合工大化學(xué)與健康第十章 化肥與健康

第十章化肥與健康10.1化肥概述

10.2化肥的循環(huán)

10.3化肥的作用

10.4化肥與健康10.5凈化我們的家園

10.6綠色農(nóng)業(yè)與微生物復(fù)合肥

10.7生物技術(shù)在化肥中的應(yīng)用

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肥料的分類：根據(jù)成分或來源，可分為有機肥料和化學(xué)肥料

有機肥料：一切含有大量有機質(zhì)的肥料的總稱。包括：廄肥、人糞尿、綠肥、堆汲肥、泥炭、腐植酸類肥料、餅肥、土雜肥、還田的作物桔梗以及各種有機廢棄物等。

有機肥料的特點

完全肥料：包含作物生長發(fā)育所需的各種元素，各種微量元素、微生物群落和大量有機物及其降解產(chǎn)物（無污染）。

肥效穩(wěn)定而長久：見效比較緩慢。

含有大量的有機質(zhì)和腐植質(zhì)：對土壤有增肥作用。

含有大量微生物肥源廣，易積制總養(yǎng)分含量低，施用數(shù)量大10.1化肥概述2

化學(xué)肥料：簡稱化肥，是指經(jīng)化學(xué)反應(yīng)或物理加工產(chǎn)生一種或幾種植物所需營養(yǎng)元素的產(chǎn)品。

按照化學(xué)肥料的性質(zhì)可分為：

氮肥：指含有植物所能吸收的氮元素的肥料。

磷肥：指含有植物所能吸收的磷元素的肥料。

鉀肥：指含有植物所能吸收的鉀元素的肥料。

混合肥料：指含有植物所能吸收的兩種和三種以上元素的肥料。

液體肥料：指液體和懸浮狀肥料。

微量元素肥料：利用含有微量營養(yǎng)元素的物質(zhì)制成的肥料。

化學(xué)肥料的特點：成分單一、不含有機質(zhì)、養(yǎng)分含量高、肥效快、容易被植物吸收。10.1化肥概述3

化肥在增產(chǎn)、增收等方面作用巨大、功不可沒?；手写嬖谟泻ξ镔|(zhì)，會造成對農(nóng)田環(huán)境的污染。

發(fā)展趨勢是高效無公害化肥、微生物復(fù)合肥和專用肥。10.1化肥概述4

化肥的發(fā)展

19世紀中葉，發(fā)現(xiàn)光合作用，為無機養(yǎng)分作為肥源歸還土壤找到了科學(xué)依據(jù)。

1840年，德國農(nóng)業(yè)化學(xué)家李比希提出“礦質(zhì)營養(yǎng)”學(xué)說，為施肥奠定了理論基礎(chǔ)。（駁斥“腐殖質(zhì)”和“生活力”營養(yǎng)學(xué)說）

1886年，俄國土壤學(xué)家道庫恰耶夫創(chuàng)立“發(fā)生土壤學(xué)”。

自19世紀中葉，歐洲開始進行化肥效果的長期實驗。世界各地進行了大量的類似研究。實驗結(jié)果表明，施加化肥的農(nóng)作物產(chǎn)量略高于有機肥，不施加化肥的農(nóng)作物產(chǎn)量僅是化肥和有機肥的35-40%。10.1化肥概述5

我國化肥的發(fā)展（4個時期）

1901-1948年，化肥局部施用與糧食生產(chǎn)萎縮期我國農(nóng)業(yè)歷來施用有機肥。

1896年，梁啟超提出“化學(xué)糞田”。

1899年，上海江南制造局出版第一部農(nóng)業(yè)化學(xué)普及讀物《農(nóng)務(wù)學(xué)問答》

1901年，中國臺灣由日本輸入化肥施用（硫酸銨）

1906年，山東濟南開始生產(chǎn)化肥化肥的局部施用（沿海地區(qū)）以及糧食生產(chǎn)萎縮（與19世紀相比）

1949-1964年，化肥部分地區(qū)（沿海與內(nèi)地）施用與糧食生產(chǎn)振蕩期（1960年）10.1化肥概述6

我國化肥的發(fā)展（4個時期）

1966-1977年，化肥大多數(shù)地區(qū)施用與糧食穩(wěn)步增長期

1978年至今，化肥全面施用以及化肥施用與糧食產(chǎn)量同時快速增長期（根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織《肥料年鑒》，我國的化肥產(chǎn)量與使用量居世界首位）

打破《誰來養(yǎng)活中國？》（1995年，美國世界觀察所所長萊斯特·布朗）的預(yù)言的原因：提高單位面積的化肥使用量。我國化肥的利用率不高，提高肥料利用率和肥效仍有相當(dāng)潛力。

我國目前化肥工作重點：增加化肥供應(yīng)量、調(diào)整化肥比例和品種結(jié)構(gòu)、推廣科學(xué)施肥技術(shù)、加強肥效監(jiān)控等。10.1化肥概述7

平衡施肥理論：根據(jù)土壤的養(yǎng)分結(jié)構(gòu)和農(nóng)作物的生長特性，科學(xué)配方，合理施肥，均衡的向農(nóng)作物提供必需的營養(yǎng)元素，推廣肥料的利用率和土壤肥力，改善農(nóng)產(chǎn)品品種，保護和改善環(huán)境。農(nóng)業(yè)部于1994年起開始推行“沃土工程”。

在大力推廣專用肥時，不可忽視農(nóng)家肥。（農(nóng)家肥的特點）10.1化肥概述8

化肥在植物生長中起到的作用在世界上為增加糧食產(chǎn)量所做的努力中，肥料一直處于最前列。

確定植物生長必需營養(yǎng)元素的三個標準：該元素對所有植物的生長發(fā)育是不可缺少的，缺少這種元素植物就不能完成其生活周期；缺少這種元素后，植物會表現(xiàn)出特有的癥狀，其他任何一種化學(xué)元素均不能代替其作用，只有補充這種元素后癥狀才能減輕或消失；這種元素必須是直接參與植物的新陳代謝，對植物起直接的營養(yǎng)作用，而不是改善環(huán)境的間接作用。植物生長中，必需元素：碳和氧來自空氣中的二氧化碳，氫和氧來自水，其他則從土壤中吸收。10.1化肥概述9

化肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)化肥是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最基礎(chǔ)和最主要的物質(zhì)投入?；蕦r(nóng)作物總產(chǎn)量增長的貢獻在30%以上。10.1化肥概述10第十章化肥與健康10.1化肥概述

10.2化肥的循環(huán)

10.3化肥的作用

10.4化肥與健康10.5凈化我們的家園

10.6綠色農(nóng)業(yè)與微生物復(fù)合肥

10.7生物技術(shù)在化肥中的應(yīng)用

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自然界各元素的循環(huán)

氮、磷、鉀是植物生長所需的三大元素，化肥就是圍繞這三大元素進行供給和補充。

氮循環(huán)10.2化肥的循環(huán)12

磷循環(huán)10.2化肥的循環(huán)13

鉀循環(huán)10.2化肥的循環(huán)14

化肥的損失植物對化肥與養(yǎng)分的吸收主要依靠根系完成；

化肥在使用過程中存在損失，植物的根系無法完全吸收化肥；

植物對化肥的吸收率：

氮素：30-75%

磷素：10-25%

鉀素：50%左右

化肥的損失造成巨大的浪費。（我國每年高達380億人民幣）10.2化肥的循環(huán)15

化肥對氣候的影響化肥揮發(fā)是指氮肥的揮發(fā)、氨揮發(fā)和NOx的釋放等，是化肥進入大氣的主要途徑。結(jié)果是使大氣中的氮含量增加，從而帶來一系列的影響。

硝化和反硝化釋放N2O，造成“溫室效應(yīng)”；化肥的使用對其他溫室氣體如甲烷和二氧化碳的釋放也有影響（同時會破壞臭氧層）；關(guān)于“溫室效應(yīng)”

酸雨的形成和臭氧層的破壞。（氮的氣態(tài)氧化物，NOx

）10.3化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用16“溫室效應(yīng)”17酸雨18第十章化肥與健康10.1化肥概述

10.2化肥的循環(huán)

10.3化肥的作用

10.4化肥與健康10.5凈化我們的家園

10.6綠色農(nóng)業(yè)與微生物復(fù)合肥

10.7生物技術(shù)在化肥中的應(yīng)用

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化肥對土壤的影響化肥中的營養(yǎng)元素如氮、磷等流失到水域中，會導(dǎo)致化肥的損失，和造成地表水富營養(yǎng)化和地下水硝酸鹽污染。10.3化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用20地下水硝酸鹽污染后果：正鐵血紅蛋白癥；還原成為亞硝酸鹽而致癌。10.3化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用21

化肥中的放射性物質(zhì)的影響

氮肥中含較少的重金屬，而鉀肥中含較多的有害金屬。

磷肥中含有較多的重金屬?；手械姆派湫晕镔|(zhì)主要存在于磷肥（礦石中存在鈾、釷、鐳）和鉀肥（礦石中存在40K和87Rb）中。10.3化肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用22第十章化肥與健康10.1化肥概述

10.2化肥的循環(huán)

10.3化肥的作用

10.4化肥與健康10.5凈化我們的家園

10.6綠色農(nóng)業(yè)與微生物復(fù)合肥

10.7生物技術(shù)在化肥中的應(yīng)用

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提高農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)

營養(yǎng)品質(zhì)：農(nóng)產(chǎn)品中蛋白質(zhì)、氨基酸、糖分、維生素、和礦物質(zhì)含量的高低

衛(wèi)生品質(zhì)：對人體健康產(chǎn)生不良影響的指標，包括重金屬汞、鉻、鉛等的含量，硝酸鹽和亞硝酸鹽及殘留的農(nóng)藥

感官品質(zhì)：農(nóng)產(chǎn)品的外形和色、香、味等

儲藏品質(zhì)：農(nóng)產(chǎn)品在儲藏過程中作物營養(yǎng)品質(zhì)和感官品質(zhì)的變化10.4化肥與健康24

環(huán)境污染：汞、鎘、鉛、鉻、砷、鋅、銅、鈷、鎳、錫等

鎘：“骨痛疼”，負鈣平衡，腎臟和消化系統(tǒng)受損，骨折軟化和劇痛骨折。

鉛：對植物影響不大，在動物和人體內(nèi)將導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)、造血器官和腎臟受損。

鉻：少量有利于植物生長，過量導(dǎo)致黃萎病和中毒癥狀。

砷：人體中積累，慢性中毒，導(dǎo)致癌癥。

過量的硝酸鹽：還原成亞硝酸鹽，致癌。

化肥生產(chǎn)過程導(dǎo)致污染。10.4化肥與健康25第十章化肥與健康10.1化肥概述

10.2化肥的循環(huán)

10.3化肥的作用

10.4化肥與健康10.5凈化我們的家園

10.6綠色農(nóng)業(yè)與微生物復(fù)合肥

10.7生物技術(shù)在化肥中的應(yīng)用

26化肥生產(chǎn)污染治理化肥施用治理采用有機無機相結(jié)合的綜合作物養(yǎng)分管理體系采用化學(xué)處理法采用生物處理法推廣平衡施肥10.5凈化我們的家園27第十章化肥與健康10.1化肥概述

10.2化肥的循環(huán)

10.3化肥的作用

10.4化肥與健康10.5凈化我們的家園

10.6綠色農(nóng)業(yè)與微生物復(fù)合肥

10.7生物技術(shù)在化肥中的應(yīng)用

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長期施用化肥導(dǎo)致的問題：破壞土壤結(jié)構(gòu)、土壤板結(jié)、土壤有機質(zhì)含量下降、降低農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、環(huán)境污染。

腐植酸：由造煤植物在漫長的成煤過程中形成的，通過微生物對植物殘體進行分解與合成，與土壤腐植酸在組成、性質(zhì)及對土地與作物的影響相似。–煤炭腐植酸

微生物復(fù)合肥：不是簡單的混用煤炭腐植酸的低級肥料，而是以高科技為先導(dǎo)的復(fù)合有機生物肥料。根據(jù)微生態(tài)理論，采用發(fā)酵過程生產(chǎn)有益微生物，以煤炭有機質(zhì)為基礎(chǔ)，輔以各種特殊有效成分加工而成。適用于綠色農(nóng)業(yè)的新型有機-無機-微生物復(fù)合肥。10.6綠色農(nóng)業(yè)與微生物復(fù)合肥29

高效腐植酸微生物復(fù)合肥的特點

富含生物刺激素：微生物群落，農(nóng)作物的“隱形保姆”，腐植酸是著名的生物刺激素，是高分子有機化合物，氣容量大，能夠提供充足的碳、氮元素給土壤微生物，改善微生物環(huán)境，促進微生物新陳代謝、生長發(fā)育，增強微生物活性，保證土壤結(jié)構(gòu)健康，給植物提供能能量。

富含植物刺激素：腐植酸的作用之一

改良土壤：改良土壤結(jié)構(gòu)、增肥地力。（腐植酸是土壤團粒結(jié)構(gòu)的“建筑材料”）

對營養(yǎng)元素的增效作用：腐植酸能夠與尿素形成絡(luò)合物，減少土壤對磷的固定作用，吸收和儲存鉀離子，減少流失。因此，對化肥有增效作用。還可與金屬元素螯合，提高微量元素的肥效。10.6綠色農(nóng)業(yè)與微生物復(fù)合肥30高效腐植酸微生物復(fù)合肥的特點

有益微生物菌群：增加作物產(chǎn)量、提高質(zhì)量、增強作物抗性?？朔烁?、化肥、微肥的缺點，并集其優(yōu)點于一身。10.6綠色農(nóng)業(yè)與微生物復(fù)合肥31第十章化肥與健康10.1化肥概述

10.2化肥的循環(huán)

10.3化肥的作用

10.4化肥與健康10.5凈化我們的