第6章植物营养与施肥的基本原理2013

1、第六章第六章 植物营养与施肥的植物营养与施肥的基本原理基本原理提纲提纲一、植物体内的营养元素？一、植物体内的营养元素？二、二、植物对养分的吸收植物对养分的吸收三、影响三、影响植物吸收养分的条件植物吸收养分的条件四、施肥的基本原理四、施肥的基本原理 五、五、如何合理施肥？如何合理施肥？第一节第一节 植物的营养成分植物的营养成分 烘干烘干6075C新鲜新鲜植株植株7595水分水分煅烧，煅烧，525C95有机物有机物，以气体挥发，以气体挥发，C、H、O、N（一）植物体内元素的组成（一）植物体内元素的组成一、植物的组成成分一、植物的组成成分（二）影响植物体内元素组成的因素（二）影响植物体内元素组成的因

2、素 植物自身因素植物自身因素（种类、品种、器官、（种类、品种、器官、生育期）：禾谷类作物含生育期）：禾谷类作物含Si，块根、块，块根、块茎类作物含茎类作物含K，豆科植物富含，豆科植物富含N、K；籽；籽粒中粒中N、P含量高，茎秆中含量高，茎秆中Ca、Si、Cl、Na、K含量较高含量较高 环境条件环境条件（土壤等）：（土壤等）：盐土植物含盐土植物含Na，酸性红土植物含酸性红土植物含Al，海生植物含，海生植物含I二二 植物的必需营养元素植物的必需营养元素（一）植物必需营养元素的概念（一）植物必需营养元素的概念1 1、植物必需营养元素的确定方法：溶液培养法、植物必需营养元素的确定方法：溶液培养法2 2

3、、植物必需营养元素判定标准、植物必需营养元素判定标准 (Arnon & Stout, 1939) (Arnon & Stout, 1939) （定义）（定义）（1 1）该元素对）该元素对高等植物的生长发育是不可缺少的。如高等植物的生长发育是不可缺少的。如果缺少该元素，植物就不能完成其生活史果缺少该元素，植物就不能完成其生活史必要性必要性（2 2）该元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这种元素）该元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这种元素时，植物会表现出时，植物会表现出的缺素症状，只有补充这种元素的缺素症状，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失后症状才能减轻或消失专一性专一性（

4、3 3）该元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物起）该元素必须直接参与植物的代谢作用，对植物起的营养作用，而不是改善环境的间接作用的营养作用，而不是改善环境的间接作用直接性直接性（二）必需的理由（生理功能）（二）必需的理由（生理功能）u是细胞结构组成成分及其代谢活性化合是细胞结构组成成分及其代谢活性化合物的组成成分物的组成成分u为维护细胞的有序化（正常代谢）所需为维护细胞的有序化（正常代谢）所需u作用于植物体内能量的转移作用于植物体内能量的转移u为酶活性所需为酶活性所需（三）植物必需营养元素的分组（三）植物必需营养元素的分组1、按必需营养元素在植物体内的含量分组、按必需营养元素在植物体内的含量

5、分组 大量营养元素：大量营养元素：C、H、O、N、P、K，占植株，占植株干重的百分之几十到千分之几；其中干重的百分之几十到千分之几；其中N、P、K由于由于作物需要量多而土壤供应量少而被称为作物需要量多而土壤供应量少而被称为植物营养三植物营养三要素要素或肥料三要素；或肥料三要素； 中量营养元素：中量营养元素：Ca、Mg、S，占植株干重的百，占植株干重的百分之几到千分之几；分之几到千分之几； 微量营养元素：微量营养元素：Fe、Mn、B、Zn 、Cu、 Mo、Cl、Ni，占植株干重的千分之几到十万分之几。，占植株干重的千分之几到十万分之几。高等植物必需营养元素的种类、可利用形态、含量及主要来源高等植

6、物必需营养元素的种类、可利用形态、含量及主要来源2、按必需营养元素的一般生理功能分组、按必需营养元素的一般生理功能分组（1 1） C、H、O、N、S以离子和气体形态从土壤溶液中和大气以离子和气体形态从土壤溶液中和大气中被植物吸收中被植物吸收构成植物体的结构物质和生活物质构成植物体的结构物质和生活物质；是酶促反应过程中原子团的必需元素是酶促反应过程中原子团的必需元素（2 2） P P、B B、SiSi以无机阴离子或酸的形态被吸收；以无机阴离子或酸的形态被吸收；在植物细胞中以无机状态存在或与羧基在植物细胞中以无机状态存在或与羧基化合物进行酯化作用生成磷酸酯、硼酸化合物进行酯化作用生成磷酸酯、硼酸酯

7、等酯类，参与能量转换反应。酯等酯类，参与能量转换反应。（3） K、Ca、Mg、Mn、Cl、（、（Na） 以离子形态从土壤溶液中被植物吸收；以离子形态从土壤溶液中被植物吸收； 在植物细胞中以离子形态存在于汁液中，在植物细胞中以离子形态存在于汁液中，或被吸附在非扩散的有机离子上；或被吸附在非扩散的有机离子上； 构成细胞渗透压，活化酶或成为酶和底物构成细胞渗透压，活化酶或成为酶和底物之间的桥梁。之间的桥梁。（4） Fe、Cu、Zn、Mo 以离子或螯合物形态从土壤溶液中被植以离子或螯合物形态从土壤溶液中被植物吸收；物吸收； 以螯合形态存在于植物中；以螯合形态存在于植物中； 大多数可通过原子价的变化传递

8、电子。大多数可通过原子价的变化传递电子。（四）必需营养元素与植物生长（四）必需营养元素与植物生长1、同等重要律同等重要律植物必需营养元素在植物体内植物必需营养元素在植物体内的数量的数量都是都是、不可缺少的，如果、不可缺少的，如果缺少，均会影响植物的正常生长发育缺少，均会影响植物的正常生长发育 生产上要求：生产上要求：2、不可代替律不可代替律植物体内每一种必需营养元素植物体内每一种必需营养元素都有其都有其功能，不能被其它元素所代功能，不能被其它元素所代替，倘若缺乏某一元素，即使其他元素供应充足，替，倘若缺乏某一元素，即使其他元素供应充足，作物生长发育都会受到影响，只有补充这一元素，作物生长发育都

9、会受到影响，只有补充这一元素，作物才能恢复生长。作物才能恢复生长。 生产上要求：生产上要求：3、部分代替性部分代替性某一元素可部分代替另某一元素可部分代替另一元素的作用。例如一元素的作用。例如B能部分消除亚麻缺能部分消除亚麻缺Fe症，症，Na可部分满足糖用甜菜对可部分满足糖用甜菜对K的需求。的需求。（四）必需营养元素与植物生长（四）必需营养元素与植物生长三、植物的非必需营养元素三、植物的非必需营养元素（一）有益元素（一）有益元素（beneficial element）为某些植为某些植物正常生长发育所必需，或对某些植物生长有促物正常生长发育所必需，或对某些植物生长有促进作用。进作用。p Na：盐

10、生植物和某些：盐生植物和某些C4植物必需，甜菜、菠菜、芹菜等植物必需，甜菜、菠菜、芹菜等C3植物植物需要较多需要较多p Si：水稻、大麦、甜菜以及某些硅藻所必需，对禾谷类作物有益：水稻、大麦、甜菜以及某些硅藻所必需，对禾谷类作物有益p Co：不供给铵态氮或硝态氮氮源时，豆科植物共生固氮所必需，：不供给铵态氮或硝态氮氮源时，豆科植物共生固氮所必需，反刍动物的重要元素反刍动物的重要元素p Se：黄芪属植物需要量大，人和动物所必需：黄芪属植物需要量大，人和动物所必需p I：人和动物所必需：人和动物所必需p Al、V：低浓度时对某些植物有益：低浓度时对某些植物有益p 稀土元素稀土元素（二）有毒元素（二

11、）有毒元素（poisonous element）：）：高浓度时会对植物生长发育产生不良影响或高浓度时会对植物生长发育产生不良影响或使植物死亡，并能通过食物链危害人畜健康使植物死亡，并能通过食物链危害人畜健康的元素。的元素。 高浓度高浓度Se、I、Al、V等抑制植物生长等抑制植物生长 Hg、Cd、Pb、As、Br、F、Ni、Cr等对等对植物有较大毒性植物有较大毒性第二节第二节 植物对养分的吸收植物对养分的吸收一、植物根系对养分的吸收一、植物根系对养分的吸收1 1、根吸收养分的部位、根吸收养分的部位 吸收养分最活跃部位：离根尖吸收养分最活跃部位：离根尖1cm以内的以内的分生组织，吸收养分最多；分生

12、组织，吸收养分最多； 吸收养分最多的部位：离根尖吸收养分最多的部位：离根尖10 cm以内以内的根毛区；的根毛区； 幼嫩根系比衰老根吸收能力强；幼嫩根系比衰老根吸收能力强； 越靠近基部吸收能力越弱，愈靠近根尖越靠近基部吸收能力越弱，愈靠近根尖吸收能力愈强。吸收能力愈强。生产上施肥要注意肥料施用的位置及深度。生产上施肥要注意肥料施用的位置及深度。2 2、根系可吸收的养分形态、根系可吸收的养分形态 截获截获（root interception）：指植物根在土壤中伸长并与其）：指植物根在土壤中伸长并与其紧密接触，使根释放出的紧密接触，使根释放出的H+和和HCO3-与土壤胶体上的阴离子和与土壤胶体上的阴

13、离子和阳离子直接交换而被根吸收的过程。阳离子直接交换而被根吸收的过程。 扩散扩散（diffusion）：指由于根系吸收养分或施肥而使根圈附）：指由于根系吸收养分或施肥而使根圈附近和离根较远处的离子浓度存在浓度梯度而引起土壤中养分的近和离根较远处的离子浓度存在浓度梯度而引起土壤中养分的移动。是短距离内养分运输的主要方式。移动。是短距离内养分运输的主要方式。 质流质流（mass flow）：因植物蒸腾、根系吸水而引起水流中）：因植物蒸腾、根系吸水而引起水流中所携带的溶质由土壤向根部流动的过程。是长距离内补充养分所携带的溶质由土壤向根部流动的过程。是长距离内补充养分的主要方式。的主要方式。4 4、根

14、部对无机养分的吸收、根部对无机养分的吸收：又称非代谢吸收，是又称非代谢吸收，是一种一种顺电化学势梯度顺电化学势梯度的吸收过程，的吸收过程，不需消耗能量不需消耗能量，没没有选择性有选择性，吸收交换反应是，吸收交换反应是可逆的可逆的，属于物理或物理，属于物理或物理化学的作用。化学的作用。养分进入根细胞的方式：养分进入根细胞的方式： 1 1、扩散、质流、截获：离子、扩散、质流、截获：离子不能通过细胞膜和内皮层。不能通过细胞膜和内皮层。 2 2、离子交换：、离子交换： 根系表面与土壤溶液之间的根系表面与土壤溶液之间的离子交换。离子交换。 根系表面与土壤粘粒由于紧根系表面与土壤粘粒由于紧密接触，离子间不

15、通过溶液面直密接触，离子间不通过溶液面直接进行交换（接触交换接进行交换（接触交换) ) 。主动吸收（主动吸收（active active uptakeuptake）：）：又称代又称代谢吸收，养分离子谢吸收，养分离子逆电化学势梯度逆电化学势梯度进进入植物细胞内的现入植物细胞内的现象，它需要象，它需要消耗生消耗生物代谢能量物代谢能量，且具，且具有有高度选择性高度选择性。载体学说载体学说ATP5 5、根部对有机养分的吸收、根部对有机养分的吸收有机养分进入根细胞的有机养分进入根细胞的可能机制：可能机制： 特异性透过酶：需要特异性透过酶：需要消耗能量的主动吸收过消耗能量的主动吸收过程程 胞饮作用：指吸附

16、在胞饮作用：指吸附在质膜上含大分子物质的质膜上含大分子物质的液体微滴或微粒，通过液体微滴或微粒，通过质膜内陷形成小囊泡，质膜内陷形成小囊泡，逐渐向细胞内移动的主逐渐向细胞内移动的主动转运过程。动转运过程。二、根外器官对养分的吸收二、根外器官对养分的吸收根外营养：植物通过地上部分器官吸收养分和进行根外营养：植物通过地上部分器官吸收养分和进行代谢的过程。代谢的过程。根外追肥：把肥料配成一定浓度的溶液，喷洒在植根外追肥：把肥料配成一定浓度的溶液，喷洒在植物叶、茎等地上器官上。物叶、茎等地上器官上。机理？机理？特点？特点？影响根外营养效果的因素影响根外营养效果的因素?1 1、根外营养的机理、根外营养的

17、机理2 2、根外营养的特点、根外营养的特点 直接供给植物养分，防止养分在土壤中直接供给植物养分，防止养分在土壤中的固定和转化；的固定和转化； 养分吸收转化比根部快，能及时满足植养分吸收转化比根部快，能及时满足植 物需要；物需要； 促进根部营养，强株健体；促进根部营养，强株健体； 节省肥料，经济效益高。节省肥料，经济效益高。3 3、影响根外营养效果的因素、影响根外营养效果的因素 溶液的组成溶液的组成：不同溶液组成叶片吸收速度不同，：不同溶液组成叶片吸收速度不同，KClKNOKClKNO3 3KHKH2 2POPO4 4，尿素，尿素 其它其它N N肥肥 溶液的浓度溶液的浓度：在不引起伤害的前提下养

18、分进入叶片的速度：在不引起伤害的前提下养分进入叶片的速度和数量随浓度升高而升高，大量元素和数量随浓度升高而升高，大量元素 0.2-2%0.2-2%，微量元素，微量元素 0.01-0.2%0.01-0.2% 溶液溶液pHpH值值：阴离子溶液调至弱酸性，阳离子调至微碱性：阴离子溶液调至弱酸性，阳离子调至微碱性 溶液湿润叶片的时间溶液湿润叶片的时间： 30min1h30min1h内，晴天傍晚进行，或内，晴天傍晚进行，或使用湿润剂或表面活化剂使用湿润剂或表面活化剂 叶片与养分吸收叶片与养分吸收：双子叶：双子叶 单子叶，叶背面单子叶，叶背面 表面表面 喷施次数及部位喷施次数及部位：根据元素的移动能力而定

19、，移动性强的，：根据元素的移动能力而定，移动性强的，喷施次数少，移动性弱的，可适当增加次数。喷施次数少，移动性弱的，可适当增加次数。三、养分在植物体内的运转和利用三、养分在植物体内的运转和利用横向运输横向运输纵纵 向向 运运 输输1 1、木质部运输的机理、木质部运输的机理木质部运输（木质部运输（xylem transportxylem transport）：）：指养分及其指养分及其同化物从根通过木质部导管或管胞运移至地上部同化物从根通过木质部导管或管胞运移至地上部的过程。的过程。机理：机理： (1)(1)无机离子和水分主要靠蒸腾流（质流）向上无机离子和水分主要靠蒸腾流（质流）向上运输（单子叶植

20、物）；运输（单子叶植物）； (2)(2)离子交换，由于木质部导管壁上的果胶带负离子交换，由于木质部导管壁上的果胶带负电荷，能吸附阳离子，特别是二价阳离子（双子电荷，能吸附阳离子，特别是二价阳离子（双子叶植物）。叶植物）。 2 2、韧皮部运输的机理、韧皮部运输的机理韧皮部运输（韧皮部运输（phloem transportphloem transport）：）：指叶片中形指叶片中形成的同化物以及再利用的矿质养分通过韧皮部筛成的同化物以及再利用的矿质养分通过韧皮部筛管运移到植物体其他部位的过程。管运移到植物体其他部位的过程。机理：机理： (1)(1)压力流学说：有机物在筛管中随着液流的流压力流学说：

21、有机物在筛管中随着液流的流动而移动，这种液流的流动是由于疏导系统两端动而移动，这种液流的流动是由于疏导系统两端的压力势的差异而引起的。的压力势的差异而引起的。 (2)(2)质子质子- -蔗糖共运学说蔗糖共运学说 3 3、养分在植物体内的再分配和再利用、养分在植物体内的再分配和再利用 植物体内的养分随着生长中心的转移而使养分植物体内的养分随着生长中心的转移而使养分再分配和再利用再分配和再利用 矿质养分和光合产物矿质养分和光合产物优先分配到生长中心优先分配到生长中心； 各种养分的再分配和再利用程度因养分的移动各种养分的再分配和再利用程度因养分的移动能力而异；能力而异； 植物吸收的养分进入叶片后，需

22、与细胞中的植物吸收的养分进入叶片后，需与细胞中的ATPATP结合，即被激活，增加能量后，才能被再结合，即被激活，增加能量后，才能被再运输而重新转移。运输而重新转移。第三节第三节 影响植物吸收养分的条件影响植物吸收养分的条件一、植物吸收养分的基因型差异一、植物吸收养分的基因型差异1 1、植物形态特征对吸收养分的影响、植物形态特征对吸收养分的影响根根 根长度、侧根数量、根毛多少、根尖数等直接影响根长度、侧根数量、根毛多少、根尖数等直接影响吸收养分能力；吸收养分能力； 根系吸收养分的潜力远远超过植物对养分的需求，根系吸收养分的潜力远远超过植物对养分的需求，但一般只有一部分根吸收养分和水分；但一般只有

23、一部分根吸收养分和水分；养分也影响根的形态和分布：缺氮、缺锰、缺镁时，养分也影响根的形态和分布：缺氮、缺锰、缺镁时，根系细而长；缺钾时根系不能发育，缺钙根系死亡，根系细而长；缺钾时根系不能发育，缺钙根系死亡，缺硼停止生长。缺硼停止生长。 茎、叶本身的形态、酸度、位置不同会造成吸收养分的茎、叶本身的形态、酸度、位置不同会造成吸收养分的能力不同；能力不同； 茎、叶光合能力的不同造成可供吸收养分所消耗的能量茎、叶光合能力的不同造成可供吸收养分所消耗的能量也不同，从而影响根系对养分的吸收能力。也不同，从而影响根系对养分的吸收能力。茎和叶茎和叶2 2、植物生理生化特性对吸收养分的影响、植物生理生化特性对

24、吸收养分的影响 根系离子交换量：根系离子交换量：植物根系具有较高的阳离子交植物根系具有较高的阳离子交换量，甚至还有较小的阴离子交换特性。阳离子换量，甚至还有较小的阴离子交换特性。阳离子交换交换70-90%70-90%是由细胞壁上的自由羧基引起，其是由细胞壁上的自由羧基引起，其余部分由蛋白质或细胞原生质产生。余部分由蛋白质或细胞原生质产生。 酶活性：酶活性：影响养分的吸收速率影响养分的吸收速率 植物激素和植物毒素：植物激素和植物毒素：影响植物的代谢活动，调影响植物的代谢活动，调节养分吸收和输送。节养分吸收和输送。3 3、植物生育特点对吸收养分的影响、植物生育特点对吸收养分的影响 不同植物种类对元

25、素吸收的选择性不同植物种类对元素吸收的选择性，例如，水稻喜，例如，水稻喜硅，烟草含钾多，叶菜类喜氮；硅，烟草含钾多，叶菜类喜氮； 植物不同生育阶段对元素吸收的选择性植物不同生育阶段对元素吸收的选择性，一般生长，一般生长初期吸收的数量少，吸收强度低，随着时间的推移，初期吸收的数量少，吸收强度低，随着时间的推移，吸收量逐渐增加，往往在雌性器官分化期达到高峰，吸收量逐渐增加，往往在雌性器官分化期达到高峰，成熟阶段又渐趋减少。成熟阶段又渐趋减少。 营养临界期：指植物对养分供应不足或过多显示非常敏感营养临界期：指植物对养分供应不足或过多显示非常敏感而产量明显降低的时期。而产量明显降低的时期。 肥料最大效

26、率期：在植物的生育阶段中，施肥能获得植物肥料最大效率期：在植物的生育阶段中，施肥能获得植物生产最大效益的时期。生产最大效益的时期。 植物不同生长速率对元素吸收的选择性植物不同生长速率对元素吸收的选择性 二、环境因素对植物吸收养分的影响二、环境因素对植物吸收养分的影响 光照光照 温度温度 水分和通气条件水分和通气条件 酸碱度酸碱度 离子间的相互作用离子间的相互作用光照光照是植物养分吸收与同化的原动力。是植物养分吸收与同化的原动力。光合作用：能量光合作用：能量蒸腾作用蒸腾作用酶的诱导和代谢途径酶的诱导和代谢途径温度温度影响根系吸收养分的速度和数量。影响根系吸收养分的速度和数量。适宜土壤温度适宜土壤

27、温度15-30，在，在0-30 内，随温度升高，内，随温度升高，根系吸收养分加快，吸收数量增加；根系吸收养分加快，吸收数量增加； 低温低温时，植物的呼吸作用减弱，养分吸收的数时，植物的呼吸作用减弱，养分吸收的数量减少，低于量减少，低于2 时，植物只有被动吸收；时，植物只有被动吸收； 高温高温时，根系迅速老化，体内酶变性，吸收养时，根系迅速老化，体内酶变性，吸收养分减少。土温超过分减少。土温超过30 时，养分吸收也显著减少，时，养分吸收也显著减少，土温超过土温超过40 ，养分吸收急剧减少。，养分吸收急剧减少。 低温影响阴离子吸收比阳离子明显；低温影响阴离子吸收比阳离子明显； 低温影响植物对磷、钾

28、的吸收比氮明显；低温影响植物对磷、钾的吸收比氮明显； 不同植物吸收养分对温度的反应也不相同，例如，不同植物吸收养分对温度的反应也不相同，例如，低温会明显影响燕麦、四季萝卜对磷的吸收，而对低温会明显影响燕麦、四季萝卜对磷的吸收，而对黄瓜、葱的影响较小；黄瓜、葱的影响较小； 各种植物所需要的温度不同：水稻的适宜水温为各种植物所需要的温度不同：水稻的适宜水温为30-32 ，大麦根际土温，大麦根际土温18 ，棉花，棉花28-30 ，马铃，马铃薯薯20 ，玉米为，玉米为25-30 ，烟草，烟草22，番茄，番茄25 通气通气通过影响植物的呼吸作用而影响根通过影响植物的呼吸作用而影响根系对养分的吸收。系对养

29、分的吸收。 通气状况良好，有利于植物的有氧呼吸，从而有通气状况良好，有利于植物的有氧呼吸，从而有利于养分的吸收；利于养分的吸收； 土壤排水不良，呈嫌气状态，植物吸收养分垂直土壤排水不良，呈嫌气状态，植物吸收养分垂直下降，甚至出现养分倒流（外溢）现象；下降，甚至出现养分倒流（外溢）现象； 在淹水情况下，植物窒息死亡。在淹水情况下，植物窒息死亡。酸碱度酸碱度影响植物对养分不同离子形态的影响植物对养分不同离子形态的吸收和土壤养分的有效性。吸收和土壤养分的有效性。 在酸性反应中，植物吸收阴离子多于阳离子，碱性在酸性反应中，植物吸收阴离子多于阳离子，碱性反应中，吸收阳离子较多；反应中，吸收阳离子较多；

30、土壤溶液酸碱度影响土壤养分的有效性土壤溶液酸碱度影响土壤养分的有效性 各种植物对酸碱度的敏感性不同，例如，大麦对酸各种植物对酸碱度的敏感性不同，例如，大麦对酸度最敏感，金花菜、小麦、大豆、豌豆次之，花生、度最敏感，金花菜、小麦、大豆、豌豆次之，花生、小米又次之，芝麻、黑麦、荞麦、萝卜菜、油菜均小米又次之，芝麻、黑麦、荞麦、萝卜菜、油菜均比较耐酸，马铃薯最耐酸。茶树只适宜于酸性红壤，比较耐酸，马铃薯最耐酸。茶树只适宜于酸性红壤，田菁耐碱性较强，大麦次之，马铃薯不耐碱，荞麦田菁耐碱性较强，大麦次之，马铃薯不耐碱，荞麦无论酸碱都能适应。无论酸碱都能适应。水分水分影响养分的释放、迁移、浓度等影响养分的

31、释放、迁移、浓度等 水分适宜时，养分释放及其迁移速率都高，从而能水分适宜时，养分释放及其迁移速率都高，从而能够提高养分的有效性和肥料中养分的利用率；够提高养分的有效性和肥料中养分的利用率； 水分含量低时，无机养分的浓度相对提高，直接影水分含量低时，无机养分的浓度相对提高，直接影响植物根系对养分的吸收和利用；响植物根系对养分的吸收和利用； 水分含量过高时，一方面养分浓度降低，加速了养水分含量过高时，一方面养分浓度降低，加速了养分的流失，另一方面，导致局部缺氧和有害物质的分的流失，另一方面，导致局部缺氧和有害物质的积累。积累。离子间相互作用离子间相互作用影响养分的释放、迁移、浓影响养分的释放、迁移

32、、浓度等度等p 离子拮抗（离子拮抗（ion antagonism）作用）作用p 离子协助（离子协助（ion synergism）作用）作用1、离子拮抗（、离子拮抗（ion antagonism）作用）作用：指介质中某一离子的存在能介质中某一离子的存在能抑制植物对抑制植物对另一离子的吸另一离子的吸收或运转的作用。主要表现在阳离子与阳离子之间收或运转的作用。主要表现在阳离子与阳离子之间和阴离子与阴离子之间。和阴离子与阴离子之间。阳离子与阳离子之间阳离子与阳离子之间，如，如 一价与一价之间：一价与一价之间：K+、Rb+、Cs +之间之间 二价与二价之间：二价与二价之间： Ca2+、Mg2+、Ba2+

33、之间之间 一价与二价之间：一价与二价之间：NH4+和和H+对对Ca2+、K+对对Fe2+阴离子与阴离子之间阴离子与阴离子之间，如，如 Cl、Br和和I之间；之间； H2PO4和和OH之间；之间； H2PO4和和Cl之间；之间；NO3和和Cl之间；之间； SO42和和SeO42之间之间2、离子协助（、离子协助（ion synergism）作用：）作用：指介指介质中某一离子的存在能质中某一离子的存在能促进植物对促进植物对另一离子的吸收另一离子的吸收或运转的作用。主要表现在阴离子与阳离子之间或或运转的作用。主要表现在阴离子与阳离子之间或阳离子之间。如，阳离子之间。如， 阴离子与阳离子之间阴离子与阳离

34、子之间，如，如NO3 、 SO42等对阳等对阳离子的吸收有利离子的吸收有利二价或三价阳离子对一价阳离子二价或三价阳离子对一价阳离子， 如溶液中如溶液中Ca2+ 、Mg2+、Al3+等能促进等能促进K+ 、Rb+ 、Br以及以及NH4+的吸收的吸收“维茨效应维茨效应”第四节第四节 施肥的基本原理施肥的基本原理中国古代的施肥中国古代的施肥经验施肥经验施肥 西周时期，开始使用粪肥；西周时期，开始使用粪肥； 西汉的西汉的汜胜全书汜胜全书将施肥技术分为将施肥技术分为基肥和追肥，基肥和追肥，唐朝的唐朝的四时纂要四时纂要中记载了基肥和追肥的作用；中记载了基肥和追肥的作用； 南宋陈旉的南宋陈旉的农书农书把用粪

35、比作用药；把用粪比作用药； 元朝的王祯提出了元朝的王祯提出了“地力常新壮地力常新壮”的土壤培肥理论；的土壤培肥理论； 清代杨屾的清代杨屾的知本提纲知本提纲在施肥方法上讲究与耕、在施肥方法上讲究与耕、灌相结合，并指出施肥要注意灌相结合，并指出施肥要注意“时宜时宜”、“土宜土宜”、和和“物宜物宜”。西欧的施肥西欧的施肥科学施肥科学施肥 19世纪中叶，德国化学家李比希（世纪中叶，德国化学家李比希（J.V.Liebig）的）的“植物矿质营养学说植物矿质营养学说”、“养分归还学说养分归还学说”、“最小最小养分律养分律”； 18世纪后期，欧洲经济学家杜哥儿（世纪后期，欧洲经济学家杜哥儿（A.R.J. Tu

36、rgot）和安德森（和安德森（ J. Aderson）的）的“报酬递减律报酬递减律” 20世纪初，德国土壤化学家米采利希世纪初，德国土壤化学家米采利希( Mitscherlich)在在“报酬递减律报酬递减律”的基础上提出了的基础上提出了“米氏学说米氏学说”，提，提出了施肥与产量的关系，使施肥由定性转为定量；出了施肥与产量的关系，使施肥由定性转为定量； 因子综合作用律因子综合作用律，强调作物生长是各种因子综合作，强调作物生长是各种因子综合作用的结果。用的结果。养分归还学说的养分归还学说的3个要点：个要点： 随着作物的每次收获，必然要从土壤中带走一定随着作物的每次收获，必然要从土壤中带走一定量的养

37、分，随着收获次数的增加，土壤中的养分含量的养分，随着收获次数的增加，土壤中的养分含量会越来越少；量会越来越少； 若不及时归还作物从土壤中带走的养分，不仅土若不及时归还作物从土壤中带走的养分，不仅土壤肥力逐渐下降，而且产量也会越来越低；壤肥力逐渐下降，而且产量也会越来越低； 为了保持元素平衡和提高产量应该向土壤施入肥为了保持元素平衡和提高产量应该向土壤施入肥料。料。几种营养元素的归还程度几种营养元素的归还程度 归还程度低的：归还程度低的：N、P、K，需要重点补充；，需要重点补充； 中度归还的：中度归还的：Ca、Mg、S、Si，根据土壤和植物，根据土壤和植物种类补充；种类补充； 高度归还的：高度归

38、还的：Fe、Al、Mn等，归还比例高达等，归还比例高达60-70%，一般不必补充。，一般不必补充。最小养分律的内涵：最小养分律的内涵： 土壤中相对含量最少的养分制约着作物产量的提高；土壤中相对含量最少的养分制约着作物产量的提高； 最小养分会随条件改变而变化；最小养分会随条件改变而变化； 只有补充最小养分，才能提高产量。只有补充最小养分，才能提高产量。“平衡施肥平衡施肥”Y=A（1-e-cx）Y=b0+b1x+b2x2米氏学说的内涵：米氏学说的内涵： 总产量按一定的渐减率增加并趋近于某一最高产总产量按一定的渐减率增加并趋近于某一最高产量极限；量极限； 增施单位量养分的增产量随养分用量的增加而按增

39、施单位量养分的增产量随养分用量的增加而按一定比数递减；一定比数递减； 在一定条件下，任何单一因素都有一最高产量，在一定条件下，任何单一因素都有一最高产量，当条件改变时，该因素可能达到的最高产量也随之当条件改变时，该因素可能达到的最高产量也随之改变。改变。第五节第五节 施肥技术施肥技术 不同方法各有特点，应用时往往可以并存，互相渗不同方法各有特点，应用时往往可以并存，互相渗透与补充，以求得不断发展和完善。总的指导思想透与补充，以求得不断发展和完善。总的指导思想是是如何按养分平衡的要求，使推荐施肥定量化，既如何按养分平衡的要求，使推荐施肥定量化，既能高产优质，又讲究经济效益能高产优质，又讲究经济效

40、益 。（一）养分平衡法（一）养分平衡法养分平衡法（养分平衡法（nutrient balance and fertilizer recommendation): 又称目标产量法，是根据作物又称目标产量法，是根据作物计划产量需肥量与土壤供肥量之差估算施肥量的计划产量需肥量与土壤供肥量之差估算施肥量的方法。方法。 计划产量所需养分总量土壤供肥量计划产量所需养分总量土壤供肥量施肥量施肥量 肥料中养分含量肥料中养分含量肥料该养分的利用率肥料该养分的利用率根据计算土壤供肥量方法的不同而区分为根据计算土壤供肥量方法的不同而区分为地力差地力差减法减法和和土壤有效养分校正系数法土壤有效养分校正系数法。1、地力差

41、减法：根据作物目标产量与基础产量、地力差减法：根据作物目标产量与基础产量之差，求得实现目标产量所需肥料量的一种方法。之差，求得实现目标产量所需肥料量的一种方法。 （目标产量基础产量）（目标产量基础产量）形成形成100kg产量所需养分量产量所需养分量施肥量施肥量 肥料中养分含量肥料中养分含量肥料当季利用率肥料当季利用率 基础产量，即不施肥时的空白产量，可用空白法、田间试验基础产量，即不施肥时的空白产量，可用空白法、田间试验法和单位肥料的增产量确定。法和单位肥料的增产量确定。 目标产量是实际生产中与技达到的产量。可通过以地定产法、目标产量是实际生产中与技达到的产量。可通过以地定产法、以水定产法、前

42、几年平均单产法计算。以水定产法、前几年平均单产法计算。 养分系数，指农作物在其生育周期中，形成一定的经济产量养分系数，指农作物在其生育周期中，形成一定的经济产量所要从介质中吸收各种养分的数量。所要从介质中吸收各种养分的数量。 肥料利用率指当季作物从所施肥料中吸收的养分占施入肥料肥料利用率指当季作物从所施肥料中吸收的养分占施入肥料养分总量的百分数。可用示踪法和田间差减法计算养分总量的百分数。可用示踪法和田间差减法计算。2、土壤有效养分校正系数法：根据土壤有效养、土壤有效养分校正系数法：根据土壤有效养分的含量及其作物利用率来计算土壤供肥量。分的含量及其作物利用率来计算土壤供肥量。 目标产量所需养分

43、总量土壤有效养分含量目标产量所需养分总量土壤有效养分含量 2.25有效养分校正系数有效养分校正系数施肥量施肥量 肥料中养分含量肥料中养分含量肥料该养分的利用率肥料该养分的利用率 土壤有效养分校正系数土壤有效养分校正系数 无肥区每公顷农作物吸收的养分量无肥区每公顷农作物吸收的养分量 土壤有效养分测定值土壤有效养分测定值2.25例题：某农户麦田前三年平均产量为每亩例题：某农户麦田前三年平均产量为每亩365 kg，该地块无氮，该地块无氮对照区小麦产量为对照区小麦产量为150kg，请问小麦计划产量是多少？要实现，请问小麦计划产量是多少？要实现计划产量需要施用多少尿素？（注：小麦年递增率为计划产量需要施

44、用多少尿素？（注：小麦年递增率为12%，100kg小麦籽粒需纯氮小麦籽粒需纯氮3kg，尿素含氮量，尿素含氮量46%，氮素利用率，氮素利用率34%）解：解：（1）计划产量）计划产量= 365+36512%=408.8 kg（2）实现计划产量需氮量）实现计划产量需氮量=4083100=12.26 kg（3）基础产量为：）基础产量为：150kg（4）土壤供肥量）土壤供肥量=1503100=4.5 kg（5）需要通过施肥补充的氮量）需要通过施肥补充的氮量=12.26-4.5=7.76 kg（6）尿素用量）尿素用量=7.7646%34%=49.64kg50kg以测土施肥为理论的以测土施肥为理论的土壤养分

45、丰缺指标法土壤养分丰缺指标法是是通过多点田间试验，将土壤有效养分的化学通过多点田间试验，将土壤有效养分的化学测定值（相对值）按田间试验所获得的作物测定值（相对值）按田间试验所获得的作物相对产量（即无肥区产量占全肥区最高产量相对产量（即无肥区产量占全肥区最高产量）划分为）划分为35个等级作为土壤丰缺指标，个等级作为土壤丰缺指标，然后按等级布置田间试验，求得在某一类型然后按等级布置田间试验，求得在某一类型土壤上作物产量与施肥关系的曲线，作为建土壤上作物产量与施肥关系的曲线，作为建议施肥量的依据。议施肥量的依据。（二）土壤养分丰缺指标法（二）土壤养分丰缺指标法分级标准无严格规定，一般根据生产目标、生

46、产水平和经济水平分级标准无严格规定，一般根据生产目标、生产水平和经济水平而定。而定。美国的美国的Adums提出，小于提出，小于50%为极低，为极低，50%74%为中，为中，100%为高；为高；联合国粮农组织，小于联合国粮农组织，小于80%为低，为低，80%-100%为中，大于为中，大于100%为高；为高；西北农林科技大学，小于西北农林科技大学，小于50%为极低，为极低，50%70%为低，为低，71%95%为中，大于为中，大于95%为高。例如，陕西关中西部灌区小麦有效氮、为高。例如，陕西关中西部灌区小麦有效氮、磷丰缺指标磷丰缺指标 肥料效应函数：产量与施肥量之间的数量关系肥料效应函数：产量与施肥

47、量之间的数量关系的函数表达式。的函数表达式。 在不同肥力等级的地块上按一定的试验设计布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，先求得作物对肥料反应的置多点分散的肥力试验，先求得作物对肥料反应的效应函数，而后由此分别计算出效应函数，而后由此分别计算出最高产量施肥量或最高产量施肥量或最佳经济施肥量最佳经济施肥量，这一方法获得的推荐施肥量是建，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，这能应用电脑计算技术。应该说，这是近年来科学施是近年来科学施肥的重要改革与先进技术。肥的重要改

48、革与先进技术。 （三）肥料效应函数法（三）肥料效应函数法土壤营养诊断土壤营养诊断主要根据土壤养分的强度因素和数量主要根据土壤养分的强度因素和数量因素来进行；因素来进行；包括幼苗法、田间肥效试验法、微生包括幼苗法、田间肥效试验法、微生物法、化学分析法。物法、化学分析法。植株营养诊断植株营养诊断的主要依据是作物体内养分的分布特的主要依据是作物体内养分的分布特点、含量特点、再利用规律及土壤供肥点、含量特点、再利用规律及土壤供肥-作物需肥作物需肥-作物生长的关系来决定。包括外形诊断、化学诊断、作物生长的关系来决定。包括外形诊断、化学诊断、营养诊断施肥综合法（营养诊断施肥综合法（DRIS法）、相对产量法

49、。法）、相对产量法。（四）营养诊断法（四）营养诊断法参考参考作物施肥原理与技术作物施肥原理与技术植物的营养期植物的营养期：植物通过根系或叶片等其他：植物通过根系或叶片等其他营养器官从土壤或介质中吸收养分的整个时期，营养器官从土壤或介质中吸收养分的整个时期，不包括前期的种子营养阶段和后期根部停止吸不包括前期的种子营养阶段和后期根部停止吸收养分的阶段。收养分的阶段。植物阶段营养植物阶段营养：植物不同生育阶段从环境中：植物不同生育阶段从环境中吸收养分的种类、数量和比例等都有不同要求吸收养分的种类、数量和比例等都有不同要求的时期。的时期。植物吸收养分的连续性植物吸收养分的连续性：植物在各个生育阶：植物

50、在各个生育阶段都需要足够的养分来满足生长。段都需要足够的养分来满足生长。基肥（基肥（Basal fertilizer）：又称底肥，指在播种（或定植）前结：又称底肥，指在播种（或定植）前结合土壤耕作施入的肥料。其作用一方面是培肥和改良土壤，另合土壤耕作施入的肥料。其作用一方面是培肥和改良土壤，另一方面是供给植物整个生长发育时期所需要的养分。肥料种类一方面是供给植物整个生长发育时期所需要的养分。肥料种类多用有机肥，配合一部分化肥。施用原则是肥土、肥苗、土肥多用有机肥，配合一部分化肥。施用原则是肥土、肥苗、土肥相融。相融。种肥（种肥（seed fertilzer）：指播种（或定植）时施在种子附近或：

51、指播种（或定植）时施在种子附近或与种子混播的肥料。其作用是给种子萌发和幼苗生长创造良好与种子混播的肥料。其作用是给种子萌发和幼苗生长创造良好的营养条件和环境条件。多用腐熟的有机肥或速效性的化学肥的营养条件和环境条件。多用腐熟的有机肥或速效性的化学肥料以及微生物制剂等，有腐蚀性的肥料不宜作为种肥：如碳铵、料以及微生物制剂等，有腐蚀性的肥料不宜作为种肥：如碳铵、硝铵、氯化铵、过磷酸钙等。硝铵、氯化铵、过磷酸钙等。追肥（追肥（top fertilizer）：在植物生长期间施入的肥料。其作用是：在植物生长期间施入的肥料。其作用是及时补充植物在生长发育过程中所需的养分，满足植物的阶段及时补充植物在生长发

52、育过程中所需的养分，满足植物的阶段营养。一般以速效性化肥为主。营养。一般以速效性化肥为主。撒施（撒施（broadcasting）：把肥料均匀撒于地表，然后：把肥料均匀撒于地表，然后翻入土中，做到土肥相融。用于基肥和追肥，及施翻入土中，做到土肥相融。用于基肥和追肥，及施肥量大的或密植植物。肥量大的或密植植物。条施（条施（band application）：开沟条施肥料后覆盖。：开沟条施肥料后覆盖。也用于基肥和追肥的施用，一般在肥料较少、大株也用于基肥和追肥的施用，一般在肥料较少、大株植物和垄栽植物上使用。植物和垄栽植物上使用。穴施（穴施（hole application ）：在播种前把肥料施在播

53、：在播种前把肥料施在播种穴中，之后覆土播种。其特点是施肥集中，用肥种穴中，之后覆土播种。其特点是施肥集中，用肥量少，增产效果好。多用于果树、林木上。量少，增产效果好。多用于果树、林木上。 分层施肥分层施肥（separated layer fertilization）：）：将肥料按不同比例施入土壤的不同层次。将肥料按不同比例施入土壤的不同层次。 随水浇施随水浇施（application together with watering）：在灌溉时将肥料溶于灌溉水而施）：在灌溉时将肥料溶于灌溉水而施入土壤的方法。入土壤的方法。 根外追肥根外追肥（foliar fertilizer）：把肥料配成一）：把

54、肥料配成一定浓度的溶液，喷洒在植物叶面，以供植物吸定浓度的溶液，喷洒在植物叶面，以供植物吸收。收。 环状和放射状施肥环状和放射状施肥（ring application）：常用于果）：常用于果树。环状施肥是在树冠外围垂直的地面上，挖一环树。环状施肥是在树冠外围垂直的地面上，挖一环状沟，深、宽各状沟，深、宽各30-60cm，施肥后覆土。来年再施，施肥后覆土。来年再施肥时可在第一年施肥沟的外侧再挖沟施肥，以逐年肥时可在第一年施肥沟的外侧再挖沟施肥，以逐年扩大施肥范围。放射状施肥是在距数目一定距离处，扩大施肥范围。放射状施肥是在距数目一定距离处，以树干为中心，向树冠外围挖以树干为中心，向树冠外围挖4-8条放射状