无公害农产品

第五章无公害农产品生产的施肥技术段红平教授1第一节作物营养需求及无公害农产品生产的施肥原则一、作物营养需求的种类植物必需的元素是植物正常生长发育所必需，且不能用其他元素所代替的一些元素。按其需要量的多少可分为大量元素及微量元素两类。2植物对大量元素的需要量相对高于微量元素。前者包括碳(C)、氢(H)、氧(O)、氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)和硫(S)，后者包括铁(Fe)、硼(B)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、钼(Mo)和氯(Cl)。还有镍(Ni)二者对植物生命活动各有其重要功能，任何一种元素缺乏时都会引起植物代谢失常，并呈现出特异的症状。3碳、氢、氧是细胞的结构物质(多糖和木质素)的组分，也是角质层的组分，它们构成了细胞的“骨架”。习惯上不将碳、氢、氧列入矿质养分的研究范围。除上述必需元素外，还有些元素可代替某种必需元素的部分生理功能，或促进某些植物的生长、发育，如钴(Co)、硅(Si)、钠(Na)，这类元素特称之为有益元素。4二、植物营养的来源植物营养主要来源于土壤养分和肥料。土壤养分包括养分的总量和养分的有效含量，养分的总量代表了土壤的供应潜力，而养分的有效含量则决定了土壤对当季作物养分的供应能力。5土壤中养分的总量土壤养分总量比一季作物的需要量要大得多，如我国中等肥力的土壤，其养分含量假定能被全部利用，每亩耕地的土壤氮可供年产500kg的作物利用15—30年，磷为30—45年，钾为140-300年。6土壤养分的有效性当然,土壤中的养分全部利用是不可能的。所以，对当年作物来说，土壤中养分的有效含量最重要，这一部分所占比例很小，如土壤中的有效氮只占全部氮的10％以下，有效磷、有效钾通常只占1.0％—5.0％。7土壤养分在作物生长中起着重要的作用，土壤提供植物30％-60％的氮，50％—70％的磷和40％—60％的钾。在作物营养期中，对养分的要求常有两个极其重要的时期：即作物营养临界期和作物营养最大效率期。如能及时满足这两个重要时期对养分的要求，就能显著地提高作物产量和品质。8三、生产无公害农产品的肥料使用原则在农产品生产过程中，对污染影响较大而必须得到有效控制的主要环节是施肥与使用农药，施肥不当很容易对农产品造成卫生污染和硝酸盐污染，使用农药不当，有毒物质进入植物体或附着于产品器官，也对人们健康形成威胁，甚至产生严重危害。9总的要求：使用肥料必须限制在不对环境和作物产生不良后果，不使产品中有害物质残留积累到影响人体健康的限度内。并使足够数量的有机物返回土壤之中，增加生态系统内的生物循环，以保持和增加土壤有机物的含量及生物活性，从而达到减少污染、保护环境、提高土壤供肥能力，保证作物优质、高产。10参考国际有机农业的有关规定，结合我国国情和客观条件，中国绿色食品发展中心制定了《生产绿色食品的肥料使用准则》，准则中规定生产绿色食品允许使用的肥料有七大类26种，根据绿色食品的两级标准，而相应规定肥料的两级使用准则。11例如：AA级绿色食品生产过程中，除可使用Cu、Fe、Mn、Zn、B、Mo等微量元素及硫酸钾、煅烧磷酸盐外，不准使用其他化学合成肥料。A级绿色食品的生产过程中，则允许限量地使用部分化学合成肥料(但仍禁止使用硝态氮肥)，以对环境和作物(营养、味道、品质和植物抗性)不产生不良后果的方法使用。12绿色农产品生产允许使用的肥料种类：堆肥、微量元素肥料及植物生长辅助物质(不包括合成的化学物质)肥料及其他有机物肥料。13堆肥必须达到无害化卫生标准，并符合堆肥腐熟度的鉴别指标。城市生活垃圾经无害化处理达到堆肥卫生标准和腐熟化指标外，还必须严格执行城镇垃圾农用控制标准。14沤肥和沼气肥是嫌气条件下发酵的产物，必须符合《沼气发酵卫生标准》。微生物肥料的生产菌种必须认真检查，严格杜绝一切以植物检疫对象、传染病病源作为菌种生产微生物肥料，微生物肥料中有效活菌的数量必须符合国家农业部微生物肥料质量标准。矿质肥料的营养成分及有害物质含量均应符合要求的标准。15除规定者外，不允许使用其他化学合成肥料，如生产上实属必须，应有限度地使用部分化学合成肥料，但对叶菜类、根菜类蔬菜，氮素化肥应严格限制使用量，特别要禁止使用硝态氮肥料。各种肥料的具体使用方法及使用量应以保证产量，不造成产品污染为原则。16第二节施肥技术无公害农产品生产的施肥原则应是：以有机肥为主，辅以其他肥料；以多元复合肥为主，单元素肥料为辅；以施基肥为主，追肥为辅。17一、无公害农产品生产的施肥原则为降低污染，充分发挥肥效，应实施配方施肥，即根据蔬菜营养生理特点、吸肥规律、土壤供肥性能及肥料效应，确定有机肥、氮、磷、钾及微量元素肥料的适宜用量和比例以及相应的施肥技术，做到对症配方。18具体应包括肥料的品种和用量；基肥、追肥比例；追肥次数和时期；以及根据肥料特征采用的施肥方式。配方施肥是无公害农产品生产的基本施肥技术。19尽量限制化肥的施用，如确实需要，可以有限度有选择地施用部分化肥，但应注意掌握以下原则：1．有机肥为主的原则2．提高无机氮肥有效性的原则3．以底肥为主的原则4．测土配方施肥，保持生产基地的农田土壤中的养分输入、输出相平衡的原则5．适宜施肥量的确定201．有机肥为主的原则宜使用的优质有机肥的种类有堆肥、厩肥、腐熟人畜粪便、沼气肥、绿肥、腐殖酸类肥料以及腐熟的作物秸秆和饼肥等。通过增施优质有机肥料，培肥地力。21允许限量使用的化肥及微肥有尿素、碳酸氢铵、硫酸铵、磷肥(磷酸二铵、过磷酸钙、钙镁磷肥等)、钾肥(氯化钾、硫酸钾等)、Cu(硫酸铜)、Fe(氯化铁)、Zn(硫酸锌)、Mn(硫酸锰)、B(硼砂)等。掌握有机氮与无机氮之比为7:3或6：4，不低于1：1。222．提高无机氮肥有效性的原则氮素是作物吸收的大量元素之一，生产中需施用大量氮肥补充土壤供应的不足。但大量施用氮素化肥对环境、农产品及人类健康具有潜在的不良影响。23这是由于无机氮肥在土壤中易转化为NO3--N和NO2-—N，其中NO3-，易被淋溶而污染地下水，NO2--N除影响作物生长外，还可经反硝化途径形成氮氧化物释放至大气中，对环境造成不利影响。因此，无公害作物生产中应减少无机氮肥的施用量，尤其注意避免使用硝态氮肥。24对于必须补充的无机氮肥，提倡使用长效氮肥，如化合型脲异丁醛(IBDU)、草酰胺、CDU、GUP等，以及包膜型的硫衣尿素、LP包衣尿素、包衣碳铵等，以减少氮素因淋溶或反硝化作用而造成的损失，提高氮素利用率，减轻环境污染。25因此，在常规氮肥的使用中，应配合施用氮肥增效剂，抑制土壤微生物的硝化作用或脲酶的活性，达到减少氮素硝化或氮挥发损失的目的。目前，已开发的增效剂有N—吡啶、AM(2-氨基4-氯-6-甲基嘧啶）、硫脲、双氰胺、氢醌等。263．以底肥为主的原则增加底肥比重，一方面有利于培育壮苗，另一方面可通过减少追肥(氮肥为主)数量，减轻因追肥过迟（距临近成熟）对吸收的营养不能充分同化所造成的污染，还可提高产品的无公害程度。27生产中宜将有机肥料全部底施，如有机氮与无机氮比例偏低，辅以一定量无机氮肥，使底肥氮与追肥氮比达6：4或7：3。施用的磷、钾肥及各种微肥均采用底施方式。284．测土配方施肥，保持生产基地的农田土壤中的养分输入、输出相平衡的原则做到氮、磷、钾肥以及微肥的均衡供应。农家肥以及人、畜粪便应腐熟达到无害化标准的原则。禁止使用未经处理的城市垃圾和污泥，以减少硝酸盐的积累和污染。295．适宜施肥量的确定在测土配方施肥的基础上，采用平衡施肥的方法确定适宜的施肥量。某种肥料需要量的估测，可用下式计算：肥料需要量＝（一季作物的总吸收量-土壤养分供应量）÷（肥料中该养分含量×肥料当季利用率）30一季作物的总吸收量：目标产量×每千克产量养分的需要量肥料当季利用率如下：氮肥一般30％-50％(长效氮肥可达60％-80％)，磷肥为10％-20％(过磷酸钙、钙镁磷肥)和25％-30％(磷酸二铵)，钾肥为50％-70％，有机肥一般条件下为20％-25％左右。据上述公式及参数，可大体确定达到预期产量目标所需施用的氮、磷、钾的用量。31二、施肥技术1．粪尿肥粪尿肥的种类很多，施用方法多样。32(1)人粪尿人粪尿中尿素和食盐的含量高，氯离子含量高，还含有寄生虫卵和各种传染病菌。人粪尿在施用前要经过彻底腐熟，经过无害化处理后方可以使用；忌氯(如烟草)的植物不宜多用，干旱、排水不畅的盐碱土限量使用。禁止人粪尿与草木灰等碱性物质混存、混用；不要用人粪晒制粪干。33(2)猪粪尿猪粪尿质地细，成分复杂，木质素少，总腐殖质含量比羊粪、牛粪、马粪高。猪尿中以水溶性尿素、尿酸、马尿酸、无机盐为主，pH值中性偏碱。在使用时应注意：氮素易分解，含磷较高，而且有机磷不易被土壤固定，钾素大多为水溶性钾，易被作物吸收，因而氮磷钾的有效性都很高。34在微生物作用下，含磷的化合物极易转化为磷酸和磷酸盐；蛋白质、尿素、氨基酸、尿酸等要转化为铵盐或硝酸盐，极易分解挥发和流失。积存时要加铺垫物，北方常用土或草炭垫圈，南方一般垫褥草(肥分损失大，褥草：土为3:1最好)。35提倡圈内垫圈与圈外堆制相结合，作到勤起、勤垫，有利于猪的健康，也有利于粪肥养分腐熟。禁止将草木灰倒入圈内，以免引起氮素的挥发流失。36(3)牛粪其成分与猪粪相似，粪中含水量高，空气不流通，有机质分解慢，属于冷性肥料。未经腐熟的牛粪肥效低。牛粪可以使土壤疏松，易于耕作，对改良粘土有好处。37牛粪宜加入秸秆、青草、泥炭或土等垫物，吸收尿液，加入马粪、羊粪等热性肥料，促进牛粪腐熟，为防止可溶性养分流失，在堆肥中堆外抹泥(7cm)，加入钙镁磷肥以保氮增磷，提高肥料质量。38在使用时应注意：宜做基肥；腐熟后才可施用，以达到养分转化和消灭病菌和虫卵的作用；不宜与碱性物质混用。39(4)鸡粪鸡粪养分含量高，全氮为1.03％是牛粪的4.1倍，全钾0.72％是牛粪的3-4倍；在堆肥过程中，易发热，氮素易挥发；风干鸡粪氮素损失为8.7％，半风干发酵鸡粪氮损失为37.2％，鸡粪肥液氮素损失24.8％。40鸡粪应干燥存放，施用前再沤制，并加入适量的钙镁磷肥起到保氮作用。鸡粪适用于各种土壤，因其分解快，宜做追肥，也可与其他肥料混用做基肥。41鸡粪可提高作物的品质，施用鸡粪的小白菜葡萄糖和蔗糖的含量超过施用豆饼的小白菜；在葡萄上使用鸡粪，可溶性糖和维生素C的含量最高，是优质的有机肥。因鸡粪养分含量高，尿酸多，施用量不宜超过3kg／m2，否则，会引起烧苗。42(5)马粪马粪纤维较粗，粪质疏松多孔，通气良好，水分易于挥发；含有较多的纤维素分解菌，能促进纤维分解。因此，马粪较牛粪和羊粪分解腐熟速度快，发热量大，属热性肥料，是高温堆肥和温床发热的好材料。43在使用马粪时应注意：多采用圈外堆肥；在不用肥的季节应采取密封堆积法，以免马粪在堆内好气分解，使养分流失；与猪粪和牛粪混合堆积，能促进猪、牛粪的腐熟速度，也有利于马粪的养分保留；44一般不单独使用，可做发热材料；冬季施用马粪，可提高地温；做基肥和追肥，但必须彻底腐熟；适合各种作物，有增产的效果。452．堆肥堆肥是利用秸秆、落叶、杂草、绿肥、人、畜粪尿和适量的石灰、草木灰等物进行生产堆制，经腐熟而成的肥料，有高温堆肥和活性堆肥。(1)堆肥标准经过彻底堆制后，肥料中的有害物质应达到下列标准(见表5—2)；高温堆肥的卫生标准（见表5—3）。46表5-2堆肥肥料成品无害化指标编号参数标准限值欧盟标准1蛔虫死亡率(％)95-1002大肠杆菌值10-2-10-13汞水化合物(以Hg计，mg/kg)＜50.44镉水化合物(以Cd计，mg/kg)＜30.75铬水化合物(以Cr计，mg/kg)＜70706砷水化合物（以As计，mg/kg)＜307铅水化合物（以Pb计，mg/kg)＜604547表5-3高温堆肥的卫生标准项目卫生标准及要求堆肥温度最高