21精准养分管理作物的营养状况诊断数据库建设.doc

精准养分管理 作物的营养状况诊断数据库建设 梁鸣早1，曹恭2，高云鹏2，杨烁2 （1中国农业科学院土壤肥料研究所，北京　100081；2客座人员） 　　1 背　景　　1.1我国农村缺乏有效的技术指导，造成氮肥利用率普遍偏低　　当前我国农村在施肥方面普遍存在的问题是：缺乏有效的技术指导，施用氮肥过多且利用率低，氮肥的当季利用率不足30%，而发达国家可达到50%，根据有关专家估计，每年我国的氮损失相当于2400万吨尿素，折合成人民币为360亿元。　　氮利用率低的最大的受害者是农民，原因是其投入并没有得到相应的收益。由于施用肥料过量，土壤中积累大量未被利用的养分元素引起土壤和水质污染等问题，对人类赖以生存的环境造成危害。　　1.2 过量施肥造成农产品和环境的污染 　　由于氮肥施用过量，引起植物体内代谢的中间体低糖的积累，植物幼嫩部分对昆虫及微生物的适口性大增，因而导致病虫害的发生和品质下降低、抗逆性变差。近年来我国农村的病虫害发生越来越严重，一个重要原因是由施用氮肥过量引起的。因为农民尚未掌握平衡栽培技术，致使盲目滥用各种各样的农药。不合理的农业措施所引起的农产品质量问题就更多，主要包括：品质低、营养差、适口性差、农药残留过量、硝酸盐含量超标等问题。并造成严重后果，早在1990年代初期，山东省陵县就曾发生过因食用农药残留过量的韭菜造成多人中毒死亡事件，后来此类事件年年有所发生，且逐年增多。1999年广西贺州市一中332人中毒事件也是由于食用残留农药很高的青菜引起。2000年全国重大食物中毒报告就有150起，6237人中毒，135人死亡。而事实上更多的是慢性危害，现在市面上普遍销售亚硝酸盐含量很高的蔬菜和水果，而蔬菜和水果本应提供的钙、锌、铁、铜、Vc等对人体有益、又具有保健功能的营养成分却大为降低，人体健康水平受到潜在威胁。由于农作物产品质量以及农药残留问题造成的出口损失也极为严重，整船的茶叶或农产品因质量问题而货主拒收的事件时常发生，不得不倾入运抵港口附近的公海。　　1.3 农村需要优质的农业生产???料和优质的农化服务　　目前中国的化肥工业已有了长足的发展。据专家分析，我国的氮肥已经可以自给，磷肥的自给率达到了85%。在磷肥及复合肥加工工艺上已赶上世界水平。但是，我国的农资服务体系还很薄弱，服务也不到位，在农业生产物资市场上问题较多，鱼龙混杂现象很严重。同时，即使是有质量保证的产品，但可供农民选择的肥料品种有限，有数据统计，中国的肥料品种仅有一百多种，而日本这样一个农业小国就有上万个品种供农民选择,而且肥料商能够有效地指导农民使用这些肥料。　　1.4保护地过量施肥施药相当严重　　据调查，农民在保护地中施用的有机肥每公顷达75000~150000kg，同时还用大量含氮化肥；由于偏施某种肥料引起的诱导缺素现象普遍存在。为了提早上市菜农普遍采用开花期用激素点花催熟的办法。近年来病虫害加重驱使农药使用过多。农民缺乏对新问题的认识，盲目使用化肥和农药，农药的滥用致使我国农药的年使用量越居世界首位，年消耗量为80万吨。这种恶性循环导致农业的投入成本加大，农民负担加重。　　1.5 农业技术服务方式有待改进　　测土施肥是一项重要的农业技术措施，但由于资金和设备的限制，目前大多数农村尚不具备测土施肥的条件。农民需要简便易行、容易接受的农业技术服务，所以，科研工作者也应针对农村的实际改进服务方式。　　2 数据库的建立方法　　基于上述的问题，用过程控制的原理解决作物生产中的营养问题是可能的。农业生产过程是一个十分复杂的生理生化过程，农作物产量形成受到六大外部因素制约，即：养分、水分、大气、温度、光照和空间。每个因素都对产量有贡献，各因素间的配合是提高生物产量的基础，而某一因素的过量或不足都会影响作物的产量和品质。因此，仅仅依靠作物播种前的测土施肥是远远不够的，必须应用过程控制的原理解决作物生产过程中的营养问题。为此，我们查阅了国内外的大量资料，开始整理散落在世界各地植物生理失调的图片，并进行分类加工整理和入库工作。　　2.1 创建植物生理失调症状数据表　　在Access桌面数据库软件中建立数据表，主要数据表中包含用户所需的数据项,考虑到将来用户在数据查询中方便，在植物生理失调症状数据表中设有作物分类、作物名称、元素分类、症状分类、症状部位、症状描述、图片名称、图片链接、资料来源，建立数据结构时还需对每一个字段名称定义其字段的属性。其界面见图1。　　 (图：图1 创建植物生理失调症状数据表界面) 　　2.2 创建立植物营养元素性质与分类表　　为了让读者正确了解植物生长所需的13种矿物元素的主要物理化学特征，还需建立一个营养元素性质与分类表，该表包括：元素名称、元素符号、养