烹饪与营养教育专业本科培养方案

张佳宝中国科学院南京土壤研究所2014年8月4日合肥砂姜黑土改良：障碍因子消减与地力提升技术全国高产创建暨增产模式攻关技术培训会报告内容砂姜黑土知识伴随属性障碍因子的砂姜黑土识别及分布界定砂姜黑土障碍因子消减原理砂姜黑土改良和地力提升关键技术砂姜黑土知识省份县市区面积(万亩)安徽省232471.5河南省461993.1山东省37743.0江苏省14359.4合计1205567.0按各省第二次土壤普查资料砂姜黑土主要发育于河流间和山前低洼平坦地区土壤剖面①下部有碳酸盐聚集的砂浆层②中上部有胡敏酸胶体染黑的黑土层③有些土壤上层有被近代沉积物覆盖的暗棕土层色黑但有机质含量低,养分贫瘠，质地粘重，结构发育差，湿闭，干坚硬，耕性严重不良，有“僵土”之称砂姜黑土发育的地貌类型和剖面特点砂姜黑土形成0.8-1.4%有机质(Q43)(Q33~Q42)砂浆黑土诊断依据1.4～3万年前2.9~4万年前2～6千年前Ca(HCO3)2=CaCO3+H2O+CO2重碳酸盐水碳酸盐富集过程—结核形成（砂姜）草甸潜育化-脱潜育化过程—黑土形成伴随属性障碍因子的砂姜黑土识别及分布界定干坚实，湿粘闭胀缩强，耕期短僵块多，结构差障碍因子特征内在机制Si-O四面体Al-O八面体Si-O四面体层间可交换性阳离子Ca基Mg基Na基······2:1型蒙脱石很高的粘粒含量并伴有大量的2:1型膨胀性蒙脱石粘土矿物①土壤粘粒含量≥30%；②土壤粘土矿物以2:1型蒙脱石为主（占最高比例）；③耕层土壤有机质含量在1.5%以下，耕层以下小于1%；④土表-50cm土层≥0.5cm裂缝达25cm深，地面开裂时，≥1cm的裂缝超过50%。有障碍因子判别标准地点样品数线性膨胀系数(COLE)抗压强度（kPa）江苏新沂60.1081985安徽怀远/固镇120.0902633河南平舆/上蔡/汝南100.0812640山东临沂20.0691071砂姜黑土膨胀系数和抗压强度COLE0.06，产生严重危害砂姜黑土耕层COLE和抗压强度与土壤性质的相关性土壤属性线性膨胀系数(COLE)抗压强度COLE10.519抗压强度0.5191pH-0.140-0.182电导率-0.144-0.304OC0.361-0.133全氮0.3580.170全磷0.3460.152粘粒(2m)0.7960.576粉粒(2-20m)0.0100.429沙粒(20-2000m)-0.673-0.744塑性指数-0.4130.053P0.01;P0.05砂姜黑土COLE和抗压强度与土壤黏粒(2m)含量呈极显著正相关，而与砂粒含量呈极显著负相关，表明砂姜黑土的高粘粒含量是控制土壤胀缩和坚硬板结的主要因素。省份存在障碍因子的土种名称砂姜位置(cm)土种个数面积(万亩)总面积(万亩)安徽黑姜土53-1207672.01966.5瘦黑姜土58-10218.0黄姜土25-100820.5瘦黄姜土70-1204.5薄淤黑姜土40-120166.5厚淤黑姜土无258.0覆泥黑姜土60-10027.0河南砂姜黑土耕作层166.0888.0浅位少量砂姜黑土20-5010.5浅位多量砂姜黑土20-504.5深位少量砂姜黑土50-66.0深位多量砂姜黑土50-34.5浅位钙盘砂姜黑土20-5013.5深位钙盘砂姜黑土50-31.5青黑土无267.0粘质黑老土无291.0浅位少量砂姜石灰性砂姜黑土20-5015.0深位少量砂姜石灰性砂姜黑土50-34.5浅位多量砂姜石灰性砂姜黑土50-7.5深位多量砂姜石灰性砂姜黑土50-18.0深位钙盘石灰性砂姜黑土50-3.0复石灰青黑土无61.5粘质石灰性黑老土无24.0山东粘质砂姜黑土50-1505103.5210.0粘质深砂姜层砂姜黑土50-11743.5粘质石灰性砂姜黑土46-21.0粘质深砂姜层石灰性砂姜黑土52-11313.5粘质覆盖石灰性砂姜黑土100-12028.5江苏岗黑土77-1005133.5355.5姜底岗黑土67-10075.0湖黑土70-10094.5姜底湖黑土55-10042.0盐黑土无10.5合计343420.0伴有属性障碍因子的沙姜黑土土种名称与面积江苏省16个县/市/区界定到村级障碍砂姜黑土土种分布界定及图形绘制皖北伴有障碍因子砂姜黑土土种分布图安徽省22个县区障碍砂姜黑土乡镇界定图鲁东鲁南伴有障碍因子砂姜黑土土种分布图山东省省25个县区障碍砂姜黑土乡镇界定图豫中豫南砂姜黑土土属分布图采样点河南省40个县区障碍砂姜黑土乡镇界定图30%粘粒；2:1型蒙脱粘土矿物内因外因水分动态变化龟裂含水量田间持水量粘闭坚实僵板改性措施添加外源物质（沙、粉煤灰、黑炭）调控措施提高有机质适宜耕作控水（秸秆、有机肥、起垄、免耕）障碍成因消减砂姜黑土改良基本原理砂姜黑土障碍因子消减原理减低内聚力减低僵板形成低高土壤田间持水量-30kPa%(v/v)凋萎系数-1.5MPa易-难效水分界点难-极难效水分界点含水量%(v/v)占田间持水量%土水势(ψ,kPa)含水量%(v/v)占田间持水量%土水势(ψ,kPa)含水量%(v/v)占田间持水量%青白土31.213.543.080.8524.979.873.1718.860.18姜黑土35.217.650.060.8229.583.653.2323.165.68姜黄土35.617.748.900.8529.682.713.2323.264.76无效水极难效水难效水易效水0凋萎系数难-极难界点易-难界点田间持水量含水量%龟裂开始点1.控水防止僵板形成砂姜黑土改良基本原理改良和提升地力关键技术61.365.659.657.562.657.660.661.157.865.458.961.363.263.152.949.956.252.853.254.955.5141.994.5205.2131.2134.9176.6177.10100200300400白黄土沙粉土淤土两合土青白土姜黑土姜黄土1m土层储水量（mm）易效水难效水极难效水无效水61.365.659.657.562.657.660.661.157.865.458.961.363.263.152.949.956.252.853.254.955.5141.994.5205.2131.2134.9176.6177.10100200300400白黄土沙粉土淤土两合土青白土姜黑土姜黄土1m土层储水量（mm）易效水难效水极难效水无效水61.365.659.657.562.657.660.661.157.865.458.961.363.263.152.949.956.252.853.254.955.5141.994.5205.2131.2134.9176.6177.10100200300400白黄土沙粉土淤土两合土青白土姜黑土姜黄土1m土层储水量（mm）易效水难效水极难效水无效水地下水上升高度1米1-原始含水量；2-毛管水上升稳定后含水量；3-田间持水量原状土：0-20cm容重1.32；20-100cm容重1.51磨细土：0-20cm容重1.34；20-100cm容重1.45（g/g）智能墒情监测与精准控水（1）激发式秸秆还田快速提升有机质Chu,Lin*etal,SBB,2007;Lin*etal,EST,2012;Yu,Ding*etal,2012,SoilTillage&Research;Yu,Ding*etal.,Biology&FertilityofSoils;Zhang,Ding*etal,SBB,2013.Nie,Huangetal,JofFood,Agr&Environ,2012.两个重要发现稳定性地力提升:有机质团聚体微生物总量(G+好氧菌放线菌)秸秆、有机肥施用18年,土壤有机质1.53%、1.75%,后者诱发阿氏芽孢杆菌等加速的着力点：有机肥激发调低O2分压减少物理扰动激发式秸秆还田：秸秆还田(高腐解菌)堆腐有机肥100kg/亩激发降低氧分压增加堆腐效果耕翻下压行间掩埋5季连免1季深耕翻减少物理扰动缓解养分有机质表聚、板结2.调控减低内聚力100kg/亩高腐解菌有机肥行间掩埋+5季连免1季深耕翻耕翻下压河南封丘潘店、汪寨示范现场（2008/2012)对有机C、N的激发效果(2年)18:17t和18:18t群落--激发后特有（2）高腐解菌堆腐有机肥生产连续好氧快速发酵技术激发式秸秆还田对高腐解菌有机肥产生了极大需求，发明了梯次循环温控接种的堆肥新方法：高效低成本,无拮抗堆肥周期1初期高温期降温期周期2···循环嗜高温促腐解菌组菌剂1菌剂2菌剂3一次添加,周期循环接种新型好氧快速连续发酵装置：提高了设备负荷,缩短了发酵时间自落式与双螺旋抄板搅拌结合分步式补,氧暴氧均匀运行成本为同性能的1/5-1/7有机肥产品达GB7959和GB8172标准的要求。江苏省成果转化基金支持(2008)技术参数优于国外同类产品地点样品数塑限(g/g)流限(g/g)塑性指数%江苏新沂731.047.016.2安徽怀远/固镇1226.846.319.5河南平舆/上蔡/汝南1025.938.112.2山东临沂322.437.314.9砂姜黑土水力学性质塑限流限较好耕作层粘闭泥浆含水量耕作免耕（3）耕作改善组合式秸秆炭化炉(陈温福)（1）改性物质：生物碳200-450℃闷烧水稻秸秆生物炭微结构加生物炭能改善土壤结构，提高土壤生物活性加生物炭促进稻田甲烷氧化菌生长,减少还有性(SBB,2012)3.改性减低内聚力（2）改性物质：粗骨材料1.沙土2.粉煤灰（硅铝质的玻璃微珠和玻璃微多孔海绵体）（3）改性物质：改良剂1.杜拉纤维2.聚丙烯酰胺3.·····秸秆还田方式-耕作方式-控水组合技术安徽涡阳城东镇盛庄村秸秆还田-粉煤灰(黑炭)-控水组合技术试验安徽宿州市农科所试验农场秸秆还田方式-耕作方式-控水组合技术河南郸城城郊乡马寨村秸秆还田-粉煤灰(黑炭)-控水组合技术试验河南唐河上屯镇秸秆还田方式-耕作方式-控水组合技术安徽涡阳城东镇盛庄村秸秆还田-粉煤灰(黑炭)-控水组合技术试验安徽宿州市农科所试验农场秸秆还田方式-耕作方式-控水组合技术河南郸城城郊乡马寨村秸秆还田-粉煤灰(黑炭)-控水组合技术试验河南唐河上屯镇技术验证控制实验研究结果表明，亩施4吨以上的黑炭，可促进2-5mm大团聚体形成，增加土壤总孔容。处理团聚体大小分布(mm,%)总孔隙度(cm3/g)5-22-11-0.50.5-0.250.25平均加权CK5.07b4.17ab13.95a5.95b70.86ab0.47bc0.2543b2%黑炭4.01b3.06b9.04b8.04ab76.24a0.41c0.3034b4%黑炭8.54a4.14ab10.37b8.07ab68.87ab0.51ab0.3044b6%黑炭10.89a5.44a10.87b9.10a63.71b0.57a0.5048a组合处理产量（kg/亩）唐河宿州非控水控水非控水秸秆移除431.8434.6361.7秸秆移除+2吨黑炭438.3457.9365.5秸秆移除+4吨粉煤灰444.4461.8364.6秸秆还田443.2449.4344.4秸秆还田+2吨黑炭461.1467.9374.8秸秆还田+4吨粉煤灰458.4469.1370.4秸秆还田-粉煤灰（黑炭）-控水组合技术效果（2012-2013麦季）N(下季产量)地块数字化精准施肥最佳肥量PK有限测点?地块测土地块,拍脑袋?有限测土数据赋值所有单元地块：所有地块都能推荐施肥量产量潜力指数法推荐目标产量(Yt)：地块按产能科学配N肥基于P/K比设计县域主推配方：大幅减少配方数量配方数量多(总养分固定)补不足地块配方数量104.平衡施肥改善贫瘠抑制脲酶,激活磷酸酶和转化酶促进根系生长,叶面增绿,提高光合效能农户施肥品牌复合肥绿聚能品牌复合肥绿聚能品牌复合肥绿聚能效果：40%NPK养分相当于45%常规复合