植物营养与施肥ppt课件.ppt

土壤肥料学（肥料部分）,第六章植物营养与施肥原理,1,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。,2,按组成可把肥料分为三大类：,铵态氮肥：NH3.H2ONH4HCO3(NH4)2SO4氮肥硝态氮肥：NaNO3Ca(NO3)2NH4NO3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：ZnSO4Na2B4O7.H2OCuSO4FeSO4.7H2O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,3,4,第一节植物的营养成分,一、植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CaKSiPSClAlNaFe（15）,5,灰分元素：将作物干物质进行煅烧后，CHON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。,6,二、植物必需的营养元素,自然界的元素在植物体内几乎都能找到，但并非全部必需。判断植物必需营养元素的三条标准：,7,1.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。,8,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（）CCO2大气45HH2O土壤水45OCO2O2大气和土壤空气6NNH4+NO3-土壤1.5PH2PO4-HPO42-土壤0.2KK+土壤1.0SSO42+土壤0.1CaCa2+土壤0.5MgMg2土壤0.2,9,微量营养元素,种类吸收形态含量主要来源ClCl-0.01土壤FeFe3Fe20.01土壤MnMn2+0.005土壤BBO33-B4O72-0.002土壤ZnZn2+0.002土壤CuCu+Cu2+0.0006土壤MoMoO42-0.00001土壤,10,十六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。CHO：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+2H2ONPK:土壤中含量少（相对），作物需要多，需施肥补充，称肥料三要素。SCaMg:北方土壤一般够用，施磷肥时有所补充FeMoCuZnBMnCl:一般土壤够用，但随产量提高需补充ZnBFe等。,11,三、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)。,12,四、必需元素的作用,1、构成作物活体的结构物质及生活物质:CHONSCaMg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:ZnCuMnClMoBFeCaMgK.是酶的辅基或活化基3、对作物具特殊功能的元素:KCaMg.调节渗透势，增强抗逆性,13,第二节植物对养分的吸收,植物对养分的吸收是一个复杂的过程，植物吸收养分的器官主要是根系，其次是叶片。养分从土壤进入植物体内包括两个过程：一是养分向根表的迁移，二是根系对养分离子的吸收,14,（一）土壤养分向根部的迁移,1、截获：植物根系与土壤中各养分直接接触时获取养分的方式。影响因素:根系体积、养分浓度因根系与土壤所占体积相比，一般只有14，该方式获取养分较少。,15,2、扩散：土壤中的养分离子从高浓度向低浓度的运动叫扩散。影响因素：浓度差、土壤湿度、扩散系数扩散系数单位：cm2/s10-5,16,不同养分离子的扩散系数：,养分离子水中湿润土壤NO3-_N1.920.5Cl-2.030.5K+1.980.010.24PO43-0.890.000010.001,17,3、质流：土壤中养分离子随水流动到达根表的过程叫质流。与植物蒸腾作用有关；与离子浓度有关，但不成正比。,18,质流、扩散和截获这三种方式是同时存在并相互作用的。磷以扩散为主，氮、钙、镁以质流为主；铜、锰、铁、锌主要是扩散；硼以质流和扩散各占一半；钼含量低时以扩散为主，含量高时以质流为主。,19,（二）根部对无机态养分的吸收,养分通过各种途径到达根表后，经过各种复杂的生化过程，养分吸收进入到根细胞中(离子通过质流、扩散、或截获进入根细胞的自由空间)，再进一步转移进入到地上部分。,20,1、被动吸收定义：膜外养分顺浓度梯度（分子）或电化学势梯度（离子）、不需消耗代谢能量而自发地（即没有选择性地）进入原生质膜的过程。特点：不需能量，无选择性，顺浓度梯度进行。,21,2、主动吸收,定义：膜外养分逆浓度梯度或电化学势梯度、需要消耗代谢能量、有选择性地进入原生质膜内的过程。特点：消耗能量、选择吸收、逆浓度梯度,22,二、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入；叶背面是比较疏松的海绵组织，细胞间隙大，孔道细胞多，吸收养分比上表皮快。,23,（二）叶部吸收的影响因素：,1、溶液的组成（养分种类）：钾肥KClKNO3KH2PO4氮肥尿素硝态氮肥铵态氮肥硝酸钾进入体内时间1小时氯化钾进入体内时间30分钟硫酸镁进入体内时间20分钟氯化镁进入体内时间15分钟铵态氮进入体内时间2小时硝态氮进入体内时间15分钟,24,2、溶液的浓度及反应,在一定范围内，养分进入叶片的速率和数量随浓度的提高而增加。溶液酸性，吸收负离子多，有利于H2PO4-、SO42-、BO33-、NO3-吸收。溶液碱性，吸收阳离子多，有利于K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+吸收。,25,3、溶液与叶面接触时间时间少，吸收不完全，无风傍晚好，遇雨重喷，营养液加湿润剂。4、叶子部位叶背面有气孔，易吸收；叶正面液体易存留，注意喷施。,26,5、作物种类双子叶植物：叶片大，角质层薄，有利吸收单子叶植物：稻、麦、谷子等作物叶片小、厚、加大喷施浓度,27,（二）根外营养特点：1、直接供给植物养分，提高肥料利用率（无土壤中的固定作用）；2、用量少:NPK1%3，是土壤施用的1/51/10；3、有利于作物后期和密植作物的追肥；4、吸收快，转化快能及时满足植物需要；:32P肥示踪表明5分钟后各器官有PO43-；5、是施肥的辅助性方法，需和主要措施配合。,28,第三节影响作物吸收养分的环境条件,一、光照和温度在一定范围内，养分吸收随温度增加而加快，温度过高，酶变性失活。温度影响：ATP（三磷酸腺苷）生成量；养分移动速度；根系酶活性。,29,低温时，阴离子吸收的影响比阳离子明显，如:NO3-NH4+,这可能与阴离子主要是主动吸收有关，因ATP少。越冬作物施水溶性磷，与温度低、磷扩散系数小、以阴离子吸收有关。影响顺序：PO33-NH4+K+SO42-Mg2+Cl-Ca2+,30,二、通气,大气地面含氧量20.34，土壤空气含氧量1020，正常情况下够用，但如果含水过多、通气不畅，造成氧气下降。棉花在O2小于3、玉米小于6生长受影响。,31,通气影响吸收的原因：1、根系的有氧呼吸；2、土壤的Eh（氧化还原电位）；3、养分的形态及转化；4、二氧化碳含量。深翻整地、中耕松土、形成良好结构等都有利于通气，促进吸收。,32,三、酸碱反应,影响吸收形态：COOHCOOHH+R利于吸收阴离子RNH3+NH2OH-COO-H2OR利于吸收阳离子NH2,33,四、土壤水分,各种养分溶解在水中方可吸收，土壤水分太多，造成通气不畅。田间持水量的7080有利于吸收。水分影响：养分溶解；养分扩散；土壤通气。,34,五、养分状况,养分浓度：在一定浓度范围内，随浓度增加养分吸收增加，过多烧伤根系（生理干旱）。,六、离子间的关系对抗（拮抗、颉颃）作用：一种离子的存在能降低另一种离子的吸收。离子间的关系是复杂的，一种条件下对抗，另一种条件下可能相助。,35,植物营养与施肥原理,一、植物营养植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植物营养的特性？,36,1、数量：植物需16种必需元素是通性；但植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。,（一）植物的营养共性和个性,37,2、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1200Fe/Mn：大豆1.53.5小麦2.5K/Mg8烟草缺镁症P/Zn400马铃薯缺锌作物每生产100斤籽粒需N:P2O5:K2O约为3：1：3斤。,38,3、形态：植物营养特性不同，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。,39,（二）植物营养的阶段性和连续性,作物营养的阶段性：作物的生育期不同，所要求养分的数量和比例不完全相同。各生育期有不同的营养特点，就是作物营养的阶段性。两个关键时期：作物的一生中苗期吸收养分少，随生育进展，对养分吸收增加，结实期达高峰，以后吸收减少甚至外渗。有两个施肥的关键时期：,40,（1）作物营养的临界期：作物生长发育过程中的某一时期对某种养分要求的绝对数量虽不多，但很迫切，这时养分过多或过少，对作物的生长发育起显著的不良作用，这个时期称作物营养的临界期。,41,NPK营养的临界期：,磷：冬小麦：分蘖始期玉米：三叶期棉花：23叶期氮：冬小麦：分蘖期玉米：幼穗分化期棉花：现蕾初期钾：水稻：分蘖期,42,（2）植物营养的最大效率期：是指植物生长阶段中所吸收的某种养分能发挥最大增产效能的时期。此时期一般出现在作物生长发育的旺盛期。这个时期根系吸收养分的能力最强，植株生长迅速，生长量大，需肥量最多，因此为使作物高产，应及时补充养分。比如：氮：玉米：大喇叭抽穗期棉花：盛花期油菜、大豆：开花期,43,作物营养有各自的阶段性，但各生育期又是连续的，前阶段的营养状况直接影响后一阶段的施肥数量和时期，所以应相互联系，灵活运用。,44,二、合理施肥的原则,1、植物营养特性与施肥,植物营养特性是指植物在生长发育过程中，依靠外界环境获得营养物质构建其有机体，以完成新陈代谢和整个生活周期的能力和特点。,45,2、土壤条件与施肥,植物生长土壤中，而肥料中的养分，一旦施入到土壤中，就不断进行有效化和无效化的相互转化过程。因此，施肥就必须考虑土壤，了解土壤中养分的基本状况及土壤性质对养分转化的影响。,46,3、平衡施肥与满足最小养分的原则,植物正常生长要从土壤中吸收各种必需的矿物质养分，为了保持土壤肥力，应向土壤中施用植