植物营养与施肥原则.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,#,植物营养与施肥原则,植物营养与施肥原则,第1页,本章讲授内容：,植物必需营养元素,植物对养分吸收,影响植物吸收养分条件,施肥基础原理,植物营养特征与施肥,植物营养与施肥原则,第2页,第一节 植物必需营养元素,一,植物体元素组成及含量,二,植物生长发育必需营养元素,植物营养与施肥原则,第3页,一,植物体元素组成及含量,植物营养与施肥原则,第4页,其它元素,必需营养元素,非必需营养元素,有益元素,其它元素,植物营养成份,植物营养与施肥原则,第5页,因为植物遗传性状制约和环境条件影响，不一样植物,即使同一植物不一样器官、同一器官不一样时期其体内元素在含量上都有较大差异。,植物营养与施肥原则,第6页,利用溶液培养，在培养液中有系统地减去植物灰分中一些元素，观察植物是否能够正常生长发育，能够检出植物所必需营养元素。,植物营养与施肥原则,第7页,1939,年,Arnon,和,Stout,提出三条标准,:,一）植物必需营养元素判断标准,1.,缺乏该元素，植物就不能完成其生活史。,-,必要性,2.,该,元素功效不能由其它元素所代替。缺乏这种元素时，植物会表现出特有症状，只有补充这种元素后症状才能减轻或消失,-,专一性,3.,必须直接参加植物代谢作用。对植物起直接营养作用，而不是改进环境间接作用,.-,直接性,二,.,植物生长发育必需营养元素,植物营养与施肥原则,第8页,二,),必需营养元素种类：,当前 我国外公认高等植物所必需营养元素有,16,种,。,它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、鉬、氯。,Mn,B,Fe,S,N,C,O,H,Ca,K,P,Cu,Cl,Zn,Mg,Mo,植物营养与施肥原则,第9页,植物营养与施肥原则,第10页,非必需营养元素中一些特定元素，对特定植物生长发育有益，或为一些种类植物所必需，这些元素为有益元素。,例：豆科作物,-,钴；,藜科作物,-,钠；,硅藻和水稻,-,硅,植物营养与施肥原则,第11页,三,).,必需营养元素分组、起源及功效,C,、,H,、,O,天然营养元素,非矿质元素,来自空气和水,大量元素,N,、,P,、,K,植物营养三要素,(0.1%以上)或肥料三要素,Ca,、,Mg,、,S,中量元素,矿质元素,微量元素,Fe,、,Mn,、,Zn,、,Cu,、,来自土壤,(0.1%以下),B,、,Mo,、,Cl,、（,Ni,）,植物营养与施肥原则,第12页,作物营养三要素,(,肥料三要素,),N,、,P,、,K,三种元素，因为作物需要量比较多，而土壤中可提供,有效含量,又比较少，经常需要经过施肥才能满足作物生长要求，所以称为,“,作物营养三要素,”,或者,“,肥料三要素,”,；,植物营养与施肥原则,第13页,Relative amounts of essential elements in plant tissues,植物营养与施肥原则,第14页,植物营养与施肥原则,第15页,必需营养元素主要功效,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,、,(Si),1.,形成连接大分子酯键,2.储存及转换能量,植物营养与施肥原则,第16页,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,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,植物营养与施肥原则,第17页,四,),植物营养元素同等主要律和不可代替律：,植物必需营养元素在植物体内不论数量多少都是同等主要；,生产上要求：平衡供给养分,任何一个营养元素特殊功效都不能被其它元素所代替。,生产上要求：全方面供给养分,这就叫营养元素同等主要律和不可代替律。,植物营养与施肥原则,第18页,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”,。,水稻缺铁,水稻铁毒,植物营养与施肥原则,第19页,玉米,：,植物营养与施肥原则,第20页,缺钾症状,植物营养与施肥原则,第21页,五,),相相互同作用：,几个营养元素都对某一生理代谢作用过程或者作用过程某一个别起一样作用。也就是说，某一营养元素缺乏时，还能够被另一元素所代替。,植物营养与施肥原则,第22页,第二节 植物对养分吸收,一、根系对养分吸收 二、根外营养,植物营养与施肥原则,第23页,CO,2,O,2,SO,2,H,2,O,O,2,Mineral,Nutrients,植物养分起源示意图,植物营养与施肥原则,第24页,一、根系对养分吸收：,吸收水分和养分,传导水分和养分,合成一些有机化合物,贮藏营养物质,支持作物使之固定于土壤中,植物营养与施肥原则,第25页,壮苗先壮根,蹲苗,植物营养与施肥原则,第26页,植物营养与施肥原则,第27页,一）、根吸收养分部位,根吸收养分最多部位大约在离根尖,10cm,以内，愈靠近根尖处吸收能力愈强。,农作物施用肥料深度应该在,20cm,以下。,果树施用肥料深度,?,植物营养与施肥原则,第28页,二）根吸收养分形态,气态,CO,2,、,O,2,、,H,2,O,离子态 阴、阳离子,分子态 氨基酸、尿素,植物营养与施肥原则,第29页,离子,养分离子向根表迁移,根系对养分离子吸收,植物根部营养,植物营养与施肥原则,第30页,土壤养分向根部迁移方式,根对养分吸收方式,截获（,root interception,）,扩散 （,diffusion),质流,(mass flow),被动吸收,(passive uptake),主动吸收,(active uptake),植物营养与施肥原则,第31页,土壤养面迁移,1.,截获（,Interception,）,定义：植物根系伸展于土壤之中直接获取养分方式,.,实质：接触交换,影响原因：根系与土体接触面积、根系活力,数量：约占,1-3,，不超出,10,，远小于植物需要,植物营养与施肥原则,第32页,植物营养与施肥原则,第33页,2.,质流（,Mass flow,）,定义：因植物蒸腾作用而引发土壤中养分随土壤水流动运动,.,影响原因：水势,根系活力,迁移离子：氮,(,硝态氮,),、钙、镁,植物营养与施肥原则,第34页,3.,扩散（,Diffusion,）,定义：土壤溶液中当某种养分浓度出现差异时所引发养分运动,.,速度慢，距离短（,0.1-15mm,）。,影响原因：土壤水分含量,;,土壤质地,;,土壤温度,;,养分离子扩散系数,;,根系活力,迁移离子：磷、钾,、,氮（,NH4+,）,植物营养与施肥原则,第35页,表,1,不一样离子扩散系数与移动距离,引自,Jungk,1991,植物营养与施肥原则,第36页,表,2,玉米养分需求量与截获、质流和扩散供给量,引自,Barbar,，,1984,植物营养与施肥原则,第37页,图 植物根获取土壤养分模式,截获,质流,扩散,有效养分,根,土壤,地上部,养分离子向根表迁移模式图,土壤,养分向根表迁移路径,植物营养与施肥原则,第38页,小结,土壤养分长距离迁移以质流为主，短距离迁移以扩散为主。,硝态氮,-,质流，磷、钾,-,扩散，钙、镁,-,质流。,养分迁移三种过程同时存在。土壤中移动性小离子，截获较主要，不过有限，因为根系所占体积与土壤体积相比较小（）。质流过程较快；扩散作用是慢过程，一天只有几个毫米。,植物营养与施肥原则,第39页,三,),、根部对无机态养分吸收：,普通认为溶液中离子进入根细胞方式可分两个类型，即被动吸收与主动吸收。,植物营养与施肥原则,第40页,1,、被动吸收,(Passive Uptake),又称非代谢吸收，是一个顺电化学势梯度吸收过程，不需消耗能量。,特点：,1.,顺电化学势梯度,2.,没有选择性,3.,不消耗能量,植物营养与施肥原则,第41页,驱动力,:,1,）电化学势梯度,2,）浓度梯度,方式,简单扩散,：当外部溶液中浓度大于细胞内部浓度时，离子经过扩散作用进入细胞内过程。,杜南扩散,：原生质蛋白质分子带负电，有利于外部溶液阳离子进入。,植物营养与施肥原则,第42页,被动吸收,离子交换,植物营养与施肥原则,第43页,植物营养与施肥原则,第44页,养分跨膜吸收过程,养分需要经过,原生质膜,才能进入细胞内部，参加代谢活动。,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”,主动吸收,被动吸收,植物营养与施肥原则,第45页,生物膜流动镶嵌模型：,植物营养与施肥原则,第46页,2,、主动吸收（,Active uptake,）,养分离子逆电化学势梯度进入植物细胞内现象。它需要消耗生物代谢能量。,特点：,1.,逆电化学势梯度,2.,高度选择性,3.,消耗能量,植物营养与施肥原则,第47页,主动吸收说明了以下三个问题：,植物体内离子态养分浓度，经常比外界土壤溶液浓度高几十甚至几千倍。,植物吸收养分有高度选择性，而不是外界环境中有什么养分就吸收什么养分。,植物对养分吸收强度与其代谢作用亲密相关，而不决定于外界土壤溶液中养分浓度。植物生长旺盛，吸收强度就大，生长弱，吸收强度就小。,植物营养与施肥原则,第48页,载体学说（,Carrier Theory),：,生物膜上含有一些分子，它们有载运离子经过生物膜能力，这些分子叫载体,载体分子上存在某种离子专性结合位,从而支持了离子吸收选择性。,载体分布在细胞膜上，能够有选择性地运载某种离子经过生物膜。,载体是在类脂层中扩散类脂化合物，很可能是一个透过酶，但当前为止还不能下结论，因为还没有分离出载体分子。载体运载离子消耗能量起源于呼吸作用，不过能量消耗于何处，当前还不清楚,.,植物营养与施肥原则,第49页,载体（,Carrier,）,普菲费尔（,Pfeffer 1900,）提出。,不一样种类植物组织对各种离子吸收，在一定浓度范围内，都表现有一定规律，即较低浓度时，离子吸收随浓度增加而快速增加；在较高浓度时，随浓度增加，离子吸收增加极少；到最高浓度时，离子吸收趋于稳定。,这表明了载体存在和载体含有一定饱和度。,植物营养与施肥原则,第50页,载体运输离子过程：,载体由呼吸过程中取得能量,载体,ATP,磷酸化载体,ADP,磷酸化载体与某种选择性离子结合，透过质膜,磷酸化载体离子离子载体,离子载体在磷酸化酶作用下解离，于质膜内侧释放离子。离子载体载体离子无机磷酸,Pi,无机磷酸在细胞内线粒体或叶绿体作用下形成,ATP,ADP,PiATP,总式为：,离子,ATP,离子,ADP,Pi,可见将一个离子由膜外带到膜内，需消耗个,ATP,分子。,植物营养与施肥原则,第51页,植物营养与施肥原则,第52页,H,2,O,（,2,）离子泵（,Ion,s 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,H,3,PO,4,植物营养与施肥原则,第53页,根部对有机态养分吸收：,采取灭菌培养方法，利用示踪元素进行研究结果表明，植物不但能吸收无机养分，也能吸收有机态养分。,普通认为，有机分子透过质膜难易程度决定于分子大小和脂溶性强弱。,植物营养与施肥原则,第54页,采取灭菌培养法,+,同位素示踪法,球蛋白,核糖核酸,病毒,水分,无机盐,已证实水稻能吸收葡萄糖、核糖核酸及各种氨基酸，有氨基酸如组氨酸、甘氨酸营养效应超出硫酸铵。大小麦和菜豆能吸收各种磷酸己糖、磷酸甘油酸等。,胞饮作用,植物营养与施肥原则,第55页,二、根外器官对养分吸收,一）根外营养（,Plant,Foliage nutrition,）,植物叶面（包含一个别茎）吸收养分来营养其本身现象叫做叶部营养或根外营养。,机理,特点,影响根外营养效果原因,植物营养与施肥原则,第56页,二）根外营养特点：,叶子吸收养分路径：,普通认为，叶面施肥原理是养分经过叶片,角质层和气孔,，进入细胞；,但最近研究表明，可能使养分离子经过,角质层上裂缝,和从表层细胞延伸到角质层,外质连丝,，进入细胞,外质连丝,是一个不含原生质,纤维孔隙,，,能使细胞原生质与外界,直接,联络，这种外质连丝能做为,角质膜,抵达表皮细胞,原生质膜,一条通路。,植物营养与施肥原则,第57页,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,植物营养与施肥原则,第58页,仙人掌表面向内凹陷气孔,表面,横切面,植物营养与施肥原则,第59页,胞间连丝,作为一个细胞质结构,将相邻细胞连系起来,形成植物共质体。,植物营养与施肥原则,第60页,1.,快,2.,强,3.,省,植物营养与施肥原则,第61页,处理,(CuSO,4,/kg.hm,2,),穗数,/m,2,穗粒数,籽粒数,/g.m,2,不施,Cu,10.0,（,soil,）,0.04,（,leaf,）,37.0,28.8,63.8,0.14,2.3,17.1,0.03,1.0,14.0,缺铜土壤上叶面施铜对小麦生长和产量影响,植物营养与施肥原则,第62页,叶子吸收养分形态：,离子态：钾离子、磷酸根离子等。,分子态：二氧化碳、尿素、二氧化硫、氮气等。,植物营养与施肥原则,第63页,3,、叶部营养特征：,）直接供给作物吸收养分可预防养分在土壤中固定 和转化。,）叶部对养分吸收转化比根部快，能及时满足作物需要。,32,P,涂于棉花叶部,5,分钟后各器官已经有相当数量，根、生长点和嫩叶中增加强烈。,10,天后,32,P,积累到达最高点。而根部施用,15,天后分布和强度仅仅靠近于叶部施用分钟情况。又如：普通尿素施入土壤,4-5,天后才见效果，叶部施用只需,1-2,天即可显出效果。故在出现缺素症或遭自然灾害时最为适用。,植物营养与施肥原则,第64页,3,）直接影响代谢，促进根部营养，提升产量，改进品质。,4,）经济、有效：,施用量仅为土壤施用,1/5-1/10,。,植物营养与施肥原则,第65页,三）、影响根外营养效果条件：,溶液组成：溶液组成决定于叶部追肥目标。作为营养液组成份各种养分被植物吸收速度是不一样。,比如，叶片吸收钾速率为：氯化钾硝酸钾磷酸氢二钾；,叶片吸收氮速率为：尿素硝酸盐铵盐。,普通地，无机盐比有机盐类（尿素除外）吸收速率要快，在喷施生理活性物质或微量元素肥料（如锌、硼、铁、锰等）时加入尿素可提升吸收速率和预防叶片出现暂时黄化。,植物营养与施肥原则,第66页,在不引发伤害前提下养分进入叶片速度和数量随浓度升高而升高,大量元素,0.22%,微量元素,0.010.2%,2.,溶液浓度及,pH,植物营养与施肥原则,第67页,如供给,A,+,，则,pH,应微碱性,溶液,pH,如供给,A,-,，则,pH,应微酸性,在中性范围内,植物营养与施肥原则,第68页,3.,叶片结构与养分吸收,叶片类型,叶片结构,双子叶植物,单子叶植物,植物营养与施肥原则,第69页,4.,溶液湿润叶片时间,最好要使叶片在,30min,到,1h,内保持湿润,选在晴天黄昏无风天气下进行,3.,湿润剂或表面活化剂,黄昏喷施,湿润剂，中性皂和洗涤剂（用,0.1-0.2%,植物营养与施肥原则,第70页,5.,喷施部位及次数,移动性强元素,N,、,K,、,Na,能移动元素,P,、,Cl,、,S,难移动元素 微量元素,个别移动养分,Zn,Cu,Mn,Fe,Mo,，,不移动养分硼和钙。,关键时期喷一次,喷,2-3,次，喷在新叶,每隔一定时间（普通,7-10,天）喷施一次效果比一次喷施效果要好。,植物营养与施肥原则,第71页,