九(2)植物營(yíng)養(yǎng)及施肥原則

1、第三節(jié) 影響植物吸收養(yǎng)分的環(huán)境條件,形態(tài)特征生理生化特性 生育特點(diǎn),,內(nèi)因,外因（環(huán)境因素）,光照溫度水分通氣條件（Eh）酸堿度離子濃度離子間的相互作用,,光照可通過(guò)影響植物葉片的光合強(qiáng)度而對(duì)某些酶的活性、氣孔的開(kāi)閉和蒸騰強(qiáng)度等產(chǎn)生間接影響，最終影響到根系對(duì)礦質(zhì)養(yǎng)分的吸收。,一、光照,光照是植物養(yǎng)分吸收與同化的原動(dòng)力。,蒸騰作用能量酶的誘導(dǎo)和代謝途徑,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,一

2、般6~38ºC的范圍內(nèi)，根系對(duì)養(yǎng)分的吸收隨溫度升高而增加。溫度過(guò)高（超過(guò)40ºC ）時(shí)，高溫使體內(nèi)酶鈍化，從而減少了可結(jié)合養(yǎng)分離子載體的數(shù)量，同時(shí)高溫使細(xì)胞膜透性增大，增加了礦質(zhì)養(yǎng)分的被動(dòng)溢泌。低溫往往使植物的代謝活性降低，從而減少養(yǎng)分的吸收量。,二、溫度,0~30℃范圍內(nèi)，溫度升高，吸收養(yǎng)分速度加快,最適土壤溫度 15~25℃,,三、土壤水分作用：1.影響植物根系的生長(zhǎng)發(fā)育 2.影響土

3、壤養(yǎng)分的濃度、有效性和遷移 3.影響土壤通氣性、土壤微生物活性、 土壤溫度等，從而影響?zhàn)B分形態(tài)、 轉(zhuǎn)化及有效性適宜的土壤含水量：五、土壤通氣性良好 有氧呼吸 ATP 吸收,田間持水量的60~80%,水分狀況是化肥溶解和有機(jī)肥料礦化的決定條件。水分狀況對(duì)植物生長(zhǎng)，特別是對(duì)根系的生長(zhǎng)有很大影響，從而間接影響到養(yǎng)分的吸收。養(yǎng)分的釋放、遷移和

4、植物吸收養(yǎng)分與水有關(guān)。,水分,土壤通氣狀況主要從三個(gè)方面影響植物對(duì)養(yǎng)分的吸收：一是根系的呼吸作用；二是有毒物質(zhì)的產(chǎn)生；三是土壤養(yǎng)分的形態(tài)和有效性。,四、通氣狀況,通氣,植物吸收養(yǎng)分是被動(dòng)吸收和主動(dòng)吸收相結(jié)合的過(guò)程，而通氣有利于有氧呼吸，所以，能促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的中耕培土是調(diào)節(jié)土壤通透性、促進(jìn)養(yǎng)分有效吸收的重要手段。,,大麥離體根培養(yǎng)在不同氧張力下吸收磷的情況,土壤的氧化還原狀況,影響?zhàn)B分的形態(tài)和有效性 如Eh低，養(yǎng)分呈

5、還原態(tài)，除NH4 + 、 Fe2+ 、 Mn 2 +外，許多養(yǎng)分的還原態(tài)對(duì)植物吸收是無(wú)效，甚至是有害的,五、土壤的酸堿性（介質(zhì)反應(yīng)） 介質(zhì)酸堿性對(duì)植物吸收養(yǎng)分的影響：1. 影響根細(xì)胞表面的電荷狀況酸性反應(yīng)時(shí)，根細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子帶正電荷為主，能多吸收外界溶液中的陰離子 堿性反應(yīng)時(shí)，根細(xì)胞的蛋白質(zhì)分子帶負(fù)電荷 為主，能多吸收外界溶液中的陽(yáng)離子偏酸性：吸收陰離子>陽(yáng)離子偏堿性：吸收陽(yáng)離子>陰離子2. 影響?zhàn)B

6、分形態(tài)和有效性,蛋白質(zhì)的解離狀況可由下式表達(dá),,,營(yíng)養(yǎng)元素土壤中有效含量 較多時(shí)的pH范圍氮 5.5～8.0鉀、鈣、鎂 >6.0磷 5.5～7.0硫 >5.5鐵、錳、鋅 銅、鈷 6.0硼 5.0～7.0總的來(lái)說(shuō)，pH5.5～7.0時(shí)，

7、 各種養(yǎng)分的有效性均較高,pH值,土壤反應(yīng)和植物有效養(yǎng)分含量的關(guān)系,,PO43-,,微量元素的有效性,,土壤pH,5 6 7 8,,,,Zn、Fa、B、Mn、Cu,Mo,微量元素的有效性和土壤pH的關(guān)系,最適pH范圍　 6.5~7.0,酸性介質(zhì)有利于植物吸收陰離子堿性介質(zhì)有利于植物吸收陽(yáng)離子,3.影響土壤微生物的種類

8、和活性，從而影響有機(jī)養(yǎng)分的轉(zhuǎn)化及氮、硫的氧化還原過(guò)程適宜pH范圍：,,5.5 ~ 7.5,六、介質(zhì)中的養(yǎng)分濃度,要求土壤溶液中的養(yǎng)分濃度維持在適宜植物生長(zhǎng)的水平 過(guò)低：吸收困難； 過(guò)高：造成鹽害,養(yǎng)分濃度,植物吸收養(yǎng)分的速度隨濃度的改變而發(fā)生變化 。開(kāi)始隨濃度的提高而迅速增加，然后緩慢增加，以后穩(wěn)定在一定的速率。如果繼續(xù)提高養(yǎng)分濃度，養(yǎng)分吸收的速率會(huì)出現(xiàn)迅速增加—緩慢增加—趨于穩(wěn)定的現(xiàn)象，即植物吸收養(yǎng)分的二重圖型,,大麥

9、在不同濃度的KCl溶液中吸收K+離子的速度,KCl和NaCl濃度對(duì)離體大麥根吸收K+和Na+速率的影響,外界磷濃度對(duì)生長(zhǎng)4周的8種植物以及生長(zhǎng)24小時(shí)的大麥吸磷速率的影響,七、離子間的相互作用（一）離子間的拮抗作用1. 定義：溶液中某種離子存在或過(guò)多能抑制另一離子吸收的現(xiàn)象。2. 表現(xiàn)：陽(yáng)離子與陽(yáng)離子之間，如一價(jià)與一價(jià)之間：K+、Rb+、Cs +之間二價(jià)與二價(jià)之間： Ca2+、Mg2+、Ba2+之間一價(jià)與二價(jià)之間：NH4

10、+和H+對(duì)Ca2+、K+對(duì)Fe2+,陰離子之間： Cl-、Br-和I-之間； H2PO4-和OH-之間； H2PO4-和Cl-之間； NO3-和Cl-之間； SO42-和SeO42-之間,（二）離子間的協(xié)助作用1. 定義：溶液中某種離子的存在有利于根系 吸收另一離子的現(xiàn)象。2. 表現(xiàn)：陰離子與陽(yáng)離子之間如NO3- 、 SO42-等對(duì)陽(yáng)離子的吸收有利

11、 二價(jià)離子（ Ca2+ ）對(duì)一價(jià)陽(yáng)離子， 如Ca2+ 、Mg2+、Al3+等能促進(jìn)K+ 、 NH4+的吸收,維茨效應(yīng),,第四節(jié) 植物的營(yíng)養(yǎng)特性,一、植物營(yíng)養(yǎng)的共性和多樣性（一）共性：所有高等植物都需要16種必需營(yíng)養(yǎng)元素（二）多樣性：必需元素、有益元素、有毒元素 1. 有益元素（1）有益元素的概念 某些元素適量存在時(shí)能促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育； 或者雖然

12、它們不是所有植物所必需，但對(duì)某些特定的植物缺是不可缺少的，這些元素稱為“ 有益元素” 。,（2）有益元素的種類和功能元素名稱 主要生理功能 主要受益植物 硅增強(qiáng)植物的硬度 禾本科植物 (如水稻、小麥、大麥)

13、鈷維生素B12合成 豆科固氮植物調(diào)節(jié)酶或激素活性(必需) 鈉參與C4或CAM光合途徑 C4代替鉀參與細(xì)胞滲透壓植物(如甜菜等)調(diào)節(jié)、部分酶激活 鎳豆科植物脲酶的組成 豆科植物 鋁（尚未明確） 喜酸性植物(如茶樹(shù)),,,,2. 毒性較大的元素 如：I、Br、F、Al、Cr、Pb、Cd、Hg3. 植物的超積

14、累吸收及其利用 超積累植物 植物修復(fù) 植物開(kāi)礦4. 植物營(yíng)養(yǎng)遺傳特性的差異不同種類或同一種類不同品種的植物：（1）對(duì)元素的種類和數(shù)量需要不同（2）對(duì)肥料的需要量不同,,,二、植物不同生育期的營(yíng)養(yǎng)特性,生育期,營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期生殖生長(zhǎng)期,作物營(yíng)養(yǎng)期：植物根系從介質(zhì)中吸收養(yǎng)分的時(shí)期。作物吸收養(yǎng)分的一般規(guī)律：,,,吸收速率,生長(zhǎng)時(shí)間,植物營(yíng)養(yǎng)的階段性： 作物在不同的生育期對(duì)營(yíng)養(yǎng)元

15、素的種類、數(shù)量、比例都是不同的。,營(yíng)養(yǎng)期中兩個(gè)關(guān)鍵性的施肥期1. 作物營(yíng)養(yǎng)臨界期：指某種養(yǎng)分缺乏、過(guò)多 或比例不當(dāng)對(duì)作物生長(zhǎng)影響最大的時(shí)期 多出現(xiàn)在作物生育前期，如磷素營(yíng)養(yǎng)的臨界期多出現(xiàn)在幼苗期2. 作物營(yíng)養(yǎng)最大效率期：指某種養(yǎng)分能夠發(fā) 揮最大增產(chǎn)效能的時(shí)期 是作物生長(zhǎng)最旺盛的時(shí)期，對(duì)某種養(yǎng)分的需求量和吸收量都最多,三、植物營(yíng)養(yǎng)與根系特性（一）根系形態(tài)特征與養(yǎng)分吸收1. 根的類型,分

16、 類,從整體上分從個(gè)體上分,直根系：根深須根系：根廣,定根 形成直根系 不定根 形成須根系,主根側(cè)根,,a.須根系 b.直根系 直根系和須根系示意圖,,2. 根的數(shù)量 用單位體積或面積土壤中根的總長(zhǎng)表示 （LV，cm/cm

17、3 或 LA ， cm/cm2 ） 一般：須根系的Lv > 直根系的LvLv越大，總面積越大，根與養(yǎng)分接觸的機(jī)率高,,反映根系的營(yíng)養(yǎng)特性,3. 根的分布 分布稀疏或過(guò)密：養(yǎng)分利用不充分 分布合理：提高養(yǎng)分吸收效率,（二）植物根際及其營(yíng)養(yǎng)作用1. 根際的概念：由于植物根系的影響而使其理化生物性質(zhì)與原土體有顯著不同的那部分根區(qū)土壤。離根1～幾mm范圍。2. 根系分泌物（1）種類 無(wú)機(jī)物：CO2、

18、礦質(zhì)鹽類 有機(jī)物：核酸、蛋白質(zhì)及酶、 氨基酸、有機(jī)酸,,（2）作用：① ①活化土壤養(yǎng)分； ②增加養(yǎng)分的有效性和移動(dòng)性； ③抵御有害物質(zhì)（過(guò)量的鐵、鋁、錳）對(duì)根系的毒害作用；,,3. 根際微生物（1）非侵染微生物對(duì)植物吸收養(yǎng)分的影響①礦化有機(jī)物，釋放CO2和無(wú)機(jī)養(yǎng)分②產(chǎn)生和分泌有機(jī)酸，促進(jìn)養(yǎng)分的有效性③固定和轉(zhuǎn)化

19、大氣中的養(yǎng)分④產(chǎn)生和釋放生理活性物質(zhì),（2） 菌根：土壤真菌侵染植物根系后形成 的聯(lián)合共生體作用：促進(jìn)植物對(duì)養(yǎng)分的吸收,4. 根際pH值 呼吸作用（1）影響因素 根系分泌的有機(jī)酸、HCO3-等，影響根際pH值。 （2）作用：影響?zhàn)B分的有效性,,,一、合理施肥的基本理論（一）養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)（李比希）1.要點(diǎn)：①隨著作物的每次收獲，必然要從土壤中取走大量養(yǎng)分，②如果不正確地歸還土

20、壤的養(yǎng)分，地力就將逐漸下降，③要想恢復(fù)地力就必須歸還從土壤中取走的全部養(yǎng)分2. 意義：強(qiáng)調(diào)施肥的重要性。,3. 歸還養(yǎng)分的方式：一是通過(guò)施用有機(jī)肥料， 二是通過(guò)施用無(wú)機(jī)肥料，二者各有優(yōu)缺點(diǎn)，若能配合施用則可取長(zhǎng)補(bǔ)短，增進(jìn)肥效，是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的正確之路，但李比希對(duì)有機(jī)肥的作用估計(jì)不足。,養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō),為恢復(fù)地力和提高作物單產(chǎn)，通過(guò)施肥把作物從土壤中攝取并隨收獲物而移走的那些養(yǎng)分歸還給土壤的學(xué)說(shuō)。Justus Liebig,

21、不同植物的營(yíng)養(yǎng)元素歸還比例,,（二）最小養(yǎng)分律（李比希）1. 要點(diǎn)：①作物產(chǎn)量的高低受土壤中相對(duì)含量最低的養(yǎng)分所制約。也就是說(shuō)，決定作物產(chǎn)量的是土壤中相對(duì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)最少的養(yǎng)分，②最小養(yǎng)分會(huì)隨條件變化而變化，如果增施不含最小養(yǎng)分的肥料，不但難以增產(chǎn)，還會(huì)降低施肥的效益。2. 意義：強(qiáng)調(diào)施肥要有針對(duì)性,最小養(yǎng)分律示意圖,最小養(yǎng)分隨條件而變化的示意圖,目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)尤其是大棚蔬菜生產(chǎn)中，普遍存在過(guò)量施用氮肥，施鉀肥不足，造成氮過(guò)剩而鉀虧缺，氮

22、、磷、鉀養(yǎng)分比例失衡的問(wèn)題。這樣的施肥模式不僅浪費(fèi)肥料資源，降低肥料利用率，造成土壤鹽害，而且使應(yīng)該補(bǔ)充的最小養(yǎng)分沒(méi)有得到補(bǔ)充，土壤缺鉀就成了提高產(chǎn)量的制約因素，從而降低施肥效果，給農(nóng)民帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)損失。,（三）限制因子律（布來(lái)克曼） 最小養(yǎng)分律的擴(kuò)大和延伸1. 含義：增加一個(gè)因子的供應(yīng)，可以使作物生長(zhǎng)增加。但在遇到另一個(gè)生長(zhǎng)因子不足時(shí)，即使增加前一個(gè)因子，也不能使作物增產(chǎn)，直到缺少的因子得到滿足，作物產(chǎn)量才能繼

23、續(xù)增長(zhǎng)。2. 意義：施肥既要考慮各種養(yǎng)分供應(yīng)狀況，又要注意與生長(zhǎng)有關(guān)的環(huán)境因素。,,（四）報(bào)酬遞減律1. 含義：在技術(shù)條件相對(duì)穩(wěn)定的情況下，隨著投入量的增加，報(bào)酬是增加的，但隨單位投入量的增加，報(bào)酬的增加卻是依次遞減的。2. 意義：①揭示了作物產(chǎn)量與施肥量之間的一般規(guī)律；②第一次用函數(shù)[Y=A(1-e-cx)]關(guān)系反映了肥料遞減規(guī)律；③使肥料使用由經(jīng)驗(yàn)型、定型化走向了定量化。3. 完善（費(fèi)佛爾）：Y=b0+b1x+b2x

24、2,表 燕麥磷肥砂培試驗(yàn),報(bào)酬遞減律示意圖,Y=A(1-e-cx),施肥量與邊際產(chǎn)量的關(guān)系,Y=b0+b1x+b2x2,報(bào)酬遞減律告誡我們：施肥要有限度，不是施肥越多越增產(chǎn)，超過(guò)合理施肥量上限就是盲目施肥。,小結(jié)主要內(nèi)容：?植物的營(yíng)養(yǎng)成分（植物必需營(yíng)養(yǎng)元素）?植物對(duì)養(yǎng)分的吸收（吸收的機(jī)理）?影響植物吸收養(yǎng)分的環(huán)境條件 (元素間的相互關(guān)系)?植物的營(yíng)養(yǎng)特性（施肥的關(guān)鍵時(shí)期）?合理施肥的基本原理(李