植物营养与施肥.ppt
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1、土壤肥料学土壤肥料学(肥料部分)(肥料部分)资源与环境学院资源与环境学院资源与环境学院资源与环境学院 刘春生刘春生刘春生刘春生CSCS第六章第六章植物营养与施肥原理植物营养与施肥原理 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。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
2、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 基肥种肥追肥 含义播前或定植前施用播前或定植前施用的肥料的肥料播播时时或定植或定植时时施用的施用的肥料肥料生生长过长过程中施用的程中施用的肥料肥料 目的满满足作物全生育期足作物全生育期对对养分的要求养分的要求满满足作物苗期足作物苗期对对养分养分的要求的要求满满足作物各生育期足作物各生育期对对养分要求
3、养分要求施用原则培肥土培肥土,供养分供养分易吸收易吸收 ,无毒害无毒害促生促生长长,不,不过劲过劲肥料种类有机肥有机肥为为主,主,迟迟效及不易流失的效及不易流失的化肥化肥充分腐熟的有机肥,充分腐熟的有机肥,速效化肥速效化肥化肥化肥为为主主,腐熟的有机肥腐熟的有机肥施用方法结结合深耕撒施,集合深耕撒施,集中施、中施、条施、穴施条施、穴施拌种,拌种,浸种,浸种,沾秧根沾秧根,穴施穴施根外追肥,根外追肥,条施、穴施条施、穴施第一节第一节 植物的营养成分植物的营养成分 一、植物体内元素组成及含量一、植物体内元素组成及含量 水分水分 7595新鲜作物新鲜作物 C(1)H(3)O(2)N(4)9599 干
4、物质干物质 (525)灰分元素灰分元素Ca K Si P S Cl Al Na Fe (15)灰分元素:灰分元素:将作物干物质进行煅烧后,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)残留以气体形态挥发(气态元素)残留下的不挥发的物质称下的不挥发的物质称灰分灰分,灰分中的元素,灰分中的元素称灰分元素。称灰分元素。植物体中元素有七十多种,含量相差很植物体中元素有七十多种,含量相差很大,这与:大,这与:植物的种类有关,如:盐生植物含钠多、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、豆科植物含氮多、水稻含硅多,马铃薯、甜菜含钾多;甜菜含钾多;环境有关,如
5、:红壤土上的植物含铝多;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。施肥可以增加植物体内该元素的含量。二、植物必需的营养元素二、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。判断植物必需找到,但并非全部必需。判断植物必需营养元素的营养元素的三条标准三条标准:1.缺少这种元素,作物生长发育受阻,不能完缺少这种元素,作物生长发育受阻,不能完成生活周期。成生活周期。2.缺少这种元素,作物出现某些特定症状,只缺少这种元素,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。有补充该元素才能恢复正常或预防。3.该元素在
6、植物营养生理上表现出直接的效果,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而不是改善了植物生长的环境条件而产生的间接效果。间接效果。目前认为植物必需营养元素有目前认为植物必需营养元素有16种种(大量元素(大量元素9种,微量元素种,微量元素7种):种):大量营养元素大量营养元素 主要吸收形态主要吸收形态 主要来源主要来源 在干物质中的含量()在干物质中的含量()C CO2 大气大气 45 H H2O 土壤水土壤水 45 O CO2 O2 大气和土壤空气大气和土壤空气 6 N NH4+NO3-土壤土壤 1.5 P H2PO4-HPO42-土壤土壤 0.2 K K
7、+土壤土壤 1.0 S SO42+土壤土壤 0.1 Ca Ca2+土壤土壤 0.5 Mg Mg2 土壤土壤 0.2微量营养元素微量营养元素种类种类 吸收形态吸收形态 含量含量 主要来源主要来源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。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。过去
8、认为大气中取之不尽,用之不竭。现在保护地施现在保护地施CO2肥肥:2NH4HCO3+H2SO4 (NH4)2SO4+2CO2+2H2ON P K:土壤中含量少(相对),作物需要多,需施土壤中含量少(相对),作物需要多,需施肥补充肥补充,称称肥料三要素肥料三要素。S Ca Mg:北方土壤一般够用,施磷肥时有所补充北方土壤一般够用,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一般土壤够用,但随产量提高需补充Zn B Fe等。等。三、营养元素的同等重要性和不可替代律三、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,它们含量相作物必需的营养元素
9、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,用是同等重要和不可替代的。氮不能代替磷,磷不能代替钾。磷不能代替钾。各种营养元素既具有各自的生理功能、不可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,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
10、这叫交互作用(连应效应连应效应)。四、必需元素的作用四、必需元素的作用1、构成作物活体的结构物质及生活物质、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、叶绿素等蛋白质、氨基酸、核酸、脂类、叶绿素等2、加速作物体内代谢、加速作物体内代谢:Zn Cu Mn Cl Mo B Fe Ca Mg K.是酶的辅是酶的辅基或活化基基或活化基 3、对作物具特殊功能的元素、对作物具特殊功能的元素:K Ca Mg.调节渗透势,增强抗逆性调节渗透势,增强抗逆性 第二节第二节 植物对养分的吸收植物对
11、养分的吸收 植物对养分的吸收是一个复杂的过程,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,其植物吸收养分的器官主要是根系,其次是叶片。次是叶片。养分从土壤进入植物体内包括两个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,二是过程:一是养分向根表的迁移,二是根系对养分离子的吸收根系对养分离子的吸收 (一)土壤养分向根部的迁移(一)土壤养分向根部的迁移 1、截获截获:植物根系与土壤中各:植物根系与土壤中各养分直接接触时获取养分的方养分直接接触时获取养分的方式。式。影响因素影响因素:根系体积、养分浓度根系体积、养分浓度 因根系与土壤所占体积相比,一般因根系与土壤所占体
12、积相比,一般只有只有14,该方式获取养分较少。,该方式获取养分较少。2、扩散扩散:土壤中的养分离子从:土壤中的养分离子从高浓度向低浓度的运动叫扩散。高浓度向低浓度的运动叫扩散。影响因素:浓度差、土壤湿影响因素:浓度差、土壤湿度、扩散系数度、扩散系数 扩散系数单位:扩散系数单位:cm2/s10-5不同养分离子的扩散系数:不同养分离子的扩散系数:养分离子养分离子 水中水中 湿润土壤湿润土壤 NO3-_N 1.92 0.5 Cl-2.03 0.5 K+1.98 0.010.24 PO43-0.89 0.000010.0013、质流质流:土壤中养分离子随水:土壤中养分离子随水流动到达根表的过程叫质流。
13、流动到达根表的过程叫质流。与植物蒸腾作用有关;与离子与植物蒸腾作用有关;与离子浓度有关,但不成正比。浓度有关,但不成正比。质流、扩散和截获这三种方式是同时质流、扩散和截获这三种方式是同时存在并相互作用的。存在并相互作用的。磷以扩散为主,氮、钙、镁以质流为磷以扩散为主,氮、钙、镁以质流为主;铜、锰、铁、锌主要是扩散;主;铜、锰、铁、锌主要是扩散;硼以质流和扩散各占一半;硼以质流和扩散各占一半;钼含量低时以扩散为主,含量高时以钼含量低时以扩散为主,含量高时以质流为主。质流为主。(二)根部对无机态养分的吸收(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,经过养分通过各种途径到达根表后,经过
14、各种复杂的生化过程,各种复杂的生化过程,养分吸收进入到根养分吸收进入到根细胞中细胞中(离子通过质流、扩散、或截获进入离子通过质流、扩散、或截获进入根细胞的根细胞的自由空间自由空间),再进一步转移进入到,再进一步转移进入到地上部分。地上部分。1、被动吸收、被动吸收 定义:膜外养分顺浓度梯度(分子)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)进谢能量而自发地(即没有选择性地)进入原生质膜的过程。入原生质膜的过程。特点:特点:不需能量,无选择性,顺浓不需能量,无选择性,顺浓 度梯度进行。度梯度进行。2、主动吸收主
15、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、逆浓度梯特点:消耗能量、选择吸收、逆浓度梯度度二、叶部对养分的吸收(根外营养)二、叶部对养分的吸收(根外营养)(一)根外营养的机制(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;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叶部吸收可通过植物叶片的角质层上的裂缝进入;缝进入;叶背面是比较疏松的海绵组织,细胞间隙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
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