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全球土壤缺硫与硫肥应用情况

作者:江苏新世纪江南环保有限公司时间:2009-11-06 我要发布

关键词:

一、简介
  硫如同氮、磷和钾一样,是作物生长必需的、重要的营养元素,对于提高作物产量和改善作物品质具有重要的作用。主要原因在于:
一是提供作物可以直接吸收利用的营养成分;
二是提高其它营养成分的利用效率,特别是氮、磷大量元素和锌、铁、铜、锰、硼等一些微量元素;
三是改善作物品质,增加作物籽粒中蛋白质含量和含油量等,如提高粮食作物出粉(米)率、蔬菜和水果营养价值和商品率、烟草质量和牧草的营养成分等。
  总体来看,硫元素的营养功能与氮元素相似,作物需硫量与需磷量基本相当,大多数作物从土壤中带走15-25公斤硫/公顷,油料作物、豆科作物、牧草和一些蔬菜的需硫量甚至超过需磷量。
二、缺硫状况及作物施硫效果
  在过去的几十年中,世界农区土壤缺硫已经成为普遍现象,硫已经成为影响提高作物产量和肥料利用效率的限制因子。其中,农业生产养分管理方式的变化是造成土壤缺硫日益严重的重要原因,主要包括:
  一是随着肥料用量增加、农业集约生产、推广高产品种和增加灌溉等,作物产量显著提高,从而导致作物从土壤中带走越来越多的硫养分;
  二是由于高浓度、无硫肥料的使用比例增加,传统有机肥料、含硫肥料和农药用量的减少,补充给土壤的硫养分越来越少;
  三是目前二氧化硫排放量逐年降低,造成空气沉降变少,而工业区周围,大气沉降是农田土壤硫养分的重要来源之一。
  国际硫研究所根据当前作物的需要、肥料的利用效率和使用情况,预计全球每年硫的缺口是960万吨。随着作物产量的提高,硫需求会进一步增长,以较低推广应用速度来计算,预计到2015年硫的缺口将增加到1190万吨。
西欧:
上世纪80年代,西欧地区缺硫就已经日益明显,主要原因在于从70年代起,西欧地区开始减少二氧化硫排放,实行集约农业生产,使用高浓、无硫肥料等。
  目前,在这个地区,许多国家都建立了推荐施硫体系,例如丹麦、法国、德国和意大利等。我们以英国为例,了解硫肥推广应用的演变过程。
  1973年英国使用硫肥7.5万吨,到1992年,硫肥应用量减少了三分之一。直到最近,英国大气沉降逐年减少,由原来的大于40公斤/公顷下降到现在的小于10公斤/公顷,硫的沉降大约只有1980年的15%。
  2000年12月英国农业部更新了硫肥推荐值,各种作物推荐施硫量为15-25公斤/公顷。
  英国洛桑试验站埃尔贝勒作物(Arable Crop Research of Rothamsted)研究所的研究结果表明,如果不合理补充施用硫养分,仅谷类作物每年将损失3000万英镑,更为严峻的是全国约有50%的小麦和70%的油菜潜在缺硫,农民将通过合理施用硫肥从中受益。

北美:
  北美地区发现缺硫已经有十几年了。随着大气硫沉降的不断减少,北美地区缺硫来越来越明显,缺硫演变过程类似于西欧地区。
  据估计,目前北美地区大约有20%的耕地缺硫,合理施用硫肥,谷类作物增产10%-40%,在严重缺硫的土壤中,豆科作物增产可达到100%。一般作物推荐施硫量11-22公斤/公顷,其中,谷类作物推荐施硫量17-34公斤/公顷,豆科作物推荐施硫量44-56公斤/公倾。

拉丁美洲:
  过去十多年中,拉丁美洲农业生产水平显著提高,产量逐年增加,这主要归功于大量使用高浓度肥料,与此同时,也导致了土壤缺硫日益严重。在这个地区,最大肥料消费国巴西是硫酸铵和过磷酸钙等含硫肥料的主要并且是成长中的消费者。阿根廷开始组织生产过磷酸钙和硫带硫酸铵肥料。据估计,目前拉丁美洲的硫市场容量是80万吨,预计未来十年,将增加到110多万吨。

大洋洲:
  澳大利亚是在推广应用硫酸铵和过磷酸钙,矫正土壤缺氮和缺磷过程中最早认识到土壤缺硫。随着高浓度、无硫肥料的大量使用,加速了该地区低洼地块水稻田和其他农作区域缺硫。从上世纪70年代起,澳大利亚在温带地区推广应用硫肥,取得了明显效益。目前,澳大利亚已知全国都有土壤缺硫。
  在新西兰,土壤缺硫主要集中在北部岛屿的中部,南部岛屿的南阿尔卑斯的两边。施用硫肥显著增加了牧草的产量,增产幅度20%-200%。目前,北部岛屿400万亩左右的牧草,南部岛屿200多万亩的牧草施用硫肥,平均施用过磷酸钙20-25公斤/公顷。从1980年起,每年硫肥用量在11-23万吨之间。
  由于澳大利亚和新西兰大面积缺硫,因此,该地区已经研发生产出适宜不同作物和牧草,不同土壤条件的,含硫量差异较大的系列硫肥品种。

非洲:
  许多国家都发生缺硫现象,但非洲肥料消费量很低,缺硫显现不明显。但随着农业集约水平的提高,该地区土壤缺硫面积也将变得越来越大,硫肥应用也将越来越普遍。

亚洲:
  上世纪末本世纪初,受粮食自给的压力和有限耕地资源的制约,全球人口最大的两个国家——中国和印度,不断提高农业产量,造成了土壤硫养分的不平衡,且这个不平衡在加剧,主要原因是硫肥生产供给与作物需求的差距在加大。每年亚洲硫肥缺口从目前的500多万吨将增加到2014年的640万吨,其中中国和印度占70%,这对于农业生产者提高农业生产水平和硫肥生产者开发硫肥市场都是个机遇,当然这对他们也是一个挑战。

中国:
  从1993年起,国际硫研究所开始与中国农业科研、推广机构合作,开展硫肥施用效果评价和推广应用工作,取得了显著成效。
  目前,中国约有400万公顷的耕地缺硫,超过耕地面积的30%,潜在缺硫的面积也达到了400万公顷。在已经完成的572个田间试验中,87%的试验点施用硫肥增产效果显著,增产幅度7%-30%。
  合理施用硫肥,提高施肥经济效益,产投比为10-40:1。同时,可以增加产品的产出率,每公斤硫肥可增加8公斤大豆, 368公斤的甘蔗。
  合理施用硫肥,平衡作物养分,促进养分的吸收,提高肥料利用效率,一般氮肥利用率提高4%-39.2%,磷肥利用率提高5.4%-10.5%。
  在一些主要的农业省区,硫养分已被考虑到推荐施肥中。目前,粮食作物施硫量20-40公斤/公顷,豆科作物、油料作物和蔬菜作物30-60公斤/公顷。

印度:
  从1980年起,国际硫研究所与国际肥料协会等国际组织以及印度一些机构组织合作,重点研究土壤硫的缺乏状况和推广应用硫肥,结果证明,印度土壤缺硫已经相当严重。
  在印度18个州,采集49000个土壤样品,分析检测土壤硫的肥力水平,结果表明75%的耕地缺硫或潜在缺硫,相当于8000万公顷的耕地缺硫,全国硫肥需求量大约是160万吨。
  合理施用硫肥可以显著提高作物产量。在18个州已经完成的193个田间试验中,90%以上的试验点效果显著,平均增产率29%,增幅9%-45%。保守预测,以增产15%计算,可以增加水稻4800万吨,粮食总产将由目前的2亿吨增加到2.48亿吨,人均食物增加20%。
  施用硫肥可以提高土壤硫肥力水平,促进后茬作物增产,在1998-2005年期间完成的163个田间试验结果表明,硫肥具有一定的后效,增产幅度6%-48%。
  施用硫肥也可以提高作物品质,如增加小麦、牧草蛋白质含量,芥菜中含油量。
  试验结果证明,施用硫肥不仅增加作物产量,改善产品品质,而且提高肥料利用效率,增加农民收入,产投比从豆类—芥菜轮作的24:1到最高的花生—小麦轮作的76:1。
  最近几年,硫养分对印度农业的重要作用日益显现。印度政府实施硫肥项目中,认识到硫肥的重要作用,批准将硫作为基本养分之一写入肥料的法规和标准中,在产品说明书中标明硫养分含量。因此,所有含硫肥料都被列入肥料法规和标准管理中,生产者必须标注最低硫的养分含量,并将硫的养分含量印在包装袋上。肥料法规和标准的调整促进硫养分纳入到平衡施肥中。
  显而易见,全球农业推广和科研机构的研究结果表明,土壤缺硫将会影响作物产量、农产品品质和经济效益,合理施用硫肥将对农业的可持续发展、农业经济的发展具有重要作用。

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