植物營養(yǎng)原理與蘋果有機(jī)全營養(yǎng)施肥技術(shù)研究論文資料（word可編輯）

植物營養(yǎng)原理與蘋果施肥技術(shù)研究摘要：hm2，占中國蘋果栽植面積的27%，世界蘋果面積的11%，是中國蘋果栽植第一大省，世界蘋果連片栽植面積最大區(qū)域。[1]蘋果栽植規(guī)模上去了，但生產(chǎn)效益不高，單位面積平均產(chǎn)量低、優(yōu)質(zhì)果率低、品質(zhì)差、病害重導(dǎo)致陜西蘋果缺乏市場競爭力，而這些除了與蘋果品種、栽培措施有關(guān)外，均直接或間接地與營養(yǎng)供應(yīng)關(guān)系密切。我們研究表明：通過調(diào)節(jié)營養(yǎng)供應(yīng)，特別是有機(jī)營養(yǎng)供應(yīng)和施用配位態(tài)微量元素礦物質(zhì)營養(yǎng)，蘋果產(chǎn)量、品質(zhì)和土壤有效養(yǎng)分含量均大幅度提高，并提出了有機(jī)全營養(yǎng)施肥技術(shù)。關(guān)鍵詞：蘋果有機(jī)營養(yǎng)有機(jī)全營養(yǎng)施肥技術(shù)陜西省是蘋果生產(chǎn)大省，但不是蘋果生產(chǎn)強(qiáng)省，主要表現(xiàn)在（1）平均產(chǎn)量不高。蘋果單位面積產(chǎn)量為噸/ha，居世界第32位，是高產(chǎn)國家（瑞士、比利時、斯洛文尼亞、利比亞、法國、新西蘭、荷蘭、智利和意大利）單位面積平均產(chǎn)量40%左右；（2）優(yōu)質(zhì)果率低，達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)級率更低。瑞士、比利時、日本等優(yōu)級果率在70-80%以上，出口級率50%以上。而我國優(yōu)級果率只有30-40%，出口級率5%；（3）品質(zhì)差，沒有競爭力。近年來，我國蘋果出口量逐年增加，2007年出口量甚至排第一。2007年出口量排在前五位的國家分別是中國、意大利、法國、美國及荷蘭，分別占到世界蘋果出口量的17.6%、13.5%、11.9%、11.4%、6.5%；出口金額前五位的國家分別是意大利、法國、美國、中國，說明我國蘋果出口價格最低。[1]基礎(chǔ)研究植物能夠而且必須吸收有機(jī)營養(yǎng)有機(jī)營養(yǎng)定義：凡是能被植物直接吸收、參與植物代謝、促進(jìn)植物生長、增強(qiáng)植物抗性的小分子有機(jī)物稱為植物有機(jī)營養(yǎng)，包括簡單糖類、氨基酸類、維生素類、生物堿類、萜類等及其衍生物。1840年德國化學(xué)家李比西在著名的“化學(xué)在農(nóng)業(yè)和植物生理學(xué)上的應(yīng)用”一書中創(chuàng)立了“植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說”,一百多年來，對植物營養(yǎng)研究、施肥技術(shù)及化學(xué)肥料生產(chǎn)都是以“植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說”為指導(dǎo)。誠然，該學(xué)說為化肥工業(yè)的興起于發(fā)展、對化肥的施用與糧食產(chǎn)量的提高發(fā)揮了巨大作用。然而，隨著使用化肥時間延長，單位面積化肥使用量不斷增加，肥料效益遞減、土壤環(huán)境惡化、作物抗性降低、農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降等問題越來越嚴(yán)重。為解決這些問題，先后研究推廣了“推薦施肥”、“平衡施肥”、“配方施肥”、“測土配方施肥”等一系列施肥技術(shù)，直至目前，沒有一種施肥技術(shù)能夠顯著且全面地解決由于大量施用化肥帶來的諸多弊端，主要原因是我們沒有重視，甚至沒有認(rèn)識到有機(jī)營養(yǎng)在植物營養(yǎng)中的重要性。植物是否能夠和必要吸收有機(jī)物一直是植物營養(yǎng)學(xué)界爭論的話題，因為按照植物礦物質(zhì)營養(yǎng)學(xué)說，有機(jī)物只有被礦化成元素單質(zhì)或離子態(tài)才能被植物吸收。一直以來，部分研究者注意到并且證明植物能夠直接吸收某些有機(jī)物。早在上世紀(jì)60年代，我國著名的植物營養(yǎng)學(xué)家孫羲就注意到有機(jī)物對植物的營養(yǎng)作用，并提出了“礦物質(zhì)—有機(jī)營養(yǎng)”學(xué)說；中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院土壤肥料研究所張夫道、浙江大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院陶勤楠證明水稻可以吸收利用酰胺態(tài)有機(jī)氮。對此，我們用五葉一心玉米為生物材料，分別用兩種糖、三種氨基酸、兩種維生素（均為試劑級）為有機(jī)營養(yǎng)材料，72小時后用TOC機(jī)測定溶液有機(jī)碳，結(jié)果見下表。表1玉米對不同有機(jī)營養(yǎng)72小時吸收率物質(zhì)濃度mg/kg碳含量mg/kg測定值吸收率%葡萄糖50蔗糖50谷氨酸50賴氨酸50蘇氨酸50維生素c50維生素b150實驗表明：植物能夠直接吸收小分子有機(jī)物。植物有機(jī)代謝實際是“糖”代謝過程，氨基酸類、維生素類、脂肪類及次生代謝產(chǎn)物木質(zhì)素、纖維素、生物堿、帖類等可以看成糖的衍生物。有機(jī)化學(xué)的基本原理是結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，因此，能夠被植物直接吸收的不同有機(jī)物會參與植物不同的生理過程，發(fā)揮不同的作用，加快物質(zhì)運(yùn)輸、促進(jìn)生長、抵御病蟲等，許多作用是無機(jī)礦質(zhì)營養(yǎng)所不具備的，有機(jī)營養(yǎng)和礦物質(zhì)營養(yǎng)同等重要，不可替代。植物必須吸收有機(jī)營養(yǎng)。礦物質(zhì)養(yǎng)分的配位化合物更有利于植物吸收卡爾布辛（俄羅斯）認(rèn)為，配位化合物影響植物對礦物質(zhì)養(yǎng)分的吸收和運(yùn)輸；張光先等樹干注射含等量鈣的EDTA鈣、檸檬酸鈣和氯化鈣，15天

后，注射EDTA鈣和葉檸檬酸鈣柑橘片鈣含量分別是注射氯化鈣的4.6倍和4.4倍。我們分別用硫酸亞鐵、硫酸鋅和硝酸鈣（試劑級）；葡萄糖酸鈣、葡萄糖酸鋅（醫(yī)藥級）；瑞恩鐵、瑞恩鈣、瑞恩鋅(EDTA螯合物，荷蘭諾貝爾公司生產(chǎn))做玉米吸收試驗，72小時取樣，原子吸收測定玉米全株不同處理的元素含量，三次重復(fù)平均值結(jié)果如下：表2不同化學(xué)形態(tài)礦物質(zhì)對玉米吸收的影響項目元素濃度mg/L元素含量mg/kg相對量硫酸亞鐵3047100瑞恩鐵30104221硝酸鈣30152100葡萄糖酸鈣30378249瑞恩鈣30665438硫酸鋅30202100葡萄糖酸鋅30351174瑞恩鋅30467232從表2看出，玉米對不同化學(xué)形態(tài)礦物質(zhì)元素吸收能力不同，配位態(tài)高于無機(jī)態(tài)。在配位化合物中，螯合態(tài)高于絡(luò)合態(tài)，說明玉米吸收和運(yùn)輸有機(jī)態(tài)礦物質(zhì)相對于無機(jī)態(tài)容易。1.3不同植物根系生理特性影響植物對土壤中礦質(zhì)營養(yǎng)元素利用效率所有植物根系都會分泌有機(jī)物，但不同植物種類主要根系分泌物種類不同，這種不同使植物對土壤中礦質(zhì)營養(yǎng)元素（特別是化合價+2以上金屬元素）利用效率產(chǎn)生差異。雙子葉植物和非禾本科單子葉植物根系分泌物主要是檸檬酸（圖1）、蘋果酸（圖2）和水楊酸（圖3），禾本科植物根系分泌物主要是麥根酸（圖4）。蘋果酸和水楊酸同金屬結(jié)合形成絡(luò)合物，檸檬酸形成絡(luò)合物和部分螯合物，而麥根酸只形成螯合物。實驗結(jié)果，我們可以認(rèn)為，雙子葉植物利用土壤中礦質(zhì)營養(yǎng)元素效率低，單子葉植物利用土壤礦質(zhì)元素效率高。實際上，生產(chǎn)中雙子葉植物易發(fā)生生理缺素癥和連作障礙，禾本科單子葉植物鮮有發(fā)生已經(jīng)證明了這一點。圖1檸檬酸結(jié)構(gòu)圖2蘋果酸結(jié)構(gòu)圖3水楊酸圖4麥根酸植物有機(jī)營養(yǎng)來源、種類與作用來源：植物有機(jī)有機(jī)營養(yǎng)來源于植物本身，是天然有機(jī)物的降解產(chǎn)物。這種降解產(chǎn)物是由多種有機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，我們將這種混合物稱為水溶性腐殖酸，其物質(zhì)組成、平均分子量隨Ph、溫度、濃度、電解質(zhì)的變化而變化。種類：既然植物有機(jī)營養(yǎng)存在于水溶性腐殖酸中，腐殖酸又是天然有機(jī)物的降解產(chǎn)物，把天然有機(jī)物的降解過程看成是天然有機(jī)物合成代謝的逆反應(yīng)，通過《植物生物化學(xué)》（圖5天然有機(jī)物初生代謝，圖6天然有機(jī)物次生代謝合成），不難了解植物有機(jī)營養(yǎng)的物質(zhì)種類。圖5天然有機(jī)物初生代謝糖糖聚合聚合烷基化有機(jī)酸氨基取代淀粉纖維素酚類木質(zhì)素衍生鞣質(zhì)成環(huán)生物堿圖6天然有機(jī)物的次生代謝圖5和圖6告訴我們，天然有機(jī)物代謝合成過程以“糖”為中心，受遺傳特性控制，在酶的作用下取不同路徑合成淀粉、脂肪、蛋白質(zhì)、生物堿、帖類、木質(zhì)素、纖維素等儲存和結(jié)構(gòu)物質(zhì)。植物有機(jī)營養(yǎng)生成過程，即天然有機(jī)物降解過程，一定遵循生物合成逆反應(yīng)原則。天然高分子有機(jī)產(chǎn)物是由小分子有機(jī)物聚合而成，淀粉、纖維素由葡萄糖聚合而成；木質(zhì)素、單寧由酚類聚合而成等。由于分子內(nèi)鍵能一定大于分子間鍵能，天然高分子降解時，首先是小分子間的化學(xué)鍵斷裂，不會是小分子內(nèi)化學(xué)鍵斷裂，例如一個由五個葡萄糖分子聚合而成的寡糖分子，其降解產(chǎn)物一定是單糖、雙糖、三糖和四糖四種包含完整葡萄糖分子的產(chǎn)物。但由于天然有機(jī)物降解條件區(qū)別于天然生物合成條件（不管是微生物降解還是物理化學(xué)降解），降解產(chǎn)物中含有更多的中間產(chǎn)物和衍生物。至此，天然有機(jī)物降解產(chǎn)物—腐殖酸中含有糖類、氨基酸類、有機(jī)酸類、酚類、生物堿類及其衍生物和中間產(chǎn)物，其中能夠溶于水并被植物直接吸收的部分就是植物有機(jī)營養(yǎng)。作用：腐殖酸中包含多種植物有機(jī)營養(yǎng)成分，結(jié)構(gòu)不同，化學(xué)性質(zhì)各異，從而多方面影響植物生長發(fā)育。（1）直接參與植物代謝。植物可以直接吸收簡單糖類、氨基酸類有機(jī)物，這些有機(jī)物直接參與到植物內(nèi)部轉(zhuǎn)化、代謝、合成等生物化學(xué)過程。(2)提高礦質(zhì)元素有效性和肥料效益。腐殖酸中大量的有機(jī)酸類、酰胺類、醇類、醛類物質(zhì)是不飽和烴類，能夠和金屬形成配位化合物，使土壤中難溶性礦質(zhì)養(yǎng)分轉(zhuǎn)成可溶，并降低高價金屬離子電性，有利于同親脂性的細(xì)胞膜親和，提高礦質(zhì)營養(yǎng)元素的有效性。表2實驗證明了配位化合物有利于植物吸收，那么，腐殖酸中的活性有機(jī)物能否提高氮磷化肥的利用率？氮肥的主要損失途徑是硝化作用，在我國北方黃土區(qū)，施入土壤的氨態(tài)氮肥7-10天，被土壤中的硝化細(xì)菌完全轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，硝態(tài)氮在水中溶解度很高，又不被土壤吸附，隨灌水或降雨徑流或下滲到植物根系吸收范圍之外而損失。陜西省果園氮素利用率35%左右，磷肥利用率更低，只有5.3%。磷素?fù)p失的途徑是化學(xué)固定，磷酸根和土壤中的鈣、鐵、鎂、鋅等金屬離子結(jié)合，生成水不溶或難溶性磷酸鹽而損失。同普通有機(jī)肥一樣，水溶性腐殖酸能夠提高氮磷化肥利用率國內(nèi)外均有報道，邱忠祥等研究表明：過磷酸鈣和硝基腐殖酸混合施用可提高磷利用率6.1%；美國Actagro公司科學(xué)家測定結(jié)果為：水溶性腐殖酸使磷利用率達(dá)65%。我們控制條件，使水溶性腐殖酸分別和碳酸氫銨、尿素反應(yīng)，等氮量碳酸氫銨和尿素做對照進(jìn)行土壤培養(yǎng)實驗，以比較銨態(tài)氮在土壤中的硝化速度；腐殖酸和磷酸酸進(jìn)行反應(yīng)，打紅外光譜圖，判斷是否發(fā)生實質(zhì)性反應(yīng)。(見圖7、8、9)。圖7顯示，從8月8日到9月8日，碳酸氫銨和尿素10天左右被全部轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，而水溶性腐殖酸和碳酸氫銨、尿素的反應(yīng)產(chǎn)物30天時硝化率只有40.2%和36.5%；很顯然，圖8腐殖酸紅外光譜圖和圖9腐殖酸磷酸紅外光譜圖吸收峰有較大差異，說明腐殖酸和磷酸有實質(zhì)性反應(yīng)（腐殖酸與無機(jī)氮和磷酸反應(yīng)機(jī)理有待進(jìn)一步研究）。（3）提高作物抗性。腐殖酸中水溶性多糖可調(diào)節(jié)植物細(xì)胞質(zhì)濃度，降低冰點使植物抗寒；生物堿、酚類物質(zhì)抵御或殺滅病原菌和有害昆蟲，增強(qiáng)植物抗病蟲能力。（4）激活土壤有益微生物。腐殖酸為土壤微生物提供充足的有機(jī)碳和氮，使土壤微生物種群和數(shù)量增加。（5）改善土壤理化性質(zhì)。腐殖酸中的活性有機(jī)物和土壤礦物質(zhì)形成有機(jī)無機(jī)膠體，促使土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)形成，全面改善土壤水、氣、熱狀況，提高土壤陽離子交換容量。圖7腐殖酸對銨態(tài)氮肥硝化作用的影響SHAPE圖8腐殖酸紅外光譜圖9腐殖酸有機(jī)磷酸紅外光譜有機(jī)全營養(yǎng)施肥技術(shù)根據(jù)上述基礎(chǔ)研究結(jié)果，參考相關(guān)的論文資料，有機(jī)營養(yǎng)是連接植物、土壤、土壤微生物和植物營養(yǎng)的紐帶，處于植物營養(yǎng)的中心位置。我們將其關(guān)系用圖10表示。有機(jī)有機(jī)營養(yǎng)植物直接吸收代謝，提高免疫力活化土壤礦物質(zhì)營養(yǎng)改善土壤結(jié)構(gòu)激活土壤有益微生物圖10有機(jī)營養(yǎng)在植物營養(yǎng)中的位置既然有機(jī)營養(yǎng)處于植物營養(yǎng)的中心位置，全方位影響植物代謝、養(yǎng)分吸收、土壤結(jié)構(gòu)和土壤微生物，施肥技術(shù)自然要圍繞有機(jī)營養(yǎng)來制定，因此，我們提出了有機(jī)全營養(yǎng)施肥技術(shù)。有機(jī)全營養(yǎng)施肥技術(shù)就是以水溶性腐殖酸為有機(jī)營養(yǎng)源，并將其與無機(jī)化肥配合施用或?qū)⑵渑c無機(jī)氮、磷和礦質(zhì)微量元素控制條件反應(yīng)，形成配位化合物以提高有效性，全面滿足植物生長對營養(yǎng)的需求，保障作物產(chǎn)量，改善作物品種，維持土壤肥力。有機(jī)全營養(yǎng)施肥在蘋果上的試驗1.材料與方法地點與材料試驗地選在富縣“延安果業(yè)科技示范園”，每畝留苗66棵，供試土壤為塿土，其耕層土壤有機(jī)質(zhì)8.22g/kg,100cm土層堿解氮mg/kg,速效磷28.6mg/kg,速效鉀178mg/kg,pH值為，樹齡9年。供試肥料有活性腐殖酸有機(jī)肥,（含水溶性腐殖酸35%，自行加工），硅鈣鎂鉀（含中微量元素31.2，陜西榮昌公司生產(chǎn)），腐殖酸螯合多元微肥含微量元素總量15.6%（50%硅鈣鎂鉀同50%全水溶性腐殖酸反應(yīng)，試驗采用田間隨機(jī)區(qū)組法，試驗設(shè)六個處理：A：（CK）純化肥，每株施尿素，磷酸二銨，硫酸鉀；B：A+硅鈣鎂鉀；C：A+復(fù)合螯合微肥；D:A+腐殖酸有機(jī)肥；E:75%A+腐殖酸有機(jī)肥+復(fù)合螯合微肥；F:A+腐殖酸有機(jī)肥+復(fù)合螯合微肥。試驗采用田間隨機(jī)區(qū)組法，每個處理重復(fù)三次，隨即排列；小區(qū)面積4株，4月6日采用環(huán)狀施肥法（果樹正投影邊緣內(nèi)20cm—外30cm）1.3測定項目、方法與數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析收獲后取樣測定各處理土壤速效氮、磷、鉀和蘋果中營養(yǎng)元素鈣、鎂、鐵、鋅、磷的含量。測定方法：蘋果中營養(yǎng)元素鈣、鎂、鐵、鋅、磷經(jīng)烘干、酸消解，原子吸收分光光度計測定；土壤堿解氮--堿解擴(kuò)散法，磷、鉀用NH4HCo3+DTPA聯(lián)合提取，等離子光譜法測定；試驗數(shù)據(jù)SPSS統(tǒng)計軟件分析。與討論2.1不同施肥處理對蘋果產(chǎn)量的影響表3結(jié)果表明：無機(jī)肥料與無機(jī)微量元素肥料、有機(jī)微量元素肥料和腐殖酸—21.92%；同等施用量下，有機(jī)微量元素增產(chǎn)大于無機(jī)微量元素，差異極顯著；比較處理D、E、F，大量元素供應(yīng)量顯著影響蘋果產(chǎn)量，化肥同有機(jī)微量元素和腐殖酸配合產(chǎn)量最高。表3不同施肥處理對蘋果產(chǎn)量結(jié)果（kg/小區(qū)）處理均值%增加%5%顯著水平1%極顯著水平標(biāo)準(zhǔn)差FaAD167.6bBEcCCcCBdDA--eD不同施肥處理對商品果率的影響商品率是體現(xiàn)蘋果價值的主要參數(shù)，我們采用普通蘋果分級方法，縱徑大于75mm且果型周正的蘋果劃定為商品果。從表4看出，（1）腐殖酸和有機(jī)微量元素肥料均可較大幅度提高蘋果商品果率，腐殖酸效果優(yōu)于有機(jī)微量元素肥料；（2）腐殖酸和有機(jī)微肥增加蘋果產(chǎn)量是提高商品率的結(jié)果。表4不同施肥處理對蘋果商品率影響（%）處理商品果75mm%增加%5%顯著水平1%極顯著水平標(biāo)準(zhǔn)差F61.4aAEabABDabABCC53.6bcBCDBcdCDA--dD不同施肥處理對土壤速效養(yǎng)分的影響通過不同施肥處理對蘋果鮮果商品率和產(chǎn)量影響結(jié)果分析，顯示水溶性有機(jī)營養(yǎng)和有機(jī)微肥同化肥配合能夠提高蘋果產(chǎn)量，同施用純化肥對照相比達(dá)到極顯著水平，提高蘋果商品果率是增加產(chǎn)量的途徑。由此推斷，果樹的營養(yǎng)狀況應(yīng)當(dāng)有所變化，因此，蘋果收獲后，我們測定了各處理土壤堿解氮和速效磷、鉀含量?！?6.67%；磷最大，——42.9%。表5不同施肥處理對土壤堿解氮的影響處理均值mg/kg增加%5%顯著水平1%極顯著水平標(biāo)準(zhǔn)差FaAD7bABEbcBCC0cdCDB0deDEA3--eE速效磷表6不同施肥處理對土壤速效磷的影響處理均值增加%5%顯著水平1%極顯著水平標(biāo)準(zhǔn)差FaAD63.00aAE0bBC0cCA--cCB0-cC表7不同施肥處理對土壤速效鉀的影響處理均值mg/Kg5%顯著水平1%極顯著水平標(biāo)準(zhǔn)差F217aAE213abAD205abcABC196bcABB192cABA186--cB2.4不同施肥處理蘋果鮮果礦物質(zhì)營養(yǎng)含量的影響硅鈣鎂鉀肥料含有豐富的氧化態(tài)硅、鈣、鎂、鐵、鋅等蘋果必須的礦質(zhì)養(yǎng)分，為判斷直接施用和用腐殖酸轉(zhuǎn)化后這些元素的利用效率，測定了蘋果鮮果中鈣、鎂、鐵、鋅和磷的含量。表8—12分別給出不同施肥處理蘋果鮮果鈣鎂鐵鋅和磷含量統(tǒng)計結(jié)果，從統(tǒng)計結(jié)果看出：施用有機(jī)態(tài)礦質(zhì)養(yǎng)分和腐殖酸顯著提高蘋果鮮果中礦質(zhì)營養(yǎng)含量，鋅增加幅度最大，50——17.42%；鈣、鎂、鐵在30—80%左右。表8不同施肥對蘋果鮮果中鈣含量的影響處理均值mg/Kg增加%5%顯著水平1%極顯著水平標(biāo)準(zhǔn)差FaAE000abABC01bABCDbcBCBcdCDA--dD表9不同施肥對蘋果鮮果中鎂含量的影響處理均值mg/Kg增加%5%顯著水平1%極顯著水平標(biāo)準(zhǔn)差EaAFaAD00bBCbBA000--cCBcC表10不同施肥對蘋果鮮果中鐵鈣含量的影響處理均值mg/Kg5%顯著水平