土壤肥料學(xué)13有機(jī)肥料的營養(yǎng)與應(yīng)用.ppt

第十四章 有機(jī)肥料營養(yǎng)及施用,第一節(jié) 有機(jī)肥料概述,一、有機(jī)肥料的定義、分類 廣義：含有機(jī)質(zhì)，既能為農(nóng)作物提供各種有機(jī)、無 機(jī)養(yǎng)分，又能培肥土壤的一類肥料 狹義：農(nóng)村中利用各種有機(jī)物質(zhì)就地積制或直接耕 埋施用的一類自然肥料,有機(jī)肥是有機(jī)物和無機(jī)物、有生命的微生物和無生命的物質(zhì)的混合體。,根據(jù)有機(jī)肥料的來源和循環(huán)利用方式，可將有機(jī)肥區(qū)分為三種基本類型： 綠色植物再循環(huán) 農(nóng)作物副產(chǎn)品再循環(huán) 動植物廢棄物再循環(huán),綠色體再循環(huán) （綠肥等）,副產(chǎn)品再循環(huán) （餅肥、秸稈等）,廢棄物再循環(huán) （廄肥等）,直接還田 堆漚肥、飼料,直接還田 堆肥、褥草飼料,直接還田 堆漚肥、沼氣肥,土壤作物 系統(tǒng)（養(yǎng)分 與能量再循環(huán)）,有機(jī)肥利用與再循環(huán)方法,糞尿肥、堆漚肥、秸桿及綠肥是我國有機(jī)肥料的主體,常用有機(jī)肥和化肥的特點(diǎn)比較,肥料特點(diǎn) 有機(jī)肥 化 肥,種 類 多 較 多 有機(jī)質(zhì)含量 高 無 養(yǎng) 分 全面，但含量較低 較單一，含量高 肥 效 緩慢，有后效 迅速，難持久 改土作用 良好 無直接改土作用,二、有機(jī)肥料的特點(diǎn) 1. 來源廣 2. 含有機(jī)質(zhì) 3. 肥效緩長 4. 完全肥料 5. 養(yǎng)分含量少（用量大）,三、有機(jī)肥料的分類 1. 糞尿肥：人糞尿、畜糞尿、禽糞、廄肥等 2. 堆漚肥：秸稈還田、堆肥、漚肥和沼氣池肥 3. 綠肥：野生綠肥和栽培綠肥 4. 雜肥：城市垃圾、泥炭、腐殖酸類肥料、 油粕類肥料、污水污泥等,我國有機(jī)肥料的總量達(dá)1824億噸/年，其中含N700多萬噸、P2O5500多萬噸、K2O1 000多萬噸，相當(dāng)于我國化肥產(chǎn)量氮肥的1/3、磷肥的2倍、鉀肥的50倍,四、有機(jī)肥料的作用 1. 有機(jī)肥料具有營養(yǎng)作用 2. 有機(jī)肥料具有改土作用 3. 有機(jī)肥料具有刺激作物生長的作用,第二節(jié) 糞尿肥和廄肥,一、人糞尿 1.性質(zhì) 人糞尿是一種以氮為主的速效有機(jī)肥。 2.成分： 糞便： 纖維素、半纖維素、脂肪、脂肪酸、蛋白質(zhì)及氨基酸、酶、糞膽質(zhì)等； 含水70%以上，含有機(jī)物20%左右，含氮1.0%，含P2O5 0.5%，含K2O0.31% 尿：黃色透明、無微生物的弱酸性液體；主成分為尿素12%，氯化鈉1%，少量的尿酸、馬尿酸和肌酸酐、氨基酸、磷酸鹽、銨鹽等。 含水95%以上，有機(jī)物3%左右，含氮0.5%，含P2O5 0.13，含K2O0.19%。,有機(jī)物約占20%，主要是纖維素、脂肪酸、氨基酸和酶類等；還含有少量吲哚、硫化氫、丁酸等臭味物質(zhì)；約5%的灰分，主要是鈣鎂鉀鈉等，70-80%的水分。 通常含氮較多，而磷鉀較少，?？捎米魉傩У省?人糞尿須腐熟后，或與廄肥、秸稈等一起堆制成堆肥，然后作基肥施用。,意義,人畜糞尿既是優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，又是重要的污染源 土壤具有強(qiáng)大的凈化功能，人畜糞尿還田可變害為利 糞尿肥還田是生物圈內(nèi)物質(zhì)循環(huán)和能量轉(zhuǎn)換的重要環(huán)節(jié),無害化處理,無害化處理：殺死寄生蟲卵、病菌和病毒的過程。高溫堆腐和殺蟲藥劑處理等方法。 新鮮人糞尿中常含有多種寄生蟲卵、病菌和病毒，是痢疾、傷寒、肝炎和血吸蟲病等多種疾病的主要傳染源，必須經(jīng)無害化處理。,無害化處理方法： 高溫堆肥處理： 在60高溫下，痢疾桿菌1020分鐘死亡；傷寒桿菌10分鐘死亡；結(jié)核桿菌15 20分鐘死亡；55 高溫下，鉤蟲卵、血吸蟲卵等1分鐘死亡。 人糞尿嫌氣發(fā)酵：利用嫌氣環(huán)境和高濃度的氨抑制和殺死各種病毒、蟲卵等； 在嫌氣條件下；傷寒桿菌只能存活2周；霍亂、痢疾等不到2周，血吸蟲卵15 30天；鉤蟲卵2 3周，蛔蟲卵失去活力，不宜孵化。 方法：人糞尿密封貯存、三格化糞池、沼氣池等 藥物處理： 給糞便中加入農(nóng)藥（如敵百蟲1/10萬）、氨水（1 2%）、尿素（1%）、石灰氮（0.2 0.3%）、漂白粉等化學(xué)物質(zhì),4 .人糞尿的施用 一般做種肥或追肥，也可以做基肥 用新鮮人尿浸種可是幼苗健壯、根系發(fā)達(dá)，有增產(chǎn)效果。 人糞尿?qū)σ话阕魑锞辛己眯Ч?，特別對葉菜類作物和纖維作物的效果更好； 由于人糞尿中含有大量的鹽分，不宜于在煙草、馬鈴薯、甘薯瓜果、生姜等作物上施用，以免影響品質(zhì)；,人糞尿適用于一般作物, 特別是葉菜類和禾本科作物, 對馬鈴薯、甘薯、甜菜、煙草等忌氯作物應(yīng)少施. 人糞尿可做基肥和追肥施用, 用量一般為: 7500-15000 kg/ha 人尿還可作速效性氮肥施用, 此外還可用于浸種等. 人糞尿因磷鉀含量低, 施用時(shí)應(yīng)注意配合磷鉀肥或其它有機(jī)肥.,二、家畜糞尿,1. 家畜糞、尿及廄肥的成分與性質(zhì) 家畜糞：成分復(fù)雜，主要有纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)、氨基酸、脂肪類、有機(jī)酸、酶和無機(jī)鹽類 家畜尿：成分簡單，主要有尿素、尿酸、馬尿酸及鉀、鈉、鈣、鎂等無機(jī)鹽類,椐統(tǒng)計(jì)，1995年末我國豬年存欄4.4億頭，牛1.3億頭，馬騾驢2600萬匹，羊2.7億只，家禽41億只，它們的排泄物是我國農(nóng)村廄肥的主要來源，約占農(nóng)村有機(jī)肥總量的67%。,1.畜糞的成分與性質(zhì) 主要成分是纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、蛋白質(zhì)及其降解物等。礦化緩慢，氮素有效性差；但腐熟后，形成的腐殖質(zhì)多，陽離子交換量大，改土效果好 磷素一部分為核蛋白和卵磷脂，一部分為無機(jī)磷酸鹽，有效性較高；鉀為水溶性的。 熱性肥料：騾馬糞、羊糞 涼性肥料：牛糞、豬糞,表 每噸活家畜每年的排泄量（噸）,4.41,4.37,4.17,4.37,干物質(zhì),13.51,12.79,27.78,29.10,新鮮排泄物,羊,馬,牛,豬,家畜種類,表 一個(gè)“家畜肥料單位”每年的養(yǎng)分排泄量,38,73,80,200只雞,41,66,75,7頭豬,108,41,77,1頭奶牛,K2O,P2O5,N,養(yǎng)分排出量（公斤/年）,家畜種類 水分 有機(jī)質(zhì) N P2O5 K2O 豬糞 85 15 0.56 0.40 0.44 豬尿 97 2.5 0.30 0.12 0.45 豬廄肥 72 25 0.45 0.19 0.60 馬糞 76 20 0.55 0.30 0.24 馬尿 90 7.0 1.20 0.01 1.50 馬廄肥 71 25 0.58 0.28 0.53 牛糞 83 15 0.32 0.25 0.15 牛尿 94 3.0 0.50 0.03 0.65 牛廄肥 78 20 0.34 0.16 0.40 羊糞 65 28 0.65 0.50 0.25 羊尿 85 7.0 1.40 0.03 2.10 羊廄肥 65 32 0.83 0.23 0.67,家畜糞尿及廄肥中養(yǎng)分的平均含量(%),2. 家畜糞尿及廄肥的合理施用 豬糞和豬廄肥：中性肥料，適用于各種土壤和作物 牛糞和牛廄肥：冷性肥料，有利于改良有機(jī)質(zhì)少的輕質(zhì)土壤 馬糞和馬廄肥：熱性肥料，可用于改良質(zhì)地粘重土壤 羊糞和羊廄肥：熱性肥料，是一種優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥，適用于各種土壤和作物 廄肥和家畜糞一般做基肥施用，全面撒施或集中施用均可，用量約為15000-22500 kg/ha，并注意與化肥配合施用。,三、廄肥,廄肥：是指以家畜糞尿?yàn)橹?，加入作物秸稈?草炭或泥土等墊圈材料集制而成的有機(jī)肥料。 廄肥的成分因家畜的種類、 飼料的優(yōu)劣、墊圈材料及用量等條件而異。 廄肥是我國農(nóng)村有機(jī)肥料的主體(63-72%)。,1.墊圈材料： 要求吸水吸肥，減少養(yǎng)分損失，保持畜圈干燥衛(wèi)生。 1）秸稈類：吸水性強(qiáng)，能增加廄肥的有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分，如稻草含氮0.63%，P2O50.11%，K2O0.85%；麥桿含氮0.48%， P2O50.22% ， K2O0.63% 。缺點(diǎn)：吸氨量較少，一般為0.2%。 2）干細(xì)土：來源廣泛，取用方便，吸氨能力強(qiáng)。當(dāng)土：尿比為5：1時(shí)，吸氨量達(dá)99%。 3）野草和落葉 ：類似于秸稈。 4）草炭： 吸水力強(qiáng)，吸水率達(dá)300600%，吸氮量為1.5 3%；含有大量有機(jī)質(zhì)和養(yǎng)分。,2.積制方法 圈內(nèi)堆積法：深坑式、糞池式、半坑式等 圈外堆積法：定期將圈內(nèi)糞便等廢棄物移出，堆積到一個(gè)平坦、干燥的地方堆制。 緊密堆積法：疏松緊密堆積法和疏松堆積法等多種方式。 了提高廄肥質(zhì)量，在過程中加入過磷酸鈣等物質(zhì)可以減少氮素?fù)p失。,4.廄肥的腐熟特征,生糞,半腐熟 （棕、軟、霉）,腐熟 （黑、爛、臭）,過勁 （灰、粉、土）,水、氣熱適宜,水、氣、熱適宜,高溫通氣缺水,半腐熟 （白毛）,加水 壓實(shí),5.廄肥的施用 未腐熟或半腐熟的廄肥或家畜糞肥一般作基肥施用；腐熟的廄肥可以做基肥，也可以做種肥或追肥；但生糞不能做種肥或追肥，以免造成“生糞咬苗”現(xiàn)象。 另外，根據(jù)土壤、氣候和作物條件選擇廄肥的腐熟度。 廄肥施用時(shí)，最好配施化學(xué)氮肥 施肥量：1t2t；土糞可以施5t-10t; 菜地適當(dāng)增加； 另外，廄肥還有良好的改土效果。,第三節(jié) 秸稈直接還田與堆肥,秸稈還田，是作物秸稈不經(jīng)堆肥過程， 在田間條件下的直接腐解。,1.秸稈還田的作用提高土壤養(yǎng)分有效性,對土壤養(yǎng)分的激發(fā)效應(yīng)，活化土壤潛在養(yǎng)分，促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)更新。 對土壤氮的緩釋作用，秸稈C/N高，可將無機(jī)氮轉(zhuǎn)化為有機(jī)氮。 為土壤固氮微生物提供充足的能源，提高土壤生物固氮量。,一、秸稈還田, 改善土壤物理性質(zhì),秸稈富含纖維素、半纖維素、木質(zhì)素等物質(zhì)，提高土壤腐殖質(zhì)含量效果顯著，利于土壤團(tuán)聚體的形成，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤物理性質(zhì)。 秸稈在分解過程中產(chǎn)生的多糖類物質(zhì)可直接用于團(tuán)粒的形成，同時(shí)微生物菌絲體也增加了多糖類物質(zhì)，促進(jìn)團(tuán)聚體形成。降低土壤容重，增加土壤孔隙度，改善土壤物理性質(zhì)。,秸稈還田的不利影響,土壤Eh值降低，有害物質(zhì)積累。注意秸稈還田的數(shù)量。 與作物爭氮，配合施用氮肥，石灰氮效果最好。 可能帶入一些病菌、蟲卵、雜草種子等有害物質(zhì)。,秸稈還田的技術(shù),秸稈還田數(shù)量：一般翻壓量可達(dá)每畝150200公斤。 還田時(shí)間：若是翻埋，一般在作物收割后立即將秸稈耕翻入土，盡量減少水分損失，以利腐解。 還田方法。翻耕時(shí)使秸稈與土壤充分混勻，以利腐解，土壤水分應(yīng)達(dá)到田間持水量的60為宜。,二、堆肥 (Compost),堆肥：是秸稈、雜草、綠肥、泥炭、垃圾等與人畜糞尿在好氣條件下堆腐而成的有機(jī)肥料。 堆肥是創(chuàng)造一個(gè)條件，促進(jìn)微生物大量繁殖，加速養(yǎng)分的釋放。,1.定義,北方地區(qū)以堆肥為主， 堆積過程中主要是好氣微生物分解，發(fā)酵溫度較高； 南方地區(qū)則以漚肥為主， 其漚制過程主要是嫌氣微生物分解，常溫下發(fā)酵。,高溫堆肥,高溫堆肥是以高纖維的秸稈、雜草為主要原料，加入一定量的人畜糞尿，堆腐溫度較高，時(shí)間短，適合集中處理大量農(nóng)作物秸稈、生活垃圾，使其在短時(shí)間內(nèi)迅速成肥。 無害化處理較徹底，養(yǎng)分含量高，糞質(zhì)好，氣味小。,4.堆肥堆制的原理,1）堆制原理,使粗有機(jī)物質(zhì)在微生物的作用下經(jīng)過礦化和腐殖化過程而成為優(yōu)質(zhì)肥料。 前期以礦化為主，后期以腐殖化為主。,堆制原理的階段性,發(fā)熱階段 堆溫升到50度左右稱為發(fā)熱階段。主要是無芽孢桿菌、放線菌、真菌等中溫性微生物活動，分解有機(jī)物，同時(shí)釋放氨、二氧化碳和熱量。 高溫階段 堆溫升到65度，稱為高溫階段。主要有好熱放線菌、高溫纖維分解菌，主要分解纖維素、半纖維素和部分木質(zhì)素，并進(jìn)行腐殖化過程。,降溫階段 堆溫降到50度以下，稱為降溫階段。此時(shí)，堆內(nèi)的微生物種類和數(shù)量都比前一階段多，中溫性微生物數(shù)量顯著增加，腐殖化作用占優(yōu)勢。 腐熟保肥階段 堆內(nèi)碳氮比減小，腐殖質(zhì)明顯增加，放線菌繼續(xù)分解有機(jī)質(zhì)，緩慢進(jìn)行后期的腐熟作用。,2）堆肥的堆制條件,水分適宜的含水量為原材料濕重的60%左右，升溫階段水分不宜過多，保肥階段適當(dāng)增加水分。 通氣堆制初期要?jiǎng)?chuàng)造較為好氣的條件，以加速分解并產(chǎn)生高溫，堆制后期要?jiǎng)?chuàng)造較為嫌氣的條件，以利腐殖質(zhì)形成和減少養(yǎng)分損失。,溫度好氣性微生物適宜溫度40-500C，好熱性微生物適宜溫度為60-650C。 養(yǎng)分碳氮比大致調(diào)到25:1，為此要加入一定量的高氮物質(zhì)，如腐熟的人畜糞尿及化學(xué)氮肥等。 酸堿度中性和微堿性條件有利于堆肥中微生物的活動，能加速腐解，為此，可加入一些石灰、草木灰等物質(zhì)。,Compost turning over,Compost mixing with designated machinery,Compost production techniques,Heap,5. 堆肥腐熟度評價(jià),5-1 堆肥腐熟度概念 5-2 堆肥腐熟度評價(jià)指標(biāo) 5-3 堆肥過程中有害污染物控制,5-1 堆肥腐熟度概念,腐熟度就是堆肥腐熟的程度即堆肥中的有機(jī)質(zhì)經(jīng)過礦化、腐殖化過程最后達(dá)到穩(wěn)定的程度。,5-2 堆肥腐熟度評價(jià)的指標(biāo),物理評價(jià)指標(biāo) 腐熟堆肥的表觀性質(zhì) 堆肥后期溫度自然降低 不再吸引蚊蠅 不再有令人討厭的臭味 由于真菌的生長，堆肥出現(xiàn)白色或灰白色菌絲 堆肥產(chǎn)品呈現(xiàn)疏松的團(tuán)粒結(jié)構(gòu)。 此外高品質(zhì)的堆肥應(yīng)是深褐色，肉眼看上去均勻，并發(fā)出令人愉快的泥漿氣味，這種方法只能從感官上進(jìn)行初步判斷，難以進(jìn)行定量分析。,化學(xué)評價(jià)指標(biāo),（一）pH值 許多研究者提出，pH值可以作為評價(jià)堆肥腐熟程度的一個(gè)指標(biāo)； 堆肥原料或發(fā)酵初期，pH值為弱酸性到中性，一般為6.5-7.5。而腐熟的堆肥，一般呈弱堿性，pH值在8-9 pH值亦受堆肥原料和條件的影響，只能作為堆肥腐熟的一個(gè)必要條件，而不是充分條件,第四節(jié) 綠 肥,一、綠肥的定義 綠肥：作為肥料的栽培或野生的綠色植物 綠肥作物：專門栽培用作綠肥的作物 二、綠肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用 1. 解決有機(jī)肥源 2. 培肥和改良土壤 3. 改善生態(tài)環(huán)境 4. 促進(jìn)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)全面發(fā)展,三、綠肥作物的種類 按植物學(xué)種分 按栽培季節(jié)分 按栽培年限分 按綠肥來源分 按生長環(huán)境分,豆科綠肥作物 非豆科綠肥作物 冬季綠肥作物 夏季綠肥作物 一年生綠肥作物 多年生綠肥作物 栽培綠肥 野生綠肥 旱生綠肥 水生綠肥,四、綠肥的栽培方式 單種：在一塊地只種一種綠肥作物 插種：在主作物換茬的短暫空隙種植一次生長期較 短的綠肥作物 間種：在主作物的株行間與主作物同時(shí)種植的綠肥 作物 套種：在主作物種植之前或之后種植的綠肥作物， 分別稱為前套和后套 混種：多種綠肥作物按一定比例混合或相間種植在 同一塊地里,五、綠肥作物的栽培要點(diǎn) 六、綠肥的利用 施用： 方式：直接翻耕、堆漚、過腹還田 刈割與翻耕適期：鮮草產(chǎn)量與養(yǎng)分總含量最高 耕翻深度：1020cm 施用量：1 0001 500 kg/畝 應(yīng)與無機(jī)肥料配合施用,第五節(jié) 其他有機(jī)肥料,一、泥炭：有機(jī)肥源、造肥原料、栽培基質(zhì) 二、腐殖酸類肥料：多功能有機(jī)無機(jī)復(fù)合物 三、餅肥：種子榨油后的殘?jiān)?四、海肥：海產(chǎn)加工廠的廢棄物和海生物、植物及海泥等 五、屠宰場廢棄物：包括家畜糞尿、廢血、蹄角、碎發(fā)和廢水等,六、垃圾（城市垃圾）：生產(chǎn)、生活等固體廢棄物的總稱 七、污泥：溝、湖、河、塘、下水道里的肥沃淤泥 八、污水：工業(yè)廢水、生活污水,小結(jié)： 1. 古代中國是最早使用天然肥料的國家 2. 李比希對中國農(nóng)業(yè)的評價(jià)：中國式的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，精耕細(xì)作，耕地長期使用地力卻不會下降，是施用有機(jī)肥的結(jié)果 3. 生物廢物 資源（肥料資源） 污染源（臟、爛、臭） 4. 傳統(tǒng)農(nóng)家肥 商品化有機(jī)肥(城市堆肥工廠) 5. 我國的施肥制度：有機(jī)肥與無機(jī)肥配合施用,利用 不利用,表 有機(jī)農(nóng)業(yè)和我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的異同點(diǎn) 異同點(diǎn)我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)有機(jī)農(nóng)業(yè) 相似 基本生產(chǎn)方式土壤耕作方面、種植制度方面、 土壤肥料方面、病蟲害防止方面 相異 時(shí)代背景沒有化肥和農(nóng)藥科學(xué)進(jìn)步、工業(yè)化水平高、可資利用人們環(huán)保意識不斷增強(qiáng) 科學(xué)基礎(chǔ)以直接經(jīng)驗(yàn)為指導(dǎo)以生物學(xué)、生態(tài)學(xué)原理為指導(dǎo) 生產(chǎn)條件以人畜力為主具有先進(jìn)的勞動生產(chǎn)工具和科學(xué)技術(shù)成果,有機(jī)肥料與無機(jī)肥料配合施用的優(yōu)越性： 1. 有機(jī)肥料和無機(jī)肥料所含養(yǎng)分的種類和含 量個(gè)不相同，能互補(bǔ)長短 2. 有機(jī)肥料和無機(jī)肥料的肥效快慢、長短各 異，能相互禰補(bǔ) 3. 有機(jī)肥料和無機(jī)肥料配合施用，能培肥改 土，協(xié)調(diào)土壤養(yǎng)分供應(yīng),