区 砀山 铜山 沛县 丰县邳州陈楼 仪征市无锡市 张家港 青浦奉贤南汇 城阳区 烟台兰山区 蒙阴蓬莱 顺平辛集深州乐亭 未央区 眉县 三原 铜川 长安区 郑州市果树研究所中原区 温县太康 尉氏 内黄 Main32countiesforintensivepeachproductionatalargescaleinChina Sichuan Shannxi Henan Shanghai Anhui Jiangsu Shandong Beijing Hebei 前言 果树蔬菜产业的发展规模果树蔬菜产业发展存在的问题果树蔬菜生产的养分投入特点常见养分缺乏问题 丰产 亩产3500kg 5000kg外美 果个均匀 着色完全 表面光洁内优 含糖量高 风味浓 优质丰产是苹果养分管理目标之一 有机肥投入不足 偏施化肥 土壤有机质含量低 果树养分资源管理中存在的问题严重 土壤有机肥的含量与优质丰产差异较大 PAccumulation 磷素累积 In1980s Atpresent 养分不平衡 过量施氮磷肥 磷素累积现象严重 图1我国果园土壤酸化状况 土壤障碍加重 果园土壤酸化 果园土壤酸化造成锰毒害导致果树粗皮病发生 姜学玲等 1998 招远果园土壤有效锰含量 30mg kg的样本占20 卢树昌 2007 SoilacidificationfactorsindifferentfruitorchardinChina我国主要果园土壤酸化因素分析 果农养分管理缺乏科学依据 盲目性大 1 肥料品种不适宜 施肥比例不协调 肥料结构不合理 2 施肥不足和超量并存 较少考虑土壤养分 肥料利用率低 3 施肥时期不合理 贮藏营养不足 后期脱肥 果园条件差 缺乏良好管理 蔬菜产业存在的生产问题 设施菜田水肥利用效率低 灌溉方式和肥料产品肥料浪费问题突出 设施蔬菜连作导致的连作障碍问题严重 根结线虫危害普遍 缺乏高产高效的生产配套技术 设施生产环境条件不足 菜田重金属污染物累积 蔬菜品质安全风险高 菜田NP养分含量高 水体污染风险高新技术推广途径需要加强 大棚番茄不同连作年限对根系活力及其品质的影响 吴凤芝等 1997 土传病害 根结线虫等连作障碍问题突出 土壤盐渍化问题 土壤质量恶劣等问题导致大棚废弃 养分供应不平衡导致蔬菜品质下降 生产不可持续 环境问题严重 地下水硝酸盐污染 过量的肥料和农药投入及长期连作导致 不同施肥年限对设施菜田土壤pH变化的影响 杨丽娟 2008 前言 果树蔬菜产业的发展规模果树蔬菜产业发展存在的问题果树蔬菜生产的养分投入特点常见养分缺乏问题 n 6200 全国所有集约化果园的养分投入情况及平均养分投入 Highnutrientinputwasfoundasfollows Grape citrus applefruitcrops葡萄 柑橘 苹果的养分投入数量很大 0 20 40 60 80 100 Optimum适宜 Excessive过量 Inadequate不足 Frequency分布频率 Ninput Pinput Kinput AverageNinput organic inorganic 725 3kgN ha 300AveragePinput organic inorganic 482 5kgP2O5 ha 100AverageKinput organic inorganic 471 5kgK2O ha 300 数据来源 2005 2008调研数据 3 1我国果园养分投入 Nutrientinputthroughorganicmanure有机肥的养分投入 50 70 ofchemicalfertilizertypewerecompoundfertilizer N P2O5 K2O 50 70 的化肥种类为NPK复合肥或者专用肥69 3 oftotalNinput 63 0 oftotalP2O5input and66 5 oftotalK2Oinputwerefromchemicalfertilizers 69 3 的氮 63 的P 66 5 的钾来自于化肥投入 Appliedrateoforganicmanure 一般地有机肥用量为10 20t ha Nutrientinputthroughchemicalfertilizer化肥中的养分投入 n 6200 葛晓颖 2009 我国蔬菜产业氮磷钾肥料消费现状 1 我国蔬菜产业氮磷钾肥施肥普遍过量 3 2我国蔬菜养分投入 2 氮磷钾肥料投入与蔬菜养分需求比例不协调 葛晓颖 2009 我国蔬菜产业氮磷钾肥料消费现状 目前比较普遍的是有机肥投入的氮素占整个氮素投入的 50 60 1994 2004年寿光设施蔬菜每年氮素养分投入量及有机肥所占比例 武良 2014 博士毕业论文 3 3国内 国外养分投入比较 前言 果树蔬菜产业的发展规模果树蔬菜产业发展存在的问题果树蔬菜生产的养分投入特点常见养分缺乏问题 据调查 苹果中有中微量元素问题的占果品中的30 果树中微量元素问题越来越严重 苹果黑点病 苹果苦痘病 缺钙症状 苦痘病 缺硼症状 缩果病 缺镁症状 http www umass edu fruitadvisor factsheets Nutrients 缺铁症状 叶片失绿 缺锌症状 脐腐病 BER 早期 Peppercv FruitBasket 番茄中亦常见 晚期 缺钙症状 莴苣叶尖枯死 叶片生长早期因缺乏蒸腾动力而导致缺钙 cv Flandria FromWheelerR 花椰菜 缺硼 缺硼症状 内容 前言蔬菜养分资源综合管理果树养分资源综合管理 二 蔬菜养分管理 蔬菜种类及生产发育特点蔬菜作物养分吸收规律蔬菜作物的养分管理策略土壤修复与养分高效利用水肥一体化技术 叶菜类 菠菜 芹菜 大白菜 圆白菜 油菜 小白菜 瓜菜类 黄瓜 苦瓜 西葫芦 冬瓜 南瓜 块根类 萝卜 胡萝卜 茄果菜类 番茄 茄子 辣椒 葱蒜类 大葱 蒜 姜 洋葱 菜用豆类 菜豆 蚕豆 豇豆 四季豆 豌豆 水生菜类 荸荠 莲藕 其他菜类 甘蓝 花椰菜 空心菜 莴苣 西兰花 萱草 蔬菜种类繁多 蔬菜作物茬口 种植类型 北方 南方 53 36 11 51 27 21 Proportionofrootdensityineachsoillayertototalsoillayer 0 30 60 90 leaching leaching cucumber wheat Nutrientandwater sdemandinrootzone High Low 90t ha Yield Nuptake Growingdays 90 120d 180d 200kgN ha 280kgN ha 6 7t ha cm Growingcharacteristicsofvegetables 番茄需肥量大耐肥性中吸收能力强茄子 甘蓝类需肥量大耐肥性强吸收能力强黄瓜需肥量大耐肥性弱吸收能力中大白菜需肥量大耐肥性中吸收能力中辣椒需肥量中耐肥性弱吸收能力弱 需肥特点 1 需肥量大 2 对一些养分具有特殊需求a 喜硝态氮 b 嗜钙作物 c 含硼量高 三 蔬菜养分管理 蔬菜种类及生产发育特点蔬菜作物养分吸收规律蔬菜作物的养分管理策略退化土壤修复与养分高效利用水肥一体化技术 果菜类蔬菜 非果菜类蔬菜 收获 生育期 养分吸收 多次收获 蔬菜种类不同对养分的要求也不相同 果菜类蔬菜在结果期多次收获过程中需要多次补充水分和养分 而非果菜类蔬菜对养分需求过程比较简单 一般追肥1 3次即可 蔬菜的生长特点 中前期进入一个快速生长阶段 苗期生长较慢 中后期生长速度减缓 作物施肥指南 2006 蔬菜生长特点及养分吸收规律 结球叶菜的氮素吸收曲线 氮素吸收量 kg ha Inst forvegetables ornamentals Gro beeren Erfurt Germany Heft6 定植后周数 花椰菜羽衣甘蓝芽甘蓝 鲜食 白甘蓝皱叶甘蓝 青花菜苤蓝红甘蓝 加工 白甘蓝 不同种类蔬菜 WeeklyNuptakepatternoftomatoindifferentgrowthseasonsinNorthChinaPlain DatafromTang 2004 Liu 2004 2005 etal DatafromCai 1997 WeeklyNuptake kgN ha DatafromTang 2004 Liu 2004 2005 etal 不同种植类型 三 蔬菜养分管理 蔬菜种类及生产发育特点蔬菜作物养分吸收规律蔬菜作物的养分管理策略土壤修复与养分高效利用水肥一体化技术 蔬菜作物的养分管理原理1 考虑蔬菜生长特点及其养分吸收规律 2 基于高产和环境友好的根层养分供应原则根层氮调控技术 总量控制 分期调控磷钾衡量监控微量元素因缺补缺 根层氮素调控的水平 适宜的根层氮素供应是以蔬菜作物的需求数量为核心 在数量上表现为蔬菜用于形成生物体的氮素吸收量 以及保证作物获得目标产量的最低土壤无机氮素残留量 Nmin缓冲值 氮素管理 采用实时监控策略 基于根层养分供应水平和作物养分需求规律进行平衡推荐 维持适宜的根层土壤氮素供应阈值 根层氮素调控的水平 作物需求规律 氮肥调控 氮素矿化释放 氮素淋失 氮素固定 气态损失 播前根层土壤无机氮 合理根层土壤无机氮供应阈值 作物吸收 土壤固定 根层土壤中有效的铵态氮和硝态氮 必须维持到 低 不出现蔬菜养分缺乏高 不出现养分毒害 减少更多的养分损失 分析土壤 作物体系的氮素收支平衡 确定氮肥需求量 CropNdemand Nfertilization Nutrientmanagementstrategyforvegetableproduction maintainingoptimumnutrientconcentrationinrootzone NLeaching Nimmobilization Nlossthroughgaseousemission Nmineralizationfromsoil 氮肥推荐量 kg ha 氮素供应目标值 播前 移栽前 根层土壤无机氮 灌溉水带入的氮 Nsupply Organicmanure availableform mineralization Targetvalue Highyield enoughbutnotexcessivecriticalsupply ChemicalN CriticalNminresidueinrootzone SoilNminstorage Nitrateinirrigation Ndeposition 通过不同施氮量与播前土壤硝酸盐之和 氮素供应值 与作物产量建立产量反应曲线 根据线性 平台模型 求得适宜的氮素供应水平 氮素残留量 土壤氮素残留 产量 产量 合理施氮量与蔬菜产量 土壤氮素残留的关系 最佳水平 适量 缺乏 过剩 减量施肥 适宜 施氮量 供氮水平对韭葱产量的影响 夏 秋 冬季 7年11个试验结果 50 60 70 80 90 100 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 供氮水平 0 60厘米土层土壤无机氮 施N量 kgN ha 相对产量 optimum surplus 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 施氮量 kgN ha Nmin方法 氮素供应目标值 各种相似作物的氮素推荐 不同作物生育特点和土壤供肥特点决定了氮肥分施比例 过高 适宜 过低 磷钾恒量监控技术 新菜田 管理原则 土壤培肥 老菜田 管理原则 维持施肥 1 确定适宜的根层磷钾水平2 基于养分平衡的恒量调控3 3 5年为一个周期的监测 三个要素 不施肥 按照作物带走量0 8 1倍补给 按照作物带走量1 1 2倍补给 按照作物带走量1 2 1 5倍补给 按照作物带走量1 5 2 5倍补给 考虑产量目标及作物需求 土壤测定水平 土壤类型 考虑有机肥施用的磷 钾测土施肥推荐原则 菜田土壤P K肥供应推荐指标 主要蔬菜作物收获部分带走的磷钾养分数量 kg ha NtargetvalueinPhaseI 150kgN ha 220kgN ha 监控 0 30cm 土壤无机氮 监控 30 60cm 土壤无机氮 实例 RootzoneNcontrolinopen fieldcabbageconsideringorganicmanureapplication RecommendedN 62kgN ha RecommendedN 100kgN ha NtargetvalueinPhaseII Quick testsoilNminin60cmlayer Quick testsoilNminin30cmlayer SoilNmintest 56kgN ha PANfromorganicmanure TotalN 100kgN ha included12kgN haofNH4 NandpredictedmineralizedN 20kgN ha beforenextrecommendation nitrate Ninirrigatedwaterisignored RecommendedN 150 56 12 20 62 SoilNmintest 90kgN ha PANfromorganicmanure TotalN 100kgN ha includedthepredictedmineralizedN 30kgN ha beforeharvest nitrate Ninirrigatedwaterisignored RecommendedN 220 90 30 100 幼苗期 莲座期 监控 0 30cm 土壤无机氮 监控 30 60cm 土壤无机氮 幼苗期 莲座期 结球期 监控 0 30cm 土壤无机氮 监控 0 60cm 土壤无机氮 氮肥推荐 62kgN hm2 磷肥推荐 60kgP2O5 hm2 有机肥鸡粪推荐 12方 公顷 钾肥推荐 120kgK2O hm2 氮肥推荐 100kgN hm2 钾肥推荐 150kgK2O hm2 露地甘蓝土壤Olsen P和交换性钾测定值分别为 34mg kg 147mg kg 根据上表的推荐策略 磷肥 60 1 0 60kgP2O5 hm2 钾肥 270 1 270kgK2O hm2 根据测土施肥推荐结果进行配肥 蔬菜施肥微量元素管理 因缺补缺 由于有机肥中 如鸡粪的Cu Zn含量很高 很难看到这些微量元素缺乏的问题 不同蔬菜类型常见的中微量元素问题 Ca Mg B 不同蔬菜对微量元素的反应程度不同 注 当土壤微量元素浓度低时 反应程度 高 表示作物施用该微量元素肥料有效果 反应程度 中 表示效果不明显 反应程度 低 表示无效果 孟利芬等 2010 孟利芬等 2010 土壤撒施0 56 3 36kgB ha 硼砂 硼酸 取决于作物的敏感程度 叶面喷施通常不用 硼是微量元素中缺乏最普遍 最常见的 以B为例 三 蔬菜养分管理 蔬菜种类及生产发育特点蔬菜作物养分吸收规律蔬菜作物的养分管理策略土壤修复与养分高效利用水肥一体化技术 Fig 6 Resultsofatestconductedinthefieldshowingtheeffectofvariouscroprotationsonyield t ha LSD0 05D0 2 androotrotseverityofsnapbean scaleof1 norootrotto9 80 rootsinfected LSD0 05D0 4 G S Abawi T L Widmer AppliedSoilEcology15 2000 37 47 多年连作导致蔬菜的根腐病发病率增加 蔬菜产量下降 根系吸收能力下降 根结线虫的发育适宜温度为20 30 土壤温度超过40 和低于5 根结线虫的侵染活动都很少 致死温度为55 10分钟 土壤相对湿度40 70 有利于线虫的繁殖和生长发育 27 时完成一代需25 30天 因此在蔬菜生长季节 根结线虫数量增长很快 线虫主要分布在20cm深土层内 尤以5 20cm土层内数量最多 50cm以上的深层土壤亦有分布 线虫生长发育和繁殖必须在活体寄主中进行 根结线虫的生长发育适宜环境 根据根结线虫生长发育习性制定防治策略 物理防治 致死温度55 如采取的措施包括热处理 热水浇灌 蒸汽处理 太阳能高温覆膜消毒处理等化学防治 毒害线虫 如化学药剂栽培管理 切断线虫寄主 如与非寄主植物进行轮作 休闲处理 厌养条件 如淹水生物防治 破坏线虫自身结构 抑制线虫繁殖 如采用细菌 真菌等生物防治手段 抗性品种及种植诱捕作物 需要转变观点 把 灭绝 转为 不影响产量和效益的最低控制数量水平 以保护地蔬菜一年两季栽培模式为例 春季 休闲季 秋季 6 8月 4月 线虫发病高峰期 策略1策略2策略3策略4 抗性品种 嫁接砧木 太阳能消毒 秸秆石灰氮 填闲轮作 抗性品种 嫁接砧木 无抗性品种 结合间作 太阳能消毒 秸秆石灰氮 填闲轮作 无抗性品种倒茬 结合间作 无病土培育壮苗 土壤调理剂菌根化育苗根际生长调控剂 定植前土壤处理 生长期土壤处理 土壤调理剂低毒化学药剂生防菌剂 化学药剂生物药剂 灌根处理 填闲作物的筛选 诱捕作物 禾本科作物 葱蒜属作物 防治同春季 老菜田退化土壤修复技术 连作障碍及线虫防控 盐渍化 酸化修复技术 连作障碍及线虫防控 1 轮作倒茬 2 挖掘生物有机肥及堆肥产品 改良土壤生物群落 3 生物菌剂 4 功能性秸秆还田及生物反应堆技术 5 穴盘育苗隔根保护技术 6 石灰氮 秸秆消毒技术及产品研发 7 甲壳素等土壤调理剂的应用 盐渍化 酸化修复技术 1 增施CO2肥料 2 改善作物P营养 喷施磷肥 2 研发施用钙型土壤调理剂 3 增施秸秆技术 三 蔬菜养分管理 蔬菜种类及生产发育特点蔬菜作物养分吸收规律蔬菜作物的养分管理策略土壤修复与养分高效利用水肥一体化技术 什么是水肥一体化技术 水肥一体化是利用管道灌溉系统 将肥料溶解在水中 同时进行灌溉与施肥 适时 适量地满足农作物对水分和养分的需求 实现水肥同步管理和高效利用的节水农业技术 水肥一体化技术发展 优点 省肥节水 省工省力 降低湿度 减轻病害 增产高效 注重水肥一体化技术的结合 DrumKit Vegetable 硝态氮肥淋洗 每次大量灌水都会把地里的一些氮素 淋失 这是菜地施肥肥效不高的主要原因 1 选择好肥料配方组合 制订灌溉施肥计划 2 确定每次的施肥数量 模式化 3 根据作物需肥特点 有机肥供应特点 土壤供肥特点确定施肥次数 小于灌溉次数 4 根据每次灌溉时间确定施肥时间和肥料浓度高低 水肥供应要协调少量多次最重要 灌溉 施肥 分期调控 关键技术 果类蔬菜专用配方肥与水肥一体化技术 根据选定的配方推荐施肥技术 施肥量 施肥时期和施肥条件等 根据作物带走N P2O5 K2O比例确定水溶肥初始配方 充分考虑施用地区的有机肥水平 土壤养分水平和施肥时期的要求调整配方 考虑中微量元素的添加 果类蔬菜以钙 镁 硼为主 注意元素间协同 等值 拮抗作用 营养元素的配伍 混合效应 溶解性 养分形态和肥效期及经济性 通过水肥一体化技术 采用 以氮定磷钾 原则进行菜田推荐施肥 可以通过调整配方中氮钾比例 调控钾肥施用数量 肥料配方 16 20 14 TE 22 4 24 TE 20 5 25 TE 根据所建立的养分管理模式进行应用推广 提出设施果类蔬菜水肥投入与产量的关系 11年 13年共累计布置40个试验点 涉及番茄 黄瓜 茄子 辣椒4种作物3个茬口 累计80亩 1 平均增产9 4 2 节肥 N P2O5 K2O 14 1 35 20 3 优化处理单位施N P K量作物生产效率分别为72 30 81 总结 典型一年两季蔬菜的根层调控技术集成 滴灌施肥技术 氮素实时监控技术 磷钾恒量监控技术 退化土壤改良技术 土传病害轮作 土壤调理剂 砧木嫁接 根际施肥 缓释肥 基质及微生物等作用 大棚温湿度及CO2浓度控制 影响根系发育及根系对养分的吸收 轮作技术 填闲作物 内容 前言蔬菜养分资源综合管理果树养分资源综合管理 三 果树养分管理 苹果 果树生长特点及养分吸收特性养分管理技术施肥方法 果树种类繁多苹果 梨 桃子 柑橘 香蕉 葡萄 荔枝 菠萝 猕猴桃 龙眼 樱桃 芒果 火龙果 杏 李子 枣 木瓜 果树栽培中的品种很多 有早熟 中熟及晚熟品种 世界主栽苹果品种按产量依次为 元帅系 黄元帅 富士系 澳洲清萍 乔纳金 嘎拉系 红伊达 红玉 瑞光 旭 艾尔思塔 布瑞本 这些品种相对于世界苹果总产的比例分别为 18 8 14 7 9 6 4 1 3 0 2 4 2 4 1 8 1 7 1 7 1 3 1 2 其中元帅系 金冠 富士系三大品种占总产的40 以上 落叶果树的生命周期 果树的生长发育从幼龄期起 经过结果初期 盛果期 直至衰老要许多年才能完成 幼树 扩大树冠 打好骨架和扩展根系 为开花结果打好基础 结果初期 促进花芽分化 盛果期 以优质丰产为目标 并确保来年稳产 衰老期 幼树要施足氮磷肥 适当配施钾肥 重视磷肥 配施氮 钾肥 氮磷钾配合 提高钾肥比例 以氮为主 适当配施磷 钾肥 促进更新复壮 延长果期 在果实的年生长周期中有三个营养阶段 叶片中的营养回流贮藏至根系和枝干中 对来年早春生长发育特别重要 果树年生长周期及特点 器官建造期 需要大量以氮为主的养分 养分贮备期 大量需氮期 养分稳定供应期 氮持续稳定供应增加磷钾供应 苹果生长发育过程 苹果养分吸收规律 Differenceofnitrogenuptakebetween3 yrearlymaturingvariety Flordastae and3 yrlate maturingvariety Tudia atdifferentgrowthstage ModifiedfromPolicarpo 2002 三年生早熟品种 Flordastae 和晚熟品种 Tudia 桃树不同时期的氮素吸收情况 0 1 2 3 4 5 6 7 2 1 3 23 3 23 4 27