第四章 植物營養(yǎng)與施肥

1、第四章第四章 植物營養(yǎng)與施肥原理植物營養(yǎng)與施肥原理（Plant nutrition and fertilizer principles）4-1 植物對養(yǎng)分的吸收植物對養(yǎng)分的吸收 Nutrient uptake of plantNutrient uptake of plant 一、植物必需營養(yǎng)元素一、植物必需營養(yǎng)元素 （Essential nutrients of plant）中量中量 營養(yǎng)元素營養(yǎng)元素Secondary nutrients 大量大量 營養(yǎng)元素營養(yǎng)元素Macronutrients微量微量 營養(yǎng)元素營養(yǎng)元素Micronutrients 肥料三要素肥料三要素(一一) 吸收部位吸收部位

2、二、植物根對養(yǎng)分的吸收二、植物根對養(yǎng)分的吸收 （ Root nutrients uptake of plant）根尖的根毛區(qū)根尖的根毛區(qū)（成熟區(qū)）（成熟區(qū)）(二二) 養(yǎng)分向根部遷移的方式養(yǎng)分向根部遷移的方式截獲截獲 Interception 根根土壤土壤 質(zhì)流質(zhì)流 Mass flow擴(kuò)散擴(kuò)散 Diffusion(三三) 根部對養(yǎng)分的吸收根部對養(yǎng)分的吸收1、被動吸收（被動吸收（Passive uptake） 順濃度梯度的吸收過程，不消耗能量順濃度梯度的吸收過程，不消耗能量（1）擴(kuò)散、質(zhì)流等）擴(kuò)散、質(zhì)流等（2）離子交換）離子交換2、主動吸收（主動吸收（Active uptake） 逆濃度梯度的吸收

3、過程，消耗能量，有選擇性逆濃度梯度的吸收過程，消耗能量，有選擇性（1）載體學(xué)說）載體學(xué)說（2）離子泵學(xué)說）離子泵學(xué)說3、胞飲作用（胞飲作用（Pinocytosis） 通過細(xì)胞膜的內(nèi)折作用攝取物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞，消通過細(xì)胞膜的內(nèi)折作用攝取物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞，消耗能量耗能量三、根外營養(yǎng)三、根外營養(yǎng)（一）根外營養(yǎng)的機(jī)制（一）根外營養(yǎng)的機(jī)制 根外營養(yǎng)是作物吸收養(yǎng)分的另一種方式；根外營養(yǎng)是作物吸收養(yǎng)分的另一種方式； 根外營養(yǎng)的部位是莖葉，主要是根外營養(yǎng)的部位是莖葉，主要是葉葉； 葉部吸收可通過植物葉片的角質(zhì)層上的葉部吸收可通過植物葉片的角質(zhì)層上的裂縫裂縫進(jìn)入；進(jìn)入； 葉背面葉背面是比較疏松的海綿組織，細(xì)胞間隙大，是

4、比較疏松的海綿組織，細(xì)胞間隙大，孔道細(xì)胞多，吸收養(yǎng)分比上表皮快?？椎兰?xì)胞多，吸收養(yǎng)分比上表皮快。（二）根外施肥的特點(diǎn)：（二）根外施肥的特點(diǎn)：1、提高肥料利用率（無土壤中的固定作用）；提高肥料利用率（無土壤中的固定作用）；2、用量少，經(jīng)濟(jì)效益好：、用量少，經(jīng)濟(jì)效益好：用量是土壤施用的用量是土壤施用的1/5 1/10；3、有利于作物后期和密植作物的追肥；、有利于作物后期和密植作物的追肥；4、吸收轉(zhuǎn)化快：、吸收轉(zhuǎn)化快：32P肥示蹤表明，肥示蹤表明，5分鐘后各器官有分鐘后各器官有PO43-；5、是施肥的輔助性方法，需與主要措施配合。、是施肥的輔助性方法，需與主要措施配合。 （二）影響根外施肥的因素：（

5、二）影響根外施肥的因素：1、養(yǎng)分種類：、養(yǎng)分種類：氮肥：氮肥： 尿素尿素硝態(tài)氮肥硝態(tài)氮肥銨態(tài)氮肥銨態(tài)氮肥鉀肥：鉀肥：KClKNO3KH2PO42、溶液的、溶液的pH值值 溶液酸性，有利于溶液酸性，有利于H2PO4-、SO42-、BO33-、NO3-等陰離子的吸收。等陰離子的吸收。 溶液堿性，有利于溶液堿性，有利于NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+等陽離子的吸收。等陽離子的吸收。3、溶液與葉面接觸時(shí)間、溶液與葉面接觸時(shí)間 噴肥后保持葉片濕潤噴肥后保持葉片濕潤3060min，吸收最快，吸收最快 無風(fēng)傍晚噴肥最好，遇雨重噴無風(fēng)傍晚噴肥最好，遇雨重噴 營養(yǎng)液加濕潤劑營養(yǎng)液加濕潤劑4、葉片部位

6、、葉片部位 葉背面有氣孔，易吸收葉背面有氣孔，易吸收 葉正面液體易存留，注意噴施葉正面液體易存留，注意噴施6、噴施次數(shù)、噴施次數(shù) 不移動性的元素（不移動性的元素（B、Ca）和部分移動的元素）和部分移動的元素（Fe、Cu、Mo、Zn等）須增加噴施次數(shù)，并等）須增加噴施次數(shù)，并噴在吸收部位噴在吸收部位5、作物種類、作物種類 雙子葉植物：雙子葉植物： 葉片大，角質(zhì)層薄，有利吸收葉片大，角質(zhì)層薄，有利吸收 單子葉植物：單子葉植物： 葉片小、厚，加大噴施濃度葉片小、厚，加大噴施濃度4-2 施肥的基本原理施肥的基本原理 Basic principles of fertilizerBasic princip

7、les of fertilizer一、養(yǎng)分歸還學(xué)說一、養(yǎng)分歸還學(xué)說 （Theory of nutrient returns） 隨著作物的每次收獲（包括籽粒和莖桿）隨著作物的每次收獲（包括籽粒和莖桿） 必然要從土壤中取走一定的養(yǎng)分；必然要從土壤中取走一定的養(yǎng)分； 如果不正確地歸還養(yǎng)分于土壤，地力必然如果不正確地歸還養(yǎng)分于土壤，地力必然 會下降；會下降； 要想恢復(fù)地力，就必需歸還從土壤中取走要想恢復(fù)地力，就必需歸還從土壤中取走 的全部東西；的全部東西； 為增加產(chǎn)量，就應(yīng)該向土壤中施加灰分元素為增加產(chǎn)量，就應(yīng)該向土壤中施加灰分元素 十九世紀(jì)四十年代，十九世紀(jì)四十年代，LiebigLiebig（李比希

8、，德）提（李比希，德）提出出1、主要思想、主要思想通過施用有機(jī)肥料通過施用有機(jī)肥料通過施用無機(jī)肥料通過施用無機(jī)肥料2、歸還方式、歸還方式3、實(shí)踐指導(dǎo)意義、實(shí)踐指導(dǎo)意義調(diào)節(jié)土壤和人類之間的物質(zhì)交換，不以養(yǎng)分歸還調(diào)節(jié)土壤和人類之間的物質(zhì)交換，不以養(yǎng)分歸還為基礎(chǔ)的耕作是掠奪性的耕作制度；為基礎(chǔ)的耕作是掠奪性的耕作制度；對化肥工業(yè)的興起和發(fā)展起到了巨大的推動作用對化肥工業(yè)的興起和發(fā)展起到了巨大的推動作用（氮、磷、鉀）。（氮、磷、鉀）。二、最小養(yǎng)分律（二、最小養(yǎng)分律（Law of the minimum） 1843年年Libieg在在化學(xué)在農(nóng)業(yè)和植物生理化學(xué)在農(nóng)業(yè)和植物生理學(xué)上的應(yīng)用學(xué)上的應(yīng)用第二版中提

9、出。第二版中提出。1、含義、含義 作物的生長和產(chǎn)量的高低受最小的養(yǎng)分所限作物的生長和產(chǎn)量的高低受最小的養(yǎng)分所限制，制， 當(dāng)一種必需的養(yǎng)分缺乏或不足，其它養(yǎng)分當(dāng)一種必需的養(yǎng)分缺乏或不足，其它養(yǎng)分含量雖多，作物也不能正常生長。含量雖多，作物也不能正常生長。2、“木桶理論木桶理論” 最小養(yǎng)分隨條件而變化最小養(yǎng)分隨條件而變化3、限制因子率、限制因子率 1905年英國年英國Blackman把最小養(yǎng)分律擴(kuò)大到養(yǎng)分以外把最小養(yǎng)分律擴(kuò)大到養(yǎng)分以外的生態(tài)因子，這就是限制因子律，即作物的產(chǎn)量受各的生態(tài)因子，這就是限制因子律，即作物的產(chǎn)量受各種生態(tài)因子中最低因子的影響，任何一個生態(tài)因子不種生態(tài)因子中最低因子的影響，

10、任何一個生態(tài)因子不足，都可成為影響作物生長的限制因子。足，都可成為影響作物生長的限制因子。4、實(shí)踐意義、實(shí)踐意義 強(qiáng)調(diào)施肥要有針對性；幫助我們發(fā)現(xiàn)和把握生強(qiáng)調(diào)施肥要有針對性；幫助我們發(fā)現(xiàn)和把握生產(chǎn)上限制作物生長的主要矛盾。產(chǎn)上限制作物生長的主要矛盾。三、報(bào)酬遞減律三、報(bào)酬遞減律 Law of the diminishing returns18世紀(jì)世紀(jì)Turgot和和Anderson（經(jīng)濟(jì)學(xué)家）提出（經(jīng)濟(jì)學(xué)家）提出1 1、含義、含義 從一定土地上所得到的報(bào)酬，隨著向該土地投從一定土地上所得到的報(bào)酬，隨著向該土地投入的勞動和資本量的增大而增加，但隨著投入的單入的勞動和資本量的增大而增加，但隨著投入

11、的單位勞動和資本量的增加，報(bào)酬的增加卻逐漸減少。位勞動和資本量的增加，報(bào)酬的增加卻逐漸減少。 產(chǎn)量與施肥量之間的關(guān)系符合報(bào)酬遞減律，隨著產(chǎn)量與施肥量之間的關(guān)系符合報(bào)酬遞減律，隨著施肥量的增加，產(chǎn)量增加，但單位施肥量的增產(chǎn)效施肥量的增加，產(chǎn)量增加，但單位施肥量的增產(chǎn)效應(yīng)隨施肥量的增加而減少。應(yīng)隨施肥量的增加而減少。2、米采利希學(xué)說（、米采利希學(xué)說（Theory of Mitscherlich）產(chǎn)量產(chǎn)量施肥量施肥量1432567Y=A(1-e-cx)7 6 2 13、實(shí)踐意義、實(shí)踐意義揭示了作物產(chǎn)量與施肥量之間的一般規(guī)律；揭示了作物產(chǎn)量與施肥量之間的一般規(guī)律；第一次用函數(shù)第一次用函數(shù)Y=A(1-e

12、-cx)關(guān)系反映了肥料遞減關(guān)系反映了肥料遞減規(guī)律；規(guī)律；使肥料使用由經(jīng)驗(yàn)型、定型化走向了定量化。使肥料使用由經(jīng)驗(yàn)型、定型化走向了定量化。4-3 施肥技術(shù)施肥技術(shù)Fertilizer practiceFertilizer practice不合理施用化肥的危害不合理施用化肥的危害環(huán)境壓力環(huán)境壓力 對地下水的污染（硝酸根積累）對地下水的污染（硝酸根積累） 對地表水的污染（富營養(yǎng)化）對地表水的污染（富營養(yǎng)化） 對大氣的污染（溫室效應(yīng)）對大氣的污染（溫室效應(yīng)） 對土壤的破壞（理化性質(zhì)變差、化肥副成分的污染）對土壤的破壞（理化性質(zhì)變差、化肥副成分的污染）能源壓力能源壓力農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量品質(zhì)壓力農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量品質(zhì)壓力

13、合理施肥技術(shù)包括合理施肥技術(shù)包括施肥量施肥量、施肥時(shí)期施肥時(shí)期、施肥方施肥方法法、養(yǎng)分配比養(yǎng)分配比等，核心是等，核心是施肥量施肥量的確定。的確定。一、施肥量的確定一、施肥量的確定養(yǎng)分平衡法養(yǎng)分平衡法 以作物與土壤之間以作物與土壤之間養(yǎng)分供求平衡養(yǎng)分供求平衡為目的，根據(jù)為目的，根據(jù)作物需肥量與土壤供肥之差，求得實(shí)現(xiàn)計(jì)劃產(chǎn)量所作物需肥量與土壤供肥之差，求得實(shí)現(xiàn)計(jì)劃產(chǎn)量所需肥料量。需肥料量。（1）作物吸收養(yǎng)分量 =土壤供應(yīng)養(yǎng)分量+肥料供應(yīng)養(yǎng)分量（2）肥料供應(yīng)養(yǎng)分量 =施肥量肥料養(yǎng)分含量肥料利用率 計(jì)劃產(chǎn)量所需養(yǎng)分量計(jì)劃產(chǎn)量所需養(yǎng)分量（Kg/ha）土壤供肥量（）土壤供肥量（Kg/ha）施肥量施肥量(K

14、g/ha) 肥料養(yǎng)分含量（）肥料養(yǎng)分含量（）肥料利用率（）肥料利用率（）100kg計(jì)劃產(chǎn)量計(jì)劃產(chǎn)量需肥量=每產(chǎn)量吸收養(yǎng)分量100（一）計(jì)劃產(chǎn)量需肥量（一）計(jì)劃產(chǎn)量需肥量 計(jì)劃產(chǎn)量：當(dāng)?shù)厍坝?jì)劃產(chǎn)量：當(dāng)?shù)厍?年平均產(chǎn)量的年平均產(chǎn)量的110115 每每100kg產(chǎn)量吸收養(yǎng)分量產(chǎn)量吸收養(yǎng)分量（植株各部位質(zhì)量（植株各部位質(zhì)量各部分養(yǎng)分含量）各部分養(yǎng)分含量）作物作物收獲物收獲物 N P2O5 K2O水稻水稻冬小麥冬小麥春小麥春小麥玉米玉米甘薯甘薯馬鈴薯馬鈴薯大豆大豆籽粒籽粒籽粒籽粒籽粒籽粒籽粒籽粒鮮塊根鮮塊根鮮塊根鮮塊根豆粒豆粒2.1-2.43.03.02.570.350.507.20（2.40）0.9-

15、1.31.251.00.860.180.201.802.1-3.32.502.502.140.551.064.00常見作物常見作物100Kg公斤經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量所需養(yǎng)分量公斤經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量所需養(yǎng)分量(Kg)（二）土壤供肥量（二）土壤供肥量 施肥施肥 PK NK NP玉米產(chǎn)量玉米產(chǎn)量(Kg/ha)5700 6300 6750則該土壤則該土壤 供氮量為：供氮量為：（5700/100）2.57146.49Kg/ha 供磷量為：（供磷量為：（6300/100）0.8654.15Kg/ha 供鉀量為：（供鉀量為：（6750/100）2.14144.45Kg/ha1、田間試驗(yàn)法、田間試驗(yàn)法 如在有代表性地塊上進(jìn)行玉米不

16、完全缺肥如在有代表性地塊上進(jìn)行玉米不完全缺肥的田間小區(qū)試驗(yàn)，產(chǎn)量結(jié)果如下：的田間小區(qū)試驗(yàn)，產(chǎn)量結(jié)果如下：2、測土法、測土法對照田產(chǎn)量對照田產(chǎn)量(Kg/ha)單位產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量單位產(chǎn)量養(yǎng)分吸收量(Kg/kg)土壤養(yǎng)分測定值土壤養(yǎng)分測定值( mg/Kg) 10-6 耕層土壤干重耕層土壤干重(Kg/ha) 利用化學(xué)法測定土壤養(yǎng)分含量，利用土壤利用化學(xué)法測定土壤養(yǎng)分含量，利用土壤養(yǎng)分利用系數(shù)進(jìn)行校正。養(yǎng)分利用系數(shù)進(jìn)行校正。土壤養(yǎng)分利用系數(shù)（）土壤養(yǎng)分利用系數(shù)（）100故：故： 耕層土壤供肥量耕層土壤供肥量 =土壤養(yǎng)分測定值土壤養(yǎng)分測定值土壤養(yǎng)分利用系數(shù)土壤養(yǎng)分利用系數(shù)利用田間差減法求得：利用田間差減法

17、求得：肥料利用率（）肥料利用率（） 100 a：施肥區(qū)農(nóng)作物吸收養(yǎng)分量（：施肥區(qū)農(nóng)作物吸收養(yǎng)分量（Kg/ha） b：不施肥區(qū)農(nóng)作物吸收養(yǎng)分量（：不施肥區(qū)農(nóng)作物吸收養(yǎng)分量（Kg/ha） c：肥料施用量（：肥料施用量（Kg/ha） d：肥料中養(yǎng)分含量（）：肥料中養(yǎng)分含量（） cdab（三）肥料利用率（三）肥料利用率（四）肥料中養(yǎng)分含量（四）肥料中養(yǎng)分含量肥料中的養(yǎng)分是一個重要參數(shù)，各成品化肥肥料中的養(yǎng)分是一個重要參數(shù)，各成品化肥在包裝袋上一般有注明。在包裝袋上一般有注明。常用化肥可查表，否則需進(jìn)行化學(xué)測定。常用化肥可查表，否則需進(jìn)行化學(xué)測定。例題例題1 1 某地有一水稻田面積為某地有一水稻田面積為

18、2.12.1畝，畝，20122012年稻谷計(jì)劃單產(chǎn)為年稻谷計(jì)劃單產(chǎn)為7000 kg ha7000 kg ha-1-1，經(jīng)前期試驗(yàn)可知：不施氮肥條件下該稻田稻谷，經(jīng)前期試驗(yàn)可知：不施氮肥條件下該稻田稻谷產(chǎn)量為產(chǎn)量為3800 kg ha3800 kg ha-1-1，稻谷氮素含量為，稻谷氮素含量為 12.3 g kg12.3 g kg-1-1，已知該，已知該區(qū)氮肥當(dāng)季利用效率為區(qū)氮肥當(dāng)季利用效率為30%30%，氮肥為尿素（含氮肥為尿素（含N 46.6%N 46.6%）。）。試試用養(yǎng)分平衡法確定該稻田尿素的需求量？用養(yǎng)分平衡法確定該稻田尿素的需求量？單位面積需氮量單位面積需氮量=（7000-3800）

19、12.31000 = 39.36（kg ha-1） 2.1畝需氮量畝需氮量 =39.36 2.115 = 5.51（kg） 尿素尿素 =5.5146.6 %=11.98（kg）例題例題2 一水稻田面積一水稻田面積8.0畝，畝，2012年稻谷目標(biāo)單產(chǎn)為年稻谷目標(biāo)單產(chǎn)為7000 kg ha-1。前期試驗(yàn)：無氮對照區(qū)稻谷產(chǎn)量。前期試驗(yàn)：無氮對照區(qū)稻谷產(chǎn)量3800 kg ha-1；水稻谷；水稻谷桿比桿比1:0.92；谷茬比；谷茬比1:0.16；稻谷、秸稈、殘茬含氮量分別為；稻谷、秸稈、殘茬含氮量分別為12.3 g kg-1、7.44 g kg-1和和7.10 g kg-1；區(qū)域氮肥當(dāng)季利用率為；區(qū)域氮

20、肥當(dāng)季利用率為30%。試用養(yǎng)分平衡法確定該稻田的尿素（含試用養(yǎng)分平衡法確定該稻田的尿素（含N 46.6%）需求量？）需求量？解：單位面積稻谷移出量：解：單位面積稻谷移出量：7000-3800=3200 kg ha-1 單位面積秸稈移出量：單位面積秸稈移出量：32000.92=2944 kg ha-1 單位面積單位面積N素移出量：素移出量：320012.310-3+29447.4410-3 =61.26kg ha-1 單位面積肥料需求量：單位面積肥料需求量：61.2646.6%30%=438.20kg ha-1 8.0畝需肥量：畝需肥量：8.015438.20=233.70kg二、植物營養(yǎng)與施肥

21、二、植物營養(yǎng)與施肥（一）植物階段營養(yǎng)期一）植物階段營養(yǎng)期 植物不同生長發(fā)育階段對養(yǎng)分的吸收量和需求程植物不同生長發(fā)育階段對養(yǎng)分的吸收量和需求程度不同度不同（二）植物營養(yǎng)的連續(xù)性（二）植物營養(yǎng)的連續(xù)性（三）植物吸收養(yǎng)分的比例（三）植物吸收養(yǎng)分的比例三、施肥方式與方法三、施肥方式與方法（一）施肥方式一）施肥方式 1、基肥（底肥）（、基肥（底肥）（basal fertilizer） 播種（定植）前結(jié)合耕作施用播種（定植）前結(jié)合耕作施用 培肥土壤、補(bǔ)充養(yǎng)分的雙重作用培肥土壤、補(bǔ)充養(yǎng)分的雙重作用 以有機(jī)肥為主、配施部分化肥以有機(jī)肥為主、配施部分化肥 2、種肥（、種肥（seed fertilizer） 播種（定植）時(shí)施用播種（定植）時(shí)施用 供給種子萌發(fā)或幼苗生長所需養(yǎng)分供給種子萌發(fā)或幼苗生長所需養(yǎng)分 以優(yōu)質(zhì)少量的有機(jī)肥、化肥和微生物制劑為主以優(yōu)質(zhì)少量的有機(jī)肥、化肥和微生物制劑為主 3、追肥（、追肥（top dre