植物營(yíng)養(yǎng)與施肥

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植物營(yíng)養(yǎng)與施肥原則,第一章,物質(zhì)和能量的“ 大循環(huán)”,人類施肥活動(dòng)根本目的是調(diào)節(jié)這一環(huán)節(jié),向自然界獲取更多的能量。,第一節(jié)  植物的營(yíng)養(yǎng)成分,,植物體：水(75-95%)                  干物質(zhì)(5-25%)       (占鮮體重)  干物質(zhì)： 揮發(fā)性氣態(tài)元素:  C、H、O、N (90%以上)                  不揮發(fā)物質(zhì)(灰分) :                   P、K、Ca、Mg、S、Fe、                    Mn、Cu、Zn、Mo、B、                   Cl、Si、Na、Co、                   Al、Ni、V、Se等。                     目前已在植物體內(nèi)                   檢出70余種礦質(zhì)元素.,,一. 植物體的組成,鹽土中生長(zhǎng)的植物含Na多,酸性土壤上的植物含Al多,水稻、小麥等禾谷類作含Si多,馬鈴薯、甘薯含K多,豆科作物含N多,二. 營(yíng)養(yǎng)元素的分類,營(yíng)養(yǎng)元素在植物體內(nèi)的含量不同，所引起的作用也不同，有些是偶然進(jìn)入植物體內(nèi)，有些元素在植物體內(nèi)含量很少，但是是不可缺少的 （溶液培養(yǎng)可以鑒別）,必需營(yíng)養(yǎng)元素的三個(gè)依據(jù)    1. 如缺少某種營(yíng)養(yǎng)元素,植物就不能完成生活史;    2. 必須營(yíng)養(yǎng)元素的功能不能由其它營(yíng)養(yǎng)元素代替;    3. 必須營(yíng)養(yǎng)元素直接參與植物代謝作用.,(一) 必需營(yíng)養(yǎng)元素:,大量與微量沒(méi)有嚴(yán)格的界限,隨著環(huán)境的變化微量元素含量可超過(guò)大量元素含量。,目前已發(fā)現(xiàn)16種必需營(yíng)養(yǎng)元素:,大量營(yíng)養(yǎng)元素：,C  H  O  N  P  K  Ca  Mg  S (占植物干重的0.1%以上),微量營(yíng)養(yǎng)元素：,C ( 1800 )、 N(1804)、P ,K, Ca, Mg ,S ( 1938 ),Fe  Mn  Cu  Zn  B  Mo  Cl(一般占植物干重的0.1%以下),任何一種營(yíng)養(yǎng)元素的特殊功能都不能為其它元素所代替。,兩個(gè)重要的定律,同等重要律:,必需營(yíng)養(yǎng)元素在植物體內(nèi)不論數(shù)量多少都是同等重要的。,不可代替律:,在16種營(yíng)養(yǎng)元素之外，還有一類營(yíng)養(yǎng)元素，它們對(duì)一些植物的生長(zhǎng)發(fā)育具有良好的作用，或?yàn)槟承┲参镌谔囟l件下所必需，但不是所有植物所必需，人們稱之為“  有益元素”。 其中主要包括： Si   Na  Co  Se  Ni  Al 等。,水稻Si、固氮作物Co、甜菜Na等。,,(二)有益元素,按其生化作用和生理功能進(jìn)行分類,根系(為主): 礦質(zhì)元素           吸收養(yǎng)分最多的部位是根尖以上的分生組織,,第二節(jié)  植物對(duì)養(yǎng)分的吸收,吸收:  是指營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)由介質(zhì)進(jìn)入植物體內(nèi)的過(guò)程。,養(yǎng)分離子從土壤轉(zhuǎn)入植物體內(nèi)包括兩個(gè)過(guò)程: 即養(yǎng)分離子向根部遷移和根對(duì)養(yǎng)分離子的吸收。,,一. 植物吸收養(yǎng)分的器官和途徑,吸收途徑,葉面(包括莖表面)：         CO2  O2  H2O  SO2                   葉面滲透也可吸收礦質(zhì)元素,如噴施尿素KH2PO4微量元素等。,介質(zhì)溶液        細(xì)胞壁水膜        細(xì)胞壁 (自由空間)        原生質(zhì)膜        細(xì)胞內(nèi)部,,,,,無(wú)論那種方式都是按以下途徑吸收:,自由空間:                  是指在植物體某些器官組織內(nèi)或細(xì)胞中能允許外部溶液自由擴(kuò)散進(jìn)入的那部分空間。           由三部分組成: 1. 細(xì)胞間隙   2. 細(xì)胞壁微孔 3. 細(xì)胞壁與原生質(zhì)膜     之間的空隙,二、養(yǎng)分離子向根部遷移,,截獲: 是指根系在土壤里伸展過(guò)程中吸收直接接觸到的養(yǎng)分。      對(duì)移動(dòng)性小的離子較重要.如Cu、Mg.（10％）      質(zhì)流(集流)：是因植物蒸騰作用而引起的土壤養(yǎng)分隨土壤水分流動(dòng)的運(yùn)動(dòng)。      速度較快,但要求水分和離子濃度足夠大。NO3－之類高溶解性的離子主要吸收機(jī)質(zhì). N、Ca、B、Mo質(zhì)流      擴(kuò)散：是指土壤溶液中當(dāng)某種養(yǎng)分的濃度出現(xiàn)差異時(shí)所引起的養(yǎng)分運(yùn)動(dòng)。      速度較慢,每天只有幾毫米.離子濃度及含水量影響P、K擴(kuò)散。,三、植物對(duì)離子態(tài)養(yǎng)分的吸收(陽(yáng)離子吸收),被動(dòng)吸收：養(yǎng)分進(jìn)入根細(xì)胞內(nèi)需消耗能量的屬物                             理或化學(xué)的作用 (非代謝吸收)。                         是植物吸收養(yǎng)分的初級(jí)階段。  主動(dòng)吸收: 凡是養(yǎng)分進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)需要消耗能量的,具                       有選擇性。如逆濃度吸收(代謝吸收)。,載體學(xué)說(shuō) : 生物膜上具有某些分子,它們有載運(yùn)離子通過(guò)生物                     膜的能力,它們對(duì)某種離子具有專性結(jié)合點(diǎn),因而可                   以選擇性的運(yùn)載某種離子通過(guò)生物膜,目前，從能量的觀點(diǎn)和酶的動(dòng)力學(xué)原理來(lái)研究植物主動(dòng)吸收養(yǎng)分的原因，提出載體學(xué)說(shuō)和離子泵學(xué)說(shuō)。,總的看來(lái).整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程是: 離子＋ATP   運(yùn)輸   離子＋ADP＋Pi      膜外                                膜內(nèi),載體學(xué)說(shuō)比較完善的從理論上解釋了關(guān)于離子主動(dòng)吸收中的三個(gè)基本過(guò)程：,A 離子選擇性吸收 B 離子通過(guò)質(zhì)膜 C 在質(zhì)膜中轉(zhuǎn)移和離子      吸收與代謝作用的密      切關(guān)系,指離子泵可以在逆電化學(xué)勢(shì)梯度的情況下將離子泵入或泵出細(xì)胞膜。細(xì)胞膜上的蛋白質(zhì)復(fù)合體(ATP酶)，它使ATP分解,放出能量,驅(qū)使H+泵出膜外.這樣模跨質(zhì)膜或產(chǎn)生pH梯度,因而促使膜外陽(yáng)離子吸收到細(xì)胞中去,這樣抵消了膜的電化學(xué)勢(shì),需要再分解ATP重復(fù)上面的過(guò)程。   ATP＋H2O-----------OP(OH)3＋ADP-＋H+   陰離子也是由這種形式進(jìn)行的：   ADP-＋H2O----------ADP＋OH－,離子泵學(xué)說(shuō):,,離子通道   (Ion Cannel),是另一種吸收養(yǎng)分的形式,它也是由一類離子載體組成的,如由兩個(gè)短稈菌肽A組合在一起即為一個(gè)離子通道,允許K+ 、Na+通過(guò),而不允許Cu2＋、Mg2+通過(guò)。,陰離子進(jìn)入與細(xì)胞色素系統(tǒng)密切相關(guān)，細(xì)胞色素中心部分含有鐵原子，鐵由二價(jià)變?nèi)齼r(jià)，導(dǎo)致細(xì)胞色素的還原與氧化，陰離子便沿著電子傳遞的相反方向進(jìn)入細(xì)胞。,四、根系對(duì)陰離子的吸收,陰離子呼吸學(xué)說(shuō):,(瑞典著名植物生理學(xué)家 Lundegardh),這一學(xué)說(shuō)有致命的弱點(diǎn)，很少有人贊同。,質(zhì)子－陰離子“ 共運(yùn)輸”,陰離子先同質(zhì)子結(jié)合而質(zhì)子化，帶正電荷，可為帶負(fù)電的細(xì)胞質(zhì)所吸引，所以陰離子吸收與陽(yáng)離子的吸收在原理上是類同的，不同的是在陰離子吸收的同時(shí)，質(zhì)子又返回細(xì)胞質(zhì)內(nèi)。使膜外H+濃度降低，因而植物吸收陰離子后會(huì)使介質(zhì)中pH值提高。,例如：大麥吸收賴氨酸，玉米吸收甘氨酸，水稻幼苗能直接吸收各種氨基酸或核甘酸及核酸。        究竟有機(jī)養(yǎng)分以什么方式進(jìn)入根細(xì)胞，尚無(wú)肯定結(jié)論。有機(jī)養(yǎng)料的吸收由膜上透過(guò)酶作為載體運(yùn)入細(xì)胞，這個(gè)過(guò)程需消耗能量。也有人用“  胞飲”現(xiàn)象了解釋有機(jī)物的吸收。如蓖麻、松樹(shù)根尖都有這種現(xiàn)象。,五、植物對(duì)有機(jī)態(tài)養(yǎng)分的吸收,用滅菌培養(yǎng),示蹤元素進(jìn)行試驗(yàn)表明,植物根系不僅能夠吸收礦質(zhì)養(yǎng)分,也能吸收有機(jī)養(yǎng)分。,根外營(yíng)養(yǎng):植物葉片(包括一部分莖)吸收養(yǎng)料并                  營(yíng)養(yǎng)其本身的現(xiàn)象。,六、 葉部吸收(根外營(yíng)養(yǎng)),葉部吸收養(yǎng)分的形態(tài)和機(jī)制與根部類似,吸收養(yǎng)分是從葉片角質(zhì)層和氣孔進(jìn)入,最后通過(guò)質(zhì)膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。,意義: 當(dāng)土壤環(huán)境和水分過(guò)多或過(guò)干等造成根系營(yíng)養(yǎng)吸收受阻或作物生長(zhǎng)后期根系活動(dòng)衰退時(shí),葉面吸收養(yǎng)料可以彌補(bǔ)根系吸收養(yǎng)料不足,但只能做為根系營(yíng)養(yǎng)的一種補(bǔ)充,而不能代替。,自1844年法國(guó)植物學(xué)家E.Gris把FeSO4溶液涂抹在發(fā)黃的葡萄葉片上用以矯正因缺鐵引起的黃葉病以來(lái)，葉面施肥在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用及機(jī)理的研究有了長(zhǎng)足的發(fā)展。1940年，美國(guó)開(kāi)始用尿素作為根外追肥并獲得成功。但某些農(nóng)業(yè)科學(xué)家對(duì)葉面肥的作用依舊保持懷疑，認(rèn)為葉面吸收養(yǎng)分是一個(gè)不清楚的過(guò)程，只在某些特殊條件下有一定的效果。事實(shí)上，關(guān)于葉面滲透吸收養(yǎng)分機(jī)理的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于葉面肥的實(shí)際應(yīng)用。,在世界范圍內(nèi)，葉面施肥已經(jīng)成為重要的高產(chǎn)栽培管理措施之一，葉面施肥至少可以解決生產(chǎn)中的某些特殊的問(wèn)題：,1、土壤施用微量元素肥料，往往引起養(yǎng)分固定，有效性降低，施用效果差。采用葉面施肥即可快速，經(jīng)濟(jì)的矯治微量元素的缺乏，是微量元素施肥的主導(dǎo)措施。,2、 葉面施肥,各種養(yǎng)分物質(zhì)可直接從葉片進(jìn)入體內(nèi)，參入代謝過(guò)程，比土壤施肥快。如土施尿素、硫酸銨等氮肥，最快速度也必須有3－4天才能見(jiàn)效，而通過(guò)葉面施肥，1－2小時(shí)就可被葉片吸收50％左右。因此，可以及時(shí)快速的矯治生育期中營(yíng)養(yǎng)元素的潛在缺乏，特別是在養(yǎng)分臨界期，通過(guò)葉面施肥，不至于造成大幅度減產(chǎn)。,4、在作物迅速生長(zhǎng)期，通過(guò)葉面施肥補(bǔ)充根系吸收的不足，發(fā)揮高產(chǎn)品種的最大潛力。,5、施用葉面噴肥，在蔬菜作物上可減少推薦施氮的25％，而維持同等產(chǎn)量，從而減少土壤殘留礦質(zhì)氮和植物體內(nèi)硝酸鹽含量，減少對(duì)地下水的污染。,3、在脅迫條件下，如土壤干旱，養(yǎng)分有效性低，通過(guò)葉面施肥及時(shí)補(bǔ)充養(yǎng)分。,6、  在作物生育后期，根系活力下降土壤施肥不可能實(shí)施的情況下，通過(guò)葉面施肥可以促進(jìn)灌漿，使籽粒飽滿。在谷類作物的生育后期，葉面施氮很容易增加籽粒蛋白質(zhì)含量，在這段時(shí)期供應(yīng)氮可以從葉片迅速地被再轉(zhuǎn)移，并直接的運(yùn)輸?shù)秸谏L(zhǎng)的籽粒中。,7、  葉面施肥可以改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。如蘋果果實(shí)內(nèi)的Ca含量是影響果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)，通過(guò)將Ca營(yíng)養(yǎng)直接噴施于果實(shí)上，對(duì)防治生理缺鈣和提高果實(shí)硬度，延長(zhǎng)儲(chǔ)藏性具有很好的效果。在蘋果上，研究既不影響內(nèi)在品質(zhì)又能增加色度的增色劑，以提高果實(shí)的外觀品質(zhì)。,近幾年來(lái)，葉面噴施劑有向多目的復(fù)合型發(fā)展的趨勢(shì)，如營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，調(diào)節(jié)劑，農(nóng)藥的混合制劑，這種混合只能根據(jù)具體情況，如果盲目的混合使用，及造成浪費(fèi)，有可能得不到好的效果。,由于葉面噴施劑可以解決生產(chǎn)中許多特殊的問(wèn)題，因此對(duì)葉面的吸收運(yùn)輸機(jī)理需要進(jìn)行深入的研究，如果葉面肥沒(méi)有足夠的理論支持，其發(fā)展就會(huì)受到限制。,環(huán)境對(duì)于植物和動(dòng)物都有影響，但接受方式不一樣，植物只能被動(dòng)地、有限地改變一些生理狀況來(lái)適應(yīng)。 動(dòng)物能動(dòng)地避免，尋求合適的環(huán)境 。,第三節(jié)  影響植物吸收養(yǎng)分的外界環(huán)境條件,能量的供應(yīng): 吸收養(yǎng)料需要能量,光照充足,光合作用強(qiáng)度大,吸收的能量多,養(yǎng)分吸收也多；   酶的誘導(dǎo)和代謝途徑上需要光照、硝酸還原酶的激活需要光；   蒸騰作用: 光可調(diào)節(jié)葉子氣孔的開(kāi)關(guān),而影響蒸騰作用。,一. 光照,在一定溫度范圍內(nèi)，溫度增加，呼吸作用加強(qiáng)，植物吸收養(yǎng)分的能力也隨著增加。        植物根系要求適宜的土壤溫度為15-25℃。大麥根際溫度以18℃ 為好，棉花28-30℃，玉米25-30℃，水稻30-32℃，馬鈴薯20℃，煙草22℃，甜瓜、西瓜、甜椒、番茄、茄子、菜豆適溫28-34℃，洋蔥、胡蘿卜、甘藍(lán)等適溫24-30℃。,二. 溫度,水分對(duì)植物養(yǎng)分有兩方面的作用        一方面可加速肥料的溶解和有機(jī)肥的礦化,促進(jìn)養(yǎng)分釋放;        另一方面釋放土壤中養(yǎng)分的濃度,并加速養(yǎng)分的流失.所以雨天不宜施肥,鉀肥在不正常氣候條件下的肥效遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)正常年份,這是由于鉀能增強(qiáng)作物抗脅迫性。,三. 水分,通氣有利于有氧呼吸，也有利于養(yǎng)分的吸收，因?yàn)橛醒鹾粑尚纬奢^多的ATP，供陰陽(yáng)離子的吸收。反之，土壤排水不良，呈嫌氣狀態(tài)，作物非但吸收養(yǎng)分少，甚至根部還有外滲,排水通氣后才能恢復(fù)，施肥常結(jié)合中耕除草，促使作物更好地吸收養(yǎng)分，提高肥料的利用率。,四. 通氣,在酸性反應(yīng)中,植物吸收陰離子多于陽(yáng)離子,而在堿性反應(yīng)中,吸收陽(yáng)離子多于陰離子。,五. 土壤反應(yīng),氮: 氨化作用最適反應(yīng)pH  6.6-7.5           硝化作用                       6.5-7.9       氮的固定作用               6.0-7.8       總的反應(yīng)約在6.0-8.0范圍內(nèi), 在此反應(yīng)范圍內(nèi), 土壤中有效氮含量較多,土壤反應(yīng)直接影響土壤微生物的活動(dòng)(生物作用)和土中礦物質(zhì)的溶解和沉淀(化學(xué)作用)因而間接影響了土壤中有效養(yǎng)分的多寡。,,,,,,,磷 :  磷在土壤中pH以5.5-6.5最適當(dāng). 鉀 、鈣、鎂：pH值在6.0以上時(shí)含量增加. 硫 :  酸性土壤中往往缺硫. 硼 :  B的情況較復(fù)雜, 4.7-6.7時(shí)有效性最高。 微量元素: 酸性土壤中Fe  Mn   Cu   Zn含                  量較多, pH超過(guò)6.0時(shí)，土壤有                  效鉬(Mo)含量增高。,植物對(duì)土壤溶液中某些養(yǎng)分的吸收速率,決定于該養(yǎng)分的濃度,這種關(guān)系不是直線關(guān)系,而是一種漸近曲線如下圖:,六.養(yǎng)分濃度,當(dāng)外部介質(zhì)的離子進(jìn)一步增加時(shí),作物對(duì)離子的吸收會(huì)達(dá)到一個(gè)飽和點(diǎn),對(duì)于多數(shù)離子來(lái)說(shuō)這個(gè)點(diǎn)約為0.1mM。超過(guò)這一點(diǎn)會(huì)出現(xiàn)動(dòng)力學(xué)上與第一條曲線相似的第二條曲線，一般在10mM左右開(kāi)始,這種現(xiàn)象稱之。,離子吸收雙重模式(二重圖型):,離子間的拮抗作用: 是指某一離子的存在能抑制另一離子的吸收。  離子間的協(xié)助作用:某一離子的存在能促進(jìn)另一離子的吸收。  維茨效應(yīng): 外部溶液中Ca2+ Mg2+  Al3+等二價(jià)及三價(jià)離子，特別是Ca2+能促進(jìn)K+  Rb+及Br-的吸收，根里面的Ca2+并不影響鉀的吸收。        但維茨效應(yīng)是有限度的，高濃度的Ca2+反而要減少植物對(duì)其它離子的吸收。,七. 離子間的相互作用,,,,B,N,Zn,Mg,Cu,Ca,Mn,K,Fe,P,,,拮抗作用,,協(xié)助作用,營(yíng)養(yǎng)元素間的拮抗作用和協(xié)助作用示意圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,耕作制度:復(fù)種指數(shù)的提高，不同作物吸收的養(yǎng)料不同，連茬毒素，作物的種植密度都影響?zhàn)B分的吸收。傳統(tǒng)耕作、免耕或少耕、 改善土壤條件、節(jié)省能源，提高表層土壤的養(yǎng)分含量和生物活性。  水漿管理: 灌溉可以提供部分養(yǎng)分，排水和滲漏損失養(yǎng)分。  施肥: 注意的問(wèn)題: 用量和比例、副成分、副作用、肥料形態(tài)、位置和方式。,八. 耕作管理,第四節(jié)  植物營(yíng)養(yǎng)的遺傳性,植物對(duì)養(yǎng)分的吸收,運(yùn)輸和利用都屬基因型,就是說(shuō),同一作物不同的品種吸收養(yǎng)分的速率和最大速率以及對(duì)養(yǎng)分的親和力是不相同的,考慮到根部養(yǎng)分的外流則公式改為:,(式中    Imax為V ;   Cmin為外流養(yǎng)分濃度;                             C-Cmin為凈養(yǎng)分吸收量  ),在測(cè)定很多品種的資料中，選擇Km值小，V值大，外流養(yǎng)分量微的品種，以當(dāng)?shù)仄贩N作對(duì)照，進(jìn)行大田試驗(yàn)求出最高產(chǎn)量，這些品種反映吸收養(yǎng)分速度和最大吸收速率均較快，對(duì)養(yǎng)分親和力較高，外流養(yǎng)分微量，說(shuō)明肥料利用率高，達(dá)到省肥高產(chǎn)的目的。,個(gè)性:  不同植物以及同一植物的不同生           育期所需養(yǎng)分不同,第五節(jié)  植物的營(yíng)養(yǎng)特性,一. 植物營(yíng)養(yǎng)的共性,如水稻需Si，豆科植物需Co，塊莖、塊根類植物需K。豆科植物需N少。棉、麻需Na。油菜、糖用甜菜需B等。,共性:  所有植物生長(zhǎng)發(fā)育必需16種元素,水稻：在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期適于NH4-N到生殖生長(zhǎng)期則適于NO3-N 煙草：則以NO3-N 較合適。不僅可提高產(chǎn)量,而且還可改善品質(zhì)，增強(qiáng)燃燒醒，而NH4-N可增強(qiáng)煙草的芳香化合物，所以NH4NO3是煙草適宜的氮肥品種 花卉：硝酸鹽型:一串紅.百日草.牽牛.                共存型: 香石竹.秋海棠.百合類20-40%銨態(tài)氮                共用型:  唐菖蒲,肥料不同的形態(tài):,磷的臨界期在幼苗期； 玉米氮素最大效率期在喇叭口到抽穗初期； 小麥氮素最大效率期在拔節(jié)到抽穗期； 棉花氮素最大效率期是在開(kāi)花結(jié)鈴期。,二. 植物各生育期的營(yíng)養(yǎng)特性,植物通過(guò)根系由土壤中吸收養(yǎng)分的整個(gè)時(shí)期,就叫植物營(yíng)養(yǎng)期。,一般作物吸收三要素的規(guī)律是: 生長(zhǎng)初期吸收的數(shù)量和強(qiáng)度都較低,隨著生長(zhǎng)期的推移,對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收逐漸增加,到成熟階段,又趨于減少。,植物營(yíng)養(yǎng)期:,植物營(yíng)養(yǎng)階段性:,植物營(yíng)養(yǎng)臨界期:,是指營(yíng)養(yǎng)元素過(guò)多或過(guò)少或營(yíng)養(yǎng)元素間的不平衡,對(duì)于植物生長(zhǎng)發(fā)育起著明顯不良的那段時(shí)間.,例如：(NH4)2SO4為生理酸性肥料,三. 植物營(yíng)養(yǎng)的選擇性,植物常根據(jù)自身的需要對(duì)外界環(huán)境中的養(yǎng)分有高度的選擇性。一般土壤含有較多的Si、Fe、Mn而植物吸收很少；相反，土壤中N、P、K 含量較少，植物卻需要很多。因而施入的肥料必然會(huì)出現(xiàn)陰陽(yáng)離子吸收不平衡的現(xiàn)象。,生理酸(堿)性肥料: (physiological acidic [alkaline] fertilizer),由于植物選擇性吸收肥料中的某一離子,而使土壤變酸或變堿的肥料稱之。,NaNO3為生理堿性肥料,CaO/P2O5>1.3作為可利用難溶性磷的一個(gè)生理指標(biāo),各種作物對(duì)磷灰石的相對(duì)感應(yīng)的遞減次序?yàn)? 蘿卜菜>大豆>豌豆>蕎麥>小白菜>番茄>燕麥>紫苜蓿>菠菜>黑麥草,四. 植物根系的特性,根的陽(yáng)離子交換量(CEC):,每百克干重(根)所含全部交換性陽(yáng)離子(Ca、Mg、K、Na)的毫克當(dāng)量數(shù)稱之。,作物吸鈣的能力：,是指作物能吸收難溶性磷酸鹽中磷的能力。,根的CEC較大的作物,對(duì)難溶性磷酸鹽具有較大的吸收能力,因?yàn)樗cCa的結(jié)合能力較大,故能利用難溶性磷酸鹽中的磷,根據(jù)CaO/P2O5的比率來(lái)衡量這一能力。,水稻在缺氧土壤中生長(zhǎng)，盡管土壤中有大量亞鐵離子、有機(jī)酸，甚至還有硫化氫等有害的還原物質(zhì)，但危害不大，主要是水稻根中還有一條“  乙醇酸途徑” 可產(chǎn)生過(guò)氧化氫，是水稻根部產(chǎn)生氧化力的一條特殊代謝途徑。        施用氮肥能促進(jìn)提高根系氧化力；氮肥施用要深淺結(jié)合。,作物根系代謝作用,五. 根際和根內(nèi)微生物與作物營(yíng)養(yǎng)的關(guān)系,根際:是指作物根系對(duì)土壤理化、生物性質(zhì)能產(chǎn)生顯著影響的那部分特殊的“   根區(qū)域” 通常指根表周圍1-4mm土壤。,各種作物生長(zhǎng)期間，根部常分泌各種代謝產(chǎn)物，由于作物種類不同，以及不同的生育期，其代謝方式不同，所以根部分泌的種類和數(shù)量也是經(jīng)常更換著的。,,小麥根分泌物有各種糖、氨基酸、有機(jī)酸、核苷酸和酶；豆科植物根分泌物有含氮化合物，氨基酸、酰胺比禾本科植物要多些，因此與根部相適應(yīng)的微生物無(wú)論在種類或數(shù)量上必然也會(huì)更替改變著。在一般情況下，分布在根群附近的微生物比其它部分要多10倍或數(shù)十倍。微生物參入植物的營(yíng)養(yǎng)作應(yīng)，不少微生物能把有機(jī)質(zhì)礦質(zhì)化，產(chǎn)生大量CO2和無(wú)機(jī)養(yǎng)分，根際微生物能間接地供給植物養(yǎng)分。,細(xì)菌化營(yíng)養(yǎng)類型: 固氮菌 真菌化營(yíng)養(yǎng)類型: 菌根. 不僅能吸收水分和養(yǎng)分，轉(zhuǎn)而營(yíng)養(yǎng)植物，有的還能形成生長(zhǎng)素，促進(jìn)植株根系生長(zhǎng)。 植物接種菌肥 如: 根瘤菌劑、固氮菌劑以及菌根的菌劑，以利于作物的生長(zhǎng)。,植物生產(chǎn)是植物利用日光光能制造有機(jī)物質(zhì)，它屬第一性生產(chǎn)；動(dòng)物生產(chǎn)是利用植物生產(chǎn)的物質(zhì)來(lái)進(jìn)行的，是能量和養(yǎng)分再分配，屬第二性生產(chǎn)。,第六節(jié)  合理施肥的原則,一. 肥料與農(nóng)業(yè)生態(tài),研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，應(yīng)建立農(nóng)業(yè)生態(tài)的觀點(diǎn)，施肥也不例外。,陸地生物系統(tǒng)中養(yǎng)分和能量的轉(zhuǎn)換,合理施肥能促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán)，加速并擴(kuò)大植物和動(dòng)物的生產(chǎn)。,有機(jī)肥與化肥的施用產(chǎn)生的問(wèn)題: 只施用有機(jī)肥不能大幅度提高產(chǎn)量,只用化肥又產(chǎn)生污染等,三. 有機(jī)肥與化肥配施的優(yōu)越性,我國(guó)1949-1987年33年的肥料結(jié)構(gòu)   N:P2O5:K2O=1:0.4～0.46:0.35～0.50,化肥養(yǎng)分含量單一，但肥效快。且養(yǎng)分含量高， 同時(shí)       也要污染環(huán)境。,我國(guó)有機(jī)肥料與化學(xué)肥料配合使用的施肥體制。,有機(jī)肥料養(yǎng)分全面，但肥效慢；長(zhǎng)久，但養(yǎng)分含量低,有機(jī)肥料與化肥配合施用，其營(yíng)養(yǎng)效果在等養(yǎng)               分含量條件下，配合施用的超過(guò)單施化肥或單       施有機(jī)肥的，施用時(shí)間愈長(zhǎng)，效果愈好。,化學(xué)氮肥能促進(jìn)有機(jī)氮的礦化率，提高有機(jī)肥的肥效，而有機(jī)氮的存在可促進(jìn)化學(xué)氮的生物固定，減少無(wú)機(jī)氮的損失。     有機(jī)肥與無(wú)機(jī)磷配合能提高磷的有效性，有機(jī)肥能活化土壤中的磷，還能減少磷肥在土壤中的固定。主要原因是有機(jī)肥腐解產(chǎn)物—碳水化合物和纖維素掩蔽了粘土礦物上的吸附位造成的。     有機(jī)肥中鉀有效性較高，植物能吸收利用。有機(jī)肥料含有各種微量元素，它們與螯合劑結(jié)合形成螯合物，避免在土壤中被固定，提高了它們的有效性。     有機(jī)肥料還能改善土壤結(jié)構(gòu),形成微團(tuán)聚體， 從而提高土壤肥力。     化肥雖然能提高有效養(yǎng)分，同時(shí)也要污染環(huán)境； 而有機(jī)肥料如果不施用，也可造成大氣與水污染。,隨著作物的每次收獲（包括籽粒和莖桿）      必然要從土壤中取走一定的養(yǎng)分；  如果不正確地歸還養(yǎng)分于土壤，地力必然      會(huì)下降；  要想恢復(fù)地力，就必需歸還從土壤中取走      的全部東西；  為增加產(chǎn)量，就應(yīng)該向土壤中施加灰分元素,第七節(jié)  施肥的基本原理,一、 養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō),我國(guó)建國(guó)初期缺N、60年代缺磷、70年代缺鉀、目前缺微量元素。,二、 最小養(yǎng)分律（李比西1843年）,植物為了生長(zhǎng)發(fā)育，需要吸收各種養(yǎng)分，但是決定植物產(chǎn)量的卻是土壤中那個(gè)相對(duì)量最小的有效養(yǎng)分，無(wú)視這個(gè)限制因素，即使繼續(xù)增加其它營(yíng)養(yǎng)成分，也難以提高產(chǎn)量。,木桶效應(yīng),是最小養(yǎng)分律的引用和發(fā)展，1905年美國(guó)布來(lái)克曼（Blakman）將其擴(kuò)大到養(yǎng)分以外的生態(tài)因子如光照、溫度、水分、空氣、養(yǎng)分和機(jī)械支持等。,三、 限制因子律,其內(nèi)容是：增加一個(gè)因子的供應(yīng)，可以使作物生長(zhǎng)增加，但是遇到另一生長(zhǎng)因子不足時(shí)，即使增加前一因子也不能使作物生長(zhǎng)增加，直到缺乏的因子得到補(bǔ)充，作物才能繼續(xù)增長(zhǎng)。,四、報(bào)酬遞減律,報(bào)酬遞減律是一個(gè)經(jīng)濟(jì)學(xué)上的學(xué)說(shuō)，一般表述是：從一定土地上所得報(bào)酬隨著向該土地投入的勞動(dòng)和資本量的增大而有所增加，但隨著投入的單位勞動(dòng)和資本量的增加，報(bào)酬的增加卻在逐漸減少。,,亦即最初的勞動(dòng)和投資所得到的報(bào)酬最高，以后遞增的單位投資和勞力所得報(bào)酬是漸次遞減的。,德國(guó)的農(nóng)業(yè)化學(xué)家米采利希      （ E.A.Mitscherlich  1909） 等人通過(guò)燕麥?zhǔn)┯昧追试囼?yàn)證明：,在其它技術(shù)相對(duì)穩(wěn)定的前提下，隨著施磷量的漸次增加，燕麥的干物質(zhì)量也隨之增加，但干物質(zhì)的增產(chǎn)量卻隨施肥磷量的增加而呈遞減趨勢(shì)，這與報(bào)酬遞減律相一致。,增加一個(gè)單位某一生長(zhǎng)因素（其它生長(zhǎng)因素恒定時(shí)）所引起的作物產(chǎn)量增長(zhǎng)率與該因素所能達(dá)到的最高產(chǎn)量和現(xiàn)有產(chǎn)量之差成正比。,米采利希學(xué)說(shuō),