土壤肥料學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、.,第二篇 肥料基礎(chǔ)理論,.,主要教學(xué)參考書： 植物營養(yǎng)學(xué)（上、下冊）（中國農(nóng)大） 植物營養(yǎng)與肥料（浙江農(nóng)大）,.,緒論（植物營養(yǎng)與肥料部分） 一、植物營養(yǎng)學(xué)的基本概念 1. 植物營養(yǎng)的基本概念 （1）概念：營養(yǎng)：植物生長所需物質(zhì)的供應(yīng)與吸收 （2）主要任務(wù)： 以植物營養(yǎng)原理為理論基礎(chǔ) 以施肥、改良植物遺傳特性為手段，達(dá)到高產(chǎn)、 優(yōu)質(zhì)、高效，提高土壤肥力，減少肥料對環(huán)境的污染的目的。,.,2.肥料 （1）定義：直接或間接供給植物養(yǎng)分，改善土壤性狀，以提高植物產(chǎn)量和品質(zhì)的功能物質(zhì)。 （2）肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用 1）提高農(nóng)作物產(chǎn)量 2）改善農(nóng)產(chǎn)品性質(zhì) 3）改良土壤，提高土壤肥力（尤其是有機(jī)肥料）

2、 4）增強(qiáng)作物抵抗外界不良環(huán)境的能力 5）增加植物覆蓋度，美化環(huán)境。,.,.,.,Good plant nutrition must be a balance of yield, quality and nutritional value,.,Improving quality of produce through plant nutrition,.,Bitter Pit caused by Ca deficiency,.,.,Low Boron reduces quality of potatoes,.,草地施肥增加植被覆蓋度，促進(jìn)牧業(yè)發(fā)展,.,草坪成為城市環(huán)境質(zhì)量的標(biāo)志,.,二、植物營養(yǎng)學(xué)

3、的發(fā)展概況 （一）早期探索 1.海爾蒙特：1640年 水的營養(yǎng)學(xué)說 2.泰伊耳：19世紀(jì)初 腐殖質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說 （二）學(xué)科的建立 李比希（1803-1873）：1840年 植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說 （1） 要點(diǎn)：土壤中的礦物質(zhì)是一切綠色植物唯一(主要)的養(yǎng)料，廄肥及其他肥料對于植物生長所起的作用，并不是由于其中所含的有機(jī)質(zhì)，而是由于這些有機(jī)質(zhì)在分解時(shí)所形成的礦物質(zhì)。,.,（2）意義： 否定了當(dāng)時(shí)流行的腐殖質(zhì)學(xué)說，說明了植物營養(yǎng)的本質(zhì)；是植物營養(yǎng)學(xué)新舊時(shí)代的分界線和轉(zhuǎn)折點(diǎn)，使維持土壤肥力的手段從施用有機(jī)肥向施用無機(jī)肥轉(zhuǎn)變有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 實(shí)踐上：促進(jìn)了化肥工業(yè)的發(fā)展；推動(dòng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。 具有劃時(shí)代的意義

4、！ 李比希還提出了：養(yǎng)分歸還學(xué)說、最小養(yǎng)分律。 李比希是植物營養(yǎng)學(xué)科的杰出的奠基人！,.,三植物營養(yǎng)學(xué)的研究方法和內(nèi)容 三、 研究方法 調(diào)查研究：現(xiàn)場調(diào)查、開會調(diào)查。 試驗(yàn)研究： 田間試驗(yàn)法、盆栽試驗(yàn)法、化學(xué)分析等,.,第八章植物營養(yǎng)與施肥原理 本章講授內(nèi)容：內(nèi)容及重點(diǎn)： 植物的營養(yǎng)成分（植物必需營養(yǎng)元素） 植物對養(yǎng)分的吸收（吸收的機(jī)理） 影響植物吸收養(yǎng)分的環(huán)境條件 植物的營養(yǎng)特性（施肥的關(guān)鍵時(shí)期） 合理施肥的基本原理(李比希三大學(xué)說和施肥方法),.,第一節(jié) 植物的營養(yǎng)成分及養(yǎng)分的吸收 一、植物的組成 7095水分 530干物質(zhì) 煅燒 影響因素：二、影響植物體內(nèi)礦質(zhì)元素種類和含的因素 1. 遺

5、傳因素如：禾本科植物需Si、淀粉植物塊莖含K多、豆科植物含N、Mo較多等。 2. 環(huán)境條件（生長環(huán)境）如：鹽漬土上生長的植物含Na和Cl較多、沿海的植物含I較多、酸性紅壤上的植物含Al和Fe較多。,新鮮植株 烘干,有機(jī)物質(zhì)90-95% 礦物質(zhì)5-10%,.,三、植物的必需營養(yǎng)元素,二、植物必需營養(yǎng)元素 （一）標(biāo)準(zhǔn) 1. 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 2. 這種元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏這種元素時(shí)，植物會表現(xiàn)出特有的癥狀，只有補(bǔ)充這種元素后癥狀才能減輕或消失專一性 3. 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

6、養(yǎng)作用，而不是改善環(huán)境的間接作用 直接性,（二）植物必需營養(yǎng)元素的種類：16 種,*Arnon & Stout,1939,.,目前 國內(nèi)外公認(rèn)的高等植物所必需的營養(yǎng)元素有16種。它們是碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、硼、錳、銅、鋅、鉬、氯。,Mn,B,Fe,S,N,C,O,H,Ca,K,P,Cu,Cl,Zn,Mg,Mo,Ni,.,非必需營養(yǎng)元素中一些特定的元素，對特定植物的生長發(fā)育有益，或?yàn)槟承┓N類植物所必需，這些元素為有益元素。 例： 豆科作物-鈷； 鹽生植物-鈉； 硅藻和水稻-硅,.,三、必需營養(yǎng)元素的分組和來源及功能 1.來源 C、H、O 非礦質(zhì)元素（天然營養(yǎng)元素） 來自空氣和水

7、 大量元素N、P、K 植物營養(yǎng)三要素 (0.1%以上) 或肥料三要素 Ca、Mg、S 中量元素礦質(zhì)元素 微量元素Fe、Mn、Zn、Cu、來自土壤 (0.1%以下)B、Mo、Cl、,.,2 .植物必需營養(yǎng)元素的一般功能、必需營養(yǎng)素的主 第一類：C、H、O、N、S 1. 組成有機(jī)體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)的主要成分 2. 組成酶促反應(yīng)的原子基團(tuán)的必需成分 第二類：P、B 1. 陰離子和無機(jī)酸的形態(tài)被植物吸收 2.與羥基化合物進(jìn)行酯化反應(yīng)形成磷酸酯等 第三類：K、Mg、Ca、Mn、Cl 存在于細(xì)胞汁液中，調(diào)節(jié)滲透壓、活化酶、 電性平衡等 第四類：Fe、Cu、Zn、Mo 1. 組成酶的輔基 2. 組成電子轉(zhuǎn)移系統(tǒng),

8、.,3.必需營養(yǎng)元素間的相互關(guān)系 1. 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 2. 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。,.,四、植物的根部營養(yǎng) 植物的養(yǎng)分吸收是指養(yǎng)分進(jìn)入植物體內(nèi)的過程 指養(yǎng)分通過細(xì)胞原生質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的過程。植物 離子或無機(jī)分子為主 有機(jī)形態(tài)的物質(zhì)少部分 植物吸收養(yǎng)分的部位： 礦質(zhì)養(yǎng)分根為主，葉也可 根部吸收 氣態(tài)養(yǎng)分葉為主，根也可 葉部吸收,.,（一）植物根系對無機(jī)養(yǎng)分的吸收 根系對養(yǎng)分吸收的過程包括： 養(yǎng)分向根表面的遷移 養(yǎng)分在細(xì)胞膜外聚集 養(yǎng)分的跨膜吸收 根系吸收養(yǎng)分向地上部

9、運(yùn)輸 養(yǎng)分：土壤 根表 根內(nèi),遷移 吸收 截獲 質(zhì)流 擴(kuò)散 主動(dòng) 被動(dòng),.,1.養(yǎng)分向根表面的遷移、土壤養(yǎng)面遷移 截獲（Interception） 定義：是指植物根系在生長過程中直接接觸養(yǎng)分而使養(yǎng)分轉(zhuǎn)移至根表的過程 實(shí)質(zhì)：接觸交換 數(shù)量：約占1-3，不超過10，遠(yuǎn)小于植物的需要。 質(zhì)流（Mass flow） 定義：是指由于植物的蒸騰作用和根系吸收，造成根表土壤與土體之間出現(xiàn)明顯的水勢差，土壤的水分向根表遷移，而引起土壤養(yǎng)分向根表遷移的過程。 距離長、數(shù)量多。 影響因素：與蒸騰作用呈正相關(guān) 與離子在土壤溶液中的濃度呈正相關(guān) 遷移的離子：氮(硝態(tài)氮)、鈣、鎂、硫,.,表 截獲、質(zhì)流、擴(kuò)散提供玉米養(yǎng)

10、分狀況,養(yǎng)分,N P K Ca Mg S,2 1 3 40 8 1,截獲,質(zhì)流,擴(kuò)散,150 0.12 12 90 75 65,38 28.9 95 0 0 0,.,擴(kuò)散（Diffusion） 定義：是指由于植物根系對養(yǎng)分離子的吸收，導(dǎo)致根表離子濃度下降，從而形成土體根表之間的濃度梯度，使養(yǎng)分離子從濃度高的土體向濃度低的根表遷移的過程。 速度慢，距離短（0.1-15mm）。 影響因素: 養(yǎng)分離子的擴(kuò)散系數(shù) 土壤質(zhì)地 土壤溫度 遷移的離子：磷、鉀、氮（NH4+）,.,2.養(yǎng)分在細(xì)胞膜外聚集 到達(dá)根表的養(yǎng)分離子必須穿過由細(xì)胞間隙、細(xì)胞壁微孔和細(xì)胞壁與原生質(zhì)膜之間構(gòu)成的自由空間，才能到達(dá)細(xì)胞膜。 自

11、由空間是指根部某些組織或細(xì)胞能允許外部溶液通過自由擴(kuò)散而進(jìn)入的那些區(qū)域。 包括細(xì)胞間隙、細(xì)胞壁到原生質(zhì)膜之間的空隙。,.,3.養(yǎng)分的跨膜吸收過程 養(yǎng)分需要通過原生質(zhì)膜才能進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，參與代謝活動(dòng)。 原生質(zhì)膜的特點(diǎn)：具有選擇透性的生物半透膜 原生質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)：“流動(dòng)鑲嵌模型”,主動(dòng)吸收,被動(dòng)吸收,.,生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型：,., 被動(dòng)吸收（Passive absorption） 定義：養(yǎng)分離子進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi)，靠膜外養(yǎng)分順濃度梯度（分子）或電化學(xué)勢梯度（離子）、不需消耗代謝能量而自發(fā)地（即沒有選擇性地）進(jìn)入原生質(zhì)膜的過程。 簡單擴(kuò)散：當(dāng)外部溶液中的濃度大于細(xì)胞內(nèi)部濃度時(shí)，離子通過擴(kuò)散作用進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的

12、過程。 杜南擴(kuò)散：原生質(zhì)的蛋白質(zhì)分子帶負(fù)電，有利于外部溶液的陽離子的進(jìn)入。,.,主動(dòng)吸收（active absorption） 定義：膜外養(yǎng)分逆濃度梯度或電化學(xué)勢梯度、需要消耗代謝能量、有選擇性地進(jìn)入原生質(zhì)膜內(nèi)的過程。,.,機(jī)理:載體學(xué)說和離子泵學(xué)說 (1) 載體解說 載體（carrier）指生物膜上存在的能攜帶離子通過膜的大分子。 這些大分子形成載體時(shí)需要能量（ATP）。 載體對一定的離子有專一的結(jié)合部位，能有選擇性地?cái)y帶某種離子通過膜。 載體轉(zhuǎn)運(yùn)離子的過程,.,載 體 假 說 圖 解,P,.,(3) 離子泵解說 （2） 離子泵（Ions bump）：是位于植物細(xì)胞原生質(zhì)膜上的ATP酶，它能

13、逆電化學(xué)勢將某種離子“泵入”細(xì)胞內(nèi)，同時(shí)將另一種離子“泵出”細(xì)胞外。 外界 膜 細(xì)胞質(zhì),離子運(yùn)輸過程,.,4.根系吸收的養(yǎng)分向地上部的運(yùn)輸,跨膜的養(yǎng)分首先進(jìn)入木質(zhì)部的導(dǎo)管，然后由根系向地上部運(yùn)輸。 1）短距離運(yùn)輸 橫向運(yùn)輸：根表皮 皮層 內(nèi)皮層 中柱(導(dǎo)管) 質(zhì)外體途徑：細(xì)胞膜外（自由空間） ，由細(xì)胞壁和細(xì)胞間隙構(gòu)成。 a.運(yùn)輸部位：根尖的分生區(qū)和伸長區(qū) b.運(yùn)輸方式：自由擴(kuò)散、質(zhì)流 c.運(yùn)輸?shù)酿B(yǎng)分種類：Ca2+、Mg 2+等,.,質(zhì)外體和共質(zhì)體的概念 對于植物的吸收和運(yùn)輸而言，植物體可以分為二部分： 1) 質(zhì)外體（Apoplast）指細(xì)胞原生質(zhì)膜以外的空間，包括細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙和木質(zhì)部導(dǎo)管。

14、 2)共質(zhì)體（Symplast）指原生質(zhì)膜以內(nèi)的物質(zhì)和空間，包括原生質(zhì)體、內(nèi)膜系統(tǒng)及胞間連絲等。 胞間連絲相鄰細(xì)胞之間的原生質(zhì)絲，是細(xì)胞之間物質(zhì)運(yùn)輸?shù)闹饕ǖ馈?.,共質(zhì)體途徑：由細(xì)胞的原生質(zhì)體通過胞間連絲連接起來的一個(gè)連續(xù)體系。 （1）運(yùn)輸部位：根毛區(qū) （2）運(yùn)輸方式：原生質(zhì)流動(dòng)、主動(dòng)吸收。 （3）運(yùn)輸?shù)酿B(yǎng)分種類：NO3- 、H2PO4- 、 K+ 、SO42- 、Cl-等,.,離子短距離運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)外體(A)和共質(zhì)體(B)示意圖,.,2)長距離運(yùn)輸 縱向運(yùn)輸：養(yǎng)分沿木質(zhì)部導(dǎo)管向上 或沿韌皮部篩管向下或向上 a. 木質(zhì)部運(yùn)輸：運(yùn)輸?shù)臋C(jī)制是質(zhì)流。 （1）動(dòng)力：蒸騰作用、根壓（對B、Si、Ca） （

15、2）方向：單向 根 地上部（葉、果實(shí)、種子）,.,b.韌皮部運(yùn)輸：由篩管、薄壁細(xì)胞組成。 （1）特點(diǎn)：養(yǎng)分在活細(xì)胞內(nèi)雙向運(yùn)輸 （2）韌皮部中養(yǎng)分的移動(dòng)性 營養(yǎng)元素的移動(dòng)性（韌皮部）與再利用程度的關(guān)系 營養(yǎng)元素 移動(dòng)性 再利用 缺 素 癥 程 度 出現(xiàn)部位 N P K Mg 大 高 老葉 S Fe Mn Zn Cu Mo,小 低 新葉,新葉頂端分生組織,Ca B 難移動(dòng) 很 低,.,c. 木質(zhì)部與韌皮部之間的養(yǎng)分轉(zhuǎn)移 木質(zhì)部 韌皮部,轉(zhuǎn)移細(xì)胞,.,.,由于細(xì)胞內(nèi)常常帶負(fù)電荷為主，所以： 陽離子（K除外）多屬被動(dòng)吸收； 陰離子多屬主動(dòng)吸收,（二）植物根系對有機(jī)態(tài)養(yǎng)分的吸收 植物可吸收的有機(jī)態(tài)養(yǎng)分的

16、種類： 含氮：氨基酸、酰胺等 含磷：磷酸己糖、磷酸甘油酸、卵磷脂、植酸鈉， RNA、DNA、核苷酸等,.,五、植物葉部對養(yǎng)分的吸收 葉部營養(yǎng)(或根外營養(yǎng))植物通過葉部或非根系部分吸收養(yǎng)分來營養(yǎng)自己的現(xiàn)象 一、葉部吸收養(yǎng)分的途徑,.,（一）表皮細(xì)胞途徑 養(yǎng)分 蠟質(zhì)層 間隙 角質(zhì)膜角質(zhì)層分子間隙 (通透性差) 表 皮 細(xì) 胞 的 細(xì)胞壁 通過原生質(zhì)膜 細(xì)胞內(nèi),微孔（外質(zhì)連絲）,跨膜,.,（二）氣孔途徑 氣態(tài)養(yǎng)分（如CO2、SO2）進(jìn)入的必經(jīng)之路 （三）葉部吸收養(yǎng)分的機(jī)理 1. 被動(dòng)吸收2. 主動(dòng)吸收 （四）葉部營養(yǎng)的特點(diǎn) 葉部營養(yǎng)具有較高的吸收轉(zhuǎn)化速率，能及時(shí)滿足植物對養(yǎng)分的需要 用于及時(shí)防治某些

17、缺素癥或補(bǔ)救因不良?xì)夂驐l件或根部受損而造成的營養(yǎng)不良,.,2. 葉部營養(yǎng)直接影響植物體內(nèi)的代謝作用，促進(jìn)根部營養(yǎng)，改善作物品質(zhì)。 如一些植物開花時(shí)噴施硼肥，可以防止“花而不實(shí)” 3. 葉部噴施可以防止養(yǎng)分在土壤中固定,對于微量元素，是常用的一種施用手段 是經(jīng)濟(jì)有效施用微量元素的方法。 對于大量元素，只能作為根際營養(yǎng)的補(bǔ)充,.,（五）葉部營養(yǎng)的應(yīng)用條件（影響因素） 1. 葉片類型（作物種類） (1) 葉片類型 雙子葉：葉面積大，角質(zhì)膜薄，易吸收。 (2) 葉的年齡：幼葉比老葉吸收能力強(qiáng) (3) 葉的正反面：葉背面比葉表面吸收效果好,.,2. 溶液的組成（礦質(zhì)元素的種類與濃度） 如氮肥：尿素硝酸鹽

18、銨鹽 鉀肥：氯化鉀硝酸鉀磷酸二氫鉀 3. 溶液濕潤葉片時(shí)間（附著時(shí)間）（0.51小時(shí)） 可加入“潤濕劑”：0.10.2洗滌劑或中性皂 4 .噴施時(shí)間：清晨、傍晚或陰天 5. 溶液反應(yīng) 微酸性：有利于陰離子吸收（主要供給陰離子， 溶液應(yīng)調(diào)至微酸性） 中性微堿性：有利于陽離子吸收 6. 溶液濃度、噴施部位：0.12，不易移動(dòng)的元素， 增加噴施次數(shù)，鐵不宜移動(dòng)，噴在新葉上效果好。,.,第二節(jié) 影響植物吸收養(yǎng)分的環(huán)境條件,一、介質(zhì)中的養(yǎng)分濃度 要求土壤溶液中的養(yǎng)分濃度維持在適 宜植物生長的水平 過低：吸收困難； 過高：造成鹽害 二、光照 光合作用（硝酸鹽）、呼吸作用(質(zhì)流) 吸收 三、溫度 呼吸作用

19、ATP 吸收,.,KCl和NaCl濃度對離體大麥根吸收K+和Na+速率的影響,.,外界磷濃度對生長4周的8種植物以及生長24小時(shí)的大麥吸磷速率的影響,.,一般638C的范圍內(nèi)，根系對養(yǎng)分的吸收隨溫度升高而增加。溫度過高（超過40C ）時(shí)，高溫使體內(nèi)酶鈍化，從而減少了可結(jié)合養(yǎng)分離子載體的數(shù)量，同時(shí)高溫使細(xì)胞膜透性增大，增加了礦質(zhì)養(yǎng)分的被動(dòng)溢泌。 低溫往往使植物的代謝活性降低，從而減少養(yǎng)分的吸收量。,溫度,.,光照可通過影響植物葉片的光合強(qiáng)度而對某些酶的活性、氣孔的開閉和蒸騰強(qiáng)度等產(chǎn)生間接影響，最終影響到根系對礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收。,光照,.,.,.,四、土壤水分 作用：1.影響植物根系的生長發(fā)育 2.

20、影響土壤養(yǎng)分的濃度、有效性和遷移 3.影響土壤通氣性、土壤微生物活性、 土壤溫度等，從而影響?zhàn)B分形態(tài)、 轉(zhuǎn)化及有效性 適宜的土壤含水量： 五、土壤通氣性 良好 有氧呼吸 ATP 吸收,田間持水量的6080%,.,水分狀況是化肥溶解和有機(jī)肥料礦化的決定條件。水分狀況對植物生長，特別是對根系的生長有很大影響，從而間接影響到養(yǎng)分的吸收。,水分,.,土壤通氣狀況主要從三個(gè)方面影響植物對養(yǎng)分的吸收：一是根系的呼吸作用；二是有毒物質(zhì)的產(chǎn)生；三是土壤養(yǎng)分的形態(tài)和有效性。,五、通氣狀況,.,六、土壤的酸堿性（介質(zhì)反應(yīng)） 介質(zhì)酸堿性對植物吸收養(yǎng)分的影響： 1. 影響根細(xì)胞表面的電荷狀況 酸性反應(yīng)時(shí)，根細(xì)胞的蛋白

21、質(zhì)分子帶正電荷為主，能多吸收外界溶液中的陰離子 堿性反應(yīng)時(shí)，根細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子帶負(fù)電荷 為主，能多吸收外界溶液中的陽離子 偏酸性：吸收陰離子陽離子 偏堿性：吸收陽離子陰離子 2. 影響?zhàn)B分形態(tài)和有效性,.,營養(yǎng)元素土壤中有效含量 較多時(shí)的pH范圍 氮 5.58.0 鉀、鈣、鎂 6.0 磷 5.57.0 硫 5.5 鐵、錳、鋅 銅、鈷 6.0 硼 5.07.0 總的來說，pH5.57.0時(shí)， 各種養(yǎng)分的有效性均較高,pH值,土壤反應(yīng)和植物有效養(yǎng)分含量的關(guān)系,.,3.影響土壤微生物的種類和活性，從而影響有機(jī)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化及氮、硫的氧化還原過程 適宜pH范圍：,七、土壤的氧化還原狀況 影響?zhàn)B分的形態(tài)和有

22、效性 如Eh低，養(yǎng)分呈還原態(tài)，除NH4 + 、 Fe2+ 、 Mn 2 +外，許多養(yǎng)分的還原態(tài)對植物吸收是無效，甚至是有害的,5.5 7.5,.,八、離子間的相互作用 （一）離子間的頡頏作用 1. 定義：溶液中某種離子存在或過多能抑制另一離子吸收的現(xiàn)象。 2. 表現(xiàn)：陽離子與陽離子之間，如 一價(jià)與一價(jià)之間：K+、Rb+、Cs +之間 二價(jià)與二價(jià)之間： Ca2+、Mg2+、Ba2+之間 一價(jià)與二價(jià)之間：NH4+和H+對Ca2+、K+對Fe2+,.,陰離子之間： Cl-、Br-和I-之間； H2PO4-和OH-之間； H2PO4-和Cl-之間； NO3-和Cl-之間； SO42-和SeO42-之間

23、,（二）離子間的相助作用 1. 定義：溶液中某種離子的存在有利于根系 吸收另一離子的現(xiàn)象。 2. 表現(xiàn)：陰離子與陽離子之間 如NO3- 、 SO42-等對陽離子的吸收有利 二價(jià)離子（ Ca2+ ）對一價(jià)陽離子， 如Ca2+ 、Mg2+、Al3+等能促進(jìn)K+ 、 NH4+的吸收,維茨效應(yīng),.,第三節(jié) 植物的營養(yǎng)特性,一、植物營養(yǎng)的共性和多樣性 （一）共性：所有高等植物都需要16種必需營養(yǎng)元素 （二）多樣性：必需元素、有益元素、有毒元素 1. 有益元素 （1）有益元素的概念 某些元素適量存在時(shí)能促進(jìn)植物的生長發(fā)育； 或者雖然它們不是所有植物所必需，但對某些特定的植物是不可缺少的，這些元素稱為“ 有

24、益元素” 。,.,（2）有益元素的種類和功能 元素名稱 主要生理功能 主要受益植物 硅增強(qiáng)植物的硬度 禾本科植物 (如水稻、小麥、大麥) 鈷維生素B12合成 豆科固氮植物調(diào)節(jié)酶或激素活性(必需) 鈉參與C4或CAM光合途徑 C4代替鉀參與細(xì)胞滲透壓植物(如甜菜等)調(diào)節(jié)、部分酶激活 鎳豆科植物脲酶的組成 豆科植物 鋁（尚未明確） 喜酸性植物(如茶樹),.,2. 毒性較大的元素 如：I、Br、F、Al、Cr、Pb、Cd、Hg 3. 植物的超積累吸收及其利用 超積累植物 植物修復(fù) 植物開礦 4. 植物營養(yǎng)遺傳特性的差異不同種類或同一種類不同品種的植物： （1）對元素的種類和數(shù)量需要不同 （2）對肥料

25、的需要量不同,.,二、植物不同生育期的營養(yǎng)特性,生育期,營養(yǎng)生長期 生殖生長期,作物營養(yǎng)期：植物根系從介質(zhì)中吸收養(yǎng)分的時(shí)期。 作物吸收養(yǎng)分的一般規(guī)律：,吸收速率,生長時(shí)間,.,植物營養(yǎng)的階段性： 作物在不同的生育期對營養(yǎng)元素的種類、數(shù)量、比例都是不同的。,.,營養(yǎng)期中兩個(gè)關(guān)鍵性的施肥期 1. 作物營養(yǎng)臨界期：指某種養(yǎng)分缺乏、過多 或比例不當(dāng)對作物生長影響最大的時(shí)期 多出現(xiàn)在作物生育前期，如磷素營養(yǎng)的臨界期多出現(xiàn)在幼苗期 2. 作物營養(yǎng)最大效率期：指某種養(yǎng)分能夠發(fā) 揮最大增產(chǎn)效能的時(shí)期 是作物生長最旺盛的時(shí)期，對某種養(yǎng)分的需求量和吸收量都最多,.,三、植物營養(yǎng)與根系特性 （一）根系形態(tài)特征與養(yǎng)分

26、吸收 1. 根的類型,分 類,從整體上分 從個(gè)體上分,直根系：根深 須根系：根廣,定根 形成直根系 不定根 形成須根系,主根 側(cè)根,.,a.須根系 b.直根系 直根系和須根系示意圖,.,2. 根的數(shù)量 用單位體積或面積土壤中根的總長表示 （LV，cm/cm3 或 LA ， cm/cm2 ） 一般：須根系的Lv 直根系的Lv Lv越大，總面積越大，根與養(yǎng)分接觸的機(jī)率高,反映根系的營養(yǎng)特性,3. 根的分布 分布稀疏或過密：養(yǎng)分利用不充分 分布合理：提高養(yǎng)分吸收效率,.,（二）植物根際及其營養(yǎng)作用 1. 根際的概念：由于植物根系的影響而使其理化生物性質(zhì)與原土體有顯著不同的那部分根區(qū)土壤。離根1幾mm

27、范圍。 2. 根系分泌物 （1）種類 無機(jī)物：CO2、礦質(zhì)鹽類 有機(jī)物：核酸、蛋白質(zhì)及酶、 氨基酸、有機(jī)酸,.,（2）作用： 活化土壤養(yǎng)分； 增加養(yǎng)分的有效性和移動(dòng)性； 抵御有害物質(zhì)（過量的鐵、鋁、錳）對根系的毒害作用；,3. 根際微生物 （1）非侵染微生物對植物吸收養(yǎng)分的影響 礦化有機(jī)物，釋放CO2和無機(jī)養(yǎng)分 產(chǎn)生和分泌有機(jī)酸，促進(jìn)養(yǎng)分的有效性 固定和轉(zhuǎn)化大氣中的養(yǎng)分 產(chǎn)生和釋放生理活性物質(zhì),.,（2） 菌根：土壤真菌侵染植物根系后形成 的聯(lián)合共生體 作用：促進(jìn)植物對養(yǎng)分的吸收,4. 根際pH值 呼吸作用 （1）影響因素 根系分泌的有機(jī)酸、HCO3- 等，影響根際pH值。 （2）作用：影響?zhàn)B

28、分的有效性,.,一、合理施肥的基本理論 （一）養(yǎng)分歸還學(xué)說（李比希） 1.要點(diǎn)：隨著作物的每次收獲，必然要從土壤中取走大量養(yǎng)分，如果不正確地歸 還土壤的養(yǎng)分，地力就將逐漸下降，要 想恢復(fù)地力就必須歸還從土壤中取走的全 部養(yǎng)分 2. 意義：強(qiáng)調(diào)施肥的重要性。,.,3. 歸還養(yǎng)分的方式： 一是通過施用有機(jī)肥料， 二是通過施用無機(jī)肥料，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)，若能配合施用則可取長補(bǔ)短，增進(jìn)肥效，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的正確之路，但李比希對有機(jī)肥的作用估計(jì)不足。,.,（二）最小養(yǎng)分律（李比希） 1. 要點(diǎn)：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)量的是土壤中相對質(zhì)量分?jǐn)?shù)最少的養(yǎng)分，最小養(yǎng)

29、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。 2. 意義：強(qiáng)調(diào)施肥要有針對性,.,最小養(yǎng)分律示意圖,最小養(yǎng)分隨條件而變化的示意圖,.,目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)尤其是大棚蔬菜生產(chǎn)中，普遍存在過量施用氮肥，施鉀肥不足，造成氮過剩而鉀虧缺，氮、磷、鉀養(yǎng)分比例失衡的問題。這樣的施肥模式不僅浪費(fèi)肥料資源，降低肥料利用率，造成土壤鹽害，而且使應(yīng)該補(bǔ)充的最小養(yǎng)分沒有得到補(bǔ)充，土壤缺鉀就成了提高產(chǎn)量的制約因素，從而降低施肥效果，給農(nóng)民帶來一定的經(jīng)濟(jì)損失。,.,（三）限制因子律（布來克曼） 最小養(yǎng)分律的擴(kuò)大和延伸 1. 含義：增加一個(gè)因子的供應(yīng)，可以使作物生長增加。但在遇到另一個(gè)生長

30、因子不足時(shí)，即使增加前一個(gè)因子，也不能使作物增產(chǎn)，直到缺少的因子得到滿足，作物產(chǎn)量才能繼續(xù)增長。 2. 意義：施肥既要考慮各種養(yǎng)分供應(yīng)狀況，又要注意與生長有關(guān)的環(huán)境因素。,.,（四）報(bào)酬遞減律 1. 含義：在技術(shù)條件相對穩(wěn)定的情況下，隨著投入量的增加，報(bào)酬是增加的，但隨單位投入量的增加，報(bào)酬的增加卻是依次遞減的。 2. 意義：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)Y=A(1-e-cx)關(guān)系反映了肥料遞減規(guī)律；使肥料使用由經(jīng)驗(yàn)型、定型化走向了定量化。 3. 完善（費(fèi)佛爾）：Y=b0+b1x+b2x2,.,表 燕麥磷肥砂培試驗(yàn),.,報(bào)酬遞減律示意圖,Y=A(1-e-cx),.,施肥量與

31、邊際產(chǎn)量的關(guān)系,Y=b0+b1x+b2x2,.,報(bào)酬遞減律告誡我們：施肥要有 限度，不是施肥越多越增產(chǎn)，超過合 理施肥量上限就是盲目施肥。,.,二、施肥技術(shù) （一）確定施肥量的方法 影響施肥量的因素：作物種類及品種、產(chǎn)量水平、土壤肥力狀況、肥料種類、施肥時(shí)期以及氣候條件等 定性的豐缺指標(biāo)法：將土壤分“高” 、“中”、“低”，確定相應(yīng)施肥量。 一般“低” 級，施入的養(yǎng)分量是作物需肥量的二倍；一“高”級不施肥。 簡單易行，但比較粗糙 2. 肥料效應(yīng)函數(shù)法：通過試驗(yàn)擬合肥料效應(yīng)方程，計(jì)算施肥量 方法較復(fù)雜，不易掌握。,.,3. 目標(biāo)產(chǎn)量法：以實(shí)現(xiàn)作物目標(biāo)產(chǎn)量所需養(yǎng)分量與土壤供應(yīng)養(yǎng)分量的差額作為確定施肥量的依據(jù)，以達(dá)到養(yǎng)分收支平衡，所以，又稱為養(yǎng)分平衡法。 計(jì)算公式： 式中：F：施肥量(千克/公頃)；Y：目標(biāo)產(chǎn)量(千克/公頃)；C：單位產(chǎn)量的養(yǎng)分吸收量(千克)；S：土壤供應(yīng)養(yǎng)分量(千克/公頃) ；