作物主要的養(yǎng)分來(lái)源 巖石風(fēng)化是一個(gè)逐年釋放少量營(yíng)養(yǎng)元素的緩慢過(guò)程。該過(guò)程是不足以實(shí)現(xiàn)中產(chǎn)至高產(chǎn)目標(biāo)的。 上季施入的肥料沒(méi)有被前茬作物吸收,也沒(méi)有損失到環(huán)境中或固持于土壤中的部分,可被后茬作物利用。有些養(yǎng)分如氮和硫,在潮濕環(huán)境中,施入當(dāng)年就易出現(xiàn)大量損失。還有一些養(yǎng)分如磷和鉀,可以在土壤中存留較長(zhǎng)時(shí)間,通常為數(shù)年,但具體存留時(shí)間取決于土壤類型、降雨及管理措施。 大氣沉降在某些地區(qū)是很重要的養(yǎng)分來(lái)源,尤其是氮沉降和硫沉降。為響應(yīng)減少硫排放以控制酸雨問(wèn)題的管理規(guī)定,硫沉降投入逐漸減少,硫逐漸成為限制性因子,目前施用硫肥已經(jīng)成為發(fā)達(dá)國(guó)家的常見(jiàn)措施,在新興和發(fā)展經(jīng)濟(jì)體中,也變得越來(lái)越普遍。 灌溉水也包含可被作物利用的養(yǎng)分。 作物殘茬,如葉片、莖和根,遺留在土壤表面或土壤中時(shí),會(huì)分解釋放其所含的養(yǎng)分。作物殘茬主要富含鉀元素。因此秸稈還田一直是這些年土壤中鉀元素的主要來(lái)源。然而,秸稈大量焚燒或者用作牲畜飼料已經(jīng)使土壤中持留的鉀被逐漸耗竭。作物殘茬的養(yǎng)分含量差異很大,在某一具體時(shí)間段內(nèi)釋放的作物有效養(yǎng)分的多少也由當(dāng)?shù)貤l件決定。 堆肥(被分解的有機(jī)質(zhì))可被施入土壤以供應(yīng)養(yǎng)分,并起到土壤調(diào)理劑的作用。堆肥的質(zhì)量因采用的原材料和發(fā)酵過(guò)程而異。 家畜糞肥是一種重要的養(yǎng)分來(lái)源。不同來(lái)源及管理措施下的糞肥養(yǎng)分含量差異極大。人們普遍認(rèn)為低品質(zhì)的牲畜飼料會(huì)降低家畜糞便中的養(yǎng)分含量。因此,糞肥施用前應(yīng)分析其養(yǎng)分含量。 污泥(城市污水處理殘?jiān)┛杀换厥绽茫峁┐罅孔魑镳B(yǎng)分。由于來(lái)源、加工方式、儲(chǔ)存方式和處理過(guò)程不同,污泥中的養(yǎng)分在含量和形態(tài)上差異很大。污泥中作物養(yǎng)分及可能的污染物含量應(yīng)被定期分析。 生物固氮(BNF)是將大氣中的惰性氮?dú)廪D(zhuǎn)化為可被植物利用的活性態(tài)氮的過(guò)程。生物固氮存在于許多作物-細(xì)菌共生體中。在豆科作物(如大豆、豌豆、苜蓿)和根瘤菌的共生系統(tǒng)中,生物固氮最強(qiáng)。生物固氮量通常為20-400 kg N ha-1yr-1,依作物品種、生長(zhǎng)季長(zhǎng)短和氣候條件不同而不同。 化肥是由肥料工業(yè)生產(chǎn)的,農(nóng)民可購(gòu)買到一系列供應(yīng)一種或多種必需礦質(zhì)元素的產(chǎn)品。全世界農(nóng)民平均每年施用大約1.8億噸肥料(以純養(yǎng)分計(jì))以補(bǔ)充農(nóng)田養(yǎng)分來(lái)源,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的作物產(chǎn)量和品質(zhì)目標(biāo)。 只包含一種大量元素的肥料稱為單質(zhì)肥料,包含兩種或三種大量元素的肥料稱為復(fù)合肥料。復(fù)合肥包括化合物(所有營(yíng)養(yǎng)元素在同一化學(xué)結(jié)構(gòu)的顆粒中)和混合物(不同肥料顆粒的物理混合)。每種肥料產(chǎn)品都有其優(yōu)缺點(diǎn),這通常取決于當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生態(tài)及經(jīng)濟(jì)條件。 值得注意的是作物可以響應(yīng)所有來(lái)源的養(yǎng)分,但它們主要以無(wú)機(jī)態(tài)吸收養(yǎng)分。有機(jī)養(yǎng)分必需經(jīng)過(guò)礦化(從有機(jī)態(tài)轉(zhuǎn)化為無(wú)機(jī)態(tài))才能被作物吸收。不同種類的肥料在不同農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)之間及一個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部提供的養(yǎng)分差異較大??沙掷m(xù)的作物養(yǎng)分管理要做到能識(shí)別并利用所有來(lái)源的有效養(yǎng)分。 培育健康土壤和高產(chǎn)與高營(yíng)養(yǎng)的作物需要肥料 養(yǎng)分隨作物收獲從田間移出,稱為土壤養(yǎng)分消耗。收獲時(shí)帶走的養(yǎng)分量與產(chǎn)量成比例,且不同作物和同一作物不同部位養(yǎng)分移出量都不同。為了保持土壤肥力,實(shí)現(xiàn)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的可持續(xù)發(fā)展,隨收獲物從田間移出的養(yǎng)分及損失到環(huán)境中的養(yǎng)分必需通過(guò)有機(jī)肥和(或)無(wú)機(jī)肥補(bǔ)充。 在土壤肥力不佳且施肥具有經(jīng)濟(jì)效益的地區(qū),采用較高的施肥量,并結(jié)合其它必要的土壤肥力管理措施,對(duì)減少養(yǎng)分限制因子、提高養(yǎng)分對(duì)作物的有效性和改善土壤健康狀況是必要的。 為了實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期中產(chǎn)至高產(chǎn)以提高糧食安全和農(nóng)民收入,僅僅依靠本底養(yǎng)分投入,如土壤養(yǎng)分供應(yīng)、大氣沉降、生物固氮和畜禽糞便回田是不夠的。為保持高產(chǎn),農(nóng)民通常需要以化肥或者其它可購(gòu)買到的有機(jī)肥的形式,投入額外的養(yǎng)分。不足的養(yǎng)分可以通過(guò)無(wú)機(jī)和(或)有機(jī)肥投入來(lái)補(bǔ)充。在施用化肥的情況下,則可以通過(guò)復(fù)合肥料或多種肥料混合的形式來(lái)補(bǔ)充。 高效且有效的養(yǎng)分管理 養(yǎng)分利用率 從農(nóng)戶角度看,養(yǎng)分利用率被定義為施入養(yǎng)分(所有來(lái)源的)被作物吸收的比例,即如何從養(yǎng)分投入獲得最大收益。從養(yǎng)分管理角度看,養(yǎng)分利用率即養(yǎng)分輸出占輸入的比率,也就是投入的養(yǎng)分最終以產(chǎn)品收獲形式輸出的比例。 較低的輸出輸入比(如低于50%)通常意味著養(yǎng)分有損失到環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn),反之較高的輸出輸入比(如高于90%)意味著當(dāng)前措施是消耗土壤養(yǎng)分,也就是說(shuō)多年如此管理后會(huì)造成土壤肥力下降。這兩種情景都是不可持續(xù)的。下圖中“綠色區(qū)域”代表作物生產(chǎn)力很高同時(shí)養(yǎng)分的輸出輸入比接近最優(yōu),其所處的位置對(duì)于每種作物和養(yǎng)分都不同。 養(yǎng)分利用率受化肥施用方式、其它養(yǎng)分來(lái)源、作物和土壤管理方式的極大影響。近三十年來(lái),發(fā)達(dá)國(guó)家的養(yǎng)分利用率不斷提高,這些地區(qū)農(nóng)民有機(jī)會(huì)獲取現(xiàn)代技術(shù)和信息。 這也說(shuō)明了向可持續(xù)集約化農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的可行性,即農(nóng)民可以在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力的同時(shí),保護(hù)了本底資源并降低了環(huán)境影響風(fēng)險(xiǎn),即降低了單位產(chǎn)品輸出的養(yǎng)分盈余。與此相反,大部分發(fā)展中國(guó)家的情況仍在不斷惡化。發(fā)展中國(guó)家想要扭轉(zhuǎn)這種趨勢(shì),則需要有機(jī)會(huì)接觸并實(shí)施最佳管理措施(即綜合養(yǎng)分管理方法)。 由于各種養(yǎng)分之間存在交互作用,我們可以通過(guò)優(yōu)化管理某種養(yǎng)分來(lái)提高其利用率,或通過(guò)優(yōu)化管理與其有交互作用的其它養(yǎng)分(平衡施肥)提高其利用率。例如,硫元素可以促進(jìn)蛋白質(zhì)合成,從而提高氮素利用率。 養(yǎng)分利用效率和效力目標(biāo)是互補(bǔ)的 雖然提高養(yǎng)分利用率是一個(gè)很重要的目標(biāo),但其它反映作物系統(tǒng)效力的關(guān)鍵指標(biāo),如作物產(chǎn)量、土壤肥力、水分生產(chǎn)率等也不容忽視。例如,可以通過(guò)消耗土壤養(yǎng)分庫(kù)來(lái)提高養(yǎng)分利用率,但此舉是不可持續(xù)的,因?yàn)殚L(zhǎng)此以往會(huì)影響土壤肥力。 同樣,也可以通過(guò)減少施肥量以提高養(yǎng)分利用率,但可能會(huì)造成作物產(chǎn)量下降。雖然追蹤養(yǎng)分利用率變化可以提供一些有用信息,但需結(jié)合一系列其它互補(bǔ)指標(biāo)才能做出有意義的判斷。 針對(duì)農(nóng)民具體耕作地點(diǎn)和作物條件推薦的最佳管理措施,應(yīng)提供一些能夠提高作物系統(tǒng)整體效力和可持續(xù)性的選擇,同時(shí)應(yīng)考慮公眾制定的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境發(fā)展目標(biāo)。 農(nóng)業(yè)養(yǎng)分循環(huán)與損失途徑 土壤中氮素的主要形態(tài)是有機(jī)氮化合物以及以銨鹽(NH4+)和硝酸鹽(NO3-)存在的無(wú)機(jī)氮。無(wú)機(jī)氮只是全部土壤氮庫(kù)的一小部分。土壤表層氮素主要以有機(jī)氮形態(tài)存在。這些不同的氮素形態(tài)進(jìn)行著多種轉(zhuǎn)化過(guò)程,可能引起不同途徑損失到空氣和水體中。 就磷而言,主要損失通過(guò)土壤顆粒的侵蝕和徑流發(fā)生。由于磷在土壤中不易遷移,其淋洗損失相比于氮素是較小的。鉀也可通過(guò)侵蝕、徑流和淋洗損失。由于鉀在土壤中可遷移性大,其淋洗損失與磷相比也會(huì)相應(yīng)增加。此外,與氮相似,由于硫既可損失到大氣中又可損失到水體中,硫循環(huán)也較為復(fù)雜。 由于農(nóng)業(yè)養(yǎng)分循環(huán)是一個(gè)不斷損失養(yǎng)分的過(guò)程,可持續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)依靠有機(jī)肥(如果易得的話)、無(wú)機(jī)肥和生物固氮等外源養(yǎng)分投入,來(lái)彌補(bǔ)作物收獲時(shí)移走的養(yǎng)分及養(yǎng)分循環(huán)不同階段的養(yǎng)分損失造成的差額。如何選擇正確的肥料品種,以合理的施肥量,在正確的時(shí)間,采用正確的施肥方法施入土壤,來(lái)維持最佳產(chǎn)量同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的影響,是農(nóng)民一直面臨的挑戰(zhàn)。養(yǎng)分不足和過(guò)量都會(huì)對(duì)人體健康、環(huán)境及農(nóng)民收入造成不利影響。 植物營(yíng)養(yǎng)和土壤肥力綜合管理的必要性 無(wú)機(jī)肥比有機(jī)肥養(yǎng)分含量高,具有明確的養(yǎng)分組成,且其所含養(yǎng)分通常是易被作物吸收利用的。顧名思義,有機(jī)肥是富含有機(jī)質(zhì)的,有利于改善土壤性質(zhì),如土壤結(jié)構(gòu)、水分入滲和持留能力。鑒于上述它們各自的優(yōu)點(diǎn),無(wú)機(jī)肥和有機(jī)肥是互補(bǔ)的。最佳的管理措施應(yīng)充分利用這種協(xié)同增效作用。 從營(yíng)養(yǎng)的角度來(lái)看,綜合管理涉及兩個(gè)不同層面: 綜合植物養(yǎng)分管理(IPNM)旨在基于有機(jī)肥和無(wú)機(jī)肥各自的優(yōu)點(diǎn),將兩者配合施用。在綜合植物養(yǎng)分管理下,農(nóng)民施入其農(nóng)場(chǎng)或鄰近地區(qū)提供的有機(jī)肥,并補(bǔ)充化肥以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量和品質(zhì)目標(biāo),同時(shí)在土壤測(cè)試表示有效養(yǎng)分含量較低的地區(qū)恢復(fù)土壤肥力。 綜合植物養(yǎng)分管理方法只針對(duì)作物生產(chǎn)的養(yǎng)分供應(yīng)方面,而綜合土壤肥力管理(ISFM)方法則涵蓋了與植物養(yǎng)分吸收相關(guān)的所有方面,包括作物品種選擇,及土壤生物物理健康,這兩方面均可以促進(jìn)植物養(yǎng)分吸收。例如,在干旱條件下,覆蓋有機(jī)物的土壤比不覆蓋的能持留更多土壤水分,多持留的這部分水分則會(huì)促進(jìn)作物對(duì)施入肥料養(yǎng)分的吸收并提高產(chǎn)量。 綜合植物養(yǎng)分和土壤肥力管理致力于相同目標(biāo),即確保植物高效吸收養(yǎng)分和生長(zhǎng)的同時(shí),將環(huán)境危害降到最低限度。 最佳養(yǎng)分管理措施遵從的基本原則 研究和實(shí)踐中所提出的那些更高產(chǎn)、獲利更多、對(duì)環(huán)境更加友好以及更為社會(huì)接受的措施被統(tǒng)稱為肥料(或養(yǎng)分)最佳管理措施(BMPs)。肥料最佳管理措施的目標(biāo)是將養(yǎng)分供應(yīng)與作物需求相匹配以實(shí)現(xiàn)最佳產(chǎn)量同時(shí)將損失到環(huán)境中的養(yǎng)分減到最少。肥料最佳管理措施在養(yǎng)分管理四個(gè)方面(肥料品種、施肥量、施肥時(shí)間、施肥方法)的應(yīng)用提供了相應(yīng)的養(yǎng)分管理基本原則,即高效利用植物養(yǎng)分以獲取經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境最大效益的體系。 一項(xiàng)單獨(dú)的最佳管理措施只能改善一兩方面的表現(xiàn)。由于四個(gè)管理方面都值得關(guān)注,所以養(yǎng)分管理需要采用一系列針對(duì)這四個(gè)方面的相輔相成的最佳管理措施。如果這其中的任一方面被忽視,都不可能實(shí)現(xiàn)高效的農(nóng)田養(yǎng)分管理。管理最薄弱的一方面將會(huì)產(chǎn)生最大的影響。 最佳管理措施需根據(jù)地理位置選擇,對(duì)于一個(gè)給定的農(nóng)田,與當(dāng)?shù)赝寥?氣候條件、作物類型、管理體系及其它具體實(shí)地條件相匹配的管理措施才是最有效的。 此概念強(qiáng)調(diào)養(yǎng)分管理環(huán)環(huán)相扣的四個(gè)方面,這四個(gè)方面將影響作物體系對(duì)環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的貢獻(xiàn)(IFA,2009;IPNI,2012) 以下五條具有普遍性的科學(xué)原則適用于肥料最佳管理措施:
綜合考慮相關(guān)的科學(xué)知識(shí),包括土壤肥力、植物營(yíng)養(yǎng)、土壤物理化學(xué)、水文以及農(nóng)業(yè)氣象。例如,由于水分脅迫,導(dǎo)致的作物萎蔫現(xiàn)象在干旱條件下可能會(huì)加劇,因?yàn)楦扛唣B(yǎng)分濃度可通過(guò)滲透壓從作物體中吸收水分。在這種情況下,施肥要與土壤水分有效性在時(shí)間上相契合。
比如栽培品種、播種時(shí)間、播種密度、作物輪作等。
例如,控釋肥與水溶性肥的施用時(shí)期可能不一致。
例如,條施肥需與種子保持一定的安全距離以免損害幼苗。
例如,氮素既影響產(chǎn)量也影響籽粒蛋白質(zhì)含量。蛋白質(zhì)是一種重要的動(dòng)物和人體營(yíng)養(yǎng)成分,同時(shí)還會(huì)影響用小麥制作的面包品質(zhì)。雖然超過(guò)最佳產(chǎn)量施氮量會(huì)增加一定的籽粒蛋白質(zhì)含量,但過(guò)量施氮對(duì)植物健康、作物產(chǎn)量和品質(zhì)及環(huán)境的可持續(xù)性都有不利影響。氮高效作物品種的使用值得注意。適當(dāng)選擇作物品種和合理調(diào)整施肥策略是至關(guān)重要的。許多品種在高氮環(huán)境中生長(zhǎng)過(guò)于迅速,會(huì)導(dǎo)致作物營(yíng)養(yǎng)器官生長(zhǎng)過(guò)于旺盛而可收獲部分減少。 合適的肥料品種 選擇能夠平衡且同步地供應(yīng)作物所有必需養(yǎng)分的肥料品種。 養(yǎng)分管理體系中所選的肥料品種必須確保在整個(gè)生長(zhǎng)季根據(jù)作物需要能夠以有效態(tài)平衡供應(yīng)所有必需養(yǎng)分。選擇肥料品種(包括有機(jī)肥)時(shí)還要考慮養(yǎng)分發(fā)生損失的可能性、不同養(yǎng)分之間的相互作用和共存性、作物對(duì)該肥料潛在的敏感性,以及該肥料含有的非營(yíng)養(yǎng)元素所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。合理肥料品種因作物、氣候和土壤性質(zhì)、可用肥料產(chǎn)品、經(jīng)濟(jì)效益以及施肥方法的而確定。 選擇合理肥料品種應(yīng)遵循的科學(xué)原則包括:
供應(yīng)的養(yǎng)分應(yīng)是水溶性且作物可直接利用的,或者是在土壤中易轉(zhuǎn)化為作物有效態(tài)的形式。
比如避免在淹水土壤中施入硝態(tài)氮肥或者在不施加脲酶抑制劑的情況下向高pH值土壤中表施尿素。某些肥料會(huì)使土壤酸化,所以只能將它們施入堿性土壤,或配合石灰一起施入。
比如磷-鋅相互作用,氮素可提高磷有效性,以及化肥對(duì)有機(jī)肥的補(bǔ)充作用。 注意混合物的相容性。 某些不同肥料品種或產(chǎn)品混在一起時(shí)會(huì)吸水集聚,導(dǎo)致組分分離而不能均勻地施入這些混合肥料。類似地,顆粒肥料也要避免不同產(chǎn)品之間的離析現(xiàn)象。某些液體肥料在低溫下會(huì)發(fā)生鹽析,或者與其它組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成膠體或沉淀。
大多數(shù)肥料都包含一個(gè)對(duì)某些作物有益、有害或中性的伴隨離子。例如,氯化鉀中與鉀離子結(jié)合的氯離子利于玉米生長(zhǎng),但也會(huì)對(duì)某些水果和蔬菜的品質(zhì)造成不利影響。 控制非營(yíng)養(yǎng)性元素的影響。 例如,肥料生產(chǎn)使用的原材料可能會(huì)包含一些非營(yíng)養(yǎng)性的痕量金屬元素。這些元素的施加量都應(yīng)保持在安全限度以內(nèi)。 合理施肥量 確保所有限制性養(yǎng)分的施入量能夠滿足作物實(shí)現(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)量和品質(zhì)的需求。 合理施肥量是將所有來(lái)源作物有效養(yǎng)分的供應(yīng)量與作物的養(yǎng)分需求量相匹配。了解不同生長(zhǎng)階段作物的養(yǎng)分需求是確定合理施肥量的第一步。施肥量應(yīng)根據(jù)整個(gè)生長(zhǎng)季養(yǎng)分供應(yīng)與作物需求之間的平衡來(lái)確定,以免造成養(yǎng)分不足或過(guò)量。如果施肥量過(guò)低,作物產(chǎn)量和品質(zhì)都會(huì)受限;然而過(guò)量的投入又會(huì)危害作物和環(huán)境。過(guò)量或不足的養(yǎng)分投入都會(huì)降低經(jīng)濟(jì)收益。
采用土壤與植物測(cè)試、響應(yīng)試驗(yàn)、缺素小區(qū)或飽和參考帶(作為對(duì)照)等一系列方法進(jìn)行估算。
包括作物秸稈、綠肥、畜禽糞便、堆肥、污泥、灌溉水、大氣沉降以及化肥所有養(yǎng)分?jǐn)?shù)量及作物有效性。
一季作物的養(yǎng)分吸收量取決于作物產(chǎn)量和養(yǎng)分含量。精準(zhǔn)估算目標(biāo)產(chǎn)量非常重要,從而可以設(shè)計(jì)出能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)產(chǎn)量的綜合作物生產(chǎn)計(jì)劃。 預(yù)測(cè)肥料利用率。 許多損失是不可避免的。雖然要把損失降到最低,但當(dāng)確定能夠滿足作物需求的施肥量時(shí),還是要考慮一些不可避免的損失。
受氣候和其它管理因素的影響,作物產(chǎn)量潛力和養(yǎng)分需求會(huì)隨季節(jié)變化,這就為實(shí)時(shí)養(yǎng)分管理來(lái)調(diào)整施肥量(如采用葉綠素儀、葉色卡和其它測(cè)定作物體內(nèi)養(yǎng)分含量的方法)提供了契機(jī)。
如果一個(gè)作物體系的養(yǎng)分輸出超過(guò)輸入,那它的土壤肥力長(zhǎng)期會(huì)下降。與此相反,如果有盈余養(yǎng)分而且損失掉了,那么環(huán)境質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)收益都會(huì)受到影響。
考慮到產(chǎn)量具有空間和時(shí)間變異性,對(duì)于不能持留于土壤中的養(yǎng)分來(lái)說(shuō),經(jīng)濟(jì)最佳施肥量是指其連續(xù)等量的投入恰好等于其預(yù)期能增加的收益(即邊際報(bào)酬遞減規(guī)律),也就是邊際收益等于邊際投入時(shí)的養(yǎng)分投入量。土壤殘留養(yǎng)分對(duì)后季作物的供應(yīng)也應(yīng)被考慮。 正確的施肥時(shí)間 確定正確的施肥時(shí)間需考慮作物養(yǎng)分吸收、土壤養(yǎng)分供應(yīng)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)及田間操作的相互影響。 從種子萌發(fā)到營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)再到生殖生長(zhǎng)最后成熟的過(guò)程中,作物整個(gè)生長(zhǎng)季的養(yǎng)分吸收率不斷變化。為了達(dá)到最高生產(chǎn)力,在作物能夠接觸到的部位必需有充足的作物有效態(tài)養(yǎng)分供應(yīng)以滿足作物在整個(gè)生長(zhǎng)季不同階段的養(yǎng)分需求。如果某養(yǎng)分在被植物吸收利用之前,就已在土壤中長(zhǎng)期存在,那它很可能會(huì)被移出根區(qū)或轉(zhuǎn)化為不可利用態(tài)。正確的施肥時(shí)間可以提高產(chǎn)量,改善品質(zhì),降低養(yǎng)分損失。
作物吸收養(yǎng)分的時(shí)間由播種日期、作物生長(zhǎng)特點(diǎn)、不同生長(zhǎng)階段對(duì)養(yǎng)分缺乏的敏感度等因素決定。養(yǎng)分供應(yīng)必須與作物對(duì)養(yǎng)分的需求保持同步,通常呈“S”型曲線。
土壤有機(jī)質(zhì)的礦化可以大量地提供多種養(yǎng)分,但如果作物對(duì)養(yǎng)分的吸收需求先于礦化釋放的養(yǎng)分,則會(huì)導(dǎo)致養(yǎng)分缺乏而限制其生產(chǎn)力。
肥料中養(yǎng)分的釋放速率和有效性受施肥時(shí)的天氣和土壤濕度影響,如果與作物需求不同步,就可能導(dǎo)致嚴(yán)重的養(yǎng)分和產(chǎn)量損失。
一種養(yǎng)分的特殊形態(tài)在某些氣候條件或某些季節(jié)效果更佳。例如,在溫帶地區(qū),淋溶損失在春季和秋季會(huì)更頻繁發(fā)生。
例如,多元養(yǎng)分投入可能需要也可能不需要與農(nóng)藥配合施用。但施肥時(shí)不應(yīng)耽擱那些對(duì)時(shí)間敏感的管理活動(dòng)如播種或病蟲害防治。在這些限制條件下,可以葉面噴施與大多數(shù)農(nóng)藥都相容的肥料。 正確的施肥方法 充分利用根際土壤的動(dòng)態(tài)變化,同時(shí)考慮養(yǎng)分流動(dòng)、田間空間變異及降低田間養(yǎng)分損失,來(lái)確定正確的施肥方法。 將養(yǎng)分施入正確的位置(在垂直和水平方向上都處于最佳位置)能夠確保作物根系在生長(zhǎng)季所有時(shí)期都可以足量地吸收到每種養(yǎng)分。可以利用先進(jìn)的施肥設(shè)備將肥料施入正在生長(zhǎng)的根部周圍。近年來(lái),精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用使我們可以精確調(diào)整養(yǎng)分投入,按需改變同一田塊不同區(qū)域的施肥量,考慮不同區(qū)域土壤測(cè)試和產(chǎn)量潛力的差異。
一年生作物根系整個(gè)生長(zhǎng)季會(huì)逐漸從周圍土壤攝取養(yǎng)分。施肥措施需確保養(yǎng)分在作物需要時(shí)能夠被截取。玉米季條施磷肥就是一個(gè)例子,這樣做既可以確保幼苗有足夠的養(yǎng)分,還可以在施肥量和作物吸收量都較少的情況下增加產(chǎn)量。
土壤會(huì)影響作物產(chǎn)量潛力,且不同土壤的養(yǎng)分供應(yīng)能力或養(yǎng)分損失潛力也不同。
注重播前整地措施。在保護(hù)性耕作體系中,要確保肥料深施,保持作物秸稈覆蓋土壤,且不能損害苗床質(zhì)量。
找出最易發(fā)生養(yǎng)分損失的田塊或田塊內(nèi)某些區(qū)域。將它們的侵蝕、徑流、淋洗、揮發(fā)、硝化和反硝化損失控制在一個(gè)可接受的范圍內(nèi)。
避免種子內(nèi)或種子周圍養(yǎng)分濃度過(guò)高而毒害幼苗。
在干旱或生長(zhǎng)旺盛時(shí)期,葉面施肥可以解決暫時(shí)性的鎂、硫元素缺乏癥。葉面噴施鋅肥、硼肥、錳肥等完全可以滿足作物對(duì)這些微量元素的需求。 要點(diǎn)回顧 種植健康、高產(chǎn)高營(yíng)養(yǎng)的作物,供應(yīng)必需養(yǎng)分是不可少的。 農(nóng)業(yè)養(yǎng)分循環(huán)是一個(gè)開放的系統(tǒng),存在不可避免的養(yǎng)分損失,對(duì)作物生產(chǎn)力、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)收益和環(huán)境服務(wù)功能都有不利影響。進(jìn)行養(yǎng)分管理的目的在于穩(wěn)定增產(chǎn)的同時(shí)減少這些損失。通過(guò)實(shí)施最佳養(yǎng)分管理措施,可以更高效地利用養(yǎng)分,使收益最大化并降低人為干預(yù)農(nóng)業(yè)養(yǎng)分循環(huán)所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。 已有一系列肥料最佳管理措施可供農(nóng)民采用。這些措施針對(duì)養(yǎng)分管理的四個(gè)方面(肥料品種、施肥量、施肥時(shí)間、施肥方法),并提供一些能夠滿足地域條件和作物體系多樣性的選擇,從而提高作物體系整體的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)及環(huán)境可持續(xù)性。 無(wú)機(jī)肥不應(yīng)單獨(dú)施用。為了使施肥的可持續(xù)性和效果最佳,無(wú)機(jī)肥應(yīng)與有機(jī)肥配合施用,同時(shí)選擇合適的作物品種及作物、水分和土壤管理措施。 除了糧食安全和農(nóng)業(yè)收入外,作物養(yǎng)分管理還會(huì)影響許多可持續(xù)發(fā)展目標(biāo),如人體營(yíng)養(yǎng)、土壤健康、水分生產(chǎn)率、減緩和適應(yīng)氣候變化與環(huán)境健康。合理的養(yǎng)分管理則會(huì)促進(jìn)這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 |
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