第三章 土壤養(yǎng)分

第三章土壤養(yǎng)分第一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四教學(xué)目的明確植物生長(zhǎng)的必需營(yíng)養(yǎng)元素種類和植物營(yíng)養(yǎng)規(guī)律，掌握植物根系與根外器官對(duì)養(yǎng)分吸收、運(yùn)輸和利用特點(diǎn)，了解合理施肥應(yīng)遵循的基本原理：養(yǎng)分歸還學(xué)說(shuō)，最小養(yǎng)分律和報(bào)酬遞減律，掌握確定施肥量、施肥時(shí)期和施肥方法的基本技術(shù)。了解肥料在土壤中的轉(zhuǎn)化與肥料有效性的關(guān)系。掌握常用肥料的使用方法。第二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四6.1植物必需營(yíng)養(yǎng)元素一、植物必需營(yíng)養(yǎng)元素概念（一）植物體內(nèi)元素的組成新鮮植物體=水+干物質(zhì)。水占鮮體75~95％，干物質(zhì)占5~25％。干物質(zhì)經(jīng)灼燒后，有機(jī)物質(zhì)被氧化分解、逸出。不揮發(fā)的殘留部分為灰分。成分包括磷（P）、鉀（K）、鈣（Ca）、鎂(Mg)、硫(S)、鐵(Fe)、錳(Mn)、鋅(Zn)、銅(Cu)、鉬(Mo）、硼(B)、氯(Cl)、硅(Si)、鈉(Na)、鈷(Co)、鋁(Al)、鎳(Ni)、釩(V)、硒(Se)等。第三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四（二）植物必需營(yíng)養(yǎng)元素的概念通過(guò)營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)法來(lái)確定植物必需營(yíng)養(yǎng)元素。方法是在培養(yǎng)液中系統(tǒng)地減去植物灰分中某些元素，而植物不能正常生長(zhǎng)發(fā)育，這些缺少的元素，無(wú)疑是植物營(yíng)養(yǎng)中所必需的。1939年阿諾（Arnon）和斯吐特（Stout）提出了高等植物必需營(yíng)養(yǎng)元素判斷的三條標(biāo)準(zhǔn)：第一，如缺少某種營(yíng)養(yǎng)元素，植物就不能完成其生活周期；第二，如缺少某種營(yíng)養(yǎng)元素，植物呈現(xiàn)專一的缺素癥，其它營(yíng)養(yǎng)元素不能代替它的功能，只有補(bǔ)充它后癥狀才能減輕或消失；第三，在植物營(yíng)養(yǎng)上直接參與植物代謝作用，并非由于它改善了植物生活條件所產(chǎn)生的間接作用。第四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四當(dāng)某一元素符合這三條標(biāo)準(zhǔn)的，則稱為必需營(yíng)養(yǎng)元素。目前確定了以下17種高等植物必需營(yíng)養(yǎng)元素：碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、鉀（K）、鈣（Ca）、鎂（Mg）、硫（S）、鐵（Fe）、錳（Mn）、鋅（Zn）、銅（Cu）、鉬（Mo）、硼（B）、氯（Cl）和鎳（Ni）。第五頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四根據(jù)需要量不同分為：大量營(yíng)養(yǎng)元素、中量營(yíng)養(yǎng)元素和微量營(yíng)養(yǎng)元素。（1）大量營(yíng)養(yǎng)元素——一般占植株干物質(zhì)重量的百分之幾十到千分之幾。它們是碳（C）、氫（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、鉀（K）6種。（2）微量營(yíng)養(yǎng)元素——含量只占植株干物質(zhì)重量的千分之幾到十萬(wàn)分之幾。它們是鐵（Fe）、硼（B）、錳（Mn）、銅（Cu）、鋅（Zn）、鉬（Mo）、氯（Cl）、鎳（Ni）8種。中量營(yíng)養(yǎng)元素——含量占植株干物質(zhì)重量的百分之幾到千分之幾，它們是鈣（Ca）、鎂(Mg)、硫（S）3種。第六頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、必需營(yíng)養(yǎng)元素的一般生理功能分組：1、構(gòu)成植物活體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)和生活物質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)元素，它們是C、H、O、N、S。2、P、B在植物細(xì)胞中，它們或無(wú)機(jī)形態(tài)存在或與醇結(jié)合形成酯類。3、K、Na、Ca、Mg、Mn和Cl在植物細(xì)胞中以離子形態(tài)存在于汁液中，或被吸附在非擴(kuò)散的有機(jī)陰離子上。4、Fe、Cu、Zn和Mo、（Ni）主要以螯合形態(tài)存在于植物中。第七頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四三、肥料三要素指N、P、K3種元素，原因：1、植物需要量多；2、收獲時(shí)帶走較多，以殘茬和根的形式歸還給土壤的比例小，不到10％。3、需要通過(guò)肥料的形式補(bǔ)充給土壤，以供植物吸收利用。人們就稱它們?yōu)椤胺柿先亍被颉爸参餇I(yíng)養(yǎng)三要素”或“氮磷鉀三要素”。第八頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四四、必需營(yíng)養(yǎng)元素與植物生長(zhǎng)1、對(duì)植物的生理和營(yíng)養(yǎng)功能各不相同，但對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育都是同等重要的，不可代替。2、缺少時(shí)影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育，并表現(xiàn)出特有的癥狀。例如玉米缺鋅時(shí)呈現(xiàn)“白苗病”，嚴(yán)重時(shí)不抽雄穗；油菜缺硼時(shí)，嚴(yán)重時(shí)幼苗死亡，輕者呈現(xiàn)“花而不實(shí)”癥。第九頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四6.2

植物對(duì)養(yǎng)分的吸收一、根系對(duì)養(yǎng)分的吸收（一）根吸收養(yǎng)分的部位根吸收養(yǎng)分最活躍的部位是根尖以上的分生組織區(qū)，大致離根尖1cm。幼嫩根吸收能力比衰老根強(qiáng)根毛因其數(shù)量多、吸收面積大、有粘性、易與土壤顆粒緊貼而使根系養(yǎng)分吸收的速度與數(shù)量成十倍、百倍甚至千倍地增加。第十頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四（二）根可吸收的養(yǎng)分形態(tài)有氣態(tài)、離子態(tài)和分子態(tài)3種。1、氣態(tài)養(yǎng)分有：二氧化碳、氧氣、二氧化硫和水汽等。2、離子態(tài)養(yǎng)分：陽(yáng)離子、陰離子。陽(yáng)離子：NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+等；陰離子：NO2-、H2PO4-、HPO42-、SO42-、H2BO3-、B4O72-、M0O42-、Cl-等。第十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四（三）土壤養(yǎng)分向根部遷移的方式截獲、擴(kuò)散和質(zhì)流。1、截獲——指植物根在土壤中伸長(zhǎng)并與其緊密接觸，使根釋放出的H+和HCO3-與土壤膠體上的陰離子和陽(yáng)離子直接交換而被根系吸收的過(guò)程。有兩個(gè)特點(diǎn)：第一，土壤固相上交換性離子可以與根系表面離子養(yǎng)分直接進(jìn)行交換，而不一定通過(guò)土壤溶液達(dá)到根表面。第二，根系生長(zhǎng)時(shí)直接獲得的養(yǎng)分是有限的，一般只占植物吸收總量的0.2~10%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足植物的生長(zhǎng)需要。第十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四2、擴(kuò)散——是由于根系吸收養(yǎng)分而使根圈附近和離根較遠(yuǎn)處的離子濃度存在濃度梯度而引起土壤中養(yǎng)分的移動(dòng)。動(dòng)力——濃度梯度。原因（1）植物不斷從吸收養(yǎng)分，造成土體與根際土壤濃度梯度；（2）施肥造成根表土壤和土體之間的養(yǎng)分濃度差異。第十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四（3）質(zhì)流——是因植物蒸騰、根系吸水而引起水流中所攜帶的溶質(zhì)由土壤向根部流動(dòng)的過(guò)程。土壤中含有的多種水溶性養(yǎng)分隨著水分的流動(dòng)帶到根的表面，為植物獲得更多的養(yǎng)分提供了有利條件。一般認(rèn)為，在長(zhǎng)距離時(shí)，質(zhì)流是補(bǔ)充養(yǎng)分的主要形式；而在短距離內(nèi)，擴(kuò)散作用則更為重要。第十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四（四）根部對(duì)無(wú)機(jī)養(yǎng)分的吸收1、被動(dòng)吸收又稱非代謝吸收養(yǎng)分可通過(guò)擴(kuò)散、質(zhì)流等方式進(jìn)入根細(xì)胞。特點(diǎn)：不需要消耗能量，無(wú)選擇性。2、主動(dòng)吸收又稱為代謝吸收，是一個(gè)逆電化學(xué)勢(shì)梯度吸收的過(guò)程。特點(diǎn)：消耗能量，有選擇性，植物對(duì)養(yǎng)分的吸收強(qiáng)度與其代謝作用密切相關(guān)。第十五頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四（五）根部對(duì)有機(jī)養(yǎng)分的吸收植物根系不僅能吸收無(wú)機(jī)養(yǎng)分，也能吸收有機(jī)態(tài)養(yǎng)分。主要是吸收那些分子量小，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單的有機(jī)物。第十六頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四二、根外器官對(duì)養(yǎng)分的吸收植物通過(guò)地上部分器官吸收養(yǎng)分和進(jìn)行代謝的過(guò)程，稱為根外營(yíng)養(yǎng)。只是一種輔助方式，把肥料配成一定濃度的溶液，噴灑在植物葉、莖等地上器官上，稱根外追肥。（一）根外營(yíng)養(yǎng)的機(jī)理根外營(yíng)養(yǎng)的主要器官是莖和葉，其中葉的比例更大?，F(xiàn)在多認(rèn)為：根外營(yíng)養(yǎng)的機(jī)制可能是通過(guò)角質(zhì)層上的裂縫和從表層細(xì)胞延伸到角質(zhì)層的外質(zhì)連絲，使噴灑于植物葉部的養(yǎng)分進(jìn)入葉細(xì)胞內(nèi)，參與代謝過(guò)程。第十七頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四（二）根外營(yíng)養(yǎng)的特點(diǎn)1、直接供給植物養(yǎng)分，防止養(yǎng)分在土壤中的固定和轉(zhuǎn)化。如磷、錳、鐵、鋅等；某些生理活性物質(zhì)，如赤霉素、B9等，施入土壤易于轉(zhuǎn)化，采用根外噴施就能克服這種缺點(diǎn)。2、養(yǎng)分吸收轉(zhuǎn)化比根部快，能及時(shí)滿足植物需要。3、促進(jìn)根部營(yíng)養(yǎng)，強(qiáng)株健體。改善了植物對(duì)根部有機(jī)養(yǎng)分的供應(yīng)，增強(qiáng)根系吸收水分和養(yǎng)分的能力。4、節(jié)省肥料，經(jīng)濟(jì)效益高。第十八頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四（三）影響根外營(yíng)養(yǎng)效果的因素1、溶液的組成2、溶液的濃度及反應(yīng)如果主要供給陽(yáng)離子時(shí)，溶液調(diào)至微堿性，反之供給陰離子時(shí)，溶液應(yīng)調(diào)至弱酸性。3、溶液濕潤(rùn)葉片的時(shí)間保持葉片濕潤(rùn)的時(shí)間在30min至1h內(nèi)吸收的速度快、吸收量大；噴施時(shí)間最好在傍晚無(wú)風(fēng)的天氣下進(jìn)行。4、葉片與養(yǎng)分吸收雙子葉植物＞單子葉植物，葉片結(jié)構(gòu)：葉子表面的表皮組織下是柵狀組織，比較致密；葉背面是海綿組織，比較疏松、細(xì)胞間隙較大,孔道細(xì)胞也多，噴施葉背面養(yǎng)分吸收快些。5、噴施次數(shù)及部位新葉＞老葉，生產(chǎn)中應(yīng)掌握在2~3次為宜。第十九頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四6.3影響植物吸收養(yǎng)分的條件一、植物吸收養(yǎng)分的基因型差異1、植物形態(tài)特征對(duì)吸收養(yǎng)分的影響2、植物生理生化特性對(duì)吸收養(yǎng)分的影響3、植物生育特點(diǎn)對(duì)吸收養(yǎng)分的影響二、環(huán)境因素對(duì)植物吸收養(yǎng)分的影響1、光照4、酸堿度2、溫度5、水分3、通氣6、離子間的相互作用第二十頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四6.4施肥的基本原理第二十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四第二十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四第一節(jié)土壤與植物氮素營(yíng)養(yǎng)及化學(xué)氮肥一、土壤氮素的含量與形態(tài)1、土壤氮素的含量土壤中氮素的含量受自然因素如母質(zhì)、植被、溫度和降水量等影響，同時(shí)也受人為因素如利用方式、耕作、施肥及灌溉等措施的影響。東北黑土地區(qū)為最高，旱地2.63±1.04g/kg，水田2.58±0.77g/kg。黃土高原和黃淮海平原旱地分別為0.70±0.28g/kg和0.63±0.29g/kg及水田0.93±0.29g/kg為最低。一般農(nóng)業(yè)土壤耕層氮素含量在0.5~3.0g/kg之間。第二十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四2、土壤氮素的形態(tài)土壤氮素：無(wú)機(jī)態(tài)氮、有機(jī)態(tài)氮1）無(wú)機(jī)態(tài)氮：固定態(tài)銨、交換性銨、土壤溶液中的銨、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、氧化亞氮，占土壤全氮1%—10%。2）有機(jī)態(tài)氮——氨基酸、氨基糖土壤全N的90%以上。二、土壤N素的轉(zhuǎn)化與有效性1、氮素的礦化——土壤有機(jī)態(tài)氮在土壤微生物的參與下分解形成銨或氨的作用。第二十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期四2、硝化作用——是指土壤中的銨或氨在微生物的作用下氧化為硝酸鹽的過(guò)程。硝酸鹽不僅比銨的移動(dòng)性大得多，極易流失，而且在嫌氣條件下，或者局部嫌氣條件下，又易通過(guò)反硝化作用而損失，再則硝化過(guò)程中也常有N2O的逸失?？刂剖┤胪寥乐械匿@態(tài)氮肥和尿素肥料的硝化作用有利于提高利用率。影響硝化作用的因素主要有土壤的水、氣、熱條件、pH、施入肥料的種類和數(shù)量、耕作制度和植物根系等。第二十