《植物营养与施肥》PPT课件

,第八章作物营养与施肥原理,2,绪论1.肥料具有、和等作用。2.李比希创立的学说，在理论上否定了学说，说明了植物营养的本质是；在实践上，促进了和的发展，因此，具有划时代的意义。,复习回顾,3,1.影响植物体中矿质元素含量的因素主要和。2.植物必需营养元素的判断标准可概括为性、性和性。3.植物必需营养元素有种，其中称为植物营养三要素或肥料三要素。4.植物必需营养元素间的相互关系表现为和。,植物营养成分,4,I、植物根系对养分的吸收II、植物叶部对养分的吸收叶部营养(或根外营养)植物通过叶部或非根系部分吸收养分来营养自己的现象,第二节植物对养分的吸收,5,II、植物叶部对养分的吸收,一、叶部吸收养分的途径二、叶部吸收养分的机理三、叶部营养的特点四、叶部营养的应用条件（影响因素）,一、叶部吸收养分的途径,（一）表皮细胞途径养分养分腊质层分子间隙角质膜角质层分子间隙(通透性差)角化层借助果胶表皮细胞的外壁通过原生质膜细胞内原生质体,外质连丝,8,1.气态养分（如CO2、SO2）进入的必经之路2.一些离子态养分也可通过扩散进入，然后被比邻气孔的叶肉细胞吸收,（二）气孔途径,二、叶部吸收养分的机理1.被动吸收2.主动吸收,叶部营养具有较高的吸收转化速率，能及时满足植物对养分的需要用于及时防治某些缺素症或补救因不良气候条件或根部受损而造成的营养不良2.叶部营养直接促进植物体内的代谢作用，如直接影响一些酶的活性用于调节某些生理过程，如一些植物开花时喷施硼肥，可以防止“花而不实”3.叶部喷施可以防止养分在土壤中固定,对于微量元素，是常用的一种施用手段对于大量元素，只能作为根际营养的补充,三、叶部营养的特点,10,叶片结构（作物种类）2、养分种类：,四、叶部营养的应用条件（影响因素）,(1)叶片类型双子叶：叶面积大，角质膜薄，易吸收(2)叶的年龄：幼叶比老叶吸收能力强(3)叶的正反面：叶背面比叶表面吸收效果好,钾肥KClKNO3KH2PO4氮肥尿素NO3-NNH4+-NKNO3进入体内时间1hKCl进入体内时间30minMgSO4进入体内时间20minMgCl进入体内时间15min铵态氮进入体内时间2h硝态氮进入体内时间15min,3.湿润时间（0.51小时）加入“润湿剂”：0.10.2洗涤剂或中性皂喷施时间：清晨、傍晚或阴天,4.溶液反应（pH）酸性：有利于阴离子吸收，H2PO4-、SO42-、BO33-、NO3-中性微碱性：有利于阳离子吸收，K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+,5.溶液浓度：0.12,12,第四节影响作物吸收养分的环境条件,一、介质中的养分浓度要求土壤溶液中的养分浓度维持在适宜植物生长的水平，过低：吸收困难；过高：造成盐害,13,1.影响植物根系的生长发育2.影响土壤养分的浓度、有效性和迁移3.影响土壤通气性、土壤微生物活性、土壤温度等，从而影响养分形态、转化及有效性。,四、土壤水分,适宜的土壤含水量：田间持水量的6080%,14,五、土壤通气性（与土壤水分协调）,1、根系的呼吸作用；2、有毒有害物质的产生；3、通过控制Eh影响养分的形态与有效性,六、土壤的酸碱性（介质反应）,1.影响根细胞表面的电荷状况酸性反应时，根细胞的蛋白质分子带正电荷为主，能多吸收外界溶液中的阴离子碱性反应时，根细胞的蛋白质分子带负电荷为主，能多吸收外界溶液中的阳离子偏酸性：吸收阴离子阳离子偏碱性：吸收阳离子阴离子2.影响养分形态和有效性,营养元素土壤中有效含量较多时的pH范围氮5.58.0钾、钙、镁6.0磷5.57.0硫5.5铁、锰、锌铜、钴6.0硼5.07.0pH5.57.0时，各种养分的有效性均较高,土壤反应和植物有效养分含量的关系,3.影响土壤微生物的种类和活性，从而影响有机养分的转化及氮、硫的氧化还原过程适宜pH范围：,七、土壤的氧化还原状况影响养分的形态和有效性如Eh低，养分呈还原态，除NH4+、Fe2+、Mn2+外，许多养分的还原态对植物吸收是无效，甚至是有害的，如H2S。,5.57.5,八、离子间的相互作用（一）离子间的颉颃作用1.定义：溶液中某种离子存在或过多能抑制另一离子吸收的现象。表现：阳离子与阳离子之间一价与一价之间：K+、Rb+、Cs+之间二价与二价之间：Ca2+、Mg2+、Ba2+之间一价与二价之间：NH4+和H+对Ca2+、K+对Fe2+,阴离子之间：Cl-、Br-和I-之间；H2PO4-和OH-之间；H2PO4-和Cl-之间；NO3-和Cl-之间；SO42-和SeO42-之间,对抗的原因：（1）载体：离子竞争载体同一位置（2）离子性质：电性平衡,20,1.定义：溶液中某种离子的存在有利于根系吸收另一离子的现象。2.表现：阴离子与阳离子之间:NO3-、SO42-等对阳离子的吸收有利二价或三价阳离子对一价阳离子:Ca2+、Mg2+、Al3+等能促进K+、NH4+的吸收,（二）离子间的相助作用,21,1.在原细胞被同化或积累液泡中2.转移到根部相邻的细胞3.转移到地上部各器官4.随分泌物排回介质中,吸收了的养分的去向：,短距离运输长距离运输,22,第四节养分在植物体内的运输,一、短距离运输横向运输：根表皮皮层内皮层中柱(导管)1.质外体途径（1）运输部位：根尖的分生区和伸长区（2）运输方式：自由扩散、质流（3）运输的养分种类：Ca2+、Mg2+等,23,（1）运输部位：根毛区（2）运输方式：扩散、原生质流动、水流的带动（3）运输的养分种类：NO3-、H2PO4-、K+、SO42-、Cl-等,2.共质体途径,24,25,纵向运输：养分沿木质部导管向上或沿韧皮部筛管向下或向上1.木质部运输（1）动力：蒸腾作用、根压（2）方向：单向根地上部（叶、果实、种子）,二、长距离运输,2.韧皮部运输（1）特点：养分在活细胞内双向运输（2）韧皮部中养分的移动性表营养元素的移动性与再利用程度的关系营养元素移动性再利用缺素症程度出现部位NPKMg大高老叶SFeMnZnCuMo,小低新叶,新叶顶端分生组织,CaB难移动很低,27,木质部韧皮部,3.木质部与韧皮部之间的养分转移,28,29,第五节植物的营养特性,一、植物营养的共性和多样性（一）共性：所有高等植物都需要17种必需营养元素（二）多样性,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。,30,（1）有益元素的概念某些元素适量存在时能促进植物的生长发育；或者虽然它们不是所有植物所必需，但对某些特定的植物却是不可缺少的，这些类型的元素称为“有益元素”，也称“农学必需元素”。,1.有益元素,（2）有益元素的种类和功能元素名称主要生理功能主要受益植物硅增强植物的硬度禾本科植物(如水稻、小麦、大麦)钴维生素B12合成豆科固氮植物调节酶或激素活性(必需)钠参与C4或CAM光合途径C4或CAM类代替钾参与细胞渗透压植物(如甜菜等)调节、部分酶激活钒促进氮代谢一般植物促进铁吸收铝刺激植物生长影响植物的颜色喜酸性植物(如茶树)激活酶的作用,2.毒性较大的元素如：I、Br、F、Al、Cr、Pb、Cd、Hg3.植物的超积累吸收及其利用超积累植物植物修复植物开矿4.植物营养遗传特性的差异不同种类或同一种类不同品种的植物：对元素的种类和数量需要不同对土壤养分的吸收能力不同对肥料的需要量不同对肥料形态的要求不同,33,二、植物不同生育期的营养特性,生育期,营养生长期植物营养期生殖生长期,植物营养的阶段性,吸收速率,生长时间,作物吸收养分的一般规律,34,1.作物营养临界期：指某种养分缺乏、过多或比例不当对作物生长影响最大的时期多出现在作物生育前期，如磷素营养的临界期多出现在幼苗期,营养期中两个关键性的施肥期,2.作物营养最大效率期：指某种养分能够发挥最大增产效能的时期作物生长最旺盛的时期，对某种养分的需求量和吸收量都最多,三、植物营养与根系特性（一）根系形态特征与养分吸收1.根的类型,从整体上分从个体上分,利用：将两种类型的作物种在一起：混种、间种、套种,36,a.须根系b.直根系直根系和须根系示意图,2.根的数量用单位体积或面积土壤中根的总长表示（LV，cm/cm3或LA，cm/cm2）一般：须根系的Lv直根系的LvLv越大，总面积越大，根与养分接触的机率高,3.根的分布分布稀疏或过密：养分利用不充分分布合理：提高养分吸收效率,38,（二）植物根际及其营养作用,1.根际的概论：由于植物根系的影响而使其理化生物性质与原土体有显著不同的那部分根区土壤。离根1几mm范围。2.根系分泌物（1）种类无机物：CO2、矿质盐类有机物：核酸、蛋白质及酶、氨基酸、有机酸,39,活化土壤养分，如苹果酸、柠檬酸、麦根酸等；增加养分的有效性和移动性；抵御有害物质对根系的毒害作用；间接地促进有机物的矿化。,（2）根系分泌物作用：,40,（1）非浸染微生物对植物吸收养分的影响改变根系的生长状况影响植物的生理学特性与发育影响根际土壤养分的有效性影响根系养分的吸收过程,3.根际微生物,41,定义：土壤真菌侵染植物后形成的联合共生体类型：外生菌根、内生菌根作用：促进植物对养分的吸收,（2）菌根,42,影响因素根系分泌的有机酸养分吸收阳离子阴离子pH?(主要)阴离子阳离子pH?作用：影响养分的有效性,4.根际pH值,43,影响因素作物种类：旱作：Eh较土体低水稻：Eh较土体高介质养分状况如水稻施钾，Eh上升，Fe2+Fe3+作用：影响养分的有效性,5.根际氧化还原电位（Eh值）,44,一、合理施肥的基本理论,第六节合理施肥的基本原理,45,（一）养分归还学说,随着作物的每次收获，必然要从土壤中取走大量养分，如果不正确地归还土壤的养分，地力就将逐渐下降，要想恢复地力就必须归还从土壤中取走的全部养分,46,意义：强调施肥的重要性,作用：,调节土壤和人类之间的物质交换，不以养分归还为基础的耕作是掠夺性的耕作制度。对当时的化肥工业的兴起和发展起到了巨大的推动作用,47,归还养分的方式：,在未来农业发展过程中，养分归还的主要方式是合理施用化肥，而不是象“有机农业”鼓吹者提倡的只需施用有机肥料。(Why?),一是通过施用有机肥料，二是通过施用无机肥料，二者各有优缺点，若能配合施用则可取长补短，增进肥效，是农业可持续发展的正确之路。,48,因为，施用化肥是提高作物单产和扩大物质循环的保证。目前，农作物所需氮素的70是靠化肥提供的，因而合理施用化肥是现代农业的重要标志。我国几千年传统农业的特点就是有机农业，其特征是作物单产低，因此不符合人口增长的需求。考虑到有机肥料所含养分全面兼有培肥改土的独特功效，充分利用当地一切有机肥源，不仅是农业可持续发展的需要，而且也是减少污染和提高环境质量的需要。,归还养分的方式：,49,1、要点：作物产量的高低受土壤中相对含量最低的养分所制约。也就是说，决定作物产量的是土壤中相对含量最少的养分而最小养分会随条件变化而变化，如果增施不含最小养分的肥料，不但难以增产，还会降低施肥的效益。,（二）最小养分律（李比希1943年）,BarrelofStavesofvaryinglengthsrepresentinggrowthfactors.,55,目前农业生产尤其是大棚蔬菜生产中，普遍存在过量施用氮肥，较少施钾肥，造成氮过剩而钾亏缺，氮、磷、钾养分比例失衡的问题。这样的施肥模式不仅浪费肥料资源，降低肥料利用率，造成土壤盐害，而且使应该补充的最小养分没有得到补充，土壤缺钾就成了提高产量的制约因素，从而降低施肥效果，给农民带来一定的经济损失。,2.意义：强调施肥要有针对性,56,最小养分律的扩大和延伸含义：增加一个因子的供应，可以使作物生长增加。但在遇到另一个生长因子不足时，即使增加前一个因子，也不能使作物增产，直到缺少的因子得到满足，作物产量才能继续增长。意义：施肥既要考虑各种养分供应状况，又要注意与生长有关的环境因素。,（三）限制因子律（布来克曼1905年）,57,1.含义：在技术条件相对稳定的情况下，随着施肥量的增加，作物的总产量是增加的，但单位施肥量的增产量却是依次递减的。2.意义：揭示了作物产量与施肥量之间的一般规律；第一次用函数Y=A(1-e-cx)关系反映了肥料递减规律；使肥料使用由经验型、定型化走向了定量化。,（四）报酬递减律（米采利希20世纪初引入）,表燕麦磷肥砂培试验,报酬递减律示意图(米氏方程),Y=A(1-e-cx),施肥量与边际产量的关系(费佛尔),3.完善（费佛尔）：Y=b0+b1x+b2x2,61,报酬递减律告诫我们：施肥要有限度，不是施肥越多越增产，超过合理施肥量上限就是盲目施肥。,62,二、施肥技术,影响施肥量的因素：作物种类及品种、产量水平、土壤肥力状况、肥料种类、施肥时期以及气候条件等,（一）确定施肥量的方法,1、定性的丰产指标法：根据校验研究所确定的“高”、“中”、“低”等指标确定相应的施肥量。简单易行，但比较粗糙,2.肥料效应函数法：,肥料效应函数法,在不同肥力等级的地块上按一定的试验设计布置多点分散的肥力试验，先求得作物对肥力反应的效应函数，而后由此分别计算出最高产量施肥量或最佳经济施肥量，这一方法获得的推荐施肥量是建立在科学测试和严密的统计基础上的结果，而且还能应用电脑计算技术。应该说，这是近年来科学施肥的重要改革与先进技术。,以实现作物目标产量所需养分量与土壤供应养分量的差额作为确定施肥量的依据，以达到养分收支平衡，所以，又称为养分平衡法。,计算公式：,3.目标产量法：,66,目标产量Y：,是以施肥前3年平均产量为基础，乘以相应的系数一般粮食作物乘以1.11.25（即预期增产1025%）经济作物乘以1.21.4（即预期增产2040%）,67,土壤养分供应量：,根据土壤速效养分测定值和土壤供肥系数计算（1）土壤供肥系数=无肥区产量作物单位产量养分吸收量土壤养分测定值300000斤/亩（2）土壤供肥量=土壤养分测定值300000斤/亩土壤供肥系数,68,优点：概念清楚，计算方便，易于推广；缺点：要结合作物生产的特点、土壤肥力特征、作物需肥规律以及作物商品价格特点，确定必要的参数和土壤养分利用系数，才能取得满意的结果。,69,（二）施肥方法1.传统施肥