植物營養(yǎng)與科學(xué)施肥基礎(chǔ)知識2016分析

土土壤壤肥肥料料學(xué)學(xué)（（肥肥料料部部分分））資資源源與與環(huán)環(huán)境境學(xué)學(xué)院院

劉劉春春生生CSliu@植物營養(yǎng)與科學(xué)施肥基礎(chǔ)知識?植物營養(yǎng)?科學(xué)施肥作物靠什么生長?

作物與環(huán)境的關(guān)系?如何提高作物的產(chǎn)量和品質(zhì)?……植物營養(yǎng)一、 作物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素二、 作物礦質(zhì)營養(yǎng)的基本特點三、 作物對養(yǎng)分的吸收四、 影響作物吸收養(yǎng)分的環(huán)境條件作物生長發(fā)育從環(huán)境中吸收營養(yǎng)物質(zhì)，施肥是滿足作物營養(yǎng)的手段。要合理施肥，就要研究作物需要什么營養(yǎng)元素，作物怎樣吸收這些元素以及受哪些環(huán)境條件的影響？一、 作物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素作物體內(nèi)元素組成及含量水分

75％－95％新鮮作物C（1）H（3）

O（2）N（4）

95％－99％K

Si

P

S

Cl

Al

Na

Fe…干物質(zhì)（ 5％－25％）

灰分元素Ca（1％－5％）★灰分元素：將作物干物質(zhì)進(jìn)行煅燒后，C

H

O

N以氣體形態(tài)揮發(fā)（氣態(tài)元素）殘留下的不揮發(fā)的物質(zhì)稱灰分，灰分中的元素稱灰分元素?！镏参矬w中元素有七十多種，含量相差很大，這與：

植物的種類有關(guān)，如：鹽生植物含鈉多、豆科植物含氮多、水稻含硅多，馬鈴薯、甜菜含鉀多；

環(huán)境有關(guān)，如：紅壤土上的植物含鋁多；施肥可以增加植物體內(nèi)該元素的含量。作物必需的營養(yǎng)元素自然界的元素在植物體內(nèi)幾乎都能找到，但并非全部必需?？梢杂贸ツ骋辉氐臓I養(yǎng)液進(jìn)行培養(yǎng)試驗，通過作物生長和發(fā)育的情況判斷。D.I.Arnon和P.R.Stout1939年提出了判斷植物必需營養(yǎng)元素的三條標(biāo)準(zhǔn)：這種元素對所有高等植物的生長發(fā)育是不可缺少的。如果缺少該元素，植物就不能完成其生活史－－必要性這種元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏這種元素時，植物會表現(xiàn)出特有的癥狀，只有補充這種元素后癥狀才能減輕或消失－－專一性這種元素必須直接參與植物的代謝作用，對植物起直接的營養(yǎng)作用，而不是改善環(huán)境的間接作用－－直接性目前認(rèn)為植物必需營養(yǎng)元素有16種（大量元素9種，微量元素7種）：主要來源 在干物質(zhì)中的含量（％）大氣

45土壤水

45CO2

O2大量營養(yǎng)元素 主要吸收形態(tài)C

CO2H

H2OONNH4

NO3+

-大氣和土壤空氣土壤PKSCaMgH2PO4

HPO4-

2-K+SO42+Ca2+Mg2＋土壤土壤土壤土壤土壤61.50.21.00.10.50.2微量營養(yǎng)元素吸收形態(tài)

Cl-Fe3＋

Fe2＋Mn2+3

4

7BO

3-

B

O

2-種類ClFeMnBZnCuMoZn2+Cu+

Cu2+

MoO42-含量

0.010.010.0050.0020.0020.00060.00001主要來源土壤

土壤土壤土壤土壤土壤土壤必需營養(yǎng)元素的分組和來源C、H、O－－天然營養(yǎng)元素非礦質(zhì)元素

來自空氣和水大量元素(0.1%以上)礦質(zhì)元素來自土壤微量元素(0.1%以下)N、P、K－－植物營養(yǎng)三要素或肥料三要素Ca、Mg、S－－中量元素Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo、ClCO2

O2SO2H2O

O2MineralNutrients養(yǎng)分來源示意圖必需元素的作用1、構(gòu)成作物活體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)及生活物質(zhì):C

H

O

N

S

Ca

Mg如纖維素、半纖維素、木質(zhì)素、果膠等

蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、脂類、葉綠素等2、加速作物體內(nèi)代謝:是酶的輔Zn

Cu

Mn

Cl

Mo

B

Fe

Ca

Mg

K….基或活化基3、對作物具特殊功能的元素:K

Ca

Mg….

調(diào)節(jié)滲透勢，增強抗逆性必需營養(yǎng)元素間的相互關(guān)系同等重要律－－植物必需營養(yǎng)元素在植物體內(nèi)的數(shù)量不論多少都是同等重要的生產(chǎn)上要求：平衡供給養(yǎng)分不可代替律－－植物的每一種必需營養(yǎng)元素都有特殊的功能，不能被其它元素所代替生產(chǎn)上要求：全面供給養(yǎng)分二、作物礦質(zhì)營養(yǎng)的基本特點1、數(shù)量：作物需16種必需元素是通性；但作物不同所要求的數(shù)量不同：塊根、塊莖類作物如：馬鈴薯、甘蔗需鉀多；以收獲葉子為主的蔬菜、茶、桑需氮多；豆類作物能固氮，需氮少，需磷、鉀多；油菜、甜菜需硼多；大豆、馬鈴薯需鈣多；水稻需硅多。2、比例：各種作物對不同營養(yǎng)的要求有一定適宜比值，如：·

Ca/B

： 甜菜100 大豆500 煙草1200·

Fe/Mn

： 大豆1.5－3.5 小麥2.5K/Mg

>8

煙草缺鎂癥P/Zn

>400

馬鈴薯缺鋅作物每生產(chǎn)100斤籽粒需N:P2O5:K2O約為3：1：3斤。3、形態(tài)：作物營養(yǎng)特性不同，對營養(yǎng)元素的形態(tài)有特殊要求4?馬鈴薯：以NH

+_N為好，馬鈴薯喜S，施氮肥應(yīng)優(yōu)選(NH4)2SO4，不宜用NH4Cl。?忌Cl作物：茶、煙草、柑桔、甜菜、甘薯、甘蔗、葡萄等。?甜菜：

以NO3

N為好，因喜Na

，施用氮肥優(yōu)選-_

＋硝酸鈉。4?煙草：

硝酸根有利燃燒，NH

+促進(jìn)芳香族揮發(fā)油形成（香味），優(yōu)選NH4NO3。?水稻：

優(yōu)選NH4Cl，因S形成H2S毒害根系，Cl－三、植物對養(yǎng)分的吸收根部對養(yǎng)分的吸收·

根是作物吸收養(yǎng)分的主要器官，吸收最集中的部位在根毛區(qū)?！?/p>

吸收形態(tài)：NH4

HPO4

…+

2-離子態(tài)：NO3-分子態(tài)：尿素生長素CO2…葉部對養(yǎng)分的吸收（根外營養(yǎng)）（一）根外營養(yǎng)的機制?根外營養(yǎng)是作物吸收養(yǎng)分的另一種方式；?根外營養(yǎng)的部位是莖葉，主要是葉；?葉部吸收可通過植物葉片的角質(zhì)層上的裂縫進(jìn)入；?葉背面是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。（二）根外營養(yǎng)特點：1、提高肥料利用率（無土壤中的固定作用）；2、用量少:NPK1%－3％，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；4、轉(zhuǎn)化快:32P肥示蹤表明5分鐘后各器官有PO4

；3-5、是施肥的輔助性方法，需和主要措施配合。（三）葉部吸收的影響因素：1、養(yǎng)分種類：········鉀肥

KCl>KNO3>KH2PO4氮肥 尿素>硝態(tài)氮肥>銨態(tài)氮肥硝酸鉀進(jìn)入體內(nèi)時間

1小時氯化鉀進(jìn)入體內(nèi)時間

30分鐘硫酸鎂進(jìn)入體內(nèi)時間

20分鐘氯化鎂進(jìn)入體內(nèi)時間

15分鐘銨態(tài)氮進(jìn)入體內(nèi)時間

2小時硝態(tài)氮進(jìn)入體內(nèi)時間

15分鐘2、溶液的pH值·

溶液酸性，吸收負(fù)離子多，有利于H2PO4-、SO42-、BO33-、NO3-吸收?！?/p>

溶液堿性，吸收陽離子多，有利于K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+吸收。3、溶液與葉面接觸時間時間少，吸收不完全，無風(fēng)傍晚好，遇雨重噴，營養(yǎng)液加濕潤劑。4、葉子部位葉背面有氣孔，易吸收；葉正面液體易存留，注意噴施。5、作物種類·

雙子葉植物：葉片大，角質(zhì)層薄，有利吸收·

單子葉植物：稻、麥、谷子等作物葉片小、厚、加大噴施濃度四、影響作物吸收養(yǎng)分的環(huán)境條件（一）、溫度?在一定范圍內(nèi)，養(yǎng)分吸收隨溫度增加而加快，溫度過高，酶變性失活。?溫度影響：ATP生成量；養(yǎng)分移動速度；根系酶活性。?低溫時，陰離子吸收的影響比陽離子3

4明顯，如:NO

->NH

+,這可能與陰離子主要是主動吸收有關(guān)，因ATP少。越冬作物施水溶性磷，與溫度低、磷擴散系數(shù)小、以陰離子吸收有關(guān)。?影響順序：PO33->NH4+>K+>SO42->Mg2+>Cl->Ca2+（二）、通氣·

大氣地面含氧量20.34％，土壤空氣含氧量10－20％，正常情況下夠用，但如果含水過多、通氣不暢，造成氧氣下降?！?/p>

棉花在O2小于3％、玉米小于6％生長受影響?！?/p>

通氣影響吸收的原因：1、根系的有氧呼吸；2、土壤的Eh；3、養(yǎng)分的形態(tài)及轉(zhuǎn)化；4、二氧化碳含量?！?/p>

深翻整地、中耕松土、形成良好結(jié)構(gòu)等都有利于通氣，促進(jìn)吸收。（三）、土壤水分★

各種養(yǎng)分溶解在水中方可吸收，土壤水分太多，造成通氣不暢?！?/p>

田間持水量的70％－80％有利于吸收?！?/p>

水分影響：養(yǎng)分溶解；養(yǎng)分?jǐn)U散；土壤通氣。（四）、養(yǎng)分狀況1、養(yǎng)分濃度：在一定濃度范圍內(nèi)，隨濃度增加養(yǎng)分吸收增加，過多燒傷根系（生理干旱）。2、離子間的關(guān)系（1）對抗（拮抗、頡頏）作用：一種離子的存在能降低另一種離子的吸收?？茖W(xué)施肥一、 科學(xué)施肥的定律二、 肥料分類及施用三、 肥料在生產(chǎn)中的作用四、 養(yǎng)分平衡法計算作物施肥量一、

科學(xué)施肥的定律（一）、養(yǎng)分歸還學(xué)說德國化學(xué)家李比西1840年提出。含義：植物從土壤中吸收養(yǎng)分，每年收獲必帶走某些物質(zhì)，使土壤貧瘠，如果不正確歸還帶走的物質(zhì)，土壤就要衰竭，要維持地力，必須歸還養(yǎng)分給土壤。作用：·

1、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?！?/p>

2、對當(dāng)時的化肥工業(yè)的興起和發(fā)展起到了巨大的推動作用評價：·

1、養(yǎng)分要歸還，不是取走的都?xì)w還，不缺的可不歸還。·

2、歸還的數(shù)量，不是取多少歸還多少，而是歸還多于取走。因為肥料利用率低，地力要提高。（二）最小養(yǎng)分律（1843）要點：①作物產(chǎn)量的高低受土壤中相對含量最低的養(yǎng)分所制約。也就是說，決定作物產(chǎn)量的是土壤中相對含量最少的養(yǎng)分。最小養(yǎng)分律示意圖②而最小養(yǎng)分會隨條件變化而變化，如果增施不含最小養(yǎng)分的肥料，不但難以增產(chǎn)，還會降低施肥的效益。最小養(yǎng)分隨條件而變化的示意圖意義：指出作物產(chǎn)量與養(yǎng)分供應(yīng)上的矛盾，表明施肥要有針對性，應(yīng)合理施肥。（三）、報酬遞減律和米采列希學(xué)說1、報酬遞減律從一定土地上所得到的報酬，隨著向該土地投入的勞動和資本量的增大而增加，但隨著投入的單位勞動和資本量的增加，報酬的增加卻逐漸減少。2、米采列希學(xué)說產(chǎn)量與施肥量之間的關(guān)系符合報酬遞減律，隨著施肥量的增加，產(chǎn)量增加，但單位施肥量的增產(chǎn)效應(yīng)隨施肥量的增加而減少。050010001500200035004000450019751978198219851988199119941997200015000200002500030000350004000060000650007000075000肥料施用量糧食總產(chǎn)量55000糧5食000產(chǎn)0

量450003000施用量(萬噸)25001975年以來我國肥料施用量與糧食總產(chǎn)量的變化Nitrogenous

FertilizersPotash

FertilizersPhosphateFertilizersTotal

Fertilizers發(fā)達(dá)國家化肥消費量的變化消費量t年

份發(fā)展中國家化肥消費量的變化Nitrogenous

FertilizersPotash

FertilizersPhosphateFertilizersTotal

Fertilizers消費量t年

份二、肥料分類及施用來源：人類生存環(huán)境中的資源生活和生產(chǎn)的廢棄物分類和種類：按組分分：有機肥和無機肥（礦質(zhì)肥）按來源分：農(nóng)家肥和商品肥按主要作用分：直接肥和間接肥按肥效快慢分：速效肥和遲效肥按組成可把肥料分為三大類：銨態(tài)氮肥：NH3.H2O

NH4HCO3

(NH4)2SO4氮肥

硝態(tài)氮肥：NaNO3

Ca(NO3)2

NH4NO3酰胺態(tài)氮肥：CO(NH2)2水溶性磷肥：過磷酸鈣重過磷酸鈣磷肥

弱酸溶性磷肥：鈣鎂磷肥

沉淀磷肥難溶性磷肥：磷礦粉骨粉化學(xué)肥料鉀肥：硫酸鉀氯化鉀微肥：ZnSO4

Na2B4O7.

H2O CuSO4

FeSO4.7H2O肥料化成：磷酸二氫鉀磷酸氫二銨復(fù)合(混)肥：混成：各種作物專用肥生物肥料：磷細(xì)菌肥生物鉀肥固氮菌肥有機肥料：人畜糞尿廄肥綠肥雜肥基肥種肥追肥含義播前或定植前施用的肥料播時或定植時施用的肥料生長過程中施用的肥料目的滿足作物全生育期對養(yǎng)分的要求滿足作物苗期對養(yǎng)分的要求滿足作物各生育期對養(yǎng)分要求施用原則培肥土,供養(yǎng)分易吸收,無毒害促生長，不過勁肥料種類有機肥為主，遲效及不易流失的化肥充分腐熟的有機肥，速效化肥化肥為主，腐熟的有機肥施用方法結(jié)合深耕撒施，集中施、條施、穴施拌種，浸種，沾秧根，穴施根外追肥，條施、穴施提高農(nóng)作物產(chǎn)量改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)氮－－提高谷類籽粒蛋白質(zhì)和“必需氨基酸”的含量磷－－改善糖料作物、淀粉作物、油料作物等的品質(zhì)鉀－－“品質(zhì)元素”改良土壤，提高土壤肥力（包括土壤結(jié)構(gòu)、土壤養(yǎng)分含量和比例、土壤反應(yīng)、土壤生化特性等）三、肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用鉀對作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響鉀充足，不但能使作物產(chǎn)量增加，而且可以改善作物品質(zhì)，如：油料作物的含油量增加纖維作物的纖維長度和強度改善淀粉作物的淀粉含量增加糖料作物的含糖量增加果樹的含糖量、維C和糖酸比提高，果實風(fēng)味增加橡膠單株干膠產(chǎn)量增加，乳膠早凝率降低鉀－－通常被稱為“ 品質(zhì)元素”四、養(yǎng)分平衡法計算作物施肥量·

科學(xué)施肥是根據(jù)作物的需肥規(guī)律，土壤供肥特性與肥料效應(yīng)，在產(chǎn)前提出氮、磷、鉀和微肥的適宜用量和比例及其相應(yīng)的施肥技術(shù)?！?/p>

我國推行的科學(xué)施肥方法很多，有養(yǎng)分平衡法，土壤肥力指標(biāo)法和肥料效應(yīng)函數(shù)法等。養(yǎng)分平衡法·

養(yǎng)分平衡法是以作物與土壤之間養(yǎng)分供求平衡為目的，根據(jù)作物需肥量與土壤供肥之差，求得實現(xiàn)計劃產(chǎn)量所需肥料量。計算公式為：計劃產(chǎn)量所需養(yǎng)分量（Kg/畝）－土壤供肥量（Kg/畝）施肥量＝（Kg/畝）肥料養(yǎng)分含量（％）×肥料利用率（％）（一）計劃產(chǎn)量所需養(yǎng)分量作物需肥料可通過分析常見成熟農(nóng)作物植株的養(yǎng)分含量而獲得。計劃產(chǎn)量則是當(dāng)?shù)刈魑?年平均產(chǎn)品產(chǎn)量再增加10%-15%。常見作物百公斤經(jīng)濟產(chǎn)量所需養(yǎng)分Kg作物收獲物N

P2O5

K2O·

水稻

3.3