农田土壤培肥技术与效果-20120830

（国家计生委，2010年）
根据国家计生委预测，全国大陆人口将持续增长至2030年前后， 高峰期总人口将达到14.51亿，较2010年增加1.1亿，增加8.1%。
我国人均粮食消费量需求增加
1998年以来我国人均粮食消费量
410
人均粮食消费量(公斤/人年)
400 390 380 370 360
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
2012年土壤有机质提升技术培训报告
江苏扬州
农田土壤培肥技术与效果
徐明岗
（中国农业科学院农业资源区划所）
人口增长和社会发展对农产品需求刚性增长
我国未来人口趋势预测
15.0 14.5
亿 人
14.0 13.5 13.0
年度
12.5 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
遂宁： R = 0.53*
2
武昌： R = 0.68**
2
南昌： 0.2 R = 0.48**
2
进贤旱地 R = 0.52**
2
0 0 5 10 15 20 25 土壤有机碳 g/kg
不同施肥下产量可持续性（1990-2009）
小
处理 平均产量 (kg/hm2) CK N NP NK PK NPK
11000
15000
19000
8 7000
11000
15000
19000
Crop yield (wheat+corn) (kg/ha)
Crop yield (wheat+corn) (kg/ha)
南方水稻土SOC与作物产量及可持续指数
8000 武昌小麦 6000 南昌水稻 进贤玉米 R2 = 0.74**
7th five-year plan” and conduced in 1990
（1990年开始的肥力网）
National long-term fertilizer experiments net
From 1980, about 80 long-term fertilizer experiments through 22 provinces and 10 soil types in China, conducted to investigate the effect, rate and ratio of N, P and K fertilizers
Crop Productivity: 提高生产力的2条基本途径 Soil fertility interaction with efficiency of Water and fertilizers
Increasing efficiency of water and fertilizers
水 肥 效 应
一、土壤培肥原理
与技术
长期试验和土壤肥力演变是培肥土壤的理论基础
长期试验是土壤学研究的重要手段 土壤肥力演变与培育是相对缓慢的过程，需要长期试验
才能揭示其规律！
国内外大量资料：施肥、轮作、耕作能显著培肥土壤
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
1850 1875 1900 1925 1950 1975 2000
标准差 变异系数 SYI (kg/hm2) 799 907 30 1002 47 130 (%) 0.63 0.64 0.76 0.64 0.84 0.80 21.4 17.5 0.5 17.1 1.0 2.0
(kg/hm2)
1364 1785 2458 1894 1612 2748
2890
3034 1473
全国定位试验点分布示意图
▲
▲ ▲ ▲ ▲ ▲
▲
▲ ▲
▲
▲
▲▲▲
图例
■ 双季稻区试验点； ■ 水旱两熟区试验点； ▲ 旱作两熟区实验点 ▲ 旱作一熟区试验点
▲
▲▲ ▲ ▲
■ ■ ■■ ■ ■ ■ ■
▲ ▲
■
▲ ▲ ▲
▲▲ ▲
■ ■ ■ ■
▲
■ ■
■ ■ ■ ■
▲
■
■
■
■ ■
■
■
■ ■ ■
■
■
● CSFEN was established in 1990 ● There are 9 experimental sites in the network all over China
Wheat grain yield (t/ha)
英国洛桑试验站， 1843年开始，已经进 行了167年
长期试验意义、国外概况
长期试验是野外监测、试验和研究农田生
态环境的重要平台！
土壤学研究的重要手段！
国际上100年以上长期试验25个： 11个在英国，5个在美国 3个在丹麦，2个在法国，2个在德国，2 个在乌克兰 10-100年长期试验600个
C rop yield (wheat+corn) (kg/ha)
Organic matter (g/kg)
灰潮土 9.5 9.0 8.5 8.0 7000 y = 8E-05x + 8.1621 R2 = 0.565
Organic m atter (g/k g)
10.0
11 白散土 10 y = 1.4992Ln(x) - 4.3345 9 R 2 = 0.7167
225
262 373
7.8
8.6 25.4
0.82
0.79 0.67
6630
7035 4385
507
262 902
7.6
3.7 20.6
0.74
0.73 0.57
NPK+ M2 M1
注
SYI (Y n1 ) / Ymax
（Timsinad et al., 2001）
大量统计结果
粮食主产区，粮食单产水平与耕地土壤有 机质水平密切相关。
单季稻 早稻
晚稻
小麦
玉米
<20 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 70~80 80~90 >90
Tang and Huang, 2009
中国主要作物产量的地力贡献率(%)：52%
比欧美国家低约20个百分点
单季稻 早稻
Why???
晚稻
产量 水 肥 贡 献
小麦
难以摆脱对大 量水肥的依赖
玉米产量 (t/ha)
1/3 2005年玉米施肥量和产量比较
8 6 4 2 0
提高耕地质量是节本增效、生态、 安全农业生产的重要途径！
China
USA
256
138
因此，提高农田土壤肥力，藏
粮于土，是确保我国粮食安全 （生态安全、环境安全）的重
要基础和战略选择！
报告内容
1.土壤培肥原理与技术 2.秸秆还田技术与效果评价 3.酸化土壤特性及其改良技术
长期试验的时间概念：
长期试验：大于20年的定位试验！
至少在10年以上！
大于50年的为珍贵的长期试验！
以英国洛桑试验站最著名：建于
1843年，169年历史
The classical experiments at Rothamsted
主要处： N, P, K, Manure， 及其组合
Broadbalk Continuous Wheat Experiment First sown 1843
耕地质量差，水肥用量大，施肥效益低，环境污染 风险大！
每公斤养分所增加的粮食 (kg/kg)
• 肥料利用率：氮肥30%-35 ％，磷肥10％-20％，钾 肥45%左右，低于发达国 家10-20个百分点。 • 每公斤养分所增产的粮食
60 50 40 30 20 10 0 China
10
USA
不及世界的1/2，美国的
7 -21
(李振声院士，2010)
我国自1999年以来，粮食平衡处于亏缺状态。
粮食安全告急！谁来养活中国？？？
Soil Productivity 土壤生产力 （产量）
Contribution from Basic Soil Fertility 地力贡献率！
Effects of Management: Fertilization, irrigation, …... 资源利用效率！
河南潮土
Organic m atter (g/k g)
19 砂姜黑土 18 17 16 15 14 7000 y = 3.5361Ln(x) - 16.087 R = 0.6917
2
O C (g/kg)
1000
2000
3000
4000
5000
6000
11000
15000
19000
Wheat yield (kg/ha)
产量（ kg/ha）
4000
2000
R = 0.70**
2
R2 = 0.84**
1
0 0 5 10 15 20 25
遂宁中稻 南昌早晚稻 0.8
武昌中稻 进贤玉米
产量可持续指数 SYI
土壤有机碳 （g/kg）
SOC每提高10%， 武昌小麦：74% 南昌水稻: 42% 进贤玉米：110%
0.6 0.4
2016年6月30日
2016年6月30日
In China
1. Chemical fertilizer experiment net began during “the 6th five-year plan” and conduced about in 1980 （1980年前后开始的化肥网） 2. The Chinese National Soil and Fertilizer LongTerm Monitoring Net was set up during “the
Paddy soil
全国长期试验基地（农业部、教育部、中科院等）
单季
农田长期试验基地！ 70个长期试验，
旱作
10个主要土壤类型；
10个主要耕作模式； 覆盖主要粮食作物 长期肥料试验：68个 长期轮作试验：21个 长期耕作试验：12个
旱作
水旱轮作
水稻
双季
作物产量与土壤有机质之间呈正相关关系
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 0 1/2OM OM CF y = 0.8909Ln(x) + 1.4013 R2 = 0.996
In China, SOM in 26% of arable soil is less than 1% , which is only 30-50% of European Soils.
Requirement:
Techniques to increase soil fertility, SOC Region China Europe Brown earths 1％－1.5％ >3% Cinnamon soils ≈1% >2% Chernozems ≈3% ≈8%
NPK+M1
麦
变异系数 SYI 平均产量 (%) 24.3 58.8 29.9 50.5 44.5 5.7 0.69 0.29 0.60 0.33 0.40 0.82 (kg/hm2) 3740 5196 6122 5842 4620 6601
水
稻
标准差 331 1049 736 957 718 157
Black soil Gray dessert soil Drab fluvo-aquic soil
Fluvo-aquic soil
Loess soil Purple soil
Paddy soil
Red soil
China Long-term Soil Fertility Experiment Network (CSFEN)
2000年以来，我国人均粮食消费量需求增加
我国粮食作物生产与消费总量平衡状况
年度粮食平衡
1000
ห้องสมุดไป่ตู้
占当年粮食产量%
14
年 500 度 粮 食 0 平 衡 -500 (亿 斤)
-1000 -1500
1990
1993
1996
1999
2002
2005
2008
占 当 年 0 粮 食 -7 产 量 -14 %
贡水 献肥 基 础 地 力 贡 献
玉米
中 国
力基 贡础 献地
美 国
品种和技术相同
<20 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 70~80 80~90 >90
Tang and Huang, 2009
Lower Soil Fertility in China土壤肥力低
Low SOM
北方旱区， 0.1%的有机质相当于0.5
t/hm2的粮食生产地力
而南方稻区0.1%的有机质相当于0.60.8 t/hm2的粮食生产地力
平均，土壤有机质提高0.1%，粮食产
量的稳产性提高10%~20%。
土壤培肥的主要结论： 提高土壤有机质（SOM或SOC）是培 育土壤肥力的根本，是保障粮食安全 （高产稳产）的根本！ “藏粮于土”－保证粮食安全！
Crop yield
Increasing Soil fertility
基础地力
地 力 效 应
Soil Fertility Contribution to Grain Yield in China: 52% For rice, wheat and maize in average 我国三大作物产量的平均地力贡献率52%