Principles of Plant Nutrition課件

1、Principles of Plant Nutrition緒論 植物營養(yǎng)學(xué)的基本任務(wù)1、基本概念: 營養(yǎng) 營養(yǎng)元素 肥料營養(yǎng)植物體從外界環(huán)境中吸取其生長發(fā)育所需的養(yǎng)分，用以維持其生命活動。營養(yǎng)元素植物體用于維持正常新陳代謝完成生命周期所需的化學(xué)元素為作物直接或間接提供養(yǎng)分的物料。2、肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用（1）調(diào)節(jié)土壤反應(yīng)，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高土壤肥力如有機(jī)肥料與化學(xué)肥料配施（2）增產(chǎn)（提高單位面積產(chǎn)量）（3）改善品質(zhì) N：果實(shí)大小、色澤，蛋白質(zhì)和氨基酸含量。P：促進(jìn)果實(shí)和種子的成熟和含磷物質(zhì)含量。K：品質(zhì)元素, 提高蔗糖、淀粉、脂肪、維生素和礦物質(zhì)含量、改善果蔬色澤、風(fēng)味，貯藏和加工性能。缺鈣

2、 番茄蒂腐病 蘋果苦陷病 缺硼 草莓畸形3、植物營養(yǎng)學(xué)*：是研究植物對營養(yǎng)物質(zhì)吸收、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)化和利用的規(guī)律及植物與外界環(huán)境之間營養(yǎng)物質(zhì)和能量交換的科學(xué)。第二節(jié) 植物營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展概況1、植物營養(yǎng)學(xué)研究的早期探索（？1840）我國古代在施肥方面的實(shí)踐和理論：禮記月令：有“燒草取灰，或漚草作肥”的記載。齊民要術(shù)：我國現(xiàn)存的最古老的農(nóng)業(yè)典籍，對肥料科學(xué)和知識有詳細(xì)的記述。知本提綱提出施肥應(yīng)與耕、灌相結(jié)合，并提出施肥要注意“因時(shí)制宜，因地制宜，因物制宜，做到天盡其時(shí)，地盡其利，物盡其用”的思想。國際上植物營養(yǎng)學(xué)的早期探索：海爾蒙特（van Helmont, 1577-1644)：1640做了著名的柳條試

3、驗(yàn)。(把科學(xué)的試驗(yàn)方法引入植物營養(yǎng)研究領(lǐng)域)： 法國學(xué)者布森高（J.V.D.Boussingault, 1802-1887): 1834年，用田間試驗(yàn)結(jié)合化學(xué)分析提出氮素的營養(yǎng)效果以及氮肥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用和栽培豆科綠肥在作物，可提高后作產(chǎn)量的效果。礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說確立時(shí)期（18401920）德國科學(xué)家李比希（Justus von Liebig, 1803-1873)：1840年，出版了化學(xué)在農(nóng)業(yè)和生理學(xué)中的應(yīng)用一書，提出了礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說。礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說( Mineral element theory )*：土壤中礦物質(zhì)是綠色植物唯一的養(yǎng)料，廄肥及其他有機(jī)肥料對于植物生長所起的作用，并不是由于其中所含

4、的有機(jī)質(zhì)，而是由于這些有機(jī)質(zhì)分解時(shí)所形成的礦物質(zhì)。這就是著名的“植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說”。（2）養(yǎng)分歸還學(xué)說 (Theory of Nutrient Returns) * ： 由于作物的收獲必然要從土壤中帶走某些養(yǎng)分物質(zhì)，土壤養(yǎng)分將越來越少，如果不把這些礦質(zhì)養(yǎng)分歸還土壤，土壤將變得十分貧瘠。因此必須把作物帶走的養(yǎng)分全部歸還給土壤，就是施用礦質(zhì)肥料，使土壤的損耗與營養(yǎng)物質(zhì)的歸還之間保持著一定的平衡。這一論斷被稱為“養(yǎng)分歸還學(xué)說”。（3）最小養(yǎng)分律(Law of the minimum nutrient)*： 木桶原理 作物產(chǎn)量受土壤中相對含量最少的養(yǎng)分因子所控制，產(chǎn)量高低隨最小養(yǎng)分補(bǔ)充量的多少而變化，

5、如果這個(gè)因子得不到滿足，即使增加其他的養(yǎng)分因子，作物產(chǎn)量也不可能提高。植物營養(yǎng)學(xué)的研究方法方面發(fā)展了營養(yǎng)液培養(yǎng)技術(shù) 薩克斯（Sachs,1860）、克諾普（Knop,1861）近代田間試驗(yàn)研究有了明顯發(fā)展 魯茨1843年創(chuàng)立英國洛桑試驗(yàn)站，工作延續(xù)至今；門捷列夫1869年在俄國四個(gè)省同時(shí)建立了試驗(yàn)站.在魯茨的倡導(dǎo)下，近百年來世界各國先后建立了長期實(shí)驗(yàn)站。礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說的發(fā)展時(shí)期（19201960）化肥產(chǎn)量和施用量急劇增加，作物產(chǎn)量提高。必需元素（16種）以及微量元素相繼發(fā)現(xiàn)，其作用和生理功能也進(jìn)一步明確。氮素營養(yǎng)的研究工作 羅宗洛（中國，1898-1978）（水稻：銨態(tài)氮；玉 米：硝態(tài)氮） 普良

6、尼施尼可夫（蘇聯(lián)，1865-1948）（確定氮生理作用，并提出氨是植物體內(nèi)氮代謝的起點(diǎn)和終點(diǎn)）理論知識的深化和傳統(tǒng)概念的更新提出了一些有益元素明確了營養(yǎng)元素之間存在的相互作用完善了養(yǎng)分跨膜運(yùn)輸理論建立了根際概念對土壤養(yǎng)分生物有效性的認(rèn)識4、生長因子綜合理論階段（1960 ）由于植物營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展，已從簡單的礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說發(fā)展到生長因子綜合理論（Comprehensive theory of growth factors)階段。 第三節(jié) 植物營養(yǎng)的研究方法一、田間試驗(yàn) 是研究植物營養(yǎng)學(xué)的最基本方法。有微區(qū)試驗(yàn)、小區(qū)試驗(yàn)和大田對比試驗(yàn)等不同方式。田間條件下有很多因素難以控制。二、生物模擬法 借助盆缽、

7、培養(yǎng)盒（箱）等特殊裝置種植植物進(jìn)行植物營養(yǎng)研究，通常稱為盆栽試驗(yàn)或培養(yǎng)試驗(yàn)。盆栽試驗(yàn)常用的有：土培法、砂培法、營養(yǎng)液培養(yǎng)法等。三、化學(xué)分析法 四、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 五、核素技術(shù)法 利用放射性或穩(wěn)定性同位素進(jìn)行示蹤，追蹤它們的變化以揭示物質(zhì)運(yùn)動的規(guī)律。六、酶學(xué)診斷法 由于一些營養(yǎng)元素是酶的組分，或是酶的活化劑等，因此，了解植物體內(nèi)某種酶的活性變化可以反映植物的營養(yǎng)狀況。 小結(jié)1、植物營養(yǎng)學(xué)含義；2、植物營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展概況（李比希的礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說、養(yǎng)分歸還學(xué)說、最小養(yǎng)分律的內(nèi)容）植物營養(yǎng)原理第一節(jié) 植物的營養(yǎng)元素第二節(jié) 植物對養(yǎng)分的吸收第三節(jié) 植物體內(nèi)養(yǎng)分的運(yùn)輸一、植物體的組成成分能量元素（氣態(tài)元素）：C、

8、H、O、N酸性土壤上的植物含Al多 豆科作物含N多水稻、小麥等禾谷類作含Si多 鹽土中生長的植物含Na多 馬鈴薯、甘薯含K多 二、植物營養(yǎng)元素及其分類（一）必需元素（Essential element)1、判斷必需營養(yǎng)元素的依據(jù)*（Arnon and Stout，1939提出）確定必需營養(yǎng)元素的三條標(biāo)準(zhǔn)：（1）植物缺乏該元素時(shí)其正常生長發(fā)育受阻，不能完成其生活史必要性（2）植物缺乏該元素時(shí)出現(xiàn)一定的癥狀，只有補(bǔ)充該養(yǎng)分后才能阻止癥狀的發(fā)展或恢復(fù)正常不可替代性（3）該元素在植物代謝中具有直接效應(yīng)，如為植物體的必需成分或參與酶促反應(yīng)等直接性二、植物營養(yǎng)元素及其分類（一）必需元素（Essential

9、 element)1、判斷必需營養(yǎng)元素的依據(jù)*（Arnon and Stout，1939提出）確定必需營養(yǎng)元素的三條標(biāo)準(zhǔn)：（1）植物缺乏該元素時(shí)其正常生長發(fā)育受阻，不能完成其生活史必要性（2）植物缺乏該元素時(shí)出現(xiàn)一定的癥狀，只有補(bǔ)充該養(yǎng)分后才能阻止癥狀的發(fā)展或恢復(fù)正常不可替代性2、確定必需營養(yǎng)元素的方法：溶液培養(yǎng)法(簡稱水培法)砂基培養(yǎng)法注意事項(xiàng)：（1）選擇合適的培養(yǎng)液。（2）定期更換培養(yǎng)液，調(diào)節(jié)pH。（3）通氣。 目前 國內(nèi)外公認(rèn)的高等植物所必需的營養(yǎng)元素有17種。它們是碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、錳、銅、鋅、硼、鉬、氯、鎳。3、必需營養(yǎng)元素的分組和來源分組原則： 1）根據(jù)植物體

10、內(nèi)含量的多少分為大量營養(yǎng)元素、中量營養(yǎng)元素和微量營養(yǎng)元素*。 大量營養(yǎng)元素含量占干物重的0.5%以上，包括C、H、O、N、 P、K； 中量營養(yǎng)元素含量占干物重的0.1%-0.5%，Ca、Mg、S; 微量營養(yǎng)元素含量一般在0.1%以下，包括 Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl、Ni等8種。 2）必需營養(yǎng)元素的來源： 二、非必需元素(Nonessential element) *有益元素（Beneficial element)：是指為某些植物正常生長發(fā)育所必需而非所有植物必需的元素。有害元素（Toxic element)：對植物生長有毒害作用的一些元素。如重金屬元素。一些有益元素的種類和功能*

11、 元素名稱 主要生理功能 主要植物種類 硅(Si)增強(qiáng)植物的硬度和抗病性 禾本科植物 (如水稻、小麥、大麥) 鈷(Co)參與豆科植物根瘤固氮 豆科固氮植物 調(diào)節(jié)酶或激素活性 (必需) 鈉(Na)參與C4或CAM光合途徑 C4或CAM類 代替鉀參與細(xì)胞滲透壓 植物(如甜菜,棉花等)調(diào)節(jié)、部分酶激活 鋁(Al)刺激生長、影響顏色 喜酸性植物(如茶樹)第 二節(jié)植物對養(yǎng)分的吸收根系是植物吸收養(yǎng)分和水分的主要器官，既可以 吸收離子態(tài)養(yǎng)分，也可以吸收有機(jī)養(yǎng)分。 葉片是植物吸收養(yǎng)分和水分的另一器官。吸收指外部介質(zhì)中的養(yǎng)分離子通過細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部的過程。一、植物根系對離子養(yǎng)分的吸收（一）土壤養(yǎng)分到達(dá)根表的途

12、徑*（三種途徑：1、截獲 2、質(zhì)流 3、擴(kuò)散）1、截獲(Interception)*-Jeny Overstreet(1939)提出 指根系在土壤中伸展的過程中吸取直接接觸到的養(yǎng)分的過程。 特點(diǎn)：接觸交換 根表面與粘粒表面的 距離玉米小麥水稻器官：葉片籽粒莖稈根系生育期：同一作物的不同生育時(shí)期，含氮量也不相同。注意：作物體內(nèi)氮素的含量和分布，明顯受施氮水平和施氮時(shí)期的影響。二、氮的生理功能* 氮是植物體內(nèi)許多重要有機(jī)化合物的組分，也是遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)。（一）蛋白質(zhì)和酶的重要組分（蛋白質(zhì)中平均含氮16%-18%，生命元素）； （二）核酸和核蛋白質(zhì)的成分（含氮15%-16%） （三）葉綠素的組分元素

13、（葉綠素a和b） 葉綠素a (C55H72O5N4Mg)葉綠素b(C55H70O6N4Mg) （四）氮還是一些維生素（如維生素B1、B2、B6）的組分，而生物堿和植物激素（細(xì)胞分裂素、赤霉素）也都含有氮。 三、植物缺氮外部癥狀*1、植株生長緩慢，矮小、瘦弱，葉片薄而小。2、莖桿細(xì)長，分蘗或分枝少；種子或果實(shí)小而不充實(shí)。3、根系細(xì)長，根量少；4、葉色為淡綠色或黃化，一般無斑點(diǎn)或花斑。5、下部葉片首先失綠黃化，然后逐漸向上部葉片擴(kuò)展。6、從葉尖沿葉脈黃化。第二節(jié)氮肥種類、性質(zhì)及施用一、氮肥的制造原理1. 合成氨原理：(哈伯法，始于1913年)3H2N22NH3Q2. 氮肥制造過程：H2O NH3

14、nH2OH2O + CO2NH4HCO3HCl NH4ClNaCl + CO2 + H2ONH4Cl + NaHCO3 H2SO4 ( NH4)2SO4CO2 CO(NH2)2 + H2ONH4NO3 + CO(NH2)2 + H2O 含氮溶液H3PO4NH4H2PO4 + (NH4 ) 2 HPO4 O2 HNO3NH3 NH4NO3 Na2CO3 NaNO3 + H2CO3 CaCO3 Ca(NO3)2 + H2CO3 KCl KNO3 + HCl3、化學(xué)氮肥的分類按氮素形態(tài)分類： 銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥、酰胺態(tài)氮肥按肥料中氮素釋放速率分類： 速效氮肥、緩釋/控釋氮肥二、主要氮肥種類及性質(zhì)（一

15、）銨態(tài)氮肥(ammonium fertilizers) 包括：液氨、氨水、碳酸氫銨（揮發(fā)性氮肥）、氯化銨、硫酸銨（穩(wěn)定性氮肥共同特性（均含有NH4+）*1. 易溶于水，易被作物吸收，速效肥料2. NH4+易被土壤膠體吸附和固定，不易造成氮素流失；3.堿性環(huán)境中氨易揮發(fā)損失；4.在通氣良好的土壤中，可發(fā)生硝化作用，造成氮素流失。土壤中銨態(tài)氮肥變化示意圖（1）碳酸氫銨（NH4HCO3）純碳銨含N17.7，簡稱碳銨。用CO2通入濃氨水，經(jīng)碳化并離心干燥后形成。性質(zhì)：無色或白色細(xì)粒晶體，易吸濕結(jié)塊，有強(qiáng)烈的氨味。易溶于水，水溶液呈堿性反應(yīng)(pH8.2-8.4)。屬生理中性肥料。生理中性肥料：指肥料中的

16、陰陽離子都是作物吸收的主要養(yǎng)分，而且兩者被吸收的數(shù)量基本相等，經(jīng)作物吸收后不改變土壤酸堿度的那些肥料。 施用：可做基肥和追肥，不能做種肥。深施覆土，施用深度為6-10cm為宜。最好在低溫季節(jié)或早晚施用。（2）硫酸銨 (NH4)2 SO4 含氮20-21，簡稱硫銨，俗稱肥田粉，是我國最早使用和生產(chǎn)的氮肥品種。性質(zhì)：純凈的硫銨為白色晶體，含雜質(zhì)呈微黃色。易溶于水，水溶液呈酸性反應(yīng)，不易吸濕，常溫下存放不揮發(fā)，屬生理酸性肥料。生理酸性肥料*：化學(xué)肥料中的陰、陽離子經(jīng)作物吸收利用后，殘留部分導(dǎo)致介質(zhì)酸度提高的肥料。施用：喜硫忌氯作物：薯類、油菜、煙草、蔥、蒜等基肥：直接撒施，隨耕翻入土（20-30kg

17、/mu）追肥：開溝條施、穴施、澆施等，施后蓋土（10-20 kg/mu）種肥：直接拌種（37-75kg/mu)*注意酸性土壤：導(dǎo)致土壤進(jìn)一步酸化，要配合施用石灰和有機(jī)肥料石灰性土壤：在堿性條件下分解放出氨，必須深施覆土，與Ca結(jié)合，使土壤板結(jié)。還原性強(qiáng)的水田：形成H2S使水稻根系發(fā)黑（3）氯化銨（NH4Cl）含N24-26，簡稱氯銨，主要是作為聯(lián)堿工業(yè)的副產(chǎn)品，其反應(yīng)式如下：性質(zhì)：白色或淡黃色晶體，易溶于水，不結(jié)塊，物理性質(zhì)較好，便于貯存，為速效肥料。施用：（1）做基肥和追肥，不易做種肥和秧田追肥（2）酸性土壤：應(yīng)注意配合適量石灰和有機(jī)肥 石灰性土壤：應(yīng)深施覆土，氯化鈣易隨水流失（3）忌氯作物

18、：甘薯、馬鈴薯、甜菜、甘蔗、亞麻 等不宜施用。（二）硝態(tài)氮肥硝態(tài)氮肥包括硝酸銨、硝酸鈉、硝酸鈣等。其共同特點(diǎn)是：易溶于水，溶解度大，是速效性養(yǎng)分，吸濕性強(qiáng)，易結(jié)塊。2. 在灌溉量過大的情況下易向下層土壤淋失；3. 在通氣不良或強(qiáng)還條件下，可經(jīng)反硝化作用形成 N2O和N2氣體，引起氮的損失。4. 在受熱(高溫)下能分解釋放出氧氣，易燃易爆。土壤中硝態(tài)氮肥變化示意圖1. 硝酸銨（NH4NO3）含N33-35%，簡稱硝銨。性質(zhì)： 白色晶體：吸濕性極強(qiáng)， 顆粒狀：吸濕性弱， 極易溶于水，水溶液呈酸性，屬生理中性肥料，易燃、易爆。施用：（1）做追肥或旱地基肥，不作種肥（2）不宜在水田施用（NO3-流失和

19、發(fā)生反硝化作用）（3）旱地：分次深施覆土，施用深度10 cm左右，適宜棉花、煙草、果樹、蔬菜等作物。2. 硝酸鈉（NaNO3） 含氮15-16%，又名硝石。性質(zhì)：白色或淺灰色結(jié)晶，易溶于水，易吸濕結(jié)塊，是速效性氮肥，屬生理堿性肥料。施用： （1）宜作追肥，適用于酸性和中性土壤。 （2）在一些喜鈉作物，如甜菜、菠菜及煙草、棉 花等旱作作物上的肥效常高于其它氮肥。（三）酰胺態(tài)氮肥 酰胺態(tài)氮肥是指含有酰胺基(CONH2)或在分解過程中產(chǎn)生酰胺基的氮肥。尿素尿素CO(NH2)2 ，含N45-46%尿素合成的基本反應(yīng)如下：性質(zhì)：白色晶體或顆粒，易溶于水，水溶液呈中性，吸濕性小，常溫下不分解。施用：（1）

20、適宜于各種作物，可做基肥（20-30kg/mu） 和追肥，深施覆土，一般不做種肥。（2）適于根外追肥（降低縮二脲含量 豆科作物 禾本科作物生育期：生育前期 生育后期器官：幼嫩器官 衰老器官、繁殖器官 營養(yǎng)器官 種子 葉片 根系 莖稈生長環(huán)境：高磷土壤 低磷土壤（二）分布 與代謝過程和生長中心的轉(zhuǎn)移有密切關(guān)系 營養(yǎng)生長期：集中在幼芽和根尖（具有明顯的頂端優(yōu)勢） 生殖生長期：大量轉(zhuǎn)移到種子或果實(shí)中，再利用能力達(dá)80以上有機(jī)磷：占85，以核酸、磷脂、植素為主無機(jī)磷：占15，以鈣、鎂、鉀的磷酸鹽形式存在化學(xué)診斷的指標(biāo)二、磷的營養(yǎng)功能（一）構(gòu)成大分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)組分 羥基酯化 高能焦磷酸鍵 磷酸雙酯（二）

21、多種重要化合物的組分1、核酸和核蛋白核酸 決定植物的遺傳變異性核酸蛋白質(zhì) 核蛋白2、磷脂磷脂糖脂膽固醇 膜脂物質(zhì) 生物膜3、植素 是植酸的鈣、鎂鹽或鉀、鎂鹽，在種子中大量積累。4、三磷酸腺苷 (ATP) ATP、GTP、UTP、CTP均在新陳代謝中起重要作用體內(nèi)。尤其是ATP，是能量的中轉(zhuǎn)站。(三）參與體內(nèi)代謝1、碳水化合物代謝：蔗糖和淀粉的合成2、氮素代謝1） 促進(jìn)蛋白質(zhì)合成（氨基轉(zhuǎn)移酶）2）利于體內(nèi)硝酸的還原和利用（硝酸還原酶）3）增強(qiáng)豆科作物的固氮量3、脂肪代謝（四）提高作物抗逆性和適應(yīng)能力1.抗旱和抗寒 抗旱: 能提高原生質(zhì)膠體的水合度和細(xì)胞結(jié)構(gòu)的充水度，并能增加原生質(zhì)的粘度和彈性抗寒

22、: 能提高體內(nèi)可溶性糖和磷脂的含量。越冬作物增施磷肥，可減輕凍害，安全越冬。2.增強(qiáng)作物抵抗酸堿變化的能力（緩沖性）:植物體內(nèi)磷酸鹽緩沖系統(tǒng)：KH2PO4K2HPO4這一緩沖體系在pH68時(shí)緩沖能力最大，因此在鹽堿地上施用磷肥可以提高作物抗鹽堿的能力。三、植物缺磷癥狀1、生長延緩，植株矮小，細(xì)小直立，分枝和 分蘗減少，水稻出現(xiàn)“僵苗、坐蔸”。2、根和根毛長度增加，根半徑減??；3、植物缺磷的癥狀首先出現(xiàn)在老葉；4、一年生植物的莖呈現(xiàn)典型癥狀：紫紅色第 二 節(jié) 磷肥的種類、性質(zhì)和施用一、磷礦的分級及磷肥的制造方法P2O5含量 磷礦品位 制造方法 磷肥種類及典型品種 28% 高 酸制法 水溶性磷肥過

23、磷酸鈣1828 中 熱制法 枸溶性磷肥鈣鎂磷肥 15；粒徑細(xì)度90過0.149mm篩B、 土壤條件 土壤pH：酸性增強(qiáng)，溶解度提高；應(yīng)適量施用石灰中和酸性。我國：南方的紅壤、黃壤以及沿海的咸酸田（酸性硫酸鹽土）等酸性土壤，適宜直接施用。C、 作物特性吸收能力：最強(qiáng)油菜、蘿卜、蕎麥較強(qiáng)豆科綠肥及豆科作物中等玉米、馬鈴薯、芝麻最弱小粒禾谷類作物(水稻、小麥)多年生的經(jīng)濟(jì)林木和果樹：吸磷能力較強(qiáng)D、 與其它肥料配合 與酸性肥料(如過磷酸鈣)或生理酸性肥料(如硫酸銨、氯化鉀等)混合施用磷礦粉與有機(jī)肥料共同堆腐用量：50-100 kg/畝（四）新型磷肥1、聚磷酸 聚磷酸：磷酸聚合物（脫水程度不同） 包括

24、：焦磷酸，三聚磷酸和偏磷酸 含P2O5為76%85% 高濃度磷肥的原料2. 聚磷酸銨 是由聚磷酸或濃磷酸在較高溫度和壓力下氨化脫水而得。其通式可表示為：(NH4)n+2PnO3n+1，屬直鏈型聚合物。主要含焦磷酸銨 (NH4)4P2O7、三聚磷酸銨 (NH4)5P3O10 和四聚磷酸銨 (NH4)6P4O13，溶解度高。一般聚磷酸銨含P2O5 76%85%聚磷酸銨肥料的主要優(yōu)點(diǎn)：是一種緩溶性長效肥料（可減少土壤對磷的固定）； 有利于制成高濃度懸浮肥料（高效）；氮、磷養(yǎng)分含量高，可節(jié)省包裝、運(yùn)輸費(fèi)用。第四章植物鉀素營養(yǎng)及鉀肥*本章重點(diǎn)和難點(diǎn)：作物對鉀的吸收，鉀肥的性質(zhì)和施用第一節(jié) 植物中的鉀一、

25、植物體內(nèi)鉀的含量、分布與特點(diǎn)（一）含量 植物體內(nèi)含鉀量（K2O）約占干物重的0.35.0%。 因作物種類和器官而異：淀粉作物、糖料作物、煙草、香蕉等含鉀較多； 禾谷類作物相對較低 谷類：莖稈種子；薯類：塊根、塊莖較高2. 形態(tài)離子態(tài)為主以水溶性無機(jī)鹽存在細(xì)胞中 以鉀離子態(tài)吸附在原生質(zhì)膜表面并不是以有機(jī)化合物的形態(tài)存在3. 分布 鉀在植物體內(nèi)具有較大的移動性，隨植物生長中心轉(zhuǎn)移而轉(zhuǎn)移，其再利用率高。 主要分布在代謝最活躍的器官和組織中，如幼芽、幼葉、根尖等。二、鉀的營養(yǎng)功能（一）促進(jìn)酶的活化在生物體內(nèi)，鉀作為60多種酶（包括合成酶類、氧化還原酶類、轉(zhuǎn)移酶類）的活化劑，能促進(jìn)多種代謝反應(yīng)。一些需要

26、K+激活的酶及其催化的主要的反應(yīng)（二）促進(jìn)光合作用，提高CO2的同化率鉀能促進(jìn)葉綠素的合成改善葉綠體的結(jié)構(gòu) 促進(jìn)葉片對CO2的同化ATP 調(diào)節(jié)氣孔開閉鉀對葉綠體中ATP合成的影響（三）促進(jìn)碳水化合物的合成與光合產(chǎn)物的運(yùn)轉(zhuǎn) （1） 促進(jìn)碳水化合物的合成（2）促進(jìn)光合產(chǎn)物的運(yùn)轉(zhuǎn) 促進(jìn)光合作用產(chǎn)物向貯藏器官運(yùn)輸，增加“庫”的貯藏，如塊根、塊莖類作物。（四）參與細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)1、維持膨壓，促進(jìn)細(xì)胞伸展 細(xì)胞伸展有賴于胞壁的松弛和胞內(nèi)膨壓的提高以引起水分進(jìn)入，使體積擴(kuò)大。2、調(diào)節(jié)氣孔運(yùn)動氣孔開、閉時(shí)，蠶豆葉片表皮組織保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)各種離子的濃度（五）增強(qiáng)植物的抗逆性1、抗病性：增加細(xì)胞表皮和細(xì)胞壁厚度；促進(jìn)

27、低分子化合物（如游離氨基酸、單糖等）轉(zhuǎn)變?yōu)楦叻肿踊衔铮ǖ鞍踪|(zhì)、纖維、淀粉）等。2、抗旱性：提高膠體對水的束縛能力；調(diào)節(jié)氣孔的開閉。3、抗高溫：保持較高的水勢和膨壓；加速蛋白質(zhì)和淀粉的合成。4、抗鹽性：穩(wěn)定質(zhì)膜中蛋白質(zhì)分子上的S-H基。5、抗倒伏：促進(jìn)作物莖稈維管束的發(fā)育，使莖壁增厚。三、植物缺鉀的一般癥狀通常莖葉柔軟，葉片細(xì)長、下披；老葉葉尖和葉緣發(fā)黃，進(jìn)而變褐，逐漸枯萎；在葉片上往往出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)甚至成為斑塊，嚴(yán)重缺鉀時(shí)，幼葉也會出現(xiàn)同樣的癥狀；雙子葉植物葉片常出現(xiàn)葉脈緊縮而脈間凹凸不平的現(xiàn)象。根系生長停滯，活力差，易發(fā)生根腐病第二節(jié)鉀肥的種類、性質(zhì)和施用一、鉀鹽礦資源與鉀肥制造原理(一)

28、鉀鹽礦資源簡介鉀鹽礦種類鉀礦床：明礬石、鉀長石和光鹵石內(nèi)陸鹽湖鉀鹽礦：如察爾汗鹽湖沿海鹽場的鹽鹵：我國沿海地區(qū)的鹽場2. 鉀鹽礦儲量我國鉀礦資源極貧乏，全國總儲量約為2億多噸 (折K2O約1億多噸)3. 鉀肥制造方法:(1) 氯化鉀光鹵石 (KCl MgCl2 6H2O)KCl鉀石鹽 (KCl NaCl)KCl(2) 硫酸鉀明礬石、鉀鎂鹽K2SO4 氯化鉀K2SO4二、常用鉀肥的性質(zhì)和施用*（一）氯化鉀成分和性質(zhì)成分： KCl，含K2O 50% 60% (含K 52%，Cl 47.6%)性質(zhì)：白色、淡黃色或紫紅色結(jié)晶易溶于水，呈化學(xué)中性,吸濕性，久存會結(jié)塊速效肥料，生理酸性青海鹽湖鉀肥 股份有

29、限公司 “鹽橋”牌氯化鉀2、制造制造原料：光鹵石 (KClMgCl26H2O，含K2O 911)、 鉀石鹽 (KClNaCl，含K2O12) 鹽鹵(含KCl、NaCl、MgSO4、MgCl2) 制造原理和方法：根據(jù)氯化鉀、氯化鈉等鹽類在不同溫度下溶解度不同。氯化鈉的溶解度受溫度影響小。氯化鉀在高溫時(shí)溶解 度大低溫時(shí)可把氯化鉀分離出來。3、在土壤中的轉(zhuǎn)化(1) 陽離子交換反應(yīng) 在中性與石灰性土上： K+與膠體上的 Ca2+產(chǎn)生代換作用，形成CaCl2反應(yīng)式：結(jié)果： 多雨地區(qū)或季節(jié)，鈣易淋失 措施： 中性土 土壤脫鈣板結(jié) 配施石 緩沖性小的土壤，逐漸酸化 灰肥料石灰性土：生理酸性可被中和，土壤不會

30、酸化， 且會釋放有效鈣，利于植物吸收 酸性土壤： K+與膠體上的H+、Al3+、Ca2+產(chǎn)生離子交換反應(yīng)式：結(jié)果： 使土壤pH值迅速下降 (土壤活性酸增加、且肥料為生理酸性鹽)； 易對植物產(chǎn)生鋁毒 (大量Al3+存在)； 使鈣淋失 (K+與Ca2+代換產(chǎn)生CaCl2)措施：應(yīng)配施石灰和有機(jī)肥料 (2) 土壤對鉀的固定(3) 鉀的釋放和淋失 鉀的釋放：過程：非交換性鉀有效性鉀結(jié)果：土壤中有效鉀增加 鉀的淋失：影響因素：氣候條件、土壤性質(zhì)等旱地淋失量一般占吸收量的20；多雨地區(qū)和代換量低的砂土淋失量較多。所以鉀肥一次用量不宜過多。4、 施用(1) 方法：可作基肥、追肥施用，不宜作種肥。(2) 土壤

31、：在酸性和中性土壤作基肥時(shí)，應(yīng)與磷礦粉、有機(jī)肥、石灰等配合施用，一方面防止酸化，另一方面促進(jìn)磷礦粉中磷的有效化。(3) 作物：適宜一般作物； 含有47.6%C1-，特別適于棉花、麻類等纖維作物，因?yàn)镃1-對提高纖維含量和質(zhì)量有良好的作用；不宜忌氯作物，如馬鈴薯、甘薯、甜菜、柑桔、煙草、茶樹等。(4) 用量：大田作物150 kg/hm2（二）硫酸鉀1. 成分與性質(zhì)成分：K2SO4，含K2O 50%54%(含K43.8%, S17.6%)性質(zhì)：白色或淡黃色結(jié)晶； 溶于水，呈化學(xué)酸性； 吸濕性??； 生理酸性肥料2、制造原料及原理：將明礬石粉與氯化物（用食鹽或鹽鹵均可）混合， 經(jīng)高溫煅燒，在有水蒸氣時(shí)

32、發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)而制成硫酸鉀。制造硫酸鉀也可以用無水鉀鎂礬和氯化鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)， 然后把溶液進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶析出硫酸鉀3、在土壤中的轉(zhuǎn)化 (與KCl相似)交換作用反應(yīng)式：結(jié) 果： 中性和石灰性土壤上生成CaSO4，其溶解度比CaCl2小，使土壤脫鈣程度較小，酸化速度比氯化鉀緩慢； 酸性土壤上生成H2SO4，使土壤pH值迅速下降；易對植物產(chǎn)生鋁毒；使土壤板結(jié)。措 施：配施石灰和有機(jī)肥4、施用 適合各種作物和土壤，可作基肥（150kg/hm2）、追肥、種肥（22.5-37.5 kg/hm2）及根外追肥（2% - 3%） 。 在酸性土壤上應(yīng)與有機(jī)肥、石灰等配合施用；在通氣不良的土壤中盡量少用。（三）窯灰

33、鉀（四）草木灰第五章植物的鈣、鎂、硫營養(yǎng)及鈣、鎂、硫肥 主要內(nèi)容鈣、鎂、硫元素要求 了解 的營養(yǎng)作用 鈣、鎂、硫肥料的性質(zhì)和施用 了解 (掌握典型的缺素癥狀)第一節(jié)鈣一、植物體內(nèi)鈣的含量和分布植物體含鈣量一般在0.1%-5%之間。一般規(guī)律為：雙子葉植物單子葉植物地上部根莖葉果實(shí)、籽粒在植物細(xì)胞中，鈣主要存在與細(xì)胞壁上。 二、鈣的營養(yǎng)功能（一）穩(wěn)定細(xì)胞壁 植物中大多數(shù)鈣以構(gòu)成細(xì)胞壁果膠質(zhì)的結(jié)構(gòu)成分存在于細(xì)胞壁中。（二）穩(wěn)定細(xì)胞膜主要是依靠鈣把生物膜表面的磷酸鹽、磷酸脂與蛋白質(zhì)的羧基橋接起來。（三）促進(jìn)細(xì)胞的伸長和根系生長 （四）行使第二信使功能鈣能結(jié)合在鈣調(diào)蛋白（CAM）上，對植物體內(nèi)的多種酶起

34、活化作用，并對細(xì)胞代謝有調(diào)節(jié)作用。三、植物缺鈣癥狀1、植物對鈣的需求一般認(rèn)為，在土壤交換性鈣的含量10 mol/kg時(shí)，作物不會缺鈣。 2、缺鈣癥狀 1）植株生長受阻，節(jié)間較短，植株生長矮小，組織 柔軟。 2）缺鈣植株的頂芽、側(cè)芽、根尖等分生組織首先出 現(xiàn)缺素癥，易腐爛死亡（生長點(diǎn)壞死）；幼葉卷 曲畸形，葉緣變黃逐漸壞死。 甘藍(lán)、萵苣和白菜出現(xiàn)葉焦病和干燒心； 番茄、辣椒和西瓜出現(xiàn)臍腐??； 蘋果出現(xiàn)苦陷病和水心??；四、鈣肥的種類、性質(zhì)及其施用（一）石灰類鈣肥-基肥1、 生石灰 (CaO) (quicklime)：又稱燒石灰，含CaO 96%-99%2、 熟石灰 Ca(OH)2 (slaked

35、lime)：又稱消石灰，由生石灰加水或堆放時(shí)吸水而成，含CaO70%左右3、 碳酸石灰 (CaCO3) (calcium carbonate)：由石灰石、白云石或貝殼類直接磨細(xì)而成，主要成分是碳酸鈣（二）石灰肥料的作用1）供給植物鈣素營養(yǎng)2）中和土壤酸性、消除活性鋁、鐵、錳的毒害3）增加土壤有效養(yǎng)分4）改善土壤物理性狀5）改善作物品質(zhì)，減少病害（三）石灰的施用技術(shù)方法：可作基肥和追肥，不能作種肥要求：1. 撒施力求均勻，防止局部土壤過堿或未施到 2. 條播作物可少量條施。番茄、甘藍(lán)和煙草等 可在定植時(shí)少量穴施。 3. 不宜連續(xù)大量施用石灰（引起土壤有機(jī)質(zhì)分 解過快）注意：石灰肥料不能和銨態(tài)氮肥

36、、腐熟的有機(jī)肥和 水溶性磷肥混合施用，以免引起氮的損失和 磷的退化導(dǎo)致肥效降低。第二節(jié) 鎂一、植物體內(nèi)鎂的含量和分布 植物體內(nèi)鎂的含量約為0.05%-0.7%。其分布規(guī)律為： 1、豆科植物地上部分禾本科植物 2、種子葉莖根系 3、生長初期，鎂大多存在于葉片中，結(jié)實(shí)期 則以植酸鹽的形式貯存在種子中；二、鎂的營養(yǎng)功能（一）合成葉綠素并促進(jìn)光合作用（二）促進(jìn)氮素代謝（蛋白質(zhì)和核酸形成） 鎂可活化谷氨酰胺合成酶，促進(jìn)谷氨酸和谷氨酰胺合成。鎂還是核糖體的成分，穩(wěn)定核蛋白結(jié)構(gòu)。谷氨酸NH4+ATP 谷氨酰胺ADP（三）活化和調(diào)節(jié)酶促反應(yīng)1、在ATP或ADP的焦磷酸鹽結(jié)構(gòu)和酶分子 之間形成一個(gè)橋梁2、二磷酸

37、核酮糖羧化酶；3、丙酮酸磷酸雙激酶；二磷酸核酮糖CO2 磷酸丙糖丙酮酸+ATP+Pi 磷酸烯醇式丙酮酸+AMP+PPi鎂聯(lián)結(jié)酶蛋白與ATP的圖示三、植物對鎂的需求與缺鎂癥狀1、植物對鎂的需求一般來說，當(dāng)葉片含鎂量大于0.4%時(shí)，表明供鎂充足，低于0.2%為缺鎂。甜菜、馬鈴薯、水果和設(shè)施栽培作物容易缺鎂。2、缺鎂癥狀：1）植株矮小，生長緩慢2）中、下部老葉出現(xiàn)失綠癥，從葉尖端和葉 緣的脈間部位，顏色由淡綠變黃，會出現(xiàn)褐色或紫紅色斑點(diǎn)或條紋。四、鎂肥的種類、性質(zhì)和施用（一）種類及性質(zhì)水溶性：肥效快，植物易吸收。如硫酸鎂、氯化鎂 微水溶性：肥效慢。如鈣鎂磷肥、白云石粉等 長效復(fù)合肥：如磷酸鎂銨（二）有效施用土壤：含鎂量低的土壤作物：需鎂多的作物，如玉米、棉花、馬鈴薯、甜菜、 煙草、柑桔等方法：基肥、 追肥（包括根外追肥）、種肥第三