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)
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
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
2a)
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
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%
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
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
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
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
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
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
（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
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
全国定位试验点分布示意图
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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
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● CSFEN was established in 1990 ● There are 9 experimental sites in the network all over China
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！
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
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
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%