1、土壤肥料學（肥料部分）資源與環境學院 劉春生CS植物營養與科學施肥基礎知識 第1頁 植物營養 科學施肥第2頁作物靠什么生長?作物與環境關系?怎樣提升作物產量和品質?第3頁植物營養一、 作物生長發育必需營養元素二、 作物礦質營養基本特點三、 作物對養分吸收四、 影響作物吸收養分環境條件第4頁 作物生長發育從環境中吸收營養物質，施肥是滿足作物營養伎倆。要合理施肥，就要研究作物需要什么營養元素，作物怎樣吸收這些元素以及受哪些環境條件影響？第5頁一、 作物生長發育必需營養元素 作物體內元素組成及含量 水分 7595新鮮作物 C（1）H（3） O（2）N（4） 9599 干物質 （ 525） 灰分元素C

2、a K Si P S Cl Al Na Fe （15）第6頁第7頁灰分元素：將作物干物質進行煅燒后，C H O N以氣體形態揮發（氣態元素）殘留下不揮發物質稱灰分，灰分中元素稱灰分元素。 植物體中元素有七十各種，含量相差很大，這與： 植物種類相關，如：鹽生植物含鈉多、豆科植物含氮多、水稻含硅多，馬鈴薯、甜菜含鉀多； 環境相關，如：紅壤土上植物含鋁多；施肥能夠增加植物體內該元素含量。第8頁作物必需營養元素 自然界元素在植物體內幾乎都能找到，但并非全部必需。能夠用除去某一元素營養液進行培養試驗，經過作物生長和發育情況判斷。D.I.Arnon和P.R.Stout 1939年提出了判斷植物必需營養元素

3、三條標準：第9頁1.這種元素對全部高等植物生長發育是不可缺乏。假如缺乏該元素，植物就不能完成其生活史必要性2.這種元素功效不能由其它元素所代替。缺乏這種元素時，植物會表現出特有癥狀，只有補充這種元素后癥狀才能減輕或消失專一性3.這種元素必須直接參加植物代謝作用，對植物起直接營養作用，而不是改進環境間接作用直接性第10頁當前認為植物必需營養元素有16種（大量元素9種，微量元素7種）： 大量營養元素 主要吸收形態 主要起源 在干物質中含量（） C CO2 大氣 45 H H2O 土壤水 45 O CO2 O2 大氣和土壤空氣 6 N NH4+ NO3- 土壤 1.5 P H2PO4- HPO42-

4、 土壤 0.2 K K+ 土壤 1.0 S SO42+ 土壤 0.1 Ca Ca2+ 土壤 0.5 Mg Mg2 土壤 0.2第11頁微量營養元素種類 吸收形態 含量 主要起源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 土壤第12頁必需營養元素分組和起源C、H、O 天然營養元素 非礦質元素 來自空氣和水大量元素N、P、K 植物營養三要素(0.1%以上) 或肥料三要素Ca、Mg、S 中量元素

5、礦質元素微量元素Fe、Mn、Zn、Cu、來自土壤(0.1%以下)B、Mo、Cl第13頁CO2 O2 SO2H2OO2MineralNutrients植物養分起源示意圖第14頁必需元素作用1、組成作物活體結構物質及生活物質: C H O N S Ca Mg 如纖維素、半纖維素、木質素、果膠等 蛋白質、氨基酸、核酸、脂類、葉綠素等2、加速作物體內代謝 : Zn Cu Mn Cl Mo B Fe Ca Mg K. 是酶輔基或活化基 3、對作物具特殊功效元素: K Ca Mg . 調整滲透勢，增強抗逆性第15頁必需營養元素間相互關系1. 同等主要律植物必需營養元素在植物體內 數量不論多少都是同等主要生

6、產上要求：平衡供給養分2. 不可代替律植物每一個必需營養元素都有 特殊功效，不能被其它元素所 代替生產上要求：全方面供給養分第16頁二、作物礦質營養基本特點 1、數量：作物需16種必需元素是通性； 但作物不一樣所要求數量不一樣：塊根、塊莖類作物如：馬鈴薯、甘蔗需鉀多；以收獲葉子為主蔬菜、茶、桑需氮多；豆類作物能固氮，需氮少，需磷、鉀多；油菜、甜菜需硼多；大豆、馬鈴薯需鈣多；水稻需硅多。第17頁2、百分比：各種作物對不一樣營養要 求有一定適宜比值，如：Ca/B ： 甜菜100 大豆500 煙草1200Fe/Mn ： 大豆1.53.5 小麥2.5K/Mg 8 煙草缺鎂癥P/Zn 400 馬鈴薯缺鋅

7、作物每生產100斤籽粒需N:P2O5:K2O約為3：1：3斤。第18頁3、形態：作物營養特征不一樣，對營 養元素形態有特殊要求 馬鈴薯：以NH4+_N為好，馬鈴薯喜S，施氮肥應優 選 (NH4)2SO4，不宜用NH4Cl。 忌Cl作物：茶、煙草、柑桔、甜菜、甘薯、甘 蔗、 葡萄等。 甜菜： 以NO3-_N為好，因喜Na，施用氮肥優選 硝酸鈉。 煙草： 硝酸根有利燃燒，NH4+促進芳香族揮發油 形成 （香味），優選NH4NO3。 水稻： 優選NH4Cl，因S形成H2S毒害根系，Cl 抑制亞硝化細菌活性。第19頁三、 植物對養分吸收 根部對養分吸收根是作物吸收養分主要器官，吸收最集中部位在根毛區。

8、吸收形態： 離子態：NO3- NH4+ HPO42- 分子態：尿素 生長素 CO2 第20頁葉部對養分吸收（根外營養）（一）根外營養機制 根外營養是作物吸收養分另一個方式； 根外營養部位是莖葉，主要是葉； 葉部吸收可經過植物葉片角質層上裂縫進入； 葉后面是比較疏松海綿組織，細胞間隙大，孔道細胞多，吸收養分比上表皮快。第21頁（二）根外營養特點：1、提升肥料利用率（無土壤中固定作用）；2、用量少:NPK1%3，是土壤施用1/5 1/10；3、有利于作物后期和密植作物追肥；4、轉化快:32P肥示蹤表明5分鐘后各器官有PO43-；5、是施肥輔助性方法，需和主要辦法配合。第22頁 （三）葉部吸收影響原

9、因： 1、養分種類： 鉀肥 KClKNO3KH2PO4 氮肥 尿素硝態氮肥銨態氮肥 硝酸鉀進入體內時間 1小時 氯化鉀進入體內時間 30分鐘 硫酸鎂進入體內時間 20分鐘 氯化鎂進入體內時間 15分鐘 銨態氮進入體內時間 2小時 硝態氮進入體內時間 15分鐘第23頁2、溶液pH值 溶液酸性，吸收負離子多，有利于H2PO4-、SO42-、BO33-、NO3-吸收。溶液堿性，吸收陽離子多，有利于K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+吸收。第24頁 3、溶液與葉面接觸時間 時間少，吸收不完全，無風黃昏好，遇雨重噴，營養液加濕潤劑。 4、葉子部位 葉后面有氣孔，易吸收；葉正面液體易存留，注意噴施。第25頁

10、5、作物種類雙子葉植物： 葉片大，角質層薄，有利吸收單子葉植物： 稻、麥、谷子等作物葉片小、厚、加大噴施濃度第26頁四、 影響作物吸收養分環境條件（一）、溫度在一定范圍內，養分吸收隨溫度增加而加緊，溫度過高，酶變性失活。溫度影響： ATP生成量； 養分移動速度； 根系酶活性。第27頁 低溫時，陰離子吸收影響比陽離子顯著，如:NO3- NH4+,這可能與陰離子主要是主動吸收相關，因ATP少。 越冬作物施水溶性磷，與溫度低、磷擴散系數小、以陰離子吸收相關。 影響次序：PO33- NH4+ K+ SO42- Mg2+ Cl- Ca2+ 第28頁（二）、通氣大氣地面含氧量20.34，土壤空氣含氧量10

11、20，正常情況下夠用，但假如含水過多、通氣不暢，造成氧氣下降。棉花在O2小于3、玉米小于6生長受影響。第29頁通氣影響吸收原因： 1、根系有氧呼吸； 2、土壤Eh； 3、養分形態及轉化； 4、二氧化碳含量。深翻整地、中耕松土、形成良好結構等都有利于通氣，促進吸收。 第30頁（三）、土壤水分 各種養分溶解在水中方可吸收，土 壤水分太多，造成通氣不暢。 田間持水量7080有利于吸 收。 水分影響： 養分溶解； 養分擴散； 土壤通氣。第31頁（四）、養分情況 1、養分濃度：在一定濃度范圍內，隨濃度增加養分吸收增加，過多燒傷根系（生理干旱）。 2、離子間關系 （1）反抗（拮抗、頡頏）作用： 一個離子存

12、在能降低另一個離子吸收。 第32頁科學施肥一、 科學施肥定律二、 肥料分類及施用三、 肥料在生產中作用四、 養分平衡法計算作物施肥量第33頁一、 科學施肥定律（一）、養分償還學說 德國化學家李比西1840年提出。 含義： 植物從土壤中吸收養分，每年收獲必帶走一些 物質，使土壤貧瘠，假如不正確償還帶走物 質，土壤就要衰竭，要維持地力，必須償還養 分給土壤。第34頁作用：1、調整土壤和人類之間物質交換， 不以養分償還為基礎耕作是掠 奪性耕作制度。2、對當初化肥工業興起和發展 起到了巨大推進作用第35頁 評價：1、養分要償還，不是取走都償還， 不缺可不償還。2、償還數量，不是取多少償還多 少，而是償

13、還多于取走。因為肥 料利用率低，地力要提升。第36頁（二）最小養分律（1843）關鍵點：作物產量高低受土壤中相對含量最低養分所制約。也就是說，決定作物產量是土壤中相對含量最少養分。最小養分律示意圖第37頁最小養分隨條件而改變示意圖而最小養分會隨條件改變而變化，假如增施不含最小養分肥料，不但難以增產，還會降低施肥效益。意義：指出作物產量與養分供給上矛盾，表明施肥要有針對性，應合理施肥。第38頁（三）、酬勞遞減律和米采列希學說1、酬勞遞減律 從一定土地上所得到酬勞，伴隨向該土地投入勞動和資本量增大而增加，但伴隨投入單位勞動和資本量增加，酬勞增加卻逐步降低。2、米采列希學說 產量與施肥量之間關系符合

14、酬勞遞減律，伴隨施肥量增加，產量增加，但單位施肥量增產效應隨施肥量增加而降低。第39頁05001000150025003000350040004500197519781982198519881991199419971500002500030000350004000045000500005500060000650007000075000肥料施用量糧食總產量糧食產量(萬噸)肥料施用量(萬噸)1975年以來我國肥料施用量與糧食總產量改變第40頁010,000,00020,000,00030,000,00040,000,00050,000,00060,000,00070,000,00080,000,0

15、0090,000,0001961196419671970197319761979198219851988199119941997Nitrogenous FertilizersPhosphate FertilizersPotash FertilizersTotal Fertilizers發達國家化肥消費量改變消費量 t年 份第41頁發展中國家化肥消費量改變010,000,00020,000,00030,000,00040,000,00050,000,00060,000,00070,000,00080,000,00090,000,000100,000,00019611963196519671969

16、197119731975197719791981198319851987198919911993199519971999Nitrogenous FertilizersPhosphate FertilizersPotash FertilizersTotal Fertilizers消費量 t年 份第42頁二、肥料分類及施用起源：人類生存環境中資源 生活和生產廢棄物分類和種類：按組分分：有機肥和無機肥（礦質肥）按起源分：農家肥和商品肥按主要作用分：直接肥和間接肥按肥效快慢分：速效肥和遲效肥第43頁按組成可把肥料分為三大類： 銨態氮肥：NH3.H2O NH4HCO3 (NH4)2SO4 氮肥 硝態氮肥

17、：NaNO3 Ca(NO3)2 NH4NO3 酰胺態氮肥：CO(NH2)2 水溶性磷肥：過磷酸鈣 重過磷酸鈣 磷肥 弱酸溶性磷肥：鈣鎂磷肥 沉淀磷肥 化學肥料 難溶性磷肥：磷礦粉 骨粉 鉀肥：硫酸鉀 氯化鉀 微肥：ZnSO4 Na2B4O7. H2O CuSO4 FeSO4.7H2O肥料 化成： 磷酸二氫鉀 磷酸氫二銨 復合(混)肥： 混成： 各種作物專用肥 生物肥料：磷細菌肥 生物鉀肥 固氮菌肥 有機肥料：人畜糞尿 廄肥 綠肥 雜肥第44頁 基肥種肥追肥 含義播前或定植前施用肥料播時或定植時施用肥料生長過程中施用肥料 目標滿足作物全生育期對養分要求滿足作物苗期對養分要求滿足作物各生育期對養分

18、要求施用標準培肥土 , 供養分易吸收 , 無毒害促生長，不過勁肥料種類有機肥為主，遲效及不易流失化肥充分腐熟有機肥，速效化肥化肥為主 ，腐熟有機肥施用方法結合深耕撒施，集中施、條施、穴施拌種， 浸種，沾秧根 ， 穴施根外追肥，條施、穴施第45頁(1) 提升農作物產量(2) 改進農產品品質氮提升谷類籽粒蛋白質和“必需氨基酸”含量磷改進糖料作物、淀粉作物、油料作物等品質鉀“品質元素”(3) 改良土壤，提升土壤肥力（包含土壤結構、土壤養分含量和百分比、土壤反應、土壤生化特征等）三、 肥料在農業生產中作用第46頁鉀對作物產量和品質影響鉀充分，不但能使作物產量增加，而且能夠改進作物品質，如：1. 油料作

19、物含油量增加2. 纖維作物纖維長度和強度改進3. 淀粉作物淀粉含量增加4. 糖料作物含糖量增加5. 果樹含糖量、維C和糖酸比提升，果實風味增加6. 橡膠單株干膠產量增加，乳膠早凝率降低鉀通常被稱為“ 品質元素”第47頁第48頁第49頁第50頁第51頁四、養分平衡法計算作物施肥量科學施肥是依據作物需肥規律，土壤供肥特征與肥料效應，在產前提出氮、磷、鉀和微肥適宜用量和百分比及其對應施肥技術。我國推行科學施肥方法很多，有養分平衡法，土壤肥力指標法和肥料效應函數法等。第52頁養分平衡法 養分平衡法是以作物與土壤之間養分供求平衡為目，根據作物需肥量與土壤供肥之差，求得實現計劃產量所需肥料量。計算公式為： 計劃產量所需養分量（Kg/畝）土壤供肥量（Kg/畝）施肥量（Kg/畝） 肥料養分含量（）肥料利用率（）第53頁（一）計劃產量所需養分量 作物需肥料可經過分析常見成熟農作物植株養分含量而取得。 計劃產量則是當地作物3年平均產品產量再增加10%-15%。 第54頁 常見作物 百千克經濟產量所需養分Kg 作物