第二章 植物的营养元素
影响植物体内矿质元素种类和含量 第二节 植物的必需营养元素 一、植物必需营养元素的标准及种类 (一) 标准(定义) 1. 2. 3.
这种元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的。如果缺少该元素,植物就不能完成其生活史
--必要性
这种元素的功能不能由其它元素所代替。缺乏这种元素时,植物会表现出特有的症状,只有补充
这种元素后症状才能减轻或消失--专一性
这种元素必须直接参与植物的代谢作用,对植物起直接的营养作用,而不是改善环境的间接作用
--直接性
(二) 种类和含量
目前已确认的有17种
铜铁锰硼锌钼 镍氯 碳氢氧 氮磷钾 钙镁硫
大量元素:C、H、O --天然营养元素 非矿质元素 来自空气和水
N、P、K --植物营养三要素或肥料三要素
Ca、Mg、S --中量元素
微量元素:Fe、Mn、Zn、Cu、 B、Mo、Cl、(Ni)
植物必需营养元 素的各种功能一般通过植物的外部形态表现出来。而当植物缺乏或过量吸收某一元素时,会出现特定的外部症状,这些症状统称为“植物营养失调症”,包括“营养元素缺乏症” 和“元素毒害症” 四、必需营养元素间的相互关系
1. 同等重要律--植物必需营养元素在植物体内的数量不论多少都是同等重要的 生产上要求:平衡供给养分
2. 不可代替律--植物的每一种必需营养元素都有特殊的功能,不能被其它元素所代替 生产上要求:全面供给养分 第三节 植物的有益元素 一、有益元素的概念
某些元素适量存在时能促进植物的生长发育;或者是某些特定的植物、在某些特定条件下所必需的,这些类型的元素称为“有益元素”。 (表) 本章复习题:
1. 影响植物体中矿质元素含量的因素主要是 和 。
2. 植物必需营养元素的判断标准可概括为 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的相互关系表现为 和 。
5. 植物的有益元素中,硅(Si) 对于水稻、钠(Na) 对于甜菜、钴(Co) 对于豆科作物、铝(Al) 对于茶树均是有益的
第三章 植物对营养物质的吸收
植物吸收的养分形式:离子或无机分子--为主 有机形态的物质--少部分
植物吸收养分的部位: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
第一节 植物根系的营养特性 (一)根的类型
从整体上分 :1)直根系 2)须根系 从个体上分:1)定根2)不定根
(三)根的构型:指同一根系中不同类型的根(直根系)或不定根(须根系)在生长介质中的空间造型和
的因素:1. 遗传因素 2. 环境条件(生长环境)
分布。具体来说,包括立体几何构型和平面几何构型。
从根尖向根茎基部分为根冠、分生区、伸长区和成熟区(根毛区)和老熟区五个部分 从根的横切面从外向根内可分为表皮、(外)皮层、内皮层和中柱等几个部分
对于一条根:分生区和伸长区:养分吸收的主要区域;根毛区:吸收养分的数量比其它区段更多 根的阳离子交换量(CEC) :单位数量根系吸附的阳离子的厘摩尔数,单位为:cmol/kg 一般,双子叶植物的CEC较高,单子叶植物的较低
2. 根系CEC与养分吸收的关系: (1) 二价阳离子的CEC越大,被吸收的数量也越多 (2) 反映根系利用难溶性养分的能力
根际:由于植物根系的影响而使其理化生物性质与原土体有显著不同的那部分根区土壤。
根际效应:在根际中,植物根系不仅影响介质土壤中的无机养分的溶解度,也影响土壤生物的活性,从而构成一个 “根际效应”。 (二)根际养分 1. 根际养分浓度分布
根际养分的分布与土体比较可能有以下三种状况:养分富集:养分亏缺:养分持平 2. 影响根际养分分布的因素:土壤因素:养分因素:植物因素,农事因素 (三)根际土壤环境 1. 根际pH环境 影响因素:
a呼吸作用 b根系分泌的有机酸 c养分的选择吸收(影响最大) 阴离子>阳离子,pH升高;
阳离子>阴离子,ph降低 (2) 作用:影响养分的有效性 2. 根际Eh环境
影响因素:作物种类 旱作 (2) 作用:影响养分的有效性 (四)根际生物学环境 1. 根系分泌物
(1) 根系分泌物的种类:无机物;有机物
(2) 根系分泌物的农业意义:① 微生物的能源和营养材料② 促进养分有效化③ 间作或混作中有互利作用 2. 根际微生物
对植物吸收养分的影响如下:
(1) 矿化有机物(2) 产生和分泌有机酸(3) 固定和转化大气中的养分(4) 产生和释放生理活性物质 3. 菌根 (mycorrhiza) :菌根是土壤真菌与植物根系建立共生关系所形成的共生体 (4) 作用:促进养分的吸收
“第一节 植物根系的营养特性”小结: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
植物根系的类型丛整体上可分为 和 。
理论上,根系的数量(总长度)越多,植物吸收养分的机率也就 。 不同植物具有不同的根构型, 由于其在土壤表层的根相对较多而更有利于对
表层养分的吸收; 则相反。
水稻根系的颜色较白,表明根系的 氧化力 较强,亦即根系的 活力 较强,因此,吸收养分的
能力也较强。
根系 还原力 较强的作物在石灰性土壤上生长不易缺铁。
根际是指由于受 影响而使其理化生物性质与 有显著不同的 。厚度通常只有 。 植物根系吸收阴离子(a.大于; b.等于; c.小于)阳离子时,根际pH值有所将上升;
水稻根际的Eh值一般 (a.大于; b.等于; c.小于)原土体,因此,可保护其根系少受(a.氧化物质; b.还
根际Eh<周围土体;水稻 根际Eh>周围土体
介质养分状况--指养分的氧化态或还原态
原物质) 的毒害。
第二节 植物根系对养分的吸收 根系对养分吸收的过程包括:
1. 养分向根表面的迁移2. 养分进入质外体3. 养分进入共质体 一、土壤养分向根表面迁移:(1.截获 2.质流 3.扩散)
(一)截获:是指植物根系在生长过程中直接接触养分而使养分转移至根表的过程。 (二)质流:是指由于水分吸收形成的水流而引起养分离子向根表迁移的过程。
(三)扩散1. 定义:是指由于植物根系对养分离子的吸收,导致根表离子浓度下降,从而形成土体-根表之间的浓度梯度,使养分离子从浓度高的土体向浓度低的根表迁移的过程。 植物的大量矿质元素各通过什么途径迁移到根系表面?
1. 截获:钙、镁 (少部分) 2. 质流:氮 (硝态氮)、钙、镁、硫3. 扩散:氮、磷、钾 二、植物根系对离子态养分的吸收
1. 质外体(Apoplast)--指细胞原生质膜以外的空间,包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管。 2. 共质体(Symplast)--指原生质膜以内的物质和空间,包括原生质体、内膜系统及胞间连丝等。 胞间连丝--相邻细胞之间的原生质丝,是细胞之间物质运输的主要通道。 (二)养分进入质外体
由于质外体与外界相通,养分离子能以质流、扩散或静电吸引的方式自由进入 质外体也被称作自由空间(也称表观自由空间AFS或外层空间)
自由空间--是指根部某些组织或细胞能允许外部溶液通过自由扩散而进入的那些区域,包括细胞间隙、细胞壁到原生质膜之间的空隙.。习惯上可分为水分自由空间和杜南自由空间 (三)养分进入共质体
原生质膜的特点:具有选择透性的生物半透膜 原生质膜的结构:“流动镶嵌模型”
1. 被动吸收定义: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) 进入原生质膜的过程。
形式: (1) 简单扩散 (2) 易化扩散:被动吸收的主要形式。机理如下: a. 通道蛋白:(跨海大桥或海底隧道)b. 运输蛋白:(轮渡)
2. 主动吸收定义:膜外养分逆浓度梯度 (分子) 或电化学势梯度 性地进入 原生质膜内的过程。 机理 (1) 载体解说
① 载体--指生物膜上存在的能携带离子通过膜的大分子。这些大分子形成载体时需要能量 ③ 载体的酶动力学理论 (E. Epstein, 1952) (图)
载体学说能够比较地从理论上解释关于离子吸收中的三个基本问题: 离子的选择性吸收;离子通过质膜以及在膜上的转移;离子吸收与代谢的关系。 (2) 离子泵假说
① 离子泵(ion’s bump):是位于植物细胞 原生质膜上的ATP酶,它能逆电化学势 细胞内,同时将另一 种离子“泵出”细胞外。
阳离子的吸收实质上是 H的反向运输;阴离子的吸收实质上是OH的反向运输 目前发现的离子泵主要分为四种类型: H+-ATP酶; Ca2+-ATP酶; H+-焦磷酸酶; (3) 转运子。
3. 主动吸收与被动吸收的判别
区别:是否逆电化学梯度 ; 是否消耗代谢能量;是否有选择性 (1)温商法(2)电化学势法(电化学驱动法)
ABC型离子泵。
转运子是指植物的细胞膜上具有控制溶质或信息出入膜的蛋白质体系。
+
-
(离子)、需要消耗代谢能量、有选择
将某种离子“泵入”
原理:理论上,当离子在半透膜内外达到物理化学 三、植物根系对有机态养分的吸收
(二)吸收机理: 1. 被动吸收--亲脂超滤解说2. 主动吸收--载体解说3. 胞饮作用解说 (三)吸收的意义 : 1. 提高对养分的利用程度2. 减少能量损耗 第二节小结:植物根系对养分的吸收
1. 植物吸收养分的全过程可人为地分为 、 和 等三个阶段。
2. 土壤中的养分一般通过 、 和 等三种途径迁移至植物根系表面。 3. 被动吸收和主动吸收的区别在于:
浓度梯度或电化学势梯度 代谢能量 选择性 被动吸收 主动吸收
4. 我们学过的主动吸收的机理有 和 。 5. 植物吸收有机态养分的意义在于 和 。 第三节 影响植物吸收养分的因素 一、介质中养分浓度
1. 介质养分浓度对植物吸肥及吸水有什么影响?
2. 简述温度条件和光照条件如何影响植物对养分的吸 收。 3. 简述水分与通气条件如何影响植物对养分的吸收。
4. 土壤反应对植物吸收阴、阳离子有什么影响?它与植物有效养分含量之间有什么关系? 5. 离子间的相互作用有哪些?各表现在哪些离子之间? 6. 简述植物的苗龄和生育阶段对养分吸收的影响。 (一)影响养分吸收速率的因素
1. 中断养分供应的影响(中断某种养分的供应,往往会促进植物对这一养分的吸收。)
2. 长期供应的影响( 某一矿质养分的吸收速率与其外界浓度间的关系还取决于养分的持续供应状况。) (二)养分吸收速率的机理
植物根系对养分吸收的反馈调节机理,可使植物在体内某一养分离子的含量较高时,降低其吸收速率;反之,养分缺乏时,能明显提高吸收速率。
净吸收速率的降低包括流入量的降低和溢泌量的增加。 二、温度
一般6~38ºC的范围内,根系对养分的吸收随温度升高而增加。温度过高(超过40ºC )时,高温使体内酶钝化,从而减少了可结合养分离子载体的数量,同时高温使细胞膜透性增大,增加了矿质养分的被动溢泌。低温往往是植物的代谢活性降低,从而减少养分的吸收量。 三、光照
光照还可通过影响植物叶片的光合强度而对某些酶的活性、气孔的开闭和蒸腾强度等产生间接影响,最终影响到根系对矿质养分的吸收。 四、水分
作用:(1) 促进养分的释放:溶解肥料、矿化有机质(2) 加速养分的流失:稀释养分 五、通气状况
土壤通气状况主要从三个方面影响植物对养分的吸收: 1. 根系的呼吸作用2. 有毒物质的产生3. 土壤养分的形态和有效性 六、介质反应
1. 介质反应与植物吸收阴、阳离子的关系:偏酸性:吸收阴离子>阳离子 偏碱性:吸收阳离子>阴离子 原因:酸性反应时,根细胞的蛋白质分子带正电荷
为主,故能多吸收外界溶液中的阴离子
平衡时,服从能斯特(Nernst)方程。
通常情况下对于阳离子大多数是被动吸收;对于阴离子相反即主动吸收。
碱性反应时,根细胞的蛋白质分子带负电荷
为主,故能多吸收外界溶液中的阳离子
七、离子理化性状和根的代谢作用 (一)离子半径 (二)离子价数
细胞膜组分中的磷脂、硫酸脂和蛋白质等都是带有电荷的基团,离子都能与这些基团相互作用。其相互作用的强若顺序为:不带电荷的分子<一价的阴、阳离子<二价的阴、阳离子<三价的阴、阳离子。相反,吸收速率常常以此顺序递减。水化离子的直径随化合价的增加而加大,这也是影响该顺序的另一因素。 (三)代谢活性
由于离子和其它溶质在很多情况下是逆浓度梯度的累积,所以需要直接或间接地消耗能量。在不进行光合作用的细胞和组织中(包括根),能量的主要来源是呼吸作用。因此,所有影响呼吸作用的因子都可能影响离子的累积。 八、离子间的相互作用
1. 拮抗作用:溶液中某种离子存在或过多能抑制另一离子吸收的现象。主要表现在对离子的选择性吸收上。 2. 协助作用:溶液中某种离子的存在有利于根系吸收另一离子的现象。 九、苗龄和生育阶段(植物营养的阶段性) (一)作物的种子营养
种子发芽前后,依靠种子中贮存的物质进营养。三叶期以后则依靠介质提供营养。
(二)作物不同生育阶段的营养特点
一般在植物生长初期,养分吸收的数量少,吸收强度低。随时间的推移,植物对营养物质的吸收逐渐增加,往往在性器官分化期达到吸收高峰。到了成熟阶段,对营养元素的吸收又逐渐减少。 (三)营养生长期中需肥的关键时期
1. 植物营养临界期:是指营养元素过少或过多或营养元素间不平衡,对植物生长发育起着明显不良影响的那段时间
2. 植物营养最大效率期:是指营养物质在植物体内能产生最大效能的那段时间。
特点:这一时期,作物生长迅速,吸收养分能力特别强,如能及时满足作物对养分的需要,增产效果将非常显著。
第四节 植物叶部对养分的吸收
叶部营养(或根外营养)--植物通过叶部或非根系部分吸收养分来营养自己的现象 一、叶部吸收养分的途径
(一)表皮细胞途径 (二)气孔途径 三、 叶部吸收养分的机理: 1. 被动吸收 3. 叶部喷施可以防止养分在土壤中固定 问题:叶部营养可否代替根部营养?
叶面施肥的局限性:叶面施肥的局限性在于肥效短暂,每次施用养分总量有限,又易从疏水表面流失或被雨水淋洗;有些养分元素(如钙)从叶片的吸收部位向植物其它部位转移相当困难,喷施的效果不一定好。
因此,植物的根外营养不能完全代替根部营养,仅是一种辅助的施肥方式,适于解决一些特殊的植物营养问题。
对于微量元素,是常用的一种施用手段;对于大量元素,只能作为根际营养的补充 四、叶部营养的应用条件(影响因素)
1. 叶片结构(作物种类)2. 溶液的组成5. 溶液浓度4. 溶液反应3. 湿润时间 五、叶面肥概述
1. 叶面肥的含义
狭义——凡是喷在叶片上能为植物提供营养元素的物质
2. 主动吸收
三、叶部营养的特点:1叶部营养具有较高的吸收转化速率,2叶部营养直接促进植物体内的代谢作用,
(吸收同价离子的速率与离子半径之间的关系通常呈负相关。)
广义——凡是喷在叶片上能对植物起营养作用或生理调节 作用的物质
生长调节剂型 营养与生长调节剂综合型 环境因素、叶面肥质量和使用技术的影响
3. 叶面肥的优点:针对性强、肥效好、避免土壤固定和淋溶、省肥方便 4. 叶面肥的分类: 纯营养型, 5. 叶面肥的种类
6. 影响叶面肥使用效果的因素: 第五节 植物的营养特性与施肥方法 一、植物营养的共性和个性
(一)共性:所有高等植物都需要17种必需营养元素
(二)个性:不同植物、或同种植物的不同品种、甚至同一植物在不同生育期
1. 对营养元素的种类和数量需要不同 2. 对介质养分的吸收能力不同 3. 对肥料的需要量不同 4. 对肥料形态的要求不同
市场上产品繁多,多数是由纯营养型和生长调节剂型配比制成。
二、施肥方法
(一) 传统施肥方法特点:把肥料施入土壤,补给作物最缺的养分,通常是土壤缺什么养分就施什么肥料。一般根据施用时期的不同分为基肥、种肥和追肥三种施肥方式及其相应的施肥方法。 (二) 现代施肥方法
1. 喷施多元微肥2. 喷施多功能叶面肥3. 灌溉施肥:喷灌、滴灌4. 二氧化碳施肥 本章复习题三:
1. 影响植物吸收养分的环境因素包括 、 、 、 、 和 等。 2. 介质中的离子间存在着 作用和 作用,从而影响着植物对养分的吸收。 3. 植物需肥的关键时期有 和 。 4. 植物叶部吸收养分的途径有 和 。 5. 影响叶部营养的因素有 、 、 、 和 等。 6. 叶面肥的类型一般可分为 、 和 等三类。 7. 根据施肥时期的不同,施肥方法一般分为 、 和 等三种。 第四章 养分在植物体内的运输和分配 吸收了的养分的去向:
1. 在原细胞被同化,参与代谢或物质形成,或积累在液泡中成为贮存物质 2. 转移到根部相邻的细胞(短距离运输)
3. 通过输导组织转移到地上部各器官(长距离运输) 4. 随分泌物一道排回介质中 第一节 养分的短距离运输
含义:也称横向运输,是指介质中的养分沿根表皮、皮层、内皮层到达中柱(导管)的迁移过程。由于其迁移距离短,故称为短距离运输。 一、养分的运输途径 (一)质外体途径
1. 运输部位:根尖的分生区和伸长区 2. 运输方式:自由扩散、静电吸引 3. 运输的养分种类:Ca2+、Mg 2+、 Na+等 (二)共质体途径 1. 运输部位:根毛区
2. 方式:扩散作用、原生质流动(环流)、水流带动 3. 运输的离子:NO3、H2PO4、K、SO42 、Cl 二、养分进入木质部
是指养分从中柱薄壁细胞向木质部导管的转移过程。实际上是离子自共质体向质外体的过渡过程。
-
-
+
-
-
(一)养分进入机理
双泵模型:第一次是将离子由介质或自由空间主动泵入细胞膜内,进入共质体;
第二次是将离子由木质部薄壁细胞主动泵入木质部导管,进入质外体。
养分从介质到达木质部导管至少通过 2次原生质膜 (二)影响因素
1. 外界离子浓度2. 温度3. 呼吸作用 第二节 养分的长距离运输
含义:也称纵向运输,是指养分沿木质部导管向上,或沿轫皮部筛管向上或向下移动的过程。由于养分迁移距离较长,故称为长距离运输。 一、木质部运输 (一)动力和方向
动力:蒸腾作用——一般起主导作用; 根压——当蒸腾作用微弱或 在植物生长旺盛期,蒸腾强度大,木质部养分的运输主要靠蒸腾拉力。
白天木质部运输主要靠蒸腾作用,驱动力较强,且运输量大。夜间主要靠根压,其动力弱,养分运输量小。 一般以质外体运输的养分受蒸腾作用影响较大,而以共质体运输为主的养分则受影响较小。高蒸腾强度对K+的木质部运输速率影响不大但能大幅度提高Na+的运输速率。
植物体内以分子态运输的养分,其木质部运输也受蒸腾作用的强烈影响,最为典型的是硅和硼。钙的木质部运输与蒸腾作用也有密切关系。
蒸腾强度越大和生长时间越长的植物器官,经木质部运入的养分就越多。
油菜各器官中硼的含量有明显影响。叶片蒸腾量大,硼的含量就高,而且施硼量对含量的影响十分明显;荚果蒸腾量小,硼的含量较低,受施硼量的影响较小;甚至在同一叶片上也会因蒸腾量的局部差异而造成含硼量的明显变化。一般,叶尖蒸腾量最大,硼的含量最高;叶柄蒸腾量最小,相应地含硼量也最低。 当介质中硼过高时,植物 硼毒害的症状首先出现在叶尖 和叶缘。
在生产实践中,茄果类的番茄、辣椒等在结果期若遇较长时间的低温或阴雨天,蒸腾强度低,常会发生
果实生理性缺钙而出现脐腐病。
目的地:叶子、果实和种子
养分进入叶片的过程称为“卸”
方向:单向,自根部向地上部运输 (二)运输机理
1. 质流:指养分离子在木质部导管中随着蒸腾流向上运输的方式——主要
2. 交换吸附:由于木质部导管壁上有很多带负电荷的阴离子基团,它们将导管汁液中的阳离子吸附在管壁上。所吸附的离子又可被其它阳离子交换下来,继续随汁液向上移动。
结果:降低了离子的运输速率,出现滞留作用(导管周围组织带负电荷的细胞壁也参与吸引滞留在导管中的阳离子的作用)
影响因素:离子种类、离子浓度、离子活度、竞争离子、导管壁电荷密度等。 三)养分的再吸收和释放
1. 再吸收:溶质在木质部导管运输过程中,部分离子可被导管周围的薄壁细胞吸收,从而减少了溶质到达茎叶数量的现象。
结果:使木质部汁液的离子浓度自下而上递减 影响因素:植物的生物学特性和离子性质
2. 释放含义:木质部运输过程中,导管周围的薄壁细胞将吸收了的离子重新释放到导管中的现象 作用:维持木质部汁液中养分浓度的稳定性
木质部导管 养分浓度高,再吸收 → 木质部薄壁细胞
← 养分浓度下降,释放
停止时,起主导作用
蒸腾对木质部养分运输作用的大小取决于植物生育阶段、昼夜时间、离子种类和离子浓度等因素。
二、韧皮部运输
(一) 特点:养分在活细胞内双向运输
筛管:管状活细胞,端壁有筛孔 薄壁细胞
轫皮部的结构 伴胞:以胞间连丝与筛管相通 (二)韧皮部汁液的组成
韧皮部汁液的组成与木质部比较有显著的差异:
第一,韧皮部汁液的pH值高于木质部;第二,韧皮部汁液中干物质和有机化合物远高于木质部;第三,某些矿质元素,如钙和硼在韧皮部汁液中的含量远小于木质部,其它矿质元素的浓度高于木质部;无机态阳离子总量大大超过无机阴离子总量,过剩正电荷由有机阴离子,主要是氨基酸进行平衡。 (三)韧皮部中养分的移动性
钙在韧皮部中难从移动可能一方面是由于钙向韧皮部筛管装载时受到,使钙难以进入韧皮部中;另一方面,即使有少量钙进入了韧皮部,也很快被韧皮部汁液中高浓度的磷酸盐所沉淀而不能移动。 硼是另一个在韧皮部难以移动的营养元素,但原因尚不明。 三、木质部与韧皮部之间的养分转移
韧皮部 顺浓度梯度 渗漏作用→ 木质部
←逆浓度梯度 转移细胞
意义:木质部向韧皮部养分的转移对调节植物体内养分分配,满足各部位的矿质营养起着重要作用。 第三节 植物体内养分的循环 一、含义:
指在轫皮部中移动性较强的矿质养分,通过木质部运输和轫皮部运输形成自根至地上部之
木质部
木质部 ↑
介质
养分
四、养分循环的作用:根系吸收养分的速率 主要通过“反馈控制”来实现 运输养分的数量 > 某一临界值:营养状况良好 V吸收 下降 运输养分的数量 < 某一临界值:养分缺乏 第四节 养分的再利用
含义:植物某一器官或部位中的矿质养分可通过轫皮部运往其它器官或部位而被再度利用的现象。 一、养分再利用的过程
第一步:养分的激活 第二步:养分进入轫皮部 第三步:进入新器官 经历:共质体(老器官细胞内激活) 质外体(装入轫皮部之前) 质外体(卸入新器官之前) 三、养分再利用与生殖生长
植物生长进入生殖生长阶段后,根的活力减弱,养分吸收功能衰退。此时,植物体内养分总量增加不营养器官将养分不断地运往生殖器官,随着时间的延长,营养器官中的养分,所占比例逐渐减少。 多,各器官中养分含量主要靠体内再分配进行调节。
植物根系从介质中吸收的矿质养分,一部分在根细胞中被同化利用;另一部分经皮层组织进入木质部输导系统向地上部输送,供应地上部生长发育所需要。植物地上部绿色组织合成的光合产物及部分矿质养分则可通过韧皮部系统运输到根部,构成植物体内的物质循环系统,调节着养分在植物体内的分配。 本章复习题:
1. 养分的横向运输是指养分沿根的 、 、 ,最后到达中柱 的过程。
共质体(新器官细胞内)
只有移动能力强的养分元素才能被再利用
共质体(轫皮部)
V吸收 上升
→ 轫皮部 ← 轫皮部
间的循环流动。 二、过程 地上部
根
↑ ↓
2. 养分的短距离运输可通过 和 等2种途径进行。
3. 养分通过横向运输从外部介质到达中柱的木质部导管至少穿过原生质膜 次。 4. 养分的纵向运输是指养分沿 向上,或沿 向上或向下迁移的过程。
5. 养分在植物的木质部导管与导管周围的薄壁细胞之间存在着 和 的相互关系。 6. 植物必需的矿质元素在轫皮部中的移动性与其再利用程度大小有关,如 的移动性较强,故其再利用程度也较大,缺素症会先在 出现;而 是最难移动的元素,故其再利用程度很小,缺素症会先在 出现。
7. 在植物体内, 较强的养分可通过 和 在植物的地上部和根部之间循环移动。 8. 养分的再利用经历了从 的过程。
第六章 植物的氮素营养与氮肥 第一节 植物的氮素营养 一、植物体内氮的含量与分布 1. 含量:占植物干重的0.3~5% 影响因素:
植物种类:豆科植物>非豆科植物 品种:高产品种>低产品种 器官:种子>叶>根>茎秆
组织:幼嫩组织>成熟组织>衰老组织,生长点>非生长点
生长时期:苗期>旺长期>成熟期>衰老期, 营养生长期>生殖生长期 2. 分布: 幼嫩组织>成熟组织>衰老组织, 原因:氮在植物体内的移动性强
在作物一生中,氮素的分布是在变化的:营养生长期:大部分在营养器官中(叶、茎、根)生殖生长期:转移到贮藏器官
注意:作物体内氮素的含量和分布,明显受施氮水平和施氮时期的影响。通常是营养器官的含量变化大,生殖器官则变动小,但生长后期施用氮肥,则表现为生殖器官中的含氮量明显上升。 二、植物体内含氮化合物的种类 (氮的生理功能) 1. 氮是蛋白质的重要成分——生命物质
2. 氮是核酸和核蛋白的成分——合成蛋白质和决定生物遗传性的物质基础 3. 氮是酶的成分——生物催化剂 4.氮是叶绿素的成分——光合作用的场所 5. 氮是多种维生素的成分--辅酶的成分 6. 氮是一些植物激素的成分--生理活性物质
7. 氮也是生物碱的组分(如烟碱、茶碱、可可碱、咖啡碱、胆碱--卵磷脂--生物膜) 三、植物对氮的吸收与同化 (一)植物对硝态氮的吸收与同化 吸收的形态
无机态: NO3--N、NH4+-N 有机态:NH2 -N、氨基酸、 2. 同化过程:
NO3- NR,Mo NO2- NiR,Fe、Mn NH3 根、叶细胞质 根其它细胞器、叶绿体 NR:还原酶
NiR:亚还原酶
(主要)
核酸等 (少量)
生长点>非生长点
1. 吸收:旱地作物吸收NO3--N为主,属主动吸收
(2)影响盐还原的因素:① 植物种类② 光照③ 温度④ 施氮量⑤ 微量元素供应⑥ 陪伴离子 影响蔬菜盐含量的因素:植物因素: 种类、品种、部位;肥料因素: 种类、用量、时间;气候因素: 温度、光照;收获因素: 施肥后安全期、一天内时间
降低植物体内盐含量的有效措施:选用优良品种、控施氮肥、增施钾肥、增加采前光照、改善微量元素供应等。
(二)植物对铵态氮的吸收与同化
1. 吸收(1)机理: ①被动渗透②接触脱质子 (2)特点:释放等量的H,使介质pH值 下降 2. 同化 (1) 部位:在根部很快被同化为氨基酸
氨同化途径模式:1,2-谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶途径 3. 酰胺的形成意义:①贮存氨基;②解除氨毒; ③参与代谢。 (三)植物对有机氮的吸收与同化 1. 尿素(酰胺态氮) (1) 吸收:根、叶均能直接吸收 (2) 同化①脲酶途径②非脲酶途径
尿素的毒害:当介质中尿素浓度过高时,植物会出现受害症状 2. 氨基态氮: 可直接吸收,效果因种类而异 四、铵态氮和硝态氮营养特点的比较 影响两者肥效高低的因素: (一)作物种类: (二)环境条件
1. 介质反应:酸性:利于NO3的吸收;中性至微碱性:利于NH4 的吸收;而植物吸收NO3时,pH缓慢上升,较安全。 植物吸收NH4时,pH迅速下降,可能危害植物(水培尤甚) 2. 伴随离子
Ca2 + 、Mg2 +等利于NH4+的吸收(而NH4+、H+对K+、Ca2 + 、Mg2 +的吸收有拮抗作用);
通气良好,两种氮源的吸收均较快
钼酸盐利于NO3-的吸收与还原
水分过多,NO3- 易随水流失
+
-
+
-
+
不同植物对两种氮源有着不同的喜好程度,可人为地分为 “喜铵植物”和“喜硝植物”。
3. 介质通气状况 4. 水分
普氏结论:只要在环境中为铵态氮和硝态氮创造出各自所需要的最适条件,那么,它们在生理上是具有同等价值的。
第一节植物的氮素营养 小结:
1. 氮素是植物体中 、 、 、 等的 组成成分。
2. 植物吸收的氮素以 形态的 和 为主, 也可以吸收少量 形态的氮。 3. 旱地植物吸收NO3- 以 吸收为主,被吸收的NO3-在同化之前,必需先还原为 NH3 。 4. 植物在吸收NH4时,会释放等量的 ,因此,介质的 pH值将会 。 5. 酰胺具有 、 、 等作用。 6. 植物的喜铵性和喜硝性是由 和 共同决定的 。 7. 植物在营养生长期缺氮通常表现为 。 六、植物氮素营养失调症状 1. 氮缺乏 (1) 外观表现
整株:植株矮小,瘦弱
叶片:细小直立,叶色转为淡绿色、浅黄色、乃至黄色,从下部老叶开始出现症状 叶脉、叶柄:有些作物呈紫红色
茎:细小,分蘖或分枝少,基部呈黄色或红黄色
+
花:稀少,提前开放
种子、果实:少且小,早熟,不充实 根:色白而细长,量少,后期呈褐色
第二节 土壤中的氮素及其转化 一、土壤中氮素的来源及其含量
(一)来源 :1. 施入土壤中的化学氮肥和有机肥料2. 动植物残体的归还3. 生物固氮4. 雷电降雨带来的NH4-N和NO3--N 二、土壤中氮的形态
水溶性 速效氮源 <全氮的5% 1. 有机氮 水解性 缓效氮源 占50%~70% (>98%) 非水解性 难利用 占30%~50%
离子态 土壤溶液中 2. 无机氮 吸附态 土壤胶体吸附 (1%~2%) 固定态 2:1型粘土矿物固定 有机氮 矿化作用 → 无机氮
←固定作用
(一)有机态氮的矿化作用(氨化作用)
1. 定义:在微生物作用下,土壤中的含氮有机质分解形成氨的过程。
2. 过程:有机氮 (异养微生物 水解酶 )氨基酸 (氨化微生物 水解、氧化、还原、转位 ) NH4-N+有机酸
3. 发生条件:各种条件下均可发生 4. 结果:生成NH4-N(有效化) 二)土壤粘土矿物对NH4的固定
1. 定义吸附固定:由于土壤粘土矿物表面所带负电荷而引起的对NH4的吸附作用 晶格固定:NH4进入2:1型膨胀性粘土矿物的晶层间而被固定的作用 2. 过程 液相NH4+
吸附作用
+
+
+
+
++
→ 交换性
+
NH4+ 固定态NH4+
3. 结果:减缓NH4的供应程度 (三)氨的挥发损失
1. 定义:在中性或碱性条件下,土壤中的NH4转化为NH3而挥发的过程 3. 影响因素:① pH值 NH3挥发 ② 土壤CaCO3含量:呈正相关
③ 温度:呈正相关
④ 施肥深度:挥发量 表施>深施 ⑤ 土壤水分含量 ⑥ 土壤中NH4的含量
+
+
4. 结果:造成氮素损失 (四)硝化作用
1. 定义:通气良好条件下,土壤中的NH4 在微生物的作用下氧化成盐的现象。 3. 影响条件:土壤通气状况、土壤反应、土壤温度等 最适条件:铵充足、通气良好、pH6.5~7.5、25~30oC 4. 结果:形成NO3- -N (五)无机氮的生物固定
利:为喜硝植物提供氮素 弊:易随水流失和发生反硝化作用
+
1. 定义:土壤中的铵态氮和硝态氮被微生物同化为其躯体的组成成分而被暂时固定的现象。 3. 影响条件:土体的C/N比、温度、湿度、pH值 4. 结果:减缓氮的供应; 可减少氮素的损失 (六)还原作用
NO3
-
→→→ NH+ 4
(七)反硝化作用
1. 生物反硝化作用(嫌气条件下)
(1)定义:嫌气条件下,土壤中的硝态氮在反硝化细菌作用下还原为气态氮从土壤中逸失的现象 (3)最适条件:土壤通气不良,新鲜有机质丰富 pH5~8,温度30~35oC 2. 化学反硝化作用(可在好气条件下进行) 发生条件: NO-
2存在
3. 结果:造成氮素的气态挥发损失, 并污染大气 (八)盐的淋洗损失
NO-
3 -N 随水渗漏或流失,可达施入氮量的5%~10%
结果:氮素损失,并污染水体 四、土壤的供氮能力及氮的有效性 小结:土壤有效氮增加和减少的途径
增加途径 :施肥(有机肥、化肥) 氨化作用 硝化作用(喜硝作物) 生物固氮 减少途径 :植物吸收带走 氨的挥发损失 硝化作用(喜铵作物) 反硝化作用生物和吸附固定(暂时)
第三节 氮肥的种类、性质和施用
(三)氮肥的制造原理:1. 合成氨原理2. 制造原理 二、铵态氮肥
包括:液氨、氨水、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵 (一)共同特性(均含有NH+
4 ) 1. 易溶于水,易被作物吸收 2. 易被土壤胶体吸附和固定 3. 可发生硝化作用 4. 碱性环境中氨易挥发
5. 高浓度对作物,尤其是幼苗易产生毒害 6. 对钙、镁、钾等的吸收有拮抗作用 (三)在土壤中的转化和施用 铵态氮肥在土壤中的转化和施用 品种
转化及结果 施用
液氨 NH+
-3+H2O NH4+OH
基肥,施肥机深施
氨水 对土壤和作物影响不大 基肥,追肥,深施
碳酸氢铵 NH+
4+HCO-3
基肥,追肥,深施
对土壤没有副作用 适于各种土壤和大对数作物
硫酸铵 NH+
4+SO42
- 基肥(配施石灰和
使土壤酸化(游离酸,生理酸,
有机肥),追肥,种肥
硝化酸,代换酸)、板结 适于多种作物
不宜稻田 氯化铵 NH+
4+Cl
-
基肥 (配施石灰和
使土壤酸化(生理酸,硝化酸, 有机肥),追肥;适于
雷电降雨 盐淋失
代换酸)、脱钙板结 稻田和一般作物,
不宜忌氯作物
生理酸性(碱性)肥料:化学肥料进入土壤后,如植物吸收肥料中的阳离子比阴离子快时,土壤溶液中就有阴离子过剩,生成相应酸性物质,久而久之就会引起土壤酸化。这类肥料称为生理酸性肥料。反之,即为生理碱性肥料。
三、硝-铵态和硝态氮肥 (nitrate fertilizers) 包括:铵、钠、钙、钾 (一)共同特性(均含有NO3- ) 1. 易溶于水,易被作物吸收 (主动吸收) 2. 不被土壤胶体吸附,易随水流失 3. 易发生反硝化作用 4. 促进钙镁钾等的吸收
5. 吸湿性大,具助燃性(易燃易爆) 6. 硝态氮含氮量均较低 (二)理化性质与施用
硝-铵态和硝态氮肥的基本性质和施用
品种 分子式 含氮量 (%) 性质 施用 铵 HN4NO3 34~35
旱地追肥
钠 NaNO3 15~16 生理碱性盐 少量多次 钙 Ca(NO3) 12.6~15 吸湿性 (水培营养 钾 KNO3 14 助燃性 液氮源) 两种形态氮素的性质和某些特性的比较
铵态氮素(NH4+-N) 硝态氮素(NO3--N) 带正电荷,是阳离子 带负电荷,是阴离子
能与土壤胶粒上的阳离子进行交换而被吸附 不能进行交换吸收而存在于土壤溶液中
被土壤胶粒吸附后移动性减少,不随水流失; 在土壤溶液中随土壤水分运动而移动,流动性大,易流失 进行硝化作用后,转变为硝态氮,但不降低肥效 进行反硝化作用后,形成氮气或氧化氮气而丧失肥效 四、酰胺态氮肥——尿素 (二)在土壤中的转化
少部分以分子态被土壤胶体吸附和被植物吸收 大部分在脲酶作用下水解 影响因素:脲酶活性与pH值、水分、温度、有机质含量、质地等有关 结果:局部土壤暂时变碱(注意氨挥发) 措施:深施、加脲酶抑制剂v
结果:局部土壤暂时变碱(注意氨挥发) 措施:深施、加脲酶抑制剂(如:氢醌制剂) 2. 硝化作用: NH4+ NO3-
因pH值适宜,能旺盛进行,且比氯化铵和硫铵的快 结果:可能造成氮素的损失
措施:使用硝化抑制剂(如:西吡:2-氯-6三氯甲 基吡啶) (三)施用
可作基肥、追肥,深施覆土 宜作根外追肥
原因:①尿素分子体积小,易透过细胞膜;
②尿素溶液呈中性,电离度小,不易引起质壁分离;
③尿素具有一定的吸湿性,能使叶面保持湿润状态,以利叶片吸收; ④尿素进入细胞后很快参与同化作用,肥效快
铵态氮肥、硝态氮肥、尿素均为速效氮肥,它们有什么优点和缺点? 优点:水溶性、肥效快、 价格较易接受
缺点:易挥发、易硝化、易流失、易反硝化 (利用率低) 五、长效氮肥
(一)长效氮肥与速效氮肥的特点比较
特 点 优 点 缺 点 速效氮肥 水溶性、肥效快 易挥发、易硝化、易流失、 价格较易接受 易反硝化 (利用率低)
一次过多施用会造成减产且污染环境
长效氮肥 抗淋溶、损失少
肥效长 (利用率高) 作物早期生长供氮不足 一次性施肥可代替 多次追肥;对环境污染轻 (二)长效氮肥的种类
1. 缓释肥料含义:施用后在环境因素(如微生物、水)作用下缓慢分解,释放养分供植物吸收的肥料。 2. 控释肥料含义:通过包被材料控制速效氮肥的溶解度和氮素释 需要供应氮素的一类肥料。 特 点:
①可根据作物不同生长阶段对养分的需求,人为地控制养分的供应和释放速度,从而一次施用能满足作物各个生育阶段的需要
②基本上能消除养分在土壤中的淋失、退化、挥发等损失 ③能在很大程度上避免养分在土壤中的生物、化学固定
④能基本满足现代农业规模化的需求,省工、省时、省力,一次大量施用不会对作物根系产生伤害 ⑤价廉、养分含量高、利用率高等 (三)长效氮肥的存在问题及改进措施 1. 存在问题
放速率,从而使其按照植物的
价格较昂贵
一次过多施用会造成减产且污染环境
① 难以满足作物早期及吸肥高峰期的需要
② 大多数品种价格过高难以在大田推广应用,多用于园艺及多年生观赏植物 ③ 其中的优良品种也难以满足环境特别是可持续发展的要求 2. 改进措施
① 以框架结构的大分子有机物质作包裹材料 ② 以分解快慢不同的包膜材料分层包裹 ③ 把分解快慢不同的颗粒按一定比例混合 第四节 氮肥施用对环境的影响 一、氨的毒害
症状:根:根尖分泌粘性物质,根呈褐黄色,无根毛,不长 老根发黑、坏死
叶:叶片最初表现为凋萎软弱,色泽暗绿,随后发黄焦枯
机理:在根部:抑制根部呼吸,破坏氧化磷酸化;影响其它离子吸收
在叶部:抑制植物光合磷酸化作用
预防措施:改进施肥方法,控制肥料用量,选好施肥时机 二、盐的污染
新根,根量减少,毒害严重时,
1. 盐在植物体内的积累
(1) 不会毒害植物(奢侈吸收) (2) 通过食物链危及动物和人 2. 盐流失对水体的污染
(1) 造成水体富营养化 (2) 使水生生物死亡 (3) 引起潜在性致癌突变体 3. 盐反硝化作用对大气的影响 (1) 破坏臭氧层 (2) 加剧温室效应: 第五节 氮肥的合理分配和施用 讨论题:
1. 怎样测定氮肥利用率?我国的氮肥利用率约为多少? 2. 如何根据气候条件和土壤肥力条件合理分配和施用 氮肥? 3. 如何根据作物需肥特性合理分配和施用氮肥? 4. 如何根据氮肥特性合理分配和施用氮肥? 5. 为什么提倡氮肥深施?具体如何实施?
6. 氮肥与有机肥料及磷钾肥配合施用有什么好处?
7. 怎样估算氮肥的用量?目前氮肥适宜用量的范围是多少? 一、氮肥利用率
(一)定义:指当季作物从所施肥料中吸收氮素的数量占施氮量的百分数 (二)测定方法:1. 差值法2. 15N示踪法
(三)影响因素:作物种类、土壤条件、施肥技术等 二、提高氮肥利用率的途径
目的:减少损失、提高利用率、延长肥效 二、提高氮肥利用率的途径
目的:减少损失、提高利用率、延长肥效 (一)气候条件
根据我国气候条件: 北方干旱缺雨,可分配硝态氮肥; (二)土壤条件
肥力状况:着重中、低产田
土壤质地:砂质土壤“前轻后重,少量多次” 粘质土壤“前重后轻” 土壤反应:酸性土区、中性土区
碱性土区、盐碱地 (不宜用氯化铵) 水分状况:水田区 不宜用硝态氮肥 旱地 各种均可 (三)作物种类
需氮量:双子叶植物 >单子叶植物
叶菜类作物 > 瓜果类和根菜类 高产品种 > 低产品种 杂交水稻 > 常规水稻 营养最大效率期 > 其它时期 (四)肥料品种
NH4-N:水田、旱地,深施(覆土) NO3-N:旱地追肥,少量多次 NH2-N: 水田、旱地,深施(覆土) (五)施用方法
-+
南方湿润雨多,宜分配铵态氮肥
1. 氮肥深施
优点:提高肥料利用率、肥效持久 深度:根系集中分布的土层
方法:基肥深施、种肥深施、追肥深施 2. 采用合理的水、肥综合管理——稻田 (1) 基肥——无水层混施和犁沟条施碳铵 效果:显著减少氮素的损失 (2) 追肥——“以水带氮” 深施尿素 3. 施用量——根据目标产量法确定
目标产量法:以实现作物目标产量所需养分量与土壤供应养分量的差额作为确定施肥量的依据,以达到养
分收支平衡,所以又称为养分平衡法。
计算公式:
F:施肥量(千克/公顷); Y:目标产量(千克/公顷); C:单位产量的养分吸收量(千克); S:土壤供应养分量(千克/公顷) ; N:所施肥料中的养分含量(%); E:肥料当季利用率 (%) 。 (六)氮肥与有机肥、磷肥、钾肥配合 1. 与有机肥配合施用
好处:无机氮可以提高有机氮的矿化率
有机氮可以加强无机氮的生物固定
目的:作物高产、稳产、优质改良土壤,提高氮肥利用率 2. 氮、磷、钾配合施用
通过平衡施肥使作物营养平衡
本章复习题:
1. 氮素是植物体中 、 、 、 等的组成成分。
2. 植物吸收的氮素以 形态的 和 为主,也可以吸收少量 形态的氮。 3. 旱地植物吸收NO3- 以 吸收为主,被吸收的NO3-在同化之前,必需先还原为 。 4. 植物在吸收NH4时,会释放等量的 ,因此,介质的pH值将会 。 5. 酰胺具有 、 、 等作用。
6. 植物的喜铵性和喜硝性是由 和 共同决定的 。 7. 植物在营养生长期缺氮通常表现为 。 8. 铵态氮肥和硝态氮肥在特性方面有何区别? 9. 请用连线为如下植物选择一种适宜的氮肥:
水稻
烟草
马铃薯
甜菜
硫酸铵 氯化铵
钠
铵
+
10. 尿素属 形态的氮肥,施入土壤后,大部分的尿素会在 的作用下 为铵态氮和二氧化碳。而铵态氮又会进一步氧化为 ,从而影响尿素的肥效。
11. 尿素作根外追肥施用时,浓度宜在 范围,肥料中缩二脲的含量不能大于 。 12. 长效氮肥可分为 和 两大类。 13. 怎样测定氮肥利用率?我国的氮肥利用率约为多少? 14. 如何根据气候条件合理分配氮肥? 15.如何根据土壤肥力条件合理分配氮肥?
16. 如何根据作物需肥特性合理分配氮肥? 17. 如何根据氮肥特性合理分配氮肥?
18. 怎样估算氮肥的用量?目前氮肥适宜用量的范围是多少? 19. 为什么提倡氮肥深施?具体如何实施? 20. 氮肥与有机肥料配合施用有什么好处? 21. 为什么氮肥要与磷肥或钾肥配合施用? 思考题:
题目1 植物的铵、硝营养比较 题目2 我国的磷肥资源问题与对策 题目3 钾肥资源综合管理和利用的措施 第七章植物的磷素营养与磷肥 第一节 植物的磷素营养 缺磷症状先在最老的器官出现。
液泡是细胞磷的贮存库,而细胞质则是细胞的代谢库。 二、磷的营养功能
(一)磷构成大分子物质的结构组分 (二)磷是植物体内重要化合物的组分
(三)磷能加强光合作用和碳水化合物的合成与运转 (三)促进氮素代谢
(四)促进脂肪代谢——磷参与脂肪的合成 (五)提高作物对外界环境的适应性 1. 增强作物的抗旱、抗寒等能力(原因)
抗旱: 磷能提高原生质胶体的水合度和细胞结构的充水度,使其维持胶体状态,并能增加原生质的粘度和弹性,因而增强了原生质抵抗脱水的能力。
抗寒: 磷能提高体内可溶性糖和磷脂的含量。可溶性糖能使细胞原生质的冰点降低,磷脂则能增强细胞对温度变化的适应性,从而增强作物的抗寒能力。越冬作物增施磷肥,可减轻冻害,安全越冬。 2. 增强作物对酸碱变化的适应能力(缓冲性能) 三、植物对磷的吸收和利用 (一) 吸收形态、机理 形态
1. 主要是正磷酸盐:H2PO4> HPO42>PO43- 2. 偏磷酸盐、焦磷酸盐:吸收后,转化为正磷酸盐 3. 少量的有机磷化合物:如核糖核酸、磷酸甘油酸、 机理:主动吸收
吸收部位:根毛区
吸收过程:H与H2PO4共运
+
-
-
-
磷酸己糖等
在木质部导管中的磷大部分是无机磷酸盐,有机态的磷极少。韧皮部中的磷则有有机态磷和无机磷两类。 (三)影响植物吸收磷的因素
1. 作物种类和生育期2、土壤供磷状况3、菌根 4、环境因素 5、养分的相互关系(一)磷素营养缺乏症 1、缺磷对植物光合作用、呼吸作用及生物合成过程都有影响;
2、供磷不足时,细胞迟缓、新细胞难以形成,同时也影响细胞伸长。所以从外形上看:生长延缓,
植株矮小,分枝和分蘖减少,水稻等叶色暗绿。
3、植物缺磷的症状常首先出现在老叶;
4、缺磷的植株因为体内碳水化合物代谢受阻,有糖分积累而形成花青素(糖苷),许多一年生植物的茎呈现
典型症状:紫红色。
症状从茎基部开始6. 介质的pH (二)供磷过多
植物呼吸作用加强,消耗大量糖分和能量,对植株生长产生不良影响
1、叶片肥厚而密集,叶色浓绿;植株矮小,节间过短;出现生长明显受抑制的症状;
2、繁殖器官常因磷肥过量而加速成熟进程,并由此而导致营养体小,茎叶生长受抑制,也会降低产量。
地上部与根系生长比例失调,在地上部生长受抑制的同时,根系非常发达,根量极多而粗短。
3、谷类作物的无效分蘖和瘪籽增加;叶用蔬菜的纤维素含量增加、烟草的燃烧性差等品质下降; 4、施用磷肥过多还会诱发缺铁、锌、镁等养分。 第二节 土壤中的磷素及其转化 一、土壤中磷的含量
影响因素: 土壤母质、成土过程、 耕作施肥等 三、常用磷肥的性质和施用 第一类:水溶性磷肥
(一) 过磷酸钙
磷的吸持作用:土壤液相中的磷酸或磷酸根离子被土壤固相所吸持的现象 . 施用方法
原则:减少与土壤的接触面积
增加与作物根群的接触面积
目的:提高过磷酸钙的利用率(一般只有10%~25%)
方法:集中施用 分层施用 与有机肥料混合施用 作根外追肥 二)重过磷酸钙
. 施用:与过磷酸钙相同,但用量应减少, 第二类:弱酸溶性肥料 (4) 施用技术
①可作基肥、种肥和追肥②与有机肥料堆沤后施用,可提高肥效③与水溶性磷肥、氮肥、钾肥等配合施用 第三类:难溶性磷肥 (一) 磷矿粉
磷矿粉的施用效果和后效 方法:宜作基肥
用量:750~1 500kg/hm2 (50~100公斤/亩)
措施:与酸性或生理酸性肥料混施与过磷酸钙配施与有机肥料共用堆腐 后效:肥效持久,连施4~5年后,可暂停施用,待2~3年后再施用 (二)鸟粪磷矿粉 (三)骨粉 第四类:新型磷肥
1. 聚磷酸 2.
•
2. 聚磷酸铵
聚磷酸铵肥料的主要优点
性长效肥料(缓溶长效,可减少土壤对磷的固定);
(2) 聚磷酸盐的螯合作用可防止悬浮液肥料中的金属杂质(如铝)形成沉淀,因而有利于制成高浓度
悬浮肥料(高效);
(3) 氮、磷养分含量高,可节省包装、运输费用。
(1) 聚磷酸盐在土壤中不被植物直接吸收,而是逐步水解成正磷酸盐被植物利用,因此,是一种缓溶
对喜硫作物,肥效不如等磷量的过磷酸钙
第四节 磷肥施用对环境的影响 一、对水体的影响
磷的淋溶损失后果:造成水体富营养化——水体藻化,水质恶化,引起“赤潮”现象,危害渔业生产 二、造成土壤中有害元素的可能积累
措施:合理分配和施用磷肥并采用长期定位田间试验等方法监测 第五节 磷肥的合理分配与施用 讨论题:
1. 土壤中有效磷增加和减少的途径有哪些? 2. 如何根据土壤特性合理分配磷肥?
3. 如何根据作物的需磷特性在轮作中合理地分配磷肥? 4. 磷肥分哪几类?如何据此合理分配与施用?
5. 我国磷肥利用率在什么范围?请解释造成该结果的原因,并指出使过磷酸钙利用率提高的有效方法。 6. 如何进行磷肥的相对集中施用?
影响土壤有效磷的因素: 1. 土壤有效氮与有效磷的比值2. 土壤有机质含量3. 土壤pH4. 土壤熟化程度5. 水田淹水
在水旱轮作中,土壤由干变湿的过程中,有效磷增加,原因?
1. CO2在石灰性土壤中积聚,使土壤pH值下降; 2. 酸性土壤中pH值上升,促进磷酸铁铝水解;
3. 有机阴离子与磷酸铁铝中磷酸根离子代换和磷扩散增加; 4. 土壤Eh降低,使难溶性的磷酸铁转变为较易溶的磷酸低铁
所以在水旱轮作中,磷肥的分配应掌握“旱重水轻”的原则,将磷肥重点分配在旱作上。
当绿肥与水稻轮作时,更应该将磷肥施在绿肥上,特别是豆科绿肥,更能充分发挥“以磷增氮”的效果。 二)旱作轮作中的磷肥施用
有绿肥或豆类的轮作中,优先施在绿肥或豆科作物上,其间接作用很明显。 在麦-棉轮作地区,重点施在棉花上。
需磷特性相似的作物轮作时,磷肥用于秋播的越冬作物比用于春播的效果明显。因为秋播后,温度逐
步降低,土壤微生物活动能力差,土壤供磷能力差,增施磷肥有利于壮苗,增强抗寒能力,促进早发。 三、磷肥品种与其合理分配和施用
施用原则是减少水溶性磷肥的固定,增加非水溶性磷的释放。 四、改进施肥方法
(一)相对集中施用
目的:减少磷肥与土壤的直接接触,增加与根系的接触面积 要求:以基肥为主,配施种肥,早施追肥
在中低肥力土壤上,N、P的配施比在高肥力土壤上显著 与钾肥和有机肥配施
酸性土壤中适当增施石灰或微量元素肥料
(二)磷肥与其它肥料配合施用
本章复习题:
1. 植物体内的磷以 形态为主,而含量约占15%的 形态的磷则是植物磷素化学诊断的指标。
2. 磷是植物体内 、 、 、 和 等重要化合物的组成成分。
3. 磷能加强植物 、 促进 和 ,并能提高植物
、 、 、 等能力。 4. 植物吸收的磷以 形态的 和 为 主,还可以吸收少量 形态的磷。
5. 影响植物吸收磷素的因素有 、
、 以及 等。
6. 白菜缺磷表现为 。 7. 过磷酸钙的主要成分包括 和 。 其溶解过程为 。溶解后由于会发生 作用和 作用,因此,其当季利 用率一般只有 。
具体有效的施用方法有 、 、 和 。 9. 枸溶性磷肥的特点是 ,因此,施用
在 土壤或 土壤上的效果较好。 10. 磷矿粉是 溶性磷肥,其直接施用的效果与
、 和 有关。
因此,最好是施用在 土壤和 作物上。 11. 过磷酸钙与有机肥料混合施用有什么好处? 12. 土壤中有效磷增加和减少的途径有哪些? 13. 如何根据土壤特性合理分配磷肥?
14. 如何根据作物的需磷特性在轮作中合理地分配磷肥? 15. 磷肥分哪几类?如何据此合理分配与施用? 16. 如何进行磷肥的相对集中施用? 17. 如何鉴定三种不同溶解性的磷肥? 第八章植物的钾素营养与钾肥 第一节 植物的钾素营养 二、钾的营养功能 (一) 促进酶的活化
(二) 促进光能的利用,增强光合作用 (三) 改善能量代谢
(四) 促进糖代谢(五) 促进氮素吸收和蛋白质的合成 (六) 促进植物经济用水(七) 促进有机酸的代谢 (八) 增强作物的抗逆性
三、植物对钾(K)的吸收和运输 一) 吸收
1. 主动吸收占主导地位,具有自动调节功能 2. 被动吸收
外界K浓度过高时,吸收曲线呈 “二重图型”
+
+
8. 合理施用过磷酸钙的原则是 。
(二) 影响植物吸收钾的因素 1. 土壤供钾状况 2. 植物种类 3. 介质的离子组成 4. 土壤水气条件
(三) 运输
通过木质部和韧皮部向上运输,也可由韧皮部向下运至根部。 四、钾对作物产量和品质的影响
钾充足,不但能使作物产量增加,而且可以改善作物品质。
•
五、作物的钾素营养失调症状
植物缺钾的常见症状:
通常茎叶柔软,叶片细长、下披;
老叶叶尖和叶缘发黄,进而变褐,逐渐枯萎;
在叶片上往往出现褐色斑点,甚至成为斑块,严重缺钾时幼叶也会出现同样的症状; 根系生长停滞,活力差,易发生根腐病 第二节 土壤中钾的形态和转化 第三节 钾肥的种类、性质及施用 5. 缓和钾肥供需矛盾的措施 (1) 依靠进口钾肥 (2) 充分利用农家肥
(3) 合理分配和施用有限的钾肥 三、常用钾肥的性质和施用 一)氯化钾 3. 施用
(1) 方法:可作基肥、追肥施用,不宜作种肥
(2) 土壤:在酸性和中性土壤作基肥时,应与磷矿粉、有机肥、石灰等配合施用,一方面防止酸化,另一方面促进磷矿粉中磷的有效化。 (3) 作物:适宜一般作物; 二)硫酸钾 . 施用
适合各种作物和土壤,可作基肥、追肥、种肥及根外追肥。
在酸性土壤上应与有机肥、石灰等配合施用;在通气不良的土壤中尽量少用。 (三) 草木灰
影响草木灰成分的因素: ① 作物类型: ② 植物部位
③ 土壤、施肥、气候等 3. 施用
适用于各种土壤,大多数作物
可作基肥、追肥和根外追肥,也可作盖种肥
注意:草木灰是碱性肥料,不能与铵态氮肥、腐熟的有机肥料混合施用,以免造成氨的挥发损失。 四)窑灰钾肥
第四节 钾肥的合理分配和施用 讨论题:
1. 土壤有效钾增加和减少的途径有哪些?
2. 20世纪70年代以来,南方地区的耕地为什么普遍缺钾? 3. 如何根据土壤性质合理分配和施用钾肥? 4. 如何根据作物需钾特性合理分配和施用钾肥? 5. 如何根据钾肥的特点合理分配和施用?
6. 如何科学有效地施用钾肥? 南方地区耕地缺钾的原因:
1. 气候条件:高温多雨,淋溶剧烈,粘土矿物类型多为1:1型高岭土,吸持钾的能力弱,故土壤缺钾; 2. 耕作制度:复种指数高,以及高产品种的引进和推广,在获得高产的同时,植物带走更多的养分,包括钾素;
3. 施肥习惯:重施氮、磷,而少施或不施钾,更加剧了土壤钾的耗竭; 4. 社会因素:农家肥、秸秆还田少,也减少了钾素的来源。 第四节 钾肥的合理分配和施用 影响土壤供钾能力的因素: 1. 土壤速效钾含量
2. 土壤缓效钾贮量及其释放 速率
3. 土壤质地:施肥后,砂质土肥效较快,但不持久
一般作物钾的临界期在苗期,因此钾肥一般用作基肥,特别是生育期短的作物。
如果基肥、追肥分开施,追肥应在最大需钾期前尽早施入。 (三)作物根系特性与钾肥施用
1. 须根作物从土壤中吸取的钾比直根作物的多
2. CEC小的根,吸收一价阳离子较多, CEC大的根吸取二价阳离子较多 三、钾肥种类的合理分配 钾肥品种的合理使用 钾肥品种 作物 一般作物 氯化钾 不宜忌氯作物 对于纤维作物效果较好 不宜用于还原性强的土壤 基肥、追肥、种肥、根外追肥 基肥、追肥、根外追肥、盖种肥 不宜用于盐(碱)土 基肥、追肥 土壤 施用方法 硫酸钾 各种作物,尤其是喜硫植物 草木灰 大多数作物 宜各种土壤 四、肥料配合与钾肥肥效
(1) 钾与氮、磷配合,利于肥效的充分发挥
(2) 含有效钾素较多的有机肥料用量高时,可少施或不施化学钾肥。 五、钾肥的施用技术与钾肥肥效 技术:深施 本章复习题:
1. 钾素通常被称为作物的( )(A.有益元素;B.品质元素; C.生命元素)。它在植物体内的形态与氮和磷( )(A.一样;B.相似;C.不同),主要以( )(A.有机态;B.离子态;C.螯合态)为主。 2. 钾对植物具有多方面的营养作用,如能 、 、
、 ,并能增强植物抵抗 、 、 、 、 等功能。
3. 缺钾时,水稻根系呈现 颜色。因此,在淹水条件下增施钾肥,可提高水稻根系的 ,防止还原性物质的危害。
4. 土壤中钾的形态,以其对作物有效性来分,可以分为 ,
早施(重施基肥,看苗早施追肥) 相对集中施
、 和 。
5. 氯化钾和硫酸钾均是生理 性肥料。在酸性土壤上施用可能会导致土壤 和 ,植物则可能 。因此必须配施 和 。
6. 草木灰中的钾90%左右以( )(A.KCl; B.K2CO3; C.K2SiO3)为主,属( )(A.水溶性;B.弱酸溶性;C.难溶性);其中的磷属( )(A.水溶性;B.弱酸溶性;C.难溶性),因此对作物都是( )(A.有效的;B.迟效的;C.无效的) 。 7. 请用连线为如下植物选择一种合适的钾肥:
烟草 氯化钾
马铃薯 硫酸钾
黄麻 钾
8. 为什么南方地区自1970’s以后施用钾肥的增产效 果特别明显? 9. 如何缓解我国钾肥的供需矛盾? 10. 土壤有效钾增加和减少的途径有哪些?
11. 如何根据土壤性质合理分配和施用钾肥? 12. 如何根据作物需钾特性合理分配和施用钾肥? 13. 如何根据钾肥的特点合理分配和施用? 14. 如何通过肥料的配合提高钾肥的肥效? 15. 如何科学有效地施用钾肥?
第九章植物的钙、镁、硫、硅营养及钙、镁、硫、硅肥 (一)钙的生理功能
1. 是细胞壁果胶质和染色体的结构成分,影响细胞 2. 与磷脂分子形成钙盐,维持膜的结构和功能 3. 与钙调蛋白结合行使第二信使功能 4. 调节介质的生理平衡 (二)镁的生理功能 1. 是叶绿素的必需成分 2. 是多种酶的活化剂 (活化30多种酶) 3. 参与碳水化合物的合成 4. 参与脂肪和脂类的合成 5. 参与蛋白质和核酸的合成 (三)硫的生理功能
1. 是蛋白质和酶的组分 2. 是某些生物活性物质的成分 3. 参与氧化还原反应 4. 参与固氮过程
5. 植物体内某些挥发性物质的组分 6. 减轻重金属离子对植物的毒害 (四)硅的生理功能
1. 促进碳水化合物的合成与运转;
2. 提高植物对病虫的抗性;3. 与其它元素吸收有关 三、吸收与运输
1. 钙:被动吸收,单向运输,难移动 2. 镁:被动吸收,双向运输,较易移动
3. 硫:主动吸收,难移动 四、失调症状 (缺素症)
1. 钙:生长点坏死,幼叶卷曲变形,果实发育不良 2. 镁:中、下部叶片脉间失绿黄化 3. 硫:幼叶失绿黄化 4. 硅:禾本科叶片下垂
大白菜缺钙的典型症状:内叶叶尖发黄,呈枯焦状,俗称“干烧心”,又称“心腐病”。 第二节 钙、镁、硫、硅肥种类及其施用技术 一、含钙肥料 (三)石灰的施用技术
方法:可作基肥和追肥,不能作种肥
要求:1. 撒施力求均匀,防止局部土壤过碱或未施到
2. 条播作物可少量条施。番茄、甘蓝和烟草等 3. 不宜连续大量施用石灰,否则会引起土壤有
可在定植时少量穴施。
机质分解过速、腐殖质不易积累,致使 水溶性磷肥混合施用,以免引起氮的损失和
土壤 结构变坏,诱发营养元素缺乏症等。 注意:石灰肥料不能和铵态氮肥、腐熟的有机肥和
磷的退化导致肥效降低。
二、镁肥 (二)有效施用 土壤:含镁量低的土壤
作物:需镁多的作物,如大豆、花生、甜菜、马铃薯、 烟草、果树等
方法:基肥、 追肥(包括根外追肥) 三、含硫肥料
二)硫肥的作用与施用技术 1. 直接供应作物硫素等营养
以提供硫素营养为目的石膏施用技术: 施用方法:主要作基肥,也可蘸秧根或作追肥 施用量:因土壤特性和作物特性而异 施用时间:最好早施或分期追施
2. 改良碱土 ——石膏是碱土的化学改良剂 以改良土壤为目的的石膏施用技术:
施用石膏必须与灌排工程相结合• 四、 硅肥
(二) 硅肥的施用技术
1. 合理施用硅肥应考虑的因素: (1) 土壤条件 (2) 作物种类 4. 施用方法:一般宜作基肥 本章复习题:
1. 钙、镁、硫一般被称为植物的 元素;硅则属于植物的 元素。 2. 钙和硫在植物体内的移动性( )(A.较大;B.一般;C.较小);故缺素症状会先在
( )(A.新叶;B.中部组织;C.老组织)出现。
3. 番茄果实缺钙出现 “病”,茶叶缺硫出现 “病”,黄瓜缺镁时叶片出现
症状。
4. 石灰肥料的作用主要有 、 、 、
和 等。常用的石灰是 。 5. 是碱土的化学改良剂。
6. 硅肥一般用在 作物上效果较好。施用方法上通常宜作 施用,水溶性的高效硅肥也可作 。 第九章中量营养元素 钙 二、钙的营养功能
一)稳定细胞膜(二)稳定细胞壁 三)促进细胞的伸长和根系生长 四)参与第二信使传递五)调节渗透作用 六)具有酶促作用
三、植物对钙的需求与缺钙症状
在缺钙时,植株生长受阻,节间较短,因而一般较正常生长的植株矮小,而且组织柔软。缺钙植株的顶芽、侧芽、根尖等分生组织首先出现缺素症,易腐烂死亡;幼叶卷曲畸形,叶缘变黄逐渐坏死。 甘蓝、莴苣和白菜出现叶焦病; 番茄、辣椒和西瓜出现脐腐病; 苹果出现苦痘病和水心病; 镁
二、镁的营养功能
(一)合成叶绿素并促进光合作用 (二)合成蛋白质 三)活化和调节酶促反应 三、植物对镁的需求与缺镁症状
由于镁在韧皮部中的移动性较强,缺镁症状首先出现在老叶上。当植物缺镁时,其突出表现是叶绿素含量下降,并出现失绿症。 硫
三、硫的营养功能
(一)合成蛋白质和桥接反应 (二)传递电子 (三)其它作用
四、植物对硫的需求与缺硫症状
缺硫时蛋白质合成受阻导致失绿症,其外观症状与缺氮很相似,但缺硫症状往往先出现于幼叶。而在供氮不足时,缺硫症状发生在老叶(缺氮加速老叶的衰老,使硫得以再转移)。 植物缺硫一般症状——
植物发僵,新叶失绿黄化;双子叶植物缺硫症状明显,老叶出现紫红色斑;禾谷类植物缺硫开花和成熟期推迟,结实率低,籽粒不饱满; 第十章植物的微量元素营养与微量元素肥料 讨论题:
1. 简述铁的营养作用以及作物缺铁的主要症状。 2. 简述硼的营养作用以及作物缺硼的主要症状。
3. 简述锰的营养作用以及作物缺锰的主要症状。 4. 简述铜的营养作用以及作物缺铜的主要症状。 5. 简述锌的营养作用以及作物缺锌的主要症状。 6. 简述钼的营养作用以及作物缺钼的主要症状。 7. 微量元素肥料按化合物类型可以分为哪几类? 8. 微量元素的施用方法有哪些?
(一)铁
1. 生理功能:叶绿素合成所必需;
参与体内氧化还原反应和电子传递; 参与核酸和蛋白质代谢
还与碳水化合物、有机酸和维生素的合成有关
失调症:缺乏症:顶端或幼叶失绿黄化,由脉间失绿发展到全叶淡黄白色
果树“黄叶病”
花卉、蔬菜幼叶脉间失绿黄化或白化 禾本科叶片脉间失绿呈条纹花叶
中毒症状:水稻亚铁中毒“青铜病”
二)硼
1. 生理功能:促进分生组织生长和核酸代谢;
促进碳水化合物运输和代谢; 参与酚代谢和木质素的形成; 与生殖器官的建成和发育有关 2. 失调症:缺乏症:茎尖、根尖生长停止或萎缩死亡
油菜“花而不实”、小麦“穗而不实”、 花椰菜“褐心病”、 萝卜“黑心病”等
过多症状:棉花、油菜“金边叶” (三)锰
1. 生理功能:参与光合作用;
酶的组分及调节酶活性; 调节植物体内的氧化还原过程; 其它功能
2. 失调症:缺乏症:幼叶脉间失绿黄化,有褐色小斑点散布于整个叶片
燕麦“灰斑病”、豆类“褐斑病”、甜菜“黄斑病”
中毒症状:老叶失绿区中有棕色斑点,诱发其它元素的缺乏症 (四)铜
1. 生理功能:酶的组分;参与光合作用;
参与氮代谢;影响花器官发育
2. 失调症:缺乏症:生长瘦弱,新叶失绿发黄,叶尖发白卷曲,叶缘灰黄,叶片出现坏
禾本科顶端发白枯萎,繁殖器官发育受阻,不结实或只有秕粒
果树“郁汁病”或“枝枯病”等
死斑点;
中毒症状:叶尖及边缘焦枯,至植株枯死 (五)锌
1. 生理功能:作为碳酸酐酶的成分参与光合作用;
作为多种酶的成分参与代谢作用; 参与生长素的合成; 促进生殖器官的发育
2. 失调症:缺乏症:植株矮小,节间短,生育期延迟;叶小,簇生;中下部叶片脉间失绿。
水稻“矮缩病”、玉米“白苗病”
柑桔“小叶病”、“簇叶病”等
中毒症状:叶片黄化,出现褐色斑点 (六)钼
1. 生理功能:作为还原酶和固氮酶的成分参与氮代谢; 促进维生素C的合成; 与磷代谢有密切关系; 增强抗病力
2. 失调症:缺乏症:叶片畸形、瘦长,螺旋状扭曲,生长不规则;老叶脉间淡绿发黄,有 褐色斑点,变
厚焦枯如花椰菜、烟草“鞭尾状叶” 豆科植物“杯状叶”且不结或少结根瘤
中毒症状:茄科叶片失绿等 (七)氯
1. 生理功能:参与光合作用;
酶的活化剂及某些激素的组分; 调节细胞渗透压和气孔运动; 提高豆科植物根系结瘤固氮; 减轻多种真菌性病害
2. 失调症:缺乏症:棕榈科植物 (如椰子树、鱼尾葵等) 叶片出现失绿黄斑
镍的营养功能
① 有利于种子发芽和幼苗生长 ② 催化尿素降解 ③ 防治某些病害
三、影响微量元素有效性的因素 1. 土壤pH值 2. 土壤有机质 3. 土壤质地 4. 土壤Eh 5. 土壤磷酸盐含量 6. 土壤盐分状况 微肥的种类和性质
1. 按元素种类分类
硼肥、钼肥、锰肥、锌肥、 铜肥、铁肥、含氯肥料
中毒症状:叶尖、叶缘呈灼烧状,并向上卷曲,老叶死亡,提早脱落。如:烟草叶色浓绿,叶缘向上卷曲,叶片肥厚、脆性、易破碎。
讨论题:
7. 微量元素肥料按化合物类型可以分为哪几类? 8. 微量元素的施用方法有哪些? 二、微肥的一般施用方法 (一)施入土壤
基肥:如玻璃肥料、矿渣,多与有机肥混合撒施、 土壤施肥的优点:后效明显;
缺点:需肥量大,难以施用均匀
(二)直接用于植物 1. 种肥:Zn、Mo、Mn、Cu
(1) 拌种:用少量水溶解微肥,均匀喷于种子上,边喷边拌匀,种子晾干后即可播种。 (2) 浸种:把微肥配成稀溶液,浸没种子8~12小时,
捞出晾干,即可播种。
条施或穴施
(3) 蘸秧根:水稻秧苗移栽时,采用1%氧化锌悬浊液 2. 追肥:B、Zn、Mo、Mn、Fe、Cu (1) 叶面喷施
(2) 注射、塞孔、涂刷
土壤施用固体微肥会出现什么问题? (1) 有效性降低 (2) 施用不均匀 (3) 易污染环境
为什么叶面喷施微肥的效果好? 1) 用量少,比较经济 (2) 避免固定
(3) 养分吸收快,效率高 (4) 易于控制浓度 (5) 减少污染 本章复习题:
1. 植物必需微量元素是指 ( ) (A.土壤;B.植物;C.肥料) 中含量<0.1%的元素。 2. 请用连线把下列元素与缺素症状连起来:
-Fe -Mn -Zn -Cu -B -Cl
-Mo
苹果“簇叶病”、玉米“白苗病” 油菜“花而不实”、花椰菜“褐心病” 椰子叶片出现黄色斑块 柑桔“黄叶病”
大豆“褐斑病” 小麦新叶及麦穗发白干枯
大豆不结根瘤、烟草“鞭尾状叶”
浸根约半分钟即可。
3. 植物吸收的微量元素形态主要是( ) (A.矿物态; B.吸附态;C.水溶态)。 4. 微量元素肥料按化合物类型可分为 、 、
、 和 等类型。
5. 微量元素在施用方法上可作 、种肥和 。作种肥时可采用 、 和 等方式。
6. 土壤pH<6.0时,植物必需的微量元素中 、 、
、 和 的有效性较高; 则相反。因此,酸性土壤上易缺 。另外,有机质土壤上生长的植物易缺 。 第十三章 复混肥料 复混肥料概述
1. 定义:同时含有氮、磷、钾中两种或两种以上养分的肥料 2. 类型:复合肥料 混合肥料 3. 种类:按养分数量和功能可分为 (1) 二元复合肥料 (2) 三元复混肥料 (3) 多元复混肥料 (4) 多功能复混肥料 . 优缺点——优点 (1) 养分全面,含量高 (2) 物理性状好,便于施用
(3) 副成分少,对土壤无不良影响(4)配比多样性,有利于针对性的选择和施用 (5)降低成本,节约开支 缺点:
(1)养分比例相对固定的二元复合肥料难以同时满足各类土壤和各种作物的要求。 (2)
难于满足不同养分最佳施肥技术的要求 第二节 复合肥料的主要品种和性质 一、氮磷复合肥
1. 磷酸铵2. 磷肥3. 磷酸铵类肥料 二、氮钾复合肥—— 钾 三、磷钾复合肥——磷酸二氢钾 二、三元混合肥料的类型和品种
1. 基本类型 (1) 尿磷钾肥 (2) 铵磷钾肥 (3) 硝磷钾肥 2. 常用品种
15-15-15 复肥:N、P、K养分相等的1 : 1 : 1型复肥 15-15-15 复肥的特点:
① 粒形一致,外观较好;
③ 氮素一般由NO3--N和NH4+-N两部分组成;
④ 磷素中既有水溶性磷,也有枸溶性磷,一般水溶性磷较少,占30%~50%,枸溶性磷较高; ⑤ 多数产品的钾素以KCl形态加入,即产品中含有约12%的氯。只有当注明用于忌氯作物的产品,⑥ 产品中一般不添加微量元素养分。 ② 养分含量高达45%,所有组份都能水溶;
才用K2SO4作钾源,但价格较贵; (二)肥料及填料的配比计算
例1、在我国南方缺磷、钾的红壤性水稻土上种植杂交稻,需配制分析式为8-10-12的混合肥料一吨,需用尿素 (N=45%)、过磷酸钙 (P2O5=18%)、氯化钾 (K2O=60%) 及填料各多少公斤? 例2、在我国北方缺磷的石灰性土壤上种植冬小麦,需配制配合式为1:2:1的混合肥料一吨,需用单质硫酸铵 (N=20%)、重过磷酸钙 (P2O5=40%)、硫酸钾 (K2O =50%) 各多少公斤?其分析式是多少? 解1:
每吨混合肥料中应含有N、 P2O5 、 K2O的数量分别为: N = 1000 × 8% = 80(公斤) P2O5 = 1000 × 10% =100(公斤) K2O = 1000 × 12% = 120(公斤) 尿素 = 80 ÷ 45% = 177(公斤) 过磷酸钙 = 100 ÷ 18% = 555(公斤) 氯化钾 = 120 ÷ 60% = 200(公斤)
相当于尿素、过磷酸钙和氯化钾的数量分别为:
三者总重为:177+555+200=932(公斤)
填料为: 1000-932=68(公斤),可用磷矿粉、石灰石或泥炭补足
答:需要尿素177公斤、过磷酸钙555公斤、氯化钾200公斤及填料68公斤。 解2:每公斤N、 P2O5 、 K2O相当于硫酸铵、重过磷酸钙和硫酸钾的公斤数为:
硫酸铵 = 1 ÷ 20% = 5(公斤) 重过磷酸钙 = 1 ÷ 40% = 2.5(公斤)
硫酸钾 = 1 ÷ 50% = 2(公斤)
一吨混合肥料中,硫酸铵、重过磷酸钙和硫酸钾的用量分别为: 硫酸铵 = 5 ×(1000÷12)= 416.7(公斤)
重过磷酸钙 = 2.5 × 2 ×(1000÷12)= 416.7(公斤) 硫酸钾 = 2 ×(1000÷12)= 166.6(公斤)
N=(416.7×20%) /1000 ×100=8.33% P2O5=(416.7×40% ) /1000 ×100 =16.67% K2O=(166.6×50%%) /1000 ×100 =8.33%
按1:2:1的配合式,三者总量=5+2.5×2+2=12(公斤)
计算相应的分析式 (即计算百分含量):
各取其整数,即分析式为8-17-8。
答:需用硫酸铵416.7公斤、过磷酸钙416.7公斤、硫酸钾166.6公斤。该混合肥料的分析式为8-17-8。 例1、要求每亩用肥量为N 10公斤、P2O5 5公斤,即N P施用比例为1:0.5。其中磷素都作基肥,氮素的一半作追肥。选用的复肥品种为磷酸二铵(含N 18%、 P2O5 46%)。请计算磷酸二铵的用量。若基肥中氮素不足,用尿素(含N 45%)补足,其用量为多少?
例2、要求每亩用肥量为N 10公斤、P2O5 5公斤、K2O 5公斤,即N P K施用比例为 1:0.5:0.5。其中磷素和钾素都作基肥,氮素的一半作追肥。选用的复肥品种为14-9-20的三元复肥。请计算基肥的用量。若基肥中氮素和磷素不足,需用碳铵(含N17%)和普钙(P2O5 16%)补足,其用量各为多少? 解1:
P2O5 5公斤/亩相当于磷酸二铵的量=5÷46%=10.87(公斤) 10.87公斤磷酸二铵的含氮量=10.87×18%=1.935(公斤) 需补充的单质氮肥的氮量=5-1.935=3.065(公斤) 3.065公斤氮素相当于尿素的量=3.065÷45%=6.81(公斤)
答:作基肥施用的磷酸二铵用量为10.87公斤,还需尿素6.81公斤同时施用。 解2、
K2O 5公斤/亩相当于三元复肥量=5÷20%=25(公斤) 25公斤复肥的含氮量 (N)=25×14%=3.5(公斤) 需要补充的单质氮肥的氮量=5-3.5=1.5(公斤) 斤)
1.5公斤氮素相当于碳铵的量=1.5÷17%=8.8(公斤) 2.75公斤磷素相当于普钙的量=2.75÷16%=17.2(公斤)
答:作基肥的三元复肥用量为25公斤,还需8.8公斤碳铵、17.2公斤普钙同时施用。 第 十二 章有 机 肥 料 第一节 有机肥料概述
有机肥是有机物和无机物、有生命的微生物和无生命的物质的混合体。 二、有机肥料的特点 1. 来源广 2. 含有机质 3. 完全肥料 4. 肥效缓长
5. 养分含量少(用量大)
四、有机肥料在农业生产中的作用
1. 提供作物所需的各种矿质养分和有机养分
含磷量(P2O5 )=25×9%=2.25(公斤)
单质磷肥的磷量=5-2.25=2.75(公
2. 增加土壤有机质含量,提高土壤肥力 3. 增加作物产量,改善农产品品质 五、有机肥料的发展趋势
1. 传统有机肥料的使用呈萎缩的趋势
2. 商品化,即将有机肥料加工转化为商品有机肥 3. 绿肥、沼气池肥在未来农业生产中具有发展潜力, 是值得进一步发展、推广的有机肥 第三节 绿
肥
绿肥:直接用作肥料的新鲜绿色植物体 绿肥作物:专门栽培用作绿肥的作物 二、绿肥在农业生产中的作用 1. 解决有机肥源 2. 培肥和改良土壤 3. 改善生态环境
4. 促进农牧业生产全面发展 本章复习题:
1. 有机肥料是 和 、 和 的混合体。 2. 有机肥料具有 、 、 、 和 等特点。 3. 有机肥料一般可分为四大类,其中厩肥属于 ; 沼气池肥属于 。
4. 堆肥和沤肥的主要区别在于 。
5. 有机肥料具有 、 和
等作用。
6. 沼气池肥除了可以提供 和 外,还可以提供 。
7. 三肥是指 、 和 8.
绿
肥
作
物
是
指 。 9. 绿肥在农业生产中具有 、 、 和 等作用。 10. 绿肥作物的栽培方式有 、 、 、 和 等。
11. 绿肥的利用方式主要是 、 和过腹还田等。 施用量通常为 kg/亩。
12. 根据泥炭的类型的不同,其利用方式一般有 、 和 。 13.
我
国
的
施
肥
制
度
是 。 14. 请比较化学肥料与有机肥料的异同点,并结合实际谈谈两者 配合施用的优越性。 第十三章 菌 肥
含义:是含有大量活微生物的一类生物性肥料。属辅助性肥料,必须与化肥或有机肥料配合施用。 种类:根瘤菌肥料:豆科植物拌种用
磷细菌肥料:可作种肥、基肥、追肥
钾细菌肥料:基肥效果最好,也可作种肥和追肥 “06”抗生菌肥料:抗病、刺激生长、
第十四章植物对逆境土壤的适应性 逆境土壤的定义
在自然环境中,很多地方的土壤条件较差,存在着一些因素使植物生长不良,这类土壤称之为“逆境土壤”。
二、 常见逆境土壤的类型
酸性土壤、盐(碱)土壤、旱(涝)土壤和重金属污染土壤等。 第二节 酸性土壤中的毒害因子和植物的适应机理 二、酸性土壤的主要障碍因子
因氢离子浓度过高造成的氢离子毒害; 因铝锰离子浓度过高引起铝锰毒害;
因pH过低降低大多数阳离子的有效性,造成钾、镁和钙等的缺乏; 因pH过低降低磷、钼的可溶性,造成其缺乏;
因pH过低根系生长和养分的吸收,造成养分淋失和干旱 1. 氢离子的毒害
➢ 直接的毒害作用
对植物根的毒害尤重。当土壤pH值小于4时,植物根系变短、变少,严重时根尖死亡。
原因是过多的氢离子影响质膜的稳定性,细胞膜透性增加,溢泌作用加强;且由于氢离子的竞争作用,➢ 间接的影响
例如,低pH会影响一些微生物的活性,特别是有益细菌如氨化细菌、硝化细菌和自生固氮菌的活性,从而影响养分元素的转化 2. 铝锰离子的毒害 (1) 铝毒症状
植物的铝毒症状首先体现在根系:根主轴伸长受抑,根粗短而脆,褐色,畸形弯曲,抑制植物根系生长 (2) 铝毒害的可能机理
干扰DNA的复制功能
破坏细胞膜和壁的结构和功能 对养分的拮抗作用 破坏植物体内激素平衡 (3) 锰离子的毒害 毒害的机理主要为:
提高生长素氧化酶的活性,使生长素遭到破坏; 破坏氨基酸的代谢;
增加过氧化物酶和多酚氧化酶的活性; 降低ATP浓度及呼吸强度; 减少植物的钙镁铁的吸收 防止和矫正锰毒害方法:
➢ 施用石灰或改善土壤排水状况 ➢ 选育高抗锰毒品种也是有效的途径 ➢
三、植物适应酸性土壤的机理
➢ 在酸性土壤中,植物生长既要克服高氢离子、铝离子和锰离子的不利影响,又要忍受钙、镁、磷、
根吸收的钙、镁离子减少,不利于膜的稳定,影响根系的生长。
铁等养分的缺乏
(一)植物对酸害的逃避机制 1. 排斥作用 2. 根际效应
3. 养分吸收和利用效率 4. 根际的微生物 二) 植物对酸害的忍耐机理
1. 细胞内部对毒害离子进行分隔,使之处于一些生理生化非敏感部位;
2. 可能细胞内的酶有较好的保护系统,使生理生化敏感部位或其他活性物质免受其害。 第三节 石灰性土壤的障碍因子和植物的适应性机理 主要的阻碍因子
缺铁 或“石灰性诱导缺绿症 由于pH较高,锌、锰的有效性较低 三、植物适应石灰性土壤的机理 1. 喜钙作物和嫌钙作物
喜钙作物对高浓度的钙离子同时具有逃避和忍耐机制:
➢ 降低细胞膜对钙离子的亲和性来植物对钙的吸收; ➢ 大量吸收了将其贮存在液泡中,有利于渗透调节; ➢ 含有大量的钙束蛋白,具有良好的分隔效应; ➢ 形成钙化根,增强对难溶养分的移动 嫌钙植物:可能在细胞对钙离子的分隔作用 较小,因而使作物因较高的钙浓度而收到伤害 2. 铁效率的失绿忍耐能力
长期生长在石灰性土壤的植物形成各种不同的适应性机制,包括非特异性机制和特异性机制 非特异性机制:是指植物对石灰性土壤的普遍适应性机制,与体内铁的营养状况关系 不密切 特异性机制:是高等植物适应石灰性土壤的特别机制,包括机理一和机理二 第四节 盐土中的毒害因子及 一、盐土的定义及类型
定义:指土壤饱和提取液中电导率高于4分西门子/米,并且可交换钠百分数的含量低于15%的土壤 类型:内陆盐渍土和滨海盐渍土 二、盐害的离子种类: 三、盐害影响
盐分本身的毒害作用 生理干旱 (渗透压效应) 养分失调 (四)抗盐机理 机理:斥盐和聚盐 1、斥盐植物:
➢ 降低蒸腾耗水;
➢ 增强根细胞膜排钠吸钾的功能;
➢ 产生特殊的结构特性如肉质性或多汁性、盐腺盐毛等 2、聚盐植物:
➢ 通过分化作用合成渗调物质,加强吸水能力 ➢ 增强钾钠替换作用、快速转移、分泌和落叶,排盐
钠离子、氯离子、钙离子和硫酸根离子等。
植物的适应机理
(二)淹水对植物生长的不良影响 1. 淹水土壤的主要特点
氧气减少,氧化还原电位急剧下降
➢ 呼吸作用下降,光合强度也下降,养分吸收减少
➢ 有毒物质的生成,如锰、铁离子、硫化氢、甲烷、乙醇、乙烯及低分子酸 ➢ 影响微生物的活动和有机质的分解
➢ 影响矿质养料的活化,对于氮由于硝化作 用 三)植物对淹水的可能机理
1. 形态特征:皮层薄壁组织特别松散,形成较多的空隙或孔腔,植物的孔隙度增加,氧气的扩散阻力降低,根部在淹水后变短加粗
2. 生理特征:一方面控制乙醇、乙烯及低分子有机酸等物质的形成,另一方面能够保持一定的能量供应,植物根部具有乙醇酸氧化途径
第六节 重金属污染土壤与植物的生长 三、重金属的影响及特点 1. 重金属的影响
影响植物产量与品质、大气和水环境质量,并通过食物链危害人类的生命和健康 隐蔽性、长期性和不可逆性
重金属离子的性质、土壤条件和植物的遗传特性
症状:根系发育异常,地上部青枯,叶片失绿等,严重时全株死亡 ➢ 重金属可完全抑制土壤中的共生固氮过程 ➢ 对土壤中酶活性产生影响
➢ 在土壤—植物系统中的迁移直接影响到植物的生理生化和生长发育,从而影响作物的产量和质量 五、重金属对植物毒害的一般机理
➢ 影响酶活性和功能,从而引起植物生理代谢功能的紊乱,生长发育受阻甚至死亡,
➢ 影响养分膜运输,原因可能重金属抑制膜上ATP酶的活性,或是取代了钙等离子,使膜稳定性下
降
➢ 影响其他营养元素的吸收 拮抗作用 六、植物对重金属的适应机制
1、细胞的忍耐作用 2、植株的整体控制,根系的排斥作用 本章小结:
1. 酸性土壤中的毒害因子和植物的适应机理** 2. 石灰性土壤的障碍因子和植物的适应性机理 3. 盐土中的毒害因子及植物的适应机理 4. 淹水植物的营养特性及其适应机理 5. 重金属污染土壤与植物的生长**
2. 重金属的特点
三、影响植物对重金属离子吸收和累积的因素 四、重金属毒害的外观症状及危害 2. 对植物的不良影响
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