植物营养与施肥.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,植物营养与施肥,植物营养与施肥,第1页,植物营养学,定义：,植物营养学是研究营养物质对植物营养作用，研究植物对营养物质吸收、运输、转化和利用规律，以及植物与外界环境之间营养物质和能量交换科学。,主要任务：,以植物营养原理为理论基础,到达高产、,以施肥或改良植物遗传特征为伎俩,优质、高效,营养作用,吸收 运输 转化 利用,营养物质与,能量交换,营养物质 植物 环境,植物营养与施肥,第2页,（一）早期探索,1.海尔蒙特：,1640年 水营养学说,2.泰伊耳：,19世纪初腐殖质营养学说,（二）学科建立,二、植物营养学发展概况,李比希,Justus Von Liebig (1803,1873,),德国化学家,植物营养学科出色奠基人！世界肥料工业之父,植物营养与施肥,第3页,关键点：,土壤中矿物质是一切绿色植物唯一养料，厩肥及其它肥料对于植物生长所起作用，并不是因为其中所含有机质，而是因为这些有机质在分解时所形成矿物质。,1840年,植物矿质营养学说,植物营养与施肥,第4页,理论上：,否定了当初流行腐殖质学说，说明了植物营养本质；是植物营养学新旧时代分界限和转折点，使维持土壤肥力伎俩从施用有机肥向施用无机肥转变有了坚实基础。,实践上：,促进了化肥工业发展；推进了农业生产发展。,意义：含有划时代意义！,李比希：,养分偿还学说,、,最小养分律,植物营养与施肥,第5页,(三）学科发展（自20世纪初以来）,1.布森高（法国）：开创了田间试验；,2.萨克斯、克诺普（德国植物学家）：水培试验先躯；,3.普良尼斯尼柯夫：植物土壤肥料相结合，提出“肥肥土，土肥苗”；,4.罗宗洛：中山大学，中国最早研究者，氮素营养等,5.确定植物必需营养元素标准（1939年阿隆和斯托德）,7.有益元素发觉,8.创建植物“营养遗传学”,9.根系研究工作进展快速(我校建立了根系生物学研究中心),10.提出了植物营养生态学,植物营养与施肥,第6页,当代发展时期,(1950,s,以来),植物营养学发展时期,古典时期,(19世纪),新古典发展时期,(20世纪前半叶),植物营养与施肥,第7页,利用生物技术改良植物对,营养元素吸收利用效率,，从而提升土壤养分利用程度,利用生物技术改良,植物本身营养特征去适应问题土壤,，从而提升问题土壤生产力,（四）面临任务,植物营养与施肥,第8页,三、肥料学研究内容,1,、植物营养与施肥原理,2,、肥料个别,3,、计量施肥与施肥技术,植物营养与施肥,第9页,1,、植物营养与施肥原理,植物体组成成份；,植物正常生长发育需要营养元素种类；,植物对养分吸收及影响吸收环境条件；,介绍矿质营养学说，最小养分律等施肥原理。,植物营养与施肥,第10页,2,、肥料个别,各种肥料成份、性质；,肥料,施入土壤中改变、被吸收形态；,肥效维持时间、施肥方法等。,植物营养与施肥,第11页,按作用把肥料分为直接肥料和间接肥料：,直接肥料,为直接营养作物肥料，如氮、磷、,钾化肥。,间接肥料,为经过改进土壤水、肥、气、热状,况到达营养作物目标肥料，如石灰、石膏。,有机肥为二者作用都有肥料。,肥料种类和分类,植物营养与施肥,第12页,按组成可把肥料分为三大类：,铵态氮肥：,NH,3,.H,2,O NH,4,HCO,3,(NH,4,),2,SO,4,氮肥 硝态氮肥：,NaNO,3,Ca(NO,3,),2,NH,4,NO,3,酰胺态氮肥：,CO(NH,2,),2,水溶性磷肥：过磷酸钙 重过磷酸钙,磷肥 弱酸溶性磷肥：钙镁磷肥 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：,ZnSO,4,Na,2,B,4,O,7,.H,2,O CuSO,4,FeSO,4,.7H,2,O,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,肥料种类和分类,植物营养与施肥,第13页,按起源分：,农家肥和商品肥,肥料种类和分类,按肥效快慢分：,速效肥和迟效肥,植物营养与施肥,第14页,3,、计量施肥与施肥技术,依据作物养分平衡原理，土壤肥力水平或其肥料效应函数，计算预计产量施肥量。,肥料施用方法及有效施用技术。,植物营养与施肥,第15页,二、肥料学研究方法,1,、调查研究：查阅资料、调查座谈会、现场观察。,植物营养与施肥,第16页,2,、试验研究,生物试验：,田间试验：小区进行,培养试验：,网室、温室砂培、水培,化学试验：,常规分析：,土壤、肥料,N P K,化学速测：营养诊疗,生物物理试验,：,利用,15,N,、,32,P,等示踪肥料,，研究肥料吸收利用规律,数理统计法,酶学诊疗法,植物营养与施肥,第17页,因为一些营养元素是酶组分，或是酶活化剂，或是对酶结构起稳定作用，或有调整作用。所以了解植物体内某种酶活性改变就能够反应出植物营养情况。利用这一技术研究植物营养，被称为酶学诊疗法。,酶学诊疗法,主要优点是反应灵敏,，往往在植物还未出现缺素症状（即潜在缺素阶段）时，就可测出酶活性改变。,不足之处是专一性差,。因为，酶活性除受营养情况影响外，还受许多原因影响。另外，酶活性改变与养分供给情况虽有正相关关系，但极难准确地反应出植物体内某一营养元素实际水平。,比如，植物体内锌营养情况与碳酸酐酶活性有很好正相关，但因为植物体内碳酸酐酶活性改变幅度很大，而植物固定,CO2,并不需要很高碳酸酐酶活性。所以经过碳酸酐酶活性诊疗，并不能取得良好结果。,植物营养与施肥,第18页,第八章 作物营养与施肥原理,作物生长发育从环境中吸收营养物质，施肥是满足作物营养伎俩。要合理施肥，就要研究作物需要什么营养元素，作物怎样吸收这些元素以及受哪些环境条件影响？,植物营养与施肥,第19页,植物营养成份,（植物必需营养元素）,植物对养分吸收,（吸收机理）,养分在植物体内运输,影响植物吸收养分环境条件,(元素间相互关系),植物营养特征,（施肥关键时期）,合理施肥基础原理,(李比希三个学说和施肥方法),主要内容及重点：,植物营养与施肥,第20页,第一节 作物营养成份,一、作物体内元素组成及含量,水分,75,95,新鲜作物,C H,O,N,95,99,干物质,（,5,25,）,灰分元素,Ca K Si P S Cl Al Na Fe,（,1,5,）,植物营养与施肥,第21页,灰分元素：,将作物干物质燃烧后，,C H O N,以气体形态挥发（气态元素）残留下不挥发物质称,灰分,，灰分中元素称灰分元素（几十种）。如：,Ca K Si P S Cl Al Na Fe,植物营养与施肥,第22页,植物体中元素有七十各种，含量相差很大，影响原因：,植物种类遗传原因,，如：豆科植物含氮多、水稻含硅多，马铃薯、甜菜含钾多；,环境条件,，如：,盐生植物含钠多、,红壤土上植物含铝多；施肥能够增加植物体内该元素含量。,植物营养与施肥,第23页,二、作物必需营养元素,自然界元素在植物体内几乎都能找到，但并非全部必需。能够用除去某一元素营养液进行培养试验，经过作物生长和发育情况判断。阿隆（,D.I.Arnon）,和斯托德（,P.R.Stout）1939,年提出了判断植物必需营养元素,三条标准,：,植物营养与施肥,第24页,1.,缺乏这种元素，作物生长发育受阻，不能完成生活周期,必要性,2.,缺乏这种元素，作物出现一些特定症状，只有补充该元素才能恢复正常或预防,专一性,3.,该元素在植物营养生理上表现出直接效果，而不是改进了植物生长环境条件而产生间接效果,直接性,植物营养与施肥,第25页,当前认为植物必需营养元素有,17,种,（大量元素,9,种，微量元素,8,种）：,大量营养元素 主要吸收形态 主要起源 在干物质中含量（）,C CO,2,大气,45,H H,2,O,土壤水,45,O CO,2,O,2,大气和土壤空气,6,N NH,4,+,NO,3,-,土壤,1.5,P H,2,PO,4,-,HPO,4,2-,土壤,0.2,K K,+,土壤,1.0,S SO,4,2+,土壤,0.1,Ca,Ca,2+,土壤,0.5,Mg Mg,2,土壤,0.2,植物营养与施肥,第26页,微量营养元素,种类 吸收形态 含量 主要起源,Cl Cl,-,0.01,土壤,Fe Fe,3,Fe,2,0.01,土壤,Mn Mn,2+,0.005,土壤,B BO,3,3-,B,4,O,7,2-,0.002,土壤,Zn Zn,2+,0.002,土壤,Cu Cu,+,Cu,2+,0.0006,土壤,Mo MoO,4,2-,0.00001,土壤,镍（,Ni,）,植物营养与施肥,第27页,必需营养元素间相互关系,1.同等主要律,植物必需营养元素在植物体内数量不论多少都是同等主要,生产上要求：,平衡供给养分,2.不可代替律,植物每一个必需营养元素都有特殊功效，不能被其它元素所代替,生产上要求：,全方面供给养分,植物营养与施肥,第28页,三、必需元素作用,第一类：,C、H、O、N、S,1.,组成有机体结构物质和生活物质,2.,组成酶促反应原子基团,第二类：,P、B,1.,形成连接大分子酯键,2.储存及转换能量,第三类：,K、Mg、Ca、Mn、Cl,1.,维护细胞内有序性，如渗透调整、电性平衡等,植物营养与施肥,第29页,2.活化酶类,3.稳定细胞壁和生物膜构型,第四类：,Fe、Cu、Zn、Mo、Ni,1.,组成酶辅基,2.组成电子转移系统,植物必需营养元素各种功效普通经过植物外部形态表现出来。而当植物缺乏或过量吸收某一元素时，会出现特定外部症状，这些症状统称为“植物营养失调症”，包含,“营养元素缺乏症”,和,“元素毒害症”。,植物营养与施肥,第30页,第二节 植物对养分吸收,吸收含义,吸收形式,吸收部位,植物养分吸收是指养分进入植物体内过程,泛义指养分从外部介质进入植物体中任何个别,确切,指养分经过细胞原生质膜进入细胞内过程,离子或无机分子,为主,有机形态物质少个别,矿质养分：根为主，叶也可,根部吸收,气态养分：叶为主，根也可 叶部吸收,植物营养与施肥,第31页,根是作物吸收养分主要器官，吸收最集中部位在根毛区。,吸收形态：,离子态：,NO,3,-,NH,4,+,HPO,4,2-,分子态：尿素,AA,生长素,CO,2,、根部对养分吸收,植物营养与施肥,第32页,根系对养分吸收过程包含：,1.养分向根表面迁移,2.养分进入质外体,3.养分进入共质体,养分：土壤 根表 根内,迁移 吸收,截获 质流 扩散 主动 被动,植物营养与施肥,第33页,一、土壤养分向根表迁移,1,、,截获,（,Interception）,：植物根系与土壤中各养分直接接触时获取养分方式。,实质：接触交换,（,1,）影响原因：,根系体积、养分浓度,（,2,）,数量：,约占1，远小于植物需要,植物营养与施肥,第34页,2,、质流,（,Mass flow）,：,土壤中养分离子,随水流动抵达根表过程。,（,1,）影响原因：,与蒸腾作用呈正相关,与离子在土壤溶液中溶解度呈正相关,（,2,）迁移离子：,氮(硝态氮)、钙、镁、硫,植物营养与施肥,第35页,3,、,扩散,（,Diffusion）,：,土壤中养分离子从高浓度向低浓度运动叫扩散。,（,1,）影响原因：,浓度差、土壤湿度、扩散系数、土壤温度、土壤质地,（,2,）迁移离子：,磷、钾、氮（铵态氮）,铜、锰、铁、锌,硼,以质流和扩散各占二分之一；,钼,含量,低,时以扩散为主，含量,高,时以质流为主。,植物营养与施肥,第36页,二、植物根系对离子态养分吸收,（一）质外体和共质体概念,对于植物吸收和运输而言，植物体能够分为二个别：,1.质外体（,Apoplast）,指细胞原生质膜以外空间，包含细胞壁、细胞间隙和木质部导管。,2.共质体（,Symplast）,指原生质膜以内物质和空间，包含原生质体、内膜系统及胞间连丝等。,胞间连丝,相邻细胞之间原生质丝，是细胞之间物质运输主要通道。,植物营养与施肥,第37页,研究：,“饥饿”状态植物根系对某一养分吸收,发觉：,开始时，养分进入根系速度较快，过一段时间后逐步减慢，最终稳定在一速度。,阳离子,阴离子,吸收量,时间,养分进 养分正,入质外 在进入,体为主 共质体,植物营养与施肥,第38页,（二）养分进入质外体,因为质外体与外界相通，养分离子能以,质流、扩散或静电吸引,方式自由进入,质外体也被称作,自由空间,自由空间,是指根部一些组织或细胞能允许外部溶液经过自由扩散而进入那些区域，包含细胞间隙、细胞壁到原生质膜之间空隙,植物营养与施肥,第39页,（三）养分进入共质体,养分需要经过,原生质膜,才能进入共质体,原生质膜特点：,含有,选择透性生物半透膜,原生质膜结构：,“流动镶嵌模型”,原生质膜是一个含有精密结构屏障，对不一样物质含有不一样透性。一些,亲脂性非极性分子或不带电极性小分子,能溶于双层磷脂层中，因而能,以扩散形式透过质膜,。而,极性大分子或带电离子,则要借助膜上一些物质才能透过。这种,借助膜上物质进行穿透过程叫运输,（,transport）。,对植物而言，习惯上,也叫吸收,（,absorption）。,植物营养与施肥,第40页,亲脂性分子：,O,2,，N,2,，,苯,不带电极性小分子,：,H,2,O，CO,2,，,甘油,不带电极性大分子：,葡萄糖，蔗糖,带电离子：,H,+,，Na,+,HCO,3,-,K,+,Ca,2+,Cl,-,Mg,2+,等,被动运输,（顺浓度,或电化学势梯度）,简单扩散,通道蛋白,易化扩散,载体（或泵）,主动运输,（逆浓度或电化学势梯度）,原生质膜透性示意图,植物营养与施肥,第41页,1.被动吸收（,Passive absorption）,定义：,膜外养分,顺,浓度梯度（分子）或电化学势梯度（离子）、,不需,消耗代谢能量而自发地（即,没有,选择性地）进入原生质膜过程。,形式：,(1)简单扩散：,如亲脂性分子(,O,2,、N,2,)、,不带电极性小分子(,H,2,O、CO,2,、,甘油),(2)易化扩散：,主要形式。,植物营养与施肥,第42页,机理以下：,通道蛋白（,channel protein）,：,认为贯通双层磷脂层蛋白质在一定条件下开启，成为一定类型离子“通道”。,b.,运输蛋白（,transport protein）,：,认为运输蛋白在离子电化学势作用下，与离子结合并产生构型改变，从而将离子翻转“倒入”膜内。,离子运输动力来自膜间电化学势梯度，当膜两边电化学势梯度相等时，离子到达动态平衡，净吸收停顿。,植物营养与施肥,第43页,2.主动吸收（,active absorption）,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过程,机理,(1)载体讲解,载体（,carrier）,指生物膜上存在能携带离子经过膜大分子。这些大分子形成载体时需要能量（,ATP）。,载体对一定离子有专一结合部位，能有选择性地携带某种离子经过膜。,植物营养与施肥,第44页,磷酸脂酶,AC,P,磷酸激酶,AC,P,IC,膜,外,内,未活化载体,载体离子复合物,离子,活化载体,ATP,ADP,Pi,线粒体,载 体 假 说 图 解,P,载体转运离子过程,植物营养与施肥,第45页,a.,细胞内线粒体氧化磷酸化产生,ATP,，,供载体活化所需,b.,非活化载体(,IC),在磷酸激酶作用下发生磷酸化，成为活化,载体(,AC-P),c.,活化载体(,AC-P),移到膜外侧，与某一专一离子(比如,K,),结合成为,离子载体复合物(,AC-P-K,),d.,离子载体复合物(,AC-P-K,),移动到膜内侧，在磷酸脂酶作用下将磷酰基(,Pi),分解出来，载体失去对离子亲和力而将离子释放到膜内，载体同时变成,非活化状态(,IC),e.,磷酰基与,ADP,在线粒体上重新合成,ATP,植物营养与施肥,第46页,(2)离子泵讲解,离子泵（,Ions bump）,：,是位于植物细胞原生质膜上,ATP,酶,，它能逆电化学势将某种离子“泵入”细胞内，同时将另一个离子“泵出”细胞外。,外界 膜 细胞质,离子运输过程,离子泵假说图示,ATP,酶,阴离子,载体,ATP,H,2,PO,3,ADP,+H,2,O,OH,+ADP,K,、Na,H,OH,阴离子,H,2,O,H,H,3,PO,4,植物营养与施肥,第47页,可见：阳离子吸收实质上是,H,反向运输；,阴离子吸收实质上是,OH,反向运输,因为细胞内经常带负电荷为主，所以：,阳离子（,K,除外）多属被动吸收；,阴离子（包含,K,）,多属主动吸收,生理酸性和生理碱性肥料：,因为作物选择性吸收造成外界溶液酸碱改变称为生理酸性和生理碱性，对应肥料称为生理酸性和生理碱性肥料。,植物营养与施肥,第48页,（一）植物可吸收有机态养分种类,含氮：,氨基酸、酰胺等,含磷：,磷酸己糖、磷酸甘油酸、卵磷脂、植酸钠等,其它：,RNA、DNA、,核苷酸等,三、植物根系对有机态养分吸收,植物营养与施肥,第49页,（,二）吸收机理,1.被动吸收,亲脂超滤讲解,2.主动吸收,载体讲解,3.胞饮作用,在特殊情况下发生,胞饮作用（,pinocytosis,）也叫内吞作用，是指物质吸附在质膜上，然后经过膜内折而转移到细胞内攫取物质及液体过程。,胞饮作用是植物细胞吸收水分、矿质元素和其它物质方式之一。,胞饮作用,是非选择性吸收,，它在吸收水分同时，把水分中物质一起吸收进来,植物营养与施肥,第50页,（三）吸收意义,1.提升对养分利用程度,2.降低能量损耗,植物吸收,离子态养分主要,有机态养分次要,植物营养与施肥,第51页,1.肥料含有,、,和,等作用。,2.李比希创建,学说，在理论上否定了,学说，说明了植物营养本质是,；在实践上，促进了,和,发展，所以，含有划时代意义。,复习回顾,绪论,植物营养与施肥,第52页,1.影响植物体中矿质元素含量原因主要,和,。,2.植物必需营养元素判断标准可概括为,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相互关系表现为,和,。,植物营养成份,植物营养与施肥,第53页,I、,植物根系对养分吸收,II、,植物叶部对养分吸收,叶部营养(或根外营养)植物经过,叶部或非根系个别,吸收养分来营养自己现象,第二节 植物对养分吸收,植物营养与施肥,第54页,II、,植物叶部对养分吸收,一、叶部吸收养分路径,二、叶部吸收养分机理,三、叶部营养特点,四、叶部营养应用条件（影响原因）,植物营养与施肥,第55页,一、叶部吸收养分路径,气孔,保卫细胞,角质膜,上表皮细胞,栅栏组织,海绵组织,维管束,下表皮细胞,叶片结构示意图,植物营养与施肥,第56页,（一）表皮细胞路径,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 外 壁,经过原生质膜,细胞内原生质体,外 质 连 丝,植物营养与施肥,第57页,1.气态养分,（如,CO,2,、SO,2,）,进入必经之路,2.一些离子态养分,也可经过扩散进入，然后被比邻气孔叶肉细胞吸收,（,二）气孔路径,二、叶部吸收养分机理,1.被动吸收2.主动吸收,植物营养与施肥,第58页,叶部营养含有较高吸收转化速率,，能及时满足植物对养分需要,用于,及时防治一些缺素症或补救因不良气候条件或根部受损而造成营养不良,2.叶部营养直接促进植物体内代谢作用,，如直接影响一些酶活性,用于,调整一些生理过程，如一些植物开花时喷施硼肥，能够预防“花而不实”,3.叶部喷施能够预防养分在土壤中固定,对于微量元素，是常见一个施用伎俩,对于大量元素，只能作为根际营养补充,三、叶部营养特点,植物营养与施肥,第59页,叶片结构,（作物种类）,2,、养分种类：,四、叶部营养应用条件（影响原因）,(1)叶片类型,双子叶：叶面积大，角质膜薄，易吸收,(2)叶年纪：,幼叶比老叶吸收能力强,(3)叶正反面：,叶后面比叶表面吸收效果好,钾肥,KClKNO,3,KH,2,PO,4,氮肥 尿素,NO,3,-N NH,4,+,-N,KNO,3,进入体内时间,1h,KCl,进入体内时间,30min,MgSO,4,进入体内时间,20min,MgCl,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,植物营养与施肥,第60页,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、黄昏或阴天,4.溶液反应,（,pH）,酸性：有利于阴离子吸收,，,H,2,PO,4,-,、,SO,4,2-,、,BO,3,3-,、,NO,3,-,中性微碱性：有利于阳离子吸收，,K,+,、,Ca,2+,、,Mg,2+,、,Zn,2+,5.溶液浓度,：,0.12,植物营养与施肥,第61页,第三节 影响作物吸收养分环境条件,一、介质中养分浓度,要求土壤溶液中养分浓度维持在适宜植物生长水平，过低：吸收困难；过高：造成盐害,二、光照,1）光合作用 光合磷酸化,ATP,吸收,2）蒸腾作用,三、温度,1）呼吸作用 氧化磷酸化,ATP,吸收,2）根系活力：,-,，养分吸收伴随温度升高而加紧。,植物营养与施肥,第62页,1.影响植物根系生长发育,2.影响土壤养分浓度、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,适宜土壤含水量：,田间持水量6080%,植物营养与施肥,第63页,五、土壤通气性（与土壤水分协调）,1,、根系呼吸作用；,2,、有毒有害物质产生；,3,、经过控制,Eh,影响养分形态与有效性,良好 有氧呼吸,ATP,吸收,植物营养与施肥,第64页,六、,土壤酸碱性（介质反应）,1.影响根细胞表面电荷情况,酸性,反应时，根细胞蛋白质分子带,正电荷,为主，能多吸收外界溶液中阴离子,碱性,反应时，根细胞蛋白质分子带,负电荷,为主，能多吸收外界溶液中阳离子,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,植物营养与施肥,第65页,营养元素土壤中有效含量 较多时,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,5.07.0,pH,5.57.0,时，,各种养分有效性均较高,土壤反应和植物有效养分含量关系,植物营养与施肥,第66页,3.影响土壤微生物种类和活性，,从而影响有机养分转化及氮、硫氧化还原过程,适宜,pH,范围：,七、土壤氧化还原情况,影响养分形态和有效性,如,Eh,低，养分呈还原态，除,NH,4,+,、,Fe,2+,、Mn,2,+,外，许多养分还原态对植物吸收是无效，甚至是有害，如,H,2,S,。,5.5 7.5,植物营养与施肥,第67页,八、离子间相互作用,（一）离子间颉颃作用,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：,Ca,2+,、Mg,2+,、Ba,2+,之间,一价与二价之间：,NH,4,+,和,H,+,对,Ca,2+,、K,+,对,Fe,2+,植物营养与施肥,第68页,阴离子之间：,Cl,-,、Br,-,和,I,-,之间；,H,2,PO,4,-,和,OH,-,之间；,H,2,PO,4,-,和,Cl,-,之间；,NO,3,-,和,Cl,-,之间；,SO,4,2-,和,SeO,4,2-,之间,反抗原因：,（,1,）载体：离子竞争载体同一位置,（,2,）离子性质：电性平衡,植物营养与施肥,第69页,1.,定义：,溶液中某种离子存在有利于根系 吸收另一离子现象。,2.表现：,阴离子与阳离子之间,:,NO,3,-,、,SO,4,2-,等对阳离子吸收有利,二价或三价阳离子对一价阳离子,:,Ca,2+,、Mg,2+,、Al,3+,等能促进,K,+,、,NH,4,+,吸收,（二）离子间相助作用,植物营养与施肥,第70页,1.在原细胞被同化或积累液泡中,2.转移到根部相邻细胞,3.转移到地上部各器官,4.随分泌物排回介质中,吸收了养分去向：,短距离运输,长距离运输,植物营养与施肥,第71页,第四节 养分在植物体内运输,一、短距离运输,横向运输：,根表皮 皮层 内皮层 中柱(导管),1.质外体路径,（1）运输部位：,根尖分生区和伸长区,（2）运输方式：,自由扩散、质流,（3）运输养分种类：,Ca,2+,、Mg,2+,等,植物营养与施肥,第72页,（1）运输部位：,根毛区,（2）运输方式：,扩散、原生质流动、,水流带动,（3）运输养分种类：,NO,3,-,、H,2,PO,4,-,、,K,+,、SO,4,2-,、Cl,-,等,2.共质体路径,植物营养与施肥,第73页,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,植物营养与施肥,第74页,2.韧皮部运输,（1）特点：,养分在活细胞内双向运输,（2）韧皮部中养分移动性,表 营养元素移动性与再利用程度关系,营养元素 移动性 再利用 缺 素 症,程 度 出现部位,N P K Mg,大 高 老叶,S Fe Mn,Zn Cu Mo,小 低 新叶,新叶顶端分生组织,Ca B,难移动,很 低,植物营养与施肥,第75页,木质部,韧皮部,顺浓度梯度 渗漏作用,逆浓度梯度 转移细胞,3.木质部与韧皮部之间养分转移,植物营养与施肥,第76页,第五节 植物营养特征,一、植物营养共性和多样性,（一）共性：,全部高等植物都需要1,7,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。,植物营养与施肥,第77页,（1）有益元素概念,一些元素适量存在时能促进植物生长发育；或者即使它们不是全部植物所必需，但对一些特定植物却是不可缺乏，这些类型元素称为,“有益元素”,，也称,“农学必需元素”,。,1.有益元素,植物营养与施肥,第78页,（2）有益元素种类和功效,元素名称 主要生理功效 主要受益植物,硅,增强植物硬度 禾本科植物 (如水稻、小麦、大麦),钴,维生素,B,12,合成,豆科固氮植物,调整酶或激素活性(必需),钠,参加,C,4,或,CAM,光合路径,C,4,或,CAM,类 代替钾参加细胞渗透压植物(如甜菜等)调整、个别酶激活,钒,促进氮代谢普通植物促进铁吸收,铝,刺激植物生长,影响植物颜色,喜酸性植物(如茶树,),激活酶作用,植物营养与施肥,第79页,2.毒性较大元素,如：,I、Br、F、Al、Cr、Pb、Cd、Hg,3.,植物超积累吸收及其利用,超积累植物 植物修复 植物开矿,4.植物营养遗传特征差异,不一样种类或同一个类不一样品种植物：,对元素种类和数量需要不一样,对土壤养分吸收能力不一样,对肥料需要量不一样,对肥料形态要求不一样,植物营养与施肥,第80页,二、植物不一样生育期营养特征,生育期,营养生长久,植物营养期,生殖生长久,植物营养阶段性,吸收速率,生长时间,作物吸收养分普通规律,植物营养与施肥,第81页,1.作物营养临界期：,指某种养分缺乏、过多或百分比不妥对作物生长影响最大时期,多出现在作物生育前期，如磷素营养临界期多出现在幼苗期,营养期中两个关键性施肥期,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时期,作物生长最旺盛时期，对某种养分需求量和吸收量都最多,植物营养与施肥,第82页,三、植物营养与根系特征,（一）根系形态特征与养分吸收,1.根类型,从整体上分,从个体上分,分 类,直根系：根深,须根系：根广,定根 形成直根系,不定根 形成须根系,主根,侧根,利用：将两种类型作物种在一起,混种、间种、套种,植物营养与施肥,第83页,2.根数量,用单位体积或面积土壤中根总长表示,（,L,V,，cm/cm,3,或,L,A,，,cm/cm,2,）,普通：,须根系,Lv,直根系,Lv,Lv,越大，总面积越大，根与养分接触机率高,反应根系营养特征,3.根分布,分布稀疏或过密：养分利用不充分,分布合理：提升养分吸收效率,植物营养与施肥,第84页,（二）植物根际及其营养作用,1.根际概论：,因为植物根系影响而使其理化生物性质与原土体有显著不一样那个别根区土壤。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,植物营养与施肥,第85页,活化土壤养分，如苹果酸、柠檬酸、麦根酸等；,增加养分有效性和移动性；,抵抗有害物质对根系毒害作用；,间接地促进有机物矿化。,（2）根系分泌物作用：,植物营养与施肥,第86页,（1）非浸染微生物对植物吸收养分影响,改变根系生长情况,影响植物生理学特征与发育,影响根际土壤养分有效性,影响根系养分吸收过程,3.根际微生物,植物营养与施肥,第87页,定义：,土壤真菌侵染植物后形成,联合共生体,类型,：,外生菌根、内生菌根,作用：,促进植物对养分吸收,（2）菌 根,植物营养与施肥,第88页,影响原因,根系分泌有机酸,养分吸收,阳离子阴离子,pH?,(,主要),阴离子阳离子,pH?,作用：,影响养分有效性,4.根际,pH,值,植物营养与施肥,第89页,影响原因,作物种类,：,旱作：,Eh,较土体低,水稻：,Eh,较土体高,介质养分情况,如水稻施钾，,Eh,上升，,Fe,2+,Fe,3+,作用：,影响养分有效性,5.根际氧化还原电位（,Eh,值）,植物营养与施肥,第90页,一、合理施肥基础理论,第六节,合理施肥基础原理,养分偿还学说,最小养分律,限制因子律,酬劳递减律,植物营养与施肥,第91页,（一）养分偿还学说,德国化学家李比西,1840,年,关键点：,伴随作物每次收获，必定要从土壤中取走大量养分，,假如不正确地偿还土壤养分，地力就将逐步下降，,要想恢复地力就必须偿还从土壤中取走全部养分,植物营养与施肥,第92页,意义：,强调,施肥主要性,作 用：,调整土壤和人类之间物质交换，不以养分偿还为基础耕作是掠夺性耕作制度。,对当初化肥工业兴起和发展起到了巨大推进作用,植物营养与施肥,第93页,偿还养分方式：,在未来农业发展过程中，养分偿还主要方式是合理施用化肥，而不是象“有机农业”鼓吹者提倡,只需施用有机肥料,。,(,Why?),一是经过施用,有机肥料,，二是经过施用,无机肥料,，二者各有优缺点，若能,配合施用,则可取长补短，促进肥效，是农业可连续发展正确之路。,植物营养与施肥,第94页,因为，施用化肥是,提升作物单产和扩充物质循环,确保。,当前，农作物所需氮素70是靠化肥提供，因而,合理施用化肥,是当代农业主要标志。,我国几千年传统农业特点就是,有机农业,，其特征是作物,单产低,，所以不符合人口增加需求。,考虑到有机肥料所含养分全方面兼有培肥改土独特功效，充分利用当地一切有机肥源，不但是农业可连续发展需要，而且也是降低污染和提升环境质量需要。,偿还养分方式：,植物营养与施肥,第95页,1、关键点：,作物产量高低受土壤中,相对含量最低养分,所制约。也就是说，决定作物产量是土壤中相对含量最少养分,而最小养分会随条件改变而改变，假如增施不含最小养分肥料，不但难以增产，还会降低施肥效益。,（二）最小养分律（李比希1,843,年）,植物营养与施肥,第96页,当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、钾养分百分比失衡问题。这么施肥模式不但浪费肥料资源，降低肥料利用率，造成土壤盐害，而且使应该补充,最小养分没有得到补充,，土壤缺钾就成了提升产量制约原因，从而降低施肥效果，给农民带来一定经济损失。,2.意义：,强调施肥要有,针对性,植物营养与施肥,第97页,最小养分律扩充和延伸,含义,：,增加一个因子供给，能够使作物生长增加。但在碰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，直到缺乏因子得到满足，作物产量才能继续增加,。,意义,：,施肥既要考虑各种养分供给情况，又要注意与生长相关环境原因。,（三）限制因子律,（布来克曼19）,植物营养与施肥,第98页,1.含义,：,在技术条件相对稳定情况下，伴随施肥量增加，作物总产量是增加，但单位施肥量增产量却是依次递减。,2.意义,：,揭示了作物产量与施肥量之间普通规律；,第一次用函数,Y=A(1-e,-cx,),关系反应了肥料递减规律；,使肥料使用由经验型、定型化走向了定量化。,（四）酬劳递减律,（米采利希20世纪初引入）,植物营养与施肥,第99页,表 燕麦磷肥砂培试验,施磷量,(,P,2,O,5,，,克/盆),干物质产量,（克/盆）,每单位增产量,（克）（酬劳）,0,9.80,0.05,18.91,9.11,0.10,26.64,7.73,0.20,38.63,5.99,0.30,47.12,4.25,0.50,57.39,2.57,2.00,67.64,0.34,植物营养与施肥,第100页,酬劳递减律示意图,(,米氏方程,),Y=A(1-e,-cx,),植物营养与施肥,第101页,施肥量与边际产量关系,(,费佛尔,),3.完善（费佛尔）,：,Y=b,0,+b,1,x+b,2,x,2,植物营养与施肥,第102页,酬劳递减律告诫咱们：,施肥要有程度，不是施肥越多越增产，超出合理施肥量上限就是盲目施肥。,植物营养与施肥,第103页,二、施肥技术,影响施肥量原因：,作物种类及品种、产量水平、土壤肥力情况、肥料种类、施肥时期以及气候条件等,（一）确定施肥量方法,植物营养与施肥,第104页,1、定性丰产指标法：,依据校验研究所确定“高”、“中”、“低”等指标确定对应施肥量。,简单易行，但比较粗糙,2.肥料效应函数法：,植物营养与施肥,第105页,肥料效应函数法,在不一样肥力等级地块上按一定试验设计布置多点分散肥力试验，先求得作物对肥力反应效应函数，而后由此分别计算出最高产量施肥量或最正确经济施肥量，这一方法取得推荐施肥量是建立在科学测试和严密统计基础上结果，而且还能应用电脑计算技术。,应该说，这是多年来科学施肥主要改革与先进技术。,植物营养与施肥,第106页,以实现作物目标产量所需养分量与土壤供给养分量差额作为确定施肥量依据，以到达养分收支平衡，所以，又称为养分平衡法。,(,Y,C),-S,N,E,F=,计算公式：,F:,施肥量(k,g/hm,2,),Y:,目标产量,(k,g/hm,2,),S:,土壤供给养分量(k,g/hm,2,),C:,单位产量养分吸收量(k,g),N:,所施肥料中养分含量(%),E:,肥料当季利用率(%),3.目标产量法：,植物营养与施肥,第107页,目标产量,Y：,是以施肥前3年平均产量为基础，乘以对应系数,普通粮食作物乘以1.11.25（即预期增产1025%）,经济作物乘以1.21.4（即预期增产2040%）,植物营养与施肥,第108页,土壤养分供给量：,依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,植物营养与施肥,第109页,优点：,概念清楚，计算方便，易于推广；,缺点：,要结合,作物生产特点、土壤肥力特征、作物需肥规律以及作物商品价格特点,，确定必要参数和土壤养分利用系数，才能取得满意结果。,植物营养与施肥,第110页