植物营养与施肥的基础理论.ppt

土壤肥料学 （肥料部分）,资源与环境学院 刘春生 CS,土壤肥料学 （肥料部分）,生物科学与技术学院 周述波,第一章 肥料学基础知识,肥料是植物的粮食，是农业生产的基础资料之一，要实现农业生产的优质高效及农业的可持续性发展，需要合理施肥，培肥土壤，也就需要了解作物的营养特性及肥料方面的专门知识，因而需要学习肥料学。,一、肥料学的基本概念及研究内容,（一）基本概念： 肥料学是研究植物营养与肥料施用的科学。 直接或间接供给作物所需养分，改善土壤 性状，以提高作物产量和改善作物品质的 物质，都可称为肥料。 （二）肥料学的内容,1、植物营养与施肥原理,植物体的组成成分； 植物正常生长发育需要的营养元素种类； 植物对养分的吸收及影响吸收的环境条件； 介绍矿质营养学说，最小养分律等施肥原理。,2、肥料部分, 各种肥料的成分、性质； 肥料施入土壤中的变化、被吸收的形态； 肥效的维持时间。 按作用把肥料分为直接肥料和间接肥料： 直接肥料为直接营养作物的肥料，如氮、磷、 钾化肥。 间接肥料为通过改善土壤的水、肥、气、热状 况达到营养作物目的的肥料，如石灰、石膏。 有机肥为二者作用都有的肥料。,按组成可把肥料分为三大类：,铵态氮肥：NH3.H2O NH4HCO3 (NH4)2SO4 氮肥 硝态氮肥：NaNO3 Ca(NO3)2 NH4NO3 酰胺态氮肥：CO(NH2)2 水溶性磷肥：过磷酸钙 重过磷酸钙 磷肥 弱酸溶性磷肥：钙镁磷肥 沉淀磷肥 化学肥料 难溶性磷肥：磷矿粉 骨粉 钾肥：硫酸钾 氯化钾 微肥：ZnSO4 Na2B4O7. H2O CuSO4 FeSO4.7H2O 肥料 化成： 磷酸二氢钾 磷酸氢二铵 复合(混)肥： 混成： 各种作物专用肥 生物肥料：磷细菌肥 生物钾肥 固氮菌肥 有机肥料：人畜粪尿 厩肥 绿肥 杂肥,3、计量施肥与施肥技术,根据作物的养分平衡原理，土壤的肥力水平或其肥料的效应函数，计算预计产量的施肥量。 肥料的施用方法及有效施用技术。,二、肥料学的研究方法,1、调查研究：总结科学施肥、积肥的经验，科学解决存在的问题而进行生产指导。,2、试验研究,生物试验：田间试验：小区进行 培养试验：网室、温室的砂培、水培 化学试验：常规分析：土壤、肥料的N P K 化学速测：营养诊断 生物物理试验：利用15N 、32P 等示踪肥料 ，研究肥料的吸收利用规律 #,第二章 植物营养,第一节 作物生长发育必需的营养元素 第二节 作物矿质营养的基本特点 第三节 作物对养分的吸收 第四节 影响作物吸收养分的环境条件,第二章 作物营养,作物生长发育从环境中吸收营养物质，施肥是满足作物营养的手段。要合理施肥，就要研究作物需要什么营养元素，作物怎样吸收这些元素以及受哪些环境条件的影响？,第一节 作物生长发育必需的营养元素,一、作物体内元素组成及含量 水分 7595 新鲜作物 C（1）H（3） O（2）N（4） 9599 干物质 （ 525） 灰分元素Ca K Si P S Cl Al Na Fe （15）,灰分元素：将作物干物质进行煅烧后，C H O N以气体形态挥发（气态元素）残留下的不挥发的物质称灰分，灰分中的元素称灰分元素。 植物体中元素有七十多种，含量相差很大，这与： 植物的种类有关，如：盐生植物含钠多、豆科植物含氮多、水稻含硅多，马铃薯、甜菜含钾多； 环境有关，如：红壤土上的植物含铝多；施肥可以增加植物体内该元素的含量。,二、作物必需的营养元素,自然界的元素在植物体内几乎都能找到，但并非全部必需。可以用除去某一元素的营养液进行培养试验，通过作物生长和发育的情况判断。D.I.Arnon和P.R.Stout 1939年提出了判断植物必需营养元素的三条标准：,1.缺少这种元素，作物生长发育受阻，不能完成生活周期。 2.缺少这种元素，作物出现某些特定症状，只有补充该元素才能恢复正常或预防。 3.该元素在植物营养生理上表现出直接的效果，而不是改善了植物生长的环境条件而 产生的间接效果。,目前认为植物必需营养元素有16种 （大量元素9种，微量元素7种）：,大量营养元素 主要吸收形态 主要来源 在干物质中的含量（） C CO2 大气 45 H H2O 土壤水 45 O CO2 O2 大气和土壤空气 6 N NH4+ NO3- 土壤 1.5 P H2PO4- HPO42- 土壤 0.2 K K+ 土壤 1.0 S SO42+ 土壤 0.1 Ca Ca2+ 土壤 0.5 Mg Mg2 土壤 0.2,微量营养元素,种类 吸收形态 含量 主要来源 Cl Cl- 0.01 土壤 Fe Fe3 Fe2 0.01 土壤 Mn Mn2+ 0.005 土壤 B BO33- B4O72- 0.002 土壤 Zn Zn2+ 0.002 土壤 Cu Cu+ Cu2+ 0.0006 土壤 Mo MoO42- 0.00001 土壤,十六种必需的营养元素不能缺少，但不一定都需要通过施肥补充。 C H O： 过去认为大气中取之不尽，用之不竭。 现在保护地施CO2肥 : 2NH4HCO3+H2SO4 (NH4)2SO4+2CO2+2H2O N P K: 土壤中含量少（相对），作物需要多，需施肥补充 ， 称肥料三要素。 S Ca Mg: 北方土壤一般够用，施磷肥时有所补充 Fe Mo Cu Zn B Mn Cl: 一般土壤够用，但随产量提高需补充Zn B Fe等。,三、必需元素的作用,1、构成作物活体的结构物质及生活物质: C H O N S Ca Mg 如纤维素、半纤维素、木质素、果胶等 蛋白质、氨基酸、核酸、脂类、叶绿素等 2、加速作物体内代谢 : Zn Cu Mn Cl Mo B Fe Ca Mg K. 是酶的辅基或活化基 3、对作物具特殊功能的元素: K Ca Mg . 调节渗透势，增强抗逆性,四、营养元素的同等重要性和不可替代律,作物必需的营养元素有十六种，它们含量相差几十到几十万倍，但它们对作物所起的作用是同等重要和不可替代的。氮不能代替磷，磷不能代替钾。 各种营养元素既具有各自的生理功能、不可替代，又需要相互协调，有适当的配比，生产上可见到单施氮肥或单施磷肥的增产效果不如二者配合的好。即：两种元素配合施用的增产效果大于这两种养分分施的增产之和，这叫交互作用(连应效应) 。,第二节 作物矿质营养的基本特点,一、不同作物的营养特点 1、数量：作物需16种必需元素是通性； 但作物不同所要求的数量不同： 块根、块茎类作物如：马铃薯、甘蔗需钾多； 以收获叶子为主的蔬菜、茶、桑需氮多； 豆类作物能固氮，需氮少，需磷、钾多； 油菜、甜菜需硼多； 大豆、马铃薯需钙多； 水稻需硅多。,2、比例：各种作物对不同营养的要 求有一定适宜比值，如：,Ca/B ： 甜菜100 大豆500 烟草1200 Fe/Mn ： 大豆1.53.5 小麦2.5 K/Mg 8 烟草缺镁症 P/Zn 400 马铃薯缺锌 作物每生产100斤籽粒需N:P2O5:K2O约为3：1：3斤。,3、形态：作物营养特性不同，对营 养元素的形态有特殊要求,马铃薯：以NH4+_N为好，马铃薯喜S，施氮肥应优 选 (NH4)2SO4，不宜用NH4Cl。 忌Cl作物：茶、烟草、柑桔、甜菜、甘薯、甘 蔗、 葡萄等。 甜菜： 以NO3-_N为好，因喜Na，施用氮肥优选 硝酸钠。 烟草： 硝酸根有利燃烧，NH4+促进芳香族挥发油 形成 （香味），优选NH4NO3。 水稻： 优选NH4Cl，因S形成H2S毒害根系，Cl 抑制亚硝化细菌的活性。,由于作物的选择性吸收造成外界溶液的酸碱变化称为生理酸性和生理碱性，相应的肥料称为生理酸性和生理碱性肥料。,生理酸性和生理碱性肥料：,二、叶部对养分的吸收（根外营养）,（一）根外营养的机制 根外营养是作物吸收养分的另一种方式； 根外营养的部位是茎叶，主要是叶； 叶部吸收可通过植物叶片的角质层上的裂缝进