肥料學授課教案

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其次章作物的營養(yǎng)——肥料

主要內容：主要介紹肥料在農業(yè)生產中的作用，肥料學的發(fā)展概況和肥料學的研究

內容與研究方法。

本章重點：肥料的概念，肥料在農業(yè)生產中的作用，肥料的分類和施用。教學方法：課堂教學

一、肥料在農業(yè)生產中的作用（一）、基本概念

肥料：是指直接或間接供給作物生長所需要的養(yǎng)分，改良土壤性狀，以提高作物的

產量和品質的物質。

（二）、肥料的分類

依據不同的目的，肥料可分為不同類型：1、按肥料來源分

有機肥(農家肥)：農民自己積制的和農業(yè)廢棄物等?；剩o機肥）：經過一定的工藝流程制造的，在市場上出售的肥料，如CO(NH2)2、

NH4HCO3、過磷酸鈣等。

生物肥料：含有益微生物的菌劑，主要作用在于促進所接種的微生物的繁殖、調整

作物與微生物相互間的關系，利用后者的活動或代謝產物，改善作物營養(yǎng)狀況或抑制病害，從而獲得增產。

綠肥：綠肥是翻埋入土做肥料的栽培野生植物綠色體。

2、按肥料的作用

直接肥料：施用肥料能直接供應作物生長所需要的養(yǎng)分，如氮、磷、鉀肥

和微肥。

間接肥料：施用肥料能改善外界環(huán)境條件，特別是作物生長的土壤條件促進作物的

生長，如CaSO4.2H2O、CaO。

3、按營養(yǎng)成分

單質肥料：僅含有一種營養(yǎng)元素。

復合肥料：含有兩種或兩種以上主要營養(yǎng)元素。完全肥料：含有作物生長所必需的所有營養(yǎng)元素。

（三）、肥料在農業(yè)生產中的作用

1、提高產量2、改善品質

3、改良土壤，提高土壤肥力二、肥料學的發(fā)展概況

（一）、我國施用肥料的簡史（二）、西歐化肥工業(yè)的興建與世界化肥的生產和施用（三）、我國近代肥料生產與施用的概況三、肥料學的研究內容和研究方法

（一）、研究內容

1、植物營養(yǎng)與施肥原理

植物體的組成成分，植物正常生長發(fā)育需要的養(yǎng)育元素的種類，植物對養(yǎng)分的吸收及影響植物養(yǎng)分吸收的環(huán)境條件，介紹礦質營養(yǎng)學說、最小養(yǎng)分律等施肥原理2、肥料部分

各種肥料的成分及其性質；肥料施入土壤中的變化、被吸收的形態(tài)；肥料的合理使用

3、計量施肥與施肥技術

（1）根據作物的養(yǎng)分平衡原理，土壤的肥力水平或者其肥料的效應函數，計算預計產量的施肥量

（2）肥料的施用方法和有效施肥技術（二）、研究方法

1、調查研究：總結科學施肥、積肥經驗?？茖W解決存在的問題，指導生產。2、試驗研究：

生物試驗：田間試驗：小區(qū)進行

培養(yǎng)試驗：網室、溫室培養(yǎng)，砂培或者水培化學試驗：常規(guī)分析土壤肥料中的N、P、K化學速測與營養(yǎng)診斷

生物物理試驗：利用15N、32P等同位素示蹤肥料，研究肥料的吸收利用規(guī)律

思考題

1、肥料在農業(yè)生產中的作用2、肥料是如何分類的？

3、施肥的方法和時間有哪些？4、肥料學的研究方法有哪些？

主要參考書

王其貞主編.1993.肥料學.北京農業(yè)大學出版社

孫曦主編.1987.植物營養(yǎng)與施肥.農業(yè)出版社,北京

金繼運劉榮樂等譯.1999.土壤肥力與肥料.中國農業(yè)科技出版社，北京

中國農業(yè)科學院土壤肥料研究所主編.1994.中國肥料.上?？茖W技術出版社.上?！吨参餇I養(yǎng)學》上、下冊，陸景陵胡靄堂主編，北京農業(yè)大學出版社，1994?！吨参餇I養(yǎng)原理》史瑞和等遍著，XX科學技術出版社，1989。

其次節(jié)植物營養(yǎng)與施肥原則

學時：3

主要內容：植物的營養(yǎng)成分，植物對養(yǎng)分的吸收，影響植物吸收養(yǎng)分的外界條件，

養(yǎng)分平衡及其相互關系，植物的營養(yǎng)特性，合理施肥的原則。

本章重點：植物必需的營養(yǎng)元素，植物對養(yǎng)分的吸收及影響?zhàn)B分吸收的因素，養(yǎng)分

間的平衡和植物吸收養(yǎng)分的關鍵時期，合理施肥的原則。穩(wěn)固把握必需元素、大量元素、微量元素、有益元素、植物營養(yǎng)臨界期、營養(yǎng)最大效率期、主動吸收和被動吸收等基本概念。

教學方法：課堂教學

第一課時

1植物生長發(fā)育必需的營養(yǎng)元素1）確定必需營養(yǎng)元素的三條標準：

必要性：缺少這種元素植物就不能完成其生命周期

不可替代性：缺少這種元素，植物會出現(xiàn)特有的病癥，而其它元素均不能代替其作

用，只有補充這種元素后病癥才會減輕或消失。

直接性：這種元素是直接參與植物的新陳代謝，對植物起直接的營養(yǎng)作用，而不是

改善環(huán)境的間接作用。

目前國內外公認的高等植物所必需的營養(yǎng)元素有16種。它們是碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、鐵、硼、錳、銅、鋅、鉬、氯。

表1植物可利用的必需營養(yǎng)元素形態(tài)、來源和含量

植物可利用形主要來干物質中含量（％）

元素

態(tài)

大量營養(yǎng)元素

源空氣空氣水

百分率%454561.51.0

μg/g150000450000600001500010000

碳(C)氫(H)氧(O)氮(N)磷(P)

CO2H2O、H2H2O

NO3-、NH4+土壤H2PO4-HPO42-

、土壤

鉀(K)

K+

土壤土壤土壤

0.50.20.2

500020002000

鈣(Ca)Ca2+鎂(MG)Mg2+

硫(S)微量營養(yǎng)元素

SO42-

土壤土壤土壤土壤土壤、土壤

0.10.010.010.0050.0020.002

1000100100502020

鐵(Fe)Fe2+、Fe3+錳(Mn)Mn2+鋅(Zn)Zn2+銅(Cu)Cu2+鉬(Mo)MoO42-HMoO4-

硼(B)

H2BO3-、B4O72-土壤

土壤

0.00060.00001

60.1

氯(Cl)Cl-

2）必需營養(yǎng)元素的分組

一般以元素含量占干物質重量的0.1%為界限，分為大量營養(yǎng)元素和微量營養(yǎng)元素。

大量營養(yǎng)元素含量占干物重的0.1%以上，包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等9種;

微量營養(yǎng)元素含量一般在0.1%以下，包括Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl等7種。3）必需營養(yǎng)元素的來源

碳(C)和氧(H)來自空氣中的二氧化碳氫(H)和氧(O)來自水

其它的必需營養(yǎng)元素幾乎全部是來自土壤。（見表）

由此可見，土壤不僅是植物生長的介質，而且也是植物所需礦質養(yǎng)分的主要供給者。

2.肥料的三要素

植物對氮、磷、鉀的需求量較大，而土壤中含有的、能被植物吸收的有效量較少；同時以根茬歸還給土壤的各種養(yǎng)分中氮磷鉀是歸還比例最小的元素，一般不足10%。因此，氮磷鉀元素需要以肥料的形式補充給土壤，尋常把氮磷鉀稱為肥料的三要素，而把氮磷鉀肥稱為三要素肥料。

需要注意的問題——十六種營養(yǎng)元素同等重要，具有不可替代性3.有益元素

非必需營養(yǎng)元素中一些特定的元素，對特定植物的生長發(fā)育有益，或為某些種類植物所必需，這些元素為有益元素。如：硅（Si）、鈉（Na）、鈷（Co）、硒（Se）、鎳（Ni）。

硅———水稻和禾本科植物必需的；鈷———豆科植物必需；鈉———藜科植物生長所需。

其次課時

植物主要通過根部吸收養(yǎng)分，也可以通過葉部吸收。無論是根部或是葉部吸收，養(yǎng)分都要通過原生質膜。

原生質膜是包圍在原生質體表面的一層具有選擇性的透性膜，它和其它生物膜一樣，在養(yǎng)分吸收上有以下5個特點：

（1）在膜上存在不同的酶系統(tǒng)，所以各細胞器執(zhí)行著不同的代謝功能

（2）膜是由脂類物質、蛋白質和水分子共同組成的，所以水分子可以自由通過，一

些脂溶性化合物也能透過。

（3）膜中層的類脂（磷脂）是雙分子層，起著細胞膜透性的屏障作用，離子態(tài)養(yǎng)料

吸收后不易向細胞外擴散。

（4）在膜上的類脂是一層有序的流體，稱為液晶態(tài)。類脂處于液晶時，離子和小分

子可以自由通過，處于凝膠狀態(tài)時不能通過。

（5）膜上有各種蛋白質和酶，某些透過酶是養(yǎng)分開子或分子透過膜的載體。一、根對無機養(yǎng)分的吸收

根系吸收的養(yǎng)分主要是溶解在土壤溶液中無機離子，如NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、NO3-、H2PO4-等，還有少量的有機分子，如氨基酸、糖類、植素等。根系對養(yǎng)分的吸收有主動吸收和被動吸收兩種方式。

但無論是主動吸收或被動吸收，養(yǎng)分開子必需從土體向根表的遷移。（一）、土壤中養(yǎng)分的遷移1、質流

定義：由于植物的蒸騰作用，根系吸水消耗根表土壤水分，引起土體中的水分攜帶

養(yǎng)分開子由土體向根表遷移的過程。

特點：質流方式遷移養(yǎng)分的距離較長，是土壤養(yǎng)分向根表移動、特別是土體中長距

離養(yǎng)分遷移的主要方式。NO3-、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-等養(yǎng)分開子主要是以質流方式向根表遷移。

影響因素：受作物蒸騰量和土壤溶液的養(yǎng)分濃度的影響。一般，作物蒸騰量大、土

壤溶液的養(yǎng)分濃度高，養(yǎng)分以質流的方式遷移的量就大。

根質流、擴散和截獲供應玉米養(yǎng)分狀況

養(yǎng)

每公頃9500公斤玉米產供應量(kg/hm2)

質流

擴散

截獲

分量

所需要的養(yǎng)分（kg/hm2)N190P40

1502

3837

21

第三章氮肥

學時：3

主要內容；氮素的營養(yǎng)作用，作物對氮素的吸收，氮素缺乏和過量的病癥，氮肥的

種類、性質和施用，氮肥的合理施用。

本章重點：氮素缺乏和過量的病癥，作物對NO3--N、NH4+-N、酰胺態(tài)氮的同化和利用；

NO3--N、NH4+-N、酰胺態(tài)氮肥的特點和施用，提高氮肥利用率的有效途徑。

教學方法：課堂教學與試驗

第一節(jié)氮素的營養(yǎng)作用

一、植物體內氮的含量

一般植物含氮量約占植物體干物質重的0.3%-5%,而含量的多少與植物種類、器官、發(fā)育階段有關。二、植物體內氮的分布

１、不同作物種類含量不同豆科植物含有豐富的蛋白質，含氮量也高。按干重計，大豆含氮2.25%，紫云英

含氮2.25%；而禾本科作物一般含氮量較低，大多在1%左右。同為禾本科作物，小麥>小麥>水稻

２、作物不同器官含量不同一般，幼能器官和種子中含氮量較高，而莖桿含量較低，特別是老熟的莖桿含量

更低。如小麥子粒含氮量為2.0%-2.5%，而莖桿僅為0.5%左右；豆科作物子粒含氮量為4.5%-5%，而莖桿僅為1.4%。

３、作物不同生育時期含量不同在各生育期中，作物體內氮素的分布在不斷變化。在營養(yǎng)生長階段，氮素大

多集中在莖葉等幼嫩器官，當轉入生殖生長時，莖葉中的氮素就向子粒、果實、塊根或塊莖等保存器官轉移；成熟時，大約有70%的氮素已轉入種子、果實、塊根或塊莖等保存器官。如水稻，分蘗期含量高于苗期，尋常在分蘗盛期含量達到最高峰，其后。隨生育期推移而逐漸下降。

4、供氮水平氮素的含量和分布，明顯受施氮水平和施氮時期的影響，隨施氮量增加，作物各器官中氮的含

量均有明顯提高。尋常是營養(yǎng)器官的含量變化大，生殖器官則變動小，但生長后期施用氮肥，則表現(xiàn)為生殖器官中的含氮量明顯上升。

三、氮在植物生長發(fā)育中的作用

１、蛋白質的重要組分（蛋白質中平均含氮16%-18%）２、核酸和核蛋白質的成分

３、葉綠素的組分元素

４、大量酶的組分（酶本身就是蛋白質）

5、氮還是一些維生素的組分，而生物堿和植物激素也都含有氮。四、氮素缺乏和過量的病癥

葉片黃化，植株生長過程遲鈍.

苗期植株生長受阻而顯得矮小、瘦弱，葉片薄而小。禾本科作物表現(xiàn)為分蘗少，莖桿修長；雙子葉則表現(xiàn)為分枝少。若繼續(xù)缺氮，禾本科作物表現(xiàn)為穗小粒癟早衰。

氮素是可以再利用的元素，作物缺氮的顯著特征是下部葉片首先失綠黃化，然后逐漸向上部葉片擴展。

其次節(jié)其次節(jié)氮肥的種類、性質與施用

氮肥生產是我國化肥工業(yè)的重點，氮肥產量占化肥總產量的絕大部分。氮肥種類好多，大致可分為銨態(tài)氮肥（NH4+）、硝態(tài)氮肥（NO3-）、酰胺態(tài)氮肥和長效氮肥。各類氮肥的性質、在土壤中的轉化和施用即有共同之處，也各有特點。

一、銨態(tài)氮肥

含有銨離子（NH4+）或氨（NH3）的含氮化合物。包括碳酸氫銨（NH4CO3）、硫酸銨((NH4）氯化銨（NH4Cl）、2SO4)、氨水（NH4OH）、液氨（NH3）。它們的共同特點是：

（1）易溶于水，是速效養(yǎng)分。作物能直接吸收利用，能迅速發(fā)揮肥效

（2）易被土壤膠體吸附，不易淋失銨態(tài)氮肥易被土壤膠體吸附，部分還進入粘土礦物晶層間。因此，銨態(tài)

氮肥在土壤中移動性小，不易淋失，肥效比硝態(tài)氮肥慢，但肥效長；即可作追肥，也可作基肥。

（3）堿性條件下易發(fā)生氨的揮發(fā)損失NH4+-N肥宜表施。在石灰性土壤上會引起NH3的揮發(fā)損失；而酸性土

壤上則不會發(fā)生揮發(fā)損失。

（4）高濃度的NH4+易對作物產生毒害，造成―氨的中毒‖。

（5）作物吸收過量的銨會對Ca2+、Mg2+、K+的吸收產生抑制作用。

（6）銨態(tài)氮肥不能與堿性物質混和貯存和施用，以免造成氨的揮發(fā)損失。

（一）、液氨（NH3）

1、含量和性質①含N82.3％。

②由合成氨工業(yè)制造的氨直接加壓、冷卻、分開而成的高濃度液體肥料。

③呈堿性反應，常溫常壓下呈氣態(tài)，比重0.617，浮點－33.3℃,冰點－77.8℃；貯存時需要特別的容器，施用也需要特別的施肥機。

④施入土壤后很快轉化為NH4OH，被土壤膠體吸附或發(fā)生硝化作用。因此，短時間內土壤堿性加強，但長期施用不會給土壤帶來危害。2、施用

①深施。用施肥機具施用，施在耕作層的中下部，即15－20cm。②不要與皮膚直接接觸，以免造成嚴重的凍傷。

（二）、氨水（NH3.H2O）

1、含量和性質

①含氮15－17％。

②呈液態(tài)，易揮發(fā)損失氨，也易中毒。氨的濃度越高、氣溫越高揮發(fā)越大。③pH10左右，呈堿性反應，具有猛烈腐蝕性。

④施入土壤后，短時間內會解除堿性，這主要是由于：①土壤解離的H+和OH－離子，②作物選擇性吸收解離的H+，③硝化作用產生的硝酸等，中和氨水的堿性。2、施用

①可作基肥、追肥，不宜作種肥。②深施并覆土。

③耐腐蝕容器貯存，置陰涼枯燥處保存。也可通入CO2，形成NH4HCO3、(NH4)2CO3或表面撒礦物油，減少揮發(fā)。

④不宜與種子一起貯存，以免影響種子發(fā)芽。

⑤為減少揮發(fā)，施用時應采?。孩傧♂?9－20倍，并深施；②參與吸附性物質如泥土、泥炭；③陰天、早晨、入夜施用，起稀釋作用；④減少與葉片的接觸，以免灼傷葉片。

（三）、碳酸氫銨（NH4HCO3）1、含量和性質

含氮17%左右。它是在氨水中通入CO2，離心、枯燥而成，其制造流程簡單，能量消耗低，投資省，建設速度快。

①白色細小的結晶，易溶于水，速效性肥料；②肥料水溶液pH8.2-8.4，呈堿性反應；

③化學性質不穩(wěn)定，易分解揮發(fā)損失氨；含水量

2、特點

22.12.91.51.10.51.07.3人糞75.0

1）氮含量高；腐熟快，

2.01.00.60.10.20.31.3人尿97.0肥效顯著；2）人糞尿中磷、

鉀含量相對較低，但大多為無機態(tài)的，簡單為作物吸收，有較好的肥效；3）就成分和性質而言，人糞和人尿的區(qū)別很大；

3、人糞和人尿的區(qū)別

人糞需要分解后才能供作物吸收利用；人尿易分解，肥效快，可以直接施用。4、人糞尿的腐熟與合理貯存

人糞尿的腐熟實際上是在微生物的作用下,通過酶促反應,將繁雜的有機物分解成為簡單化合物的過程.

其基本反應如下:

蛋白質氨基酸有機酸+NH3CO(NH2)2+H2O(NH4)2CO3C32H36N4O6+O2C32H36N4O8糞膽質(褐色)膽綠素(綠色)(1)保存養(yǎng)分,防止養(yǎng)分的損失

糞坑底部防止尿液滲漏,上部應遮陰加蓋,另外還可考慮參與少量過磷酸鈣等保氮物質.(2)消滅病菌,防止病原菌和蟲卵等的危害

對人糞尿進行無害化處理是防止疾病傳播,保證農村衛(wèi)生的重要措施.5、人糞尿的合理施用

人糞尿適用于一般作物,特別是葉菜類和禾本科作物,對馬鈴薯\\甘薯\\甜菜\\煙草等忌氯作物應少施.人糞尿可做基肥和追肥施用,用量一般為7500-15000kg/ha。人尿還可作速效性氮肥施用,此外還可用于浸種等。人糞尿因磷鉀含量低,施用時應注意協(xié)同磷鉀肥或其它有機肥.二、家畜糞尿與廄肥

家畜糞尿的養(yǎng)分含量（%）

NP2O5K2O水分有機質項目

水分

有機質

礦物質

NP2O5K2OCaOC/N豬牛馬羊

糞尿糞尿糞尿糞尿

8292839476906587

15.02.514.53.020.06.528.07.2

0.560.120.320.500.551.200.651.40

0.400.120.250.030.300.010.500.03

0.440.950.150.650.241.500.252.10

家畜糞尿：指豬、牛、羊、馬等飼養(yǎng)動物的排泄物。含有豐富的有機質和各種營養(yǎng)元素，是一種良好的有機肥料。

廄肥：家畜糞尿與各種墊圈物料混合堆漚后的肥料，或稱圈肥。1、家畜糞、尿及廄肥的成分與性質

家畜糞：成分繁雜，主要有纖維素、半纖維素、木質素、蛋白質、氨基酸、脂肪類、有機酸、酶和無機鹽類

家畜尿：成分簡單，主要有尿素、尿酸、馬尿酸及鉀、鈉、鈣、鎂等無機鹽類

廄肥：是指以家畜糞尿為主，參與作物秸稈、草炭或泥土等墊圈材料集制而成的有機肥料。廄肥的成分因家畜的

種類、飼料的優(yōu)劣、墊圈材料及用量等條件而異。廄肥是我國農村有機肥料的主體(63-72%)。

2、家畜糞尿及廄肥的合理施用

豬糞和豬廄肥：中性肥料，適用于各種土壤和作物

牛糞和牛廄肥：冷性肥料，有利于改良有機質少的輕質土壤馬糞和馬廄肥：熱性肥料，可用于改良質地粘重土壤

羊糞和羊廄肥：熱性肥料，是一種優(yōu)質有機肥，適用于各種土壤和作物

廄肥和家畜糞一般做基肥施用，全面撒施或集中施用均可，用量約為15000-22500kg/ha，并注意與化肥協(xié)同

施用。三、禽糞

家禽糞也是一種優(yōu)質有機肥料，產量遠低于家畜糞尿，一般多作為廄肥的輔助材料

新鮮禽糞中的養(yǎng)分平均含量（%）項目雞糞鴨糞鵝糞鴿糞水分50.556.677.151.0有機質25.526.223.430.8N1.631.100.551.76P2O51.541.400.501.78K2O0.850.620.951.00第四節(jié)堆漚肥

定義：利用秸桿、雜草、綠肥、泥炭、垃圾和人畜糞尿等其它廢棄物為原料混合后，按一定方式進行堆制或漚制

的肥料。

北方地區(qū)以堆肥為主，堆積過程中主要是好氣微生物分解，發(fā)酵溫度較高；南方地區(qū)則以漚肥為主，其漚制過程主要是嫌氣微生物分解，常溫下發(fā)酵。一、堆肥

1、成分與性質

堆肥可分為普通堆肥和高溫堆肥兩種。普通堆肥一般含有機質15％～25％，含水分

60％～65％、氮素0．4％～O．5％、磷0．18％～0．26％、鉀0．45％～0．67％，碳氮比(C／N)16～20：1。高溫堆肥的有機質和氮、磷、鉀養(yǎng)分比普通堆肥高，碳氮比則比普通堆肥窄。腐熟的堆肥顏色為黑褐色、汁液為棕色，有臭味，堆肥的性質與廄肥相以，其肥效與廄肥相當，故有“人工廄肥〞之稱。2、堆肥的堆制原理

堆肥的整個腐解過程是一系列微生物活動的繁雜過程，包含著堆肥材料礦質化和腐殖化的過程。高溫堆肥的堆制過程中一般經過發(fā)熱、高溫、降溫、腐熟保肥等四個階段。3、影響堆肥腐熟的因素1）、水分2）、空氣3）、溫度4）、碳氮比(C／N)5）、酸堿度(pH)二、漚肥

由于漚制材料的種類及其配比不同，其成分也不一樣。據分析，草塘泥pH為6～7全氮量為0．21％～O．40％，全磷(P205)量為0．14％～0．26％。

第五節(jié)秸桿還田

1、作用

（1）秸稈可供給作物養(yǎng)分，特別是磷、鉀和微量元素。（2）改善土壤理化性狀和生物學性狀中的重要作用。（3）豆科作物秸稈含氮較多，禾本科作物含鉀較豐富

主要作物秸桿中幾種營養(yǎng)元素的含量

秸桿幾種營養(yǎng)元素含量（占干物質重的%）種類

NP2O5K2OCaS

麥桿稻草玉米秸

0.50-0.670.630.43-0.50

0.2-0.340.11

0.53-0.60.85

0.16-0.330.16-0.440.39-0.80

0.1230.112-0.1890.203

0.38-0.401.67

豆秸油菜秸類別豆類谷類蔬菜

作物紫苜蓿紅苜蓿胡枝子

1.30.560.30.250.51.130.79-1.50-0.2270.348

一些作物秸桿的微量元素含量（mg/kg)

FeMnCu

130-1000100-1300100-1000——160-190——60-37070-28011-300

10-12025-54050-4207

50-270——4-166020-1005-440