第五章-植物营养...ppt

第五章第五章 作物作物(zuw)(zuw)营养营养 作物生长发育从环境中吸收营养物质，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的手段。要合理施肥，施肥是满足作物营养的手段。要合理施肥，就要研究作物需要就要研究作物需要(xyo)什么营养元素，作什么营养元素，作物怎样吸收这些元素以及受哪些环境条件物怎样吸收这些元素以及受哪些环境条件的影响？的影响？第一页，共四十一页。第一节第一节 作物作物(zuw)生长发育必需的营养元素生长发育必需的营养元素 灰分灰分(hu fn)元素：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以气体形态以气体形态挥发（气态元素）残留下的不挥发的物质称挥发（气态元素）残留下的不挥发的物质称灰分灰分，灰分中的元素称灰分元，灰分中的元素称灰分元素。素。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。判断植物必需营养元素的植物必需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，不能完成生活周期。缺少这种元素，作物生长发育受阻，不能完成生活周期。2.缺少这种元素，作物出现缺少这种元素，作物出现(chxin)某些特定症状，只有补充该元素才能某些特定症状，只有补充该元素才能恢复正常或预防。恢复正常或预防。3.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间接效果。环境条件而产生的间接效果。第二页，共四十一页。目前认为植物目前认为植物(zhw)必需营养元素有必需营养元素有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(hnling)（）（）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+土壤土壤 1.0 Ca Ca2+土壤土壤 0.5 Mg Mg2 土壤土壤 0.2 S SO42+土壤土壤 0.1第三页，共四十一页。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 主要主要(zhyo)来源来源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 土壤第四页，共四十一页。十六种必需的营养元素不能缺少，但不一定都需要十六种必需的营养元素不能缺少，但不一定都需要通过通过(tnggu)施肥补充。施肥补充。C、H、O：过过去去认为认为大气中取之不尽，用之不竭。大气中取之不尽，用之不竭。现现在保在保护护地施地施CO2肥肥:2NH4HCO3+H2SO4 (NH4)2SO4+2CO2+2H2ON P K:土壤中含量少（相土壤中含量少（相对对），作物需要多，需施肥），作物需要多，需施肥补补充充，称称肥料三要素肥料三要素。S Ca Mg:北方土壤一般北方土壤一般够够用，施磷肥用，施磷肥时时有所有所补补充充Fe Mo Cu Zn B Mn Cl:一般土壤一般土壤够够用，但随用，但随产产量提高需量提高需补补充充Zn B Fe等。等。第五页，共四十一页。必需元素的作用必需元素的作用(zuyng)1、构成、构成(guchng)作物活体的结构物质及生活物质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.是酶的辅基或活化基是酶的辅基或活化基 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，增强抗逆性第六页，共四十一页。营养元素的同等重要性和不可营养元素的同等重要性和不可(bk)替代律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。氮不能代作用是同等重要和不可替代的。氮不能代替磷，磷不能代替钾。替磷，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，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生产上可见到单施氮肥(dnfi)或单施磷肥的增或单施磷肥的增产效果不如二者配合的好。即：两种元素产效果不如二者配合的好。即：两种元素配合施用的增产效果大于这两种养分分施配合施用的增产效果大于这两种养分分施的增产之和，这叫交互作用的增产之和，这叫交互作用(连应效应连应效应)。第七页，共四十一页。第二节第二节 植物植物(zhw)对养分的吸收对养分的吸收一、根部对养分的吸收一、根部对养分的吸收（一）根吸收养分的形态和部位（一）根吸收养分的形态和部位根是作物吸收养分的主要器官根是作物吸收养分的主要器官(qgun)，吸收最集中的部位在根毛区。吸收最集中的部位在根毛区。吸收形态：吸收形态：离子态：离子态：NO3-NH4+HPO42-分子态：尿素分子态：尿素 生长素生长素 CO2 第八页，共四十一页。（二）根对养分的吸收（二）根对养分的吸收(xshu)1、土壤养分的迁移、土壤养分的迁移（1）截获）截获：植物根系与土壤：植物根系与土壤(trng)中各养分直接接触时获取养分的方式。因根中各养分直接接触时获取养分的方式。因根系与土壤系与土壤(trng)所占体积相比，一般只有所占体积相比，一般只有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：土壤中的养分(yngfn)离子从高浓度向低浓度的运动叫扩散。离子从高浓度向低浓度的运动叫扩散。（3）质流）质流：土壤中养分离子随水流动到达根表的过程叫质流。：土壤中养分离子随水流动到达根表的过程叫质流。质流、扩散和截获这三种方式是同时存在并相互作用的。质流、扩散和截获这三种方式是同时存在并相互作用的。磷、铜、锰、铁、锌、氯、钾、硝酸盐以扩散为主，铵盐、钙、镁以质流磷、铜、锰、铁、锌、氯、钾、硝酸盐以扩散为主，铵盐、钙、镁以质流为主；为主；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，含量高时以质流为主。钼含量低时以扩散为主，含量高时以质流为主。第九页，共四十一页。2、根对离子态养分、根对离子态养分(yngfn)的吸收的吸收（1）被动吸收）被动吸收(xshu)特点：特点：不需能量，无选择性，顺浓度梯度进行。不需能量，无选择性，顺浓度梯度进行。（2）主动）主动(zhdng)吸收吸收特点特点：消耗能量、选择吸收、逆浓度梯度：消耗能量、选择吸收、逆浓度梯度第十页，共四十一页。3、根部根部对有机养分的吸收有机养分的吸收植物根系植物根系(gnx)不仅能吸收无机养分，也能吸收有机养分：不仅能吸收无机养分，也能吸收有机养分：水稻幼苗直接水稻幼苗直接(zhji)吸收氨基酸和酰胺吸收氨基酸和酰胺 大麦能吸收赖氨酸大麦能吸收赖氨酸 玉米能吸收甘氨酸玉米能吸收甘氨酸 并不是所有的有机养分都能被根系吸收，仅是小部分小分子有机物并不是所有的有机养分都能被根系吸收，仅是小部分小分子有机物 有被动吸收，也有主动有被动吸收，也有主动(zhdng)吸收现象（胞饮作用）吸收现象（胞饮作用）第十一页，共四十一页。二、植物的根外营养二、植物的根外营养（一）根外营养特点：（一）根外营养特点：1、直接吸收，提高肥料利用率（无土壤中的固定和转化）；、直接吸收，提高肥料利用率（无土壤中的固定和转化）；2、转化吸收转化速度快，能及时满足作物需要、转化吸收转化速度快，能及时满足作物需要:32P肥示踪表明肥示踪表明5分钟后各器官有分钟后各器官有PO43-；3、叶部营养直接影响生理过程，有促进根部营养的作用。、叶部营养直接影响生理过程，有促进根部营养的作用。4、用量少，节约、用量少，节约(jiyu)肥料肥料:NPK1%3，是土壤施用的，是土壤施用的1/5 1/10；*是施肥的辅助性方法，需和主要措施配合。是施肥的辅助性方法，需和主要措施配合。*有利于作物后期和密植作物的追肥。有利于作物后期和密植作物的追肥。第十二页，共四十一页。（二）叶部吸收的影响（二）叶部吸收的影响(yngxing)因因素：素：1、养分种类、养分种类(zhngli)：钾肥钾肥 KClKNO3KH2PO4 氮肥氮肥 尿素尿素硝态氮肥硝态氮肥铵态氮肥铵态氮肥 硝酸钾进入体内时间硝酸钾进入体内时间 1小时小时 氯化钾进入体内时间氯化钾进入体内时间 30分钟分钟 硫酸镁进入体内时间硫酸镁进入体内时间 20分钟分钟 氯化镁进入体内时间氯化镁进入体内时间 15分钟分钟 铵态氮进入体内时间铵态氮进入体内时间 2小时小时 硝态氮进入体内时间硝态氮进入体内时间 15分钟分钟第十三页，共四十一页。2、溶液、溶液(rngy)的的pH值值 溶液酸性，吸收溶液酸性，吸收(xshu)负离子多，有负离子多，有利于利于H2PO4-、SO42-、BO33-、NO3-吸收。吸收。溶液碱性，吸收阳离子多，有利溶液碱性，吸收阳离子多，有利于于K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+吸收。吸收。第十四页，共四十一页。3、溶液与叶面接触时间、溶液与叶面接触时间 时间少，吸收不完全，无风傍时间少，吸收不完全，无风傍晚晚(bngwn)好，遇雨重喷，营养液加湿好，遇雨重喷，营养液加湿润剂。润剂。4、叶子部位、叶子部位 叶背面有气孔，易吸收；叶叶背面有气孔，易吸收；叶正面液体易存留，注意喷施。正面液体易存留，注意喷施。第十五页，共四十一页。5、作物种类、作物种类双子叶植物：双子叶植物：叶片大，角质层薄，有利吸收叶片大，角质层薄，有利吸收单子叶植物：单子叶植物：稻、麦、谷子稻、麦、谷子(g zi)等作物叶片小、厚、等作物叶片小、厚、加大喷施浓度加大喷施浓度第十六页，共四十一页。影响作物影响作物(zuw)吸收养分的环境条件吸收养分的环境条件一、温度一、温度在一定范围内，养分在一定范围内，养分(yngfn)吸收随温度增吸收随温度增加而加快，温度过高，酶变性失活。加而加快，温度过高，酶变性失活。温度影响：温度影响：ATP生成量；生成量；养分移动速度；养分移动速度；根系酶活性。根系酶活性。第十七页，共四十一页。低温时，阴离子吸收的影响低温时，阴离子吸收的影响(yngxing)比阳比阳离子明显，如离子明显，如:NO3-NH4+,这可能与阴离这可能与阴离子主要是主动吸收有关，因子主要是主动吸收有关，因ATP少。少。越冬作物施水溶性磷，与温度低、磷扩越冬作物施水溶性磷，与温度低、磷扩散系数小、以阴离子吸收有关。散系数小、以阴离子吸收有关。影响顺序：影响顺序：PO33-NH4+K+SO42-Mg2+Cl-Ca2+第十八页，共四十一页。二、通气二、通气(tng q)大气地面含氧量大气地面含氧量20.34，土壤，土壤(trng)空空气含氧量气含氧量1020，正常情况下够，正常情况下够用，但如果含水过多、通气不畅，用，但如果含水过多、通气不畅，造成氧气下降。造成氧气下降。棉花在棉花在O2小于小于3、玉米小于、玉米小于6生生长受影响。长受影响。第十九页，共四十一页。通气通气(tng q)影响吸收的原因：影响吸收的原因：1、根系的有氧呼吸；、根系的有氧呼吸；2、土壤的、土壤的Eh；3、养分的形态及转化；、养分的形态及转化；4、二氧化碳含量。、二氧化碳含量。深翻整地、中耕松土、形成良好结构等深翻整地、中耕松土、形成良好结构等都有利于通气，促进吸收。都有利于通气，促进吸收。第二十页，共四十一页。三、酸碱反应三、酸碱反应(fnyng)影响吸收形态影响吸收形态(xngti)：COOH COOH H+R 利于吸收阴离子利于吸收阴离子 R NH3+NH2 OH-COO-H2O R 利于吸收阳离子利于吸收阳离子 NH2第二十一页，共四十一页。影响影响(yngxing)养分形态：养分形态：各种养分在中性时有效性高各种养分在中性时有效性高 影响养分外渗：影响养分外渗：玉米外根在玉米外根在pH5.5时，外渗钾达时，外渗钾达40 ，因膜的稳定受了影响，因膜的稳定受了影响 O CH2 COO-Ca2+O-P O CH2 O HC O COR2 CH2 O COR1 蛋白质与磷脂通过钙桥形式连接，蛋白质与磷脂通过钙桥形式连接，pH值低时，值低时，H+代代Ca2，透性增加。，透性增加。第二十二页，共四十一页。四、土壤水分四、土壤水分 各种养分溶解在水中方可吸收，土各种养分溶解在水中方可吸收，土 壤水分太多，造成通气不畅。壤水分太多，造成通气不畅。田间持水量的田间持水量的7080有利于吸有利于吸 收。收。水分影响水分影响(yngxing)：养分溶解；养分溶解；养分扩散；养分扩散；土壤通气。土壤通气。第二十三页，共四十一页。五、养分五、养分(yngfn)状状况况 1、养分浓度：在一定浓度范围内，随浓、养分浓度：在一定浓度范围内，随浓度增加养分吸收增加，过多烧伤根系（生度增加养分吸收增加，过多烧伤根系（生理干旱）。理干旱）。2、离子间的关系、离子间的关系 （1）对抗（拮抗）对抗（拮抗、颉颃颉颃(xihng)）作用：）作用：一种离子的存在能降低另一种离子一种离子的存在能降低另一种离子的吸收。的吸收。第二十四页，共四十一页。对抗对抗(dukng)的原因：的原因：（1）载体：离子竞争载体同一）载体：离子竞争载体同一 位置位置 （2）离子性质：电性平衡）离子性质：电性平衡 （3）Ca使膜孔性变小，限制使膜孔性变小，限制 Mg、促进、促进K的吸收。的吸收。Mg抗抗Ca、Na+的吸收，的吸收，NO3-、PO43-、SO42-之间对抗，之间对抗，P Zn 对抗。对抗。第二十五页，共四十一页。（2）协助作用：协助作用：一种离子的存在能增加一种离子的存在能增加(zngji)另一种另一种离子离子 的吸收。的吸收。阴离子促进阳离子吸收，阴离子促进阳离子吸收，N P K之之 间相互促进。间相互促进。第二十六页，共四十一页。维茨效应：维茨效应：溶液中溶液中Ca2Mg2Al3等二价等二价(r ji)、三价、三价离离 子，特别是子，特别是Ca2能促进能促进K、Rb以及以及 Br的吸收。的吸收。根内根内Ca2并无此促进作用。并无此促进作用。Ca2是通过影响质膜，并非影响代谢而是通过影响质膜，并非影响代谢而 起作用的。起作用的。第二十七页，共四十一页。离子间的关系离子间的关系(gun x)是复杂的，一种条件下是复杂的，一种条件下对对 抗，另一种条件下可能相助。抗，另一种条件下可能相助。大麦根试验：大麦根试验：Ca：K=30:1时相互促进时相互促进 Ca：K30:1时相互对抗时相互对抗 第二十八页，共四十一页。第三节第三节 植物植物(zhw)营养的阶段性营养的阶段性 一、不同作物的营养特点一、不同作物的营养特点1、数量：作物需、数量：作物需16种必需元素是通性；种必需元素是通性；但作物不同所要求但作物不同所要求(yoqi)的数量不同：的数量不同：块根、块茎类作物如：马铃薯、甘蔗需钾多；块根、块茎类作物如：马铃薯、甘蔗需钾多；以收获叶子为主的蔬菜、茶、桑需氮多；以收获叶子为主的蔬菜、茶、桑需氮多；豆类作物能固氮，需氮少，需磷、钾多；豆类作物能固氮，需氮少，需磷、钾多；油菜、甜菜需硼多；油菜、甜菜需硼多；大豆、马铃薯需钙多；大豆、马铃薯需钙多；水稻需硅多。水稻需硅多。第二十九页，共四十一页。2、比例：各种作物对不同、比例：各种作物对不同(b tn)营养的要营养的要 求有一定适宜比值，如：求有一定适宜比值，如：Ca/B：甜菜甜菜100 大豆大豆500 烟草烟草(ynco)1200Fe/Mn：大豆大豆1.53.5 小麦小麦2.5K/Mg 8 烟草缺镁症烟草缺镁症P/Zn 400 马铃薯缺锌马铃薯缺锌作物每生产作物每生产100斤籽粒需斤籽粒需N:P2O5:K2O约为约为3：1：3斤。斤。第三十页，共四十一页。3、形态：作物、形态：作物(zuw)营养特性不同，对营营养特性不同，对营 养元素的形态有特殊要求养元素的形态有特殊要求 马铃薯：以马铃薯：以NH4+_N为好，马铃薯喜为好，马铃薯喜S，施氮肥应优，施氮肥应优 选选(NH4)2SO4，不宜用，不宜用NH4Cl。忌忌Cl作物：茶、烟草、柑桔、甜菜、甘薯、甘作物：茶、烟草、柑桔、甜菜、甘薯、甘 蔗、蔗、葡萄等。葡萄等。甜菜：甜菜：以以NO3-_N为好，因喜为好，因喜Na，施用氮肥优选，施用氮肥优选 硝酸钠。硝酸钠。烟草：烟草：硝酸硝酸(xio sun)根有利燃烧，根有利燃烧，NH4+促进芳香族挥发促进芳香族挥发油油 形成形成（香味），优选（香味），优选NH4NO3。水稻：水稻：优选优选NH4Cl，因，因S形成形成H2S毒害根系，毒害根系，Cl 抑制亚硝化细菌的活性。抑制亚硝化细菌的活性。第三十一页，共四十一页。反硝化反硝化NH4+NO2-HNO3 HNO2 N2 N2O 挥发挥发 亚消化细菌亚消化细菌 硝化细菌硝化细菌 流失流失氯离子抑制反硝化作用示意图氯离子抑制反硝化作用示意图 油菜、萝卜、大豆、田菁：对难溶性磷油菜、萝卜、大豆、田菁：对难溶性磷 肥利用肥利用(lyng)力强，小麦、谷子差。力强，小麦、谷子差。Cl第三十二页，共四十一页。二、作物体内二、作物体内(t ni)矿质养分的运转与分配矿质养分的运转与分配 少部分根利用少部分根利用 根吸收养分根吸收养分 多数以离子、氨基酸、酰胺、多数以离子、氨基酸、酰胺、己糖磷酸脂形式进入己糖磷酸脂形式进入(jnr)茎中柱导管茎中柱导管 叶肉细胞利用叶肉细胞利用 地上各部分地上各部分 少量随光合产物通过叶脉少量随光合产物通过叶脉 筛管筛管 叶柄叶柄 茎茎 根根第三十三页，共四十一页。在上述养分循环中，优先分配于代谢旺盛，在上述养分循环中，优先分配于代谢旺盛，合成合成(hchng)能力和长势强的生长中心。能力和长势强的生长中心。如：如：分蘖期增加分蘖数，拔节期增分蘖期增加分蘖数，拔节期增 加有效分蘖。加有效分蘖。营养元素不足时，新形成的生长中心会营养元素不足时，新形成的生长中心会摄取前一个生长中心的养分。摄取前一个生长中心的养分。如：如：开花期氮不足，会摄取茎叶养分，使茎开花期氮不足，会摄取茎叶养分，使茎叶早衰。叶早衰。第三十四页，共四十一页。N P K Mg：易运转：易运转(ynzhun)，可再，可再利利 用力强，用力强，缺素症易表现在老缺素症易表现在老 叶上叶上。Ca Fe Mn B：难运转，再利：难运转，再利 用力差，用力差，缺素症易表现在新缺素症易表现在新 叶上叶上。第三十五页，共四十一页。三、作物三、作物(zuw)营养的阶段性和连续营养的阶段性和连续性性作物营养的阶段性：作物的生育期不同，作物营养的阶段性：作物的生育期不同，所要求养分的数量和比例不完全相同。所要求养分的数量和比例不完全相同。各生育期有不同的营养特点，就是作物各生育期有不同的营养特点，就是作物营养的阶段性。营养的阶段性。两个关键时期：作物的一生中苗期吸收两个关键时期：作物的一生中苗期吸收(xshu)养分少，随生育进展，对养分吸收养分少，随生育进展，对养分吸收(xshu)增加，结实期达高峰，以后吸收增加，结实期达高峰，以后吸收(xshu)减少甚至外渗。有两个施肥的关键时期：减少甚至外渗。有两个施肥的关键时期：第三十六页，共四十一页。作物营养的临界期：作物营养的临界期：作物生长作物生长发育过程中的某一时期发育过程中的某一时期对某种养分对某种养分(yngfn)要求的绝对数量虽要求的绝对数量虽不多，但很迫切，这时养分不多，但很迫切，这时养分(yngfn)过过多或过少，对作物的生长发育起显多或过少，对作物的生长发育起显著的不良作用，这个时期称作物营著的不良作用，这个时期称作物营养的临界期。养的临界期。第三十七页，共四十一页。NPK营养营养(yngyng)的临界期：的临界期：磷：磷：冬小麦：冬小麦：分蘖始期分蘖始期 玉米：玉米：三叶期三叶期 棉花：棉花：23叶期叶期氮：氮：冬小麦：冬小麦：分蘖期分蘖期 玉米：玉米：幼穗分化期幼穗分化期 棉花：棉花：现蕾初期现蕾初期(chq)钾：钾：水稻水稻：分蘖期分蘖期第三十八页，共四十一页。植物营养的最大效率期：植物营养的最大效率期：作物生长快，吸收养分多，施用肥料作物生长快，吸收养分多，施用肥料能产生最大效能的时期能产生最大效能的时期(shq)。氮：氮：玉米玉米：大喇叭口抽穗期：大喇叭口抽穗期 棉花：盛花期棉花：盛花期 油菜、大豆油菜、大豆：开花期开花期第三十九页，共四十一页。作物营养有各自的阶段性，但各作物营养有各自的阶段性，但各生育期又是连续的，前阶段的营生育期又是连续的，前阶段的营养状况直接养状况直接(zhji)影响后一阶段的施影响后一阶段的施肥数量和时期，所以应相互联系，肥数量和时期，所以应相互联系，灵活运用。灵活运用。第四十页，共四十一页。内容(nirng)总结第五章 作物营养。目前认为植物必需营养元素有16种（大量元素9种，微量元素7种）：。1、构成作物活体的结构物质及生活(shnghu)物质:。（3）质流：土壤中养分离子随水流动到达根表的过程叫质流。并不是所有的有机养分都能被根系吸收，仅是小部分小分子有机物。2、转化吸收转化速度快，能及时满足作物需要:32P肥示踪表明5分钟后各器官有PO43-。棉花：盛花期第四十一页，共四十一页。