《植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)》PPT課件.ppt

1、1,植 物 營(yíng) 養(yǎng) 學(xué),PLANT NUTRITION,2,第一章 緒 論,主要內(nèi)容基本要求 植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的基本概念 掌握基本概念 植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的范疇及研究方法了解 植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的發(fā)展概況掌握李比希的三個(gè)學(xué)說,3,第一節(jié) 植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 一、植物營(yíng)養(yǎng)學(xué) (plant nutrition) 1. 含義：植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)是研究營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)植物的營(yíng)養(yǎng)作用，探討植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)化和利用的規(guī)律，以及植物與外界環(huán)境之間營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量交換的科學(xué)。,4,基本概念： 植物營(yíng)養(yǎng) 植物體從外界環(huán)境中吸取其生長(zhǎng)發(fā)育所需的養(yǎng)分，用以維持其生命活動(dòng)。 營(yíng)養(yǎng)元素植物體用于維持正常新陳代謝完成生命周期所需的化學(xué)元素。

2、肥料調(diào)節(jié)植物營(yíng)養(yǎng)與培肥改土的一類物質(zhì),5,二、植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的主要任務(wù),1、闡明植物與外界環(huán)境間營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量的交換過程； 2、闡明植物體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸、分配和轉(zhuǎn)化規(guī)律； 3、通過施肥手段，為植物創(chuàng)造良好的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境； 4、通過改良植物營(yíng)養(yǎng)性狀，提高植物的營(yíng)養(yǎng)效率和對(duì)營(yíng)養(yǎng)脅迫的適應(yīng)性； 5、通過合理施肥，改善生態(tài)環(huán)境； 6、提高作物產(chǎn)量和改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。 目的：提高作物產(chǎn)量，改善產(chǎn)品品質(zhì), 減輕環(huán)境污染。,6,土壤-植物-肥料的相互作用,植物、土壤和肥料三者之間相互影響，處在動(dòng)態(tài)平衡之中 植物（作物）是施肥對(duì)象 土壤是施肥條件 肥料是作物豐產(chǎn)的物質(zhì)保證 施肥原理與施肥技術(shù)是施肥指導(dǎo),7,三、植物營(yíng)

3、養(yǎng)學(xué)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)系,1、肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用增產(chǎn),8,2、肥料在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作用改善品質(zhì),N：果實(shí)大小、色澤，蛋白質(zhì)和氨基酸含量。 P：促進(jìn)果實(shí)和種子的成熟和含磷物質(zhì)含量。 K：品質(zhì)元素, 提高蔗糖、淀粉、脂肪、維生素和礦物質(zhì)含量、改善果蔬色澤、風(fēng)味，貯藏和加工性能。,品質(zhì),9,鉀對(duì)作物產(chǎn)量和品質(zhì)的影響,鉀充足，不但能使作物產(chǎn)量增加，而且可以改善作物品質(zhì)，如： 1. 油料作物的含油量增加 2. 纖維作物的纖維長(zhǎng)度和強(qiáng)度改善 3. 淀粉作物的淀粉含量增加 4. 糖料作物的含糖量增加 5. 果樹的含糖量、維C和糖酸比提高，果實(shí)風(fēng)味增加 6. 橡膠單株干膠產(chǎn)量增加，乳膠早凝率降低 鉀通常被稱為“

4、 品質(zhì)元素”,10,施肥與農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和安全,（1）商品品質(zhì)； （2）營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)； （3）衛(wèi)生質(zhì)量；,11,植物體內(nèi)硝酸鹽含量的分級(jí)： 我國(guó)蔬菜硝酸鹽污染程度的衛(wèi)生評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（沈明珠，1982） 級(jí)別 硝酸鹽含量 污染程度 參考衛(wèi)生性 (mg/kg，鮮重) 1 432 輕度 允許生食 2 785 中度 允許鹽漬,熟食 3 1440 高度 允許熟食 4 3100 嚴(yán)重 不允許食用,蔬菜亞硝酸鹽國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：NO2 4 mg/kg,12,3. 植物營(yíng)養(yǎng)與土壤培肥和生態(tài)環(huán)境安全,土壤污染 水體污染 大氣污染,增加土壤養(yǎng)分、補(bǔ)充土壤有機(jī)質(zhì)，改善土壤理化性狀、調(diào)節(jié)土壤酸堿度、提高土壤生物和生化活性、減少污染，改善

5、生態(tài)環(huán)境。,Eutrophication,Soil pollution,13,第二節(jié) 植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的范疇與研究方法 一、研究范疇,14,1. 植物營(yíng)養(yǎng)生理學(xué),營(yíng)養(yǎng)元素生理學(xué)：研究養(yǎng)分元素的營(yíng)養(yǎng)生理功能與養(yǎng)分的再循環(huán)、再利用，養(yǎng)分的吸收、養(yǎng)分在植物體內(nèi)的長(zhǎng)距離與短距離運(yùn)輸、養(yǎng)分的分配等； 產(chǎn)量生理學(xué)：研究主要農(nóng)作物產(chǎn)量的形成、養(yǎng)分的分配和調(diào)節(jié)過程、庫-源關(guān)系及其在產(chǎn)量形成過程中的作用；研究利用各種內(nèi)外源激素或調(diào)節(jié)劑對(duì)產(chǎn)量形成過程的調(diào)控和機(jī)理； 逆境生理學(xué)：研究植物在旱、澇、鹽堿、高溫、寒冷、病蟲害、通氣不良、營(yíng)養(yǎng)不足或失調(diào)等逆境條件下的生理變異及適應(yīng)性變化規(guī)律，通過營(yíng)養(yǎng)調(diào)節(jié)挖掘植物抗逆性的基因型潛

6、力。,15,2. 植物根際營(yíng)養(yǎng) 主要研究根土界面微域中養(yǎng)分、水分及其它物質(zhì)的轉(zhuǎn)化規(guī)律和生物效應(yīng)；植物土壤微生物及環(huán)境因素之間物質(zhì)循環(huán)、轉(zhuǎn)化的機(jī)制及調(diào)控措施。,16,3. 植物營(yíng)養(yǎng)遺傳學(xué) 主要研究不同植物種類及品種的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)效率基因型差異的生理生化特征、生態(tài)變異和遺傳控制機(jī)理，以便篩選和培育出高效營(yíng)養(yǎng)基因型植物新品種。,reality,Farmers impression,17,4. 植物營(yíng)養(yǎng)生態(tài)學(xué) 主要研究不同生態(tài)類型中各種營(yíng)養(yǎng)元素在土壤圈、水圈、大氣圈、生物圈中的轉(zhuǎn)化和遷移規(guī)律；各種養(yǎng)分和環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系，其中包括重金屬和污染物在食物鏈中的富集、遷移規(guī)律和調(diào)控措施。,不同生態(tài)系統(tǒng)地下“透視

7、”,熱帶雨林,落葉闊葉,針葉林,荒漠,草地,18,花生-玉米間作可改善花生的缺鐵失綠癥,19,花生-玉米間作的田間景觀,禾本科植物在缺鐵條件下釋放的麥根酸活化根際難溶性鐵，提高了與其間作的雙子葉植物的鐵吸收量，有利于克服這些雙子葉植物的缺鐵黃化現(xiàn)象，揭示了我國(guó)傳統(tǒng)間套作體系中不同物種間互惠互利的作用機(jī)制。,20,土壤養(yǎng)分行為學(xué)：土壤中各種養(yǎng)分的形態(tài)、含量、吸附固定等轉(zhuǎn)化和遷移的規(guī)律；有效養(yǎng)分的形態(tài)、形成過程及影響因素；各種養(yǎng)分的生物有效性以及土壤肥力水平與植物營(yíng)養(yǎng)的關(guān)系； 土壤肥力學(xué)：研究在農(nóng)業(yè)耕作條件下，施肥對(duì)土壤肥力演變的影響；闡明維持和提高土壤肥力的農(nóng)業(yè)措施與影響條件。,5. 植物的土壤

8、營(yíng)養(yǎng),21,6. 肥料學(xué)與現(xiàn)代施肥技術(shù),主要研究各類肥料的理化性狀和農(nóng)藝評(píng)價(jià)，在土壤中的行為，對(duì)植物的有效性；建立以有機(jī)、無機(jī)肥料合理分配為中心的輪作施肥制度以及建立電子計(jì)算機(jī)作物施肥決策與咨詢系統(tǒng)，推行定量化配方施肥新技術(shù)。,22,23,土壤學(xué),植物營(yíng)養(yǎng)學(xué) Plant Nutrition,生態(tài)學(xué) Ecology,植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)和相關(guān)學(xué)科的關(guān)系,土壤學(xué) Soil science,養(yǎng)分轉(zhuǎn)化、遷移和生物有效性,養(yǎng)分效率、逆境抗性、遺傳改良,功能、吸收、代謝和利用,生物地球化學(xué) Biogeochemistry,植物生理學(xué) Plant Physiology,生物化學(xué) Biochemistry,遺傳學(xué) Ge

9、netics,分子生物學(xué) Molecular biology,食品科學(xué) Food science,環(huán)境學(xué) Environmental sciences,24,總結(jié)：植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的范疇 1. 植物營(yíng)養(yǎng)生理學(xué)2. 植物根際營(yíng)養(yǎng) 3. 植物營(yíng)養(yǎng)遺傳學(xué)4. 植物營(yíng)養(yǎng)生態(tài)學(xué) 5. 植物的土壤營(yíng)養(yǎng)6. 肥料及現(xiàn)代施肥技術(shù) 研究的最終目的：以植物營(yíng)養(yǎng)特性為依據(jù)，在原有土壤肥力的基礎(chǔ)上，通過施肥措施，為植物提供良好的營(yíng)養(yǎng)環(huán)境，或通過生物技術(shù)，改良植物的營(yíng)養(yǎng)特性，并在其它農(nóng)業(yè)措施的配合下，達(dá)到高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的綜合效果，并對(duì)環(huán)境質(zhì)量和土壤培肥作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。,25,二、植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的主要研究方法 (一)調(diào)查研究：查

10、閱資料、調(diào)查座談會(huì)、現(xiàn)場(chǎng)觀察 (二)試驗(yàn)研究 1. 生物田間試驗(yàn)法 2. 生物模擬法：盆栽試驗(yàn)：土培法、砂培法和水培法培養(yǎng)試驗(yàn)：分根培養(yǎng)、流動(dòng)培養(yǎng)和滅菌培養(yǎng) 3. 化學(xué)分析法 4. 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 5. 核素技術(shù)法 6. 酶學(xué)診斷法,26,(一)傳統(tǒng)研究方法 1. 生物田間試驗(yàn)法 在田間自然條件下進(jìn)行，是植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)科中最基本的研究方法； 試驗(yàn)條件最接近農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求，能較客觀地反映生產(chǎn)實(shí)際，所得結(jié)果對(duì)生產(chǎn)有直接的指導(dǎo)意義；,田間自然條件有時(shí)很難控制，不適合進(jìn)行單因素試驗(yàn)。此法應(yīng)與其它方法結(jié)合起來運(yùn)用。,27,2. 生物模擬試驗(yàn)法,運(yùn)用特殊裝置，給予特殊條件便于調(diào)控水、肥、氣、熱和光照等因素，有利于開

11、展單因子的研究，多用于田間條件下難以進(jìn)行的探索性試驗(yàn)。,所得結(jié)果往往帶有一定局限性，需要進(jìn)一步在田間試驗(yàn)中驗(yàn)證，然后再應(yīng)用于生產(chǎn)。,28,30um隔網(wǎng),Ca 2 - P, Ca 8 - P, Ca 10 - P, Fe - P, Al - P,不同土壤，不同磷源,30,m,m,間接標(biāo)記 直接標(biāo)記,根際研究技術(shù),29,在大多數(shù)情況下，此法應(yīng)與其它方法結(jié)合運(yùn)用，但手續(xù)繁多，工作量大。近十幾年來，有各種自動(dòng)化測(cè)試儀器相繼問世，從而克服了這一缺點(diǎn)。,30,4. 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法,指導(dǎo)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，檢驗(yàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)； 幫助試驗(yàn)者評(píng)定試驗(yàn)結(jié)果的可靠性；作出正確的科學(xué)結(jié)論。,計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，可進(jìn)行大量數(shù)據(jù)處理，可進(jìn)行數(shù)

12、學(xué)模擬，建立數(shù)學(xué)模型等。,31,5. 核素技術(shù)法 （同位素示蹤技術(shù)法）,利用放射性和穩(wěn)定性同位素的示蹤特性，揭示養(yǎng)分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律； 縮短試驗(yàn)進(jìn)程，解決其它試驗(yàn)方法難以深入的問題。,32,(二)現(xiàn)代研究方法,近十幾年來，研究植物營(yíng)養(yǎng)的方法和技術(shù)有了很大的發(fā)展，如示蹤技術(shù)、X光衍射、電子探針、電鏡觀察以及各種精密儀器，如電超濾(EUF)儀、等離子發(fā)射光譜儀(ICP)、色譜儀、流動(dòng)分析儀等的問世，使植物營(yíng)養(yǎng)研究工作的手段有了明顯的提高和改善，這無疑能加速植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)學(xué)科向縱深發(fā)展。,33,三、植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的主要課程 (本科生階段) 1. 植物營(yíng)養(yǎng)原理 2. 肥料基礎(chǔ)理論 3.肥料制造與加工（后續(xù)課程） 4

13、. 土壤農(nóng)化分析（后續(xù)課程） 5. 植物營(yíng)養(yǎng)研究法（后續(xù)課程） 6. 作物施肥法（后續(xù)課程）,34,第二節(jié) 植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的發(fā)展概況,35,一、植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究的早期探索（？1840）,中國(guó)古代在施肥方面的實(shí)踐和理論： 公元前1世紀(jì)漢朝禮記月令中已有“燒草取灰，或漚草作肥”的經(jīng)驗(yàn)。 西漢汜勝之書中有施用基肥、種肥和追肥的記載，“區(qū)田法” 為集中施用肥、水的豐產(chǎn)措施。 公元265-316年，郭義恭廣志有栽培綠肥肥田的記載。 北魏末年（534年），賈思勰的齊民要術(shù)為我國(guó)現(xiàn)存的最古老的農(nóng)業(yè)典籍，對(duì)肥料科學(xué)和知識(shí)有詳細(xì)的記述。 元朝王禎（公元1313年），農(nóng)書三十六卷，分為農(nóng)桑通訣、百谷譜和農(nóng)器圖譜3部分，

14、土壤肥料問題在農(nóng)桑通訣中。,36,明朝徐光啟，著農(nóng)政全書約70萬字，是我國(guó)古代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的百科全書，在土壤肥力和綠肥方面有較多的記載。 清朝楊屾著知本提綱提出施肥應(yīng)與耕、灌相結(jié)合，并提出施肥要注意“因時(shí)制宜，因地制宜，因物制宜，做到天盡其時(shí)，地盡其利，物盡其用”的思想。實(shí)際上就是我們現(xiàn)在通俗的“三看”施肥法，即看天（季節(jié)、氣候）、看地（土壤）、看苗（作物）施肥法，這是施肥理論的重要進(jìn)展。,中國(guó)古代在植物營(yíng)養(yǎng)和肥料方面有豐富的經(jīng)驗(yàn)，這在世界農(nóng)業(yè)史上是罕見的。但大多僅僅是經(jīng)驗(yàn)的記述，未能在理論上加以概括和提高，也很少進(jìn)行科學(xué)研究，又加上語言的原因，因而未能在世界范圍內(nèi)產(chǎn)生很大的影響，并發(fā)揚(yáng)光大。,3

15、7,國(guó)際上植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的早期探索： 尼古拉斯（Nicholas,1401-1446) 是第一個(gè)從事植物營(yíng)養(yǎng)研究的人，認(rèn)為植物吸收養(yǎng)分與吸收水分的某些過程有關(guān)。,200年后，海爾蒙特（van Helmont, 1577-1644)于16431648年做了著名的柳條試驗(yàn)。認(rèn)為柳條重量的增加來自水，雖然其結(jié)論是錯(cuò)誤的，但他把肥料學(xué)的試驗(yàn)方法引入植物營(yíng)養(yǎng)領(lǐng)域。,Dr. Jean-baptiste Van Helmont (1577-1644),醫(yī)生兼煉金術(shù)士,38,1648年,1643 年,H2O,“水的營(yíng)養(yǎng)學(xué)說”,Van Helmonts willow tree experiment,39,3. 渥特

16、沃(John Woodward)土和鹽都有營(yíng)養(yǎng)作用 4. 格魯伯(J. R. Glauber)硝有營(yíng)養(yǎng)作用 5. 泰伊爾(Von Thaer)19世紀(jì)初期， “腐殖質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說”,該學(xué)說認(rèn)為： 土壤肥力決定于腐殖質(zhì)的含量，因此腐殖質(zhì)是土壤中植物養(yǎng)分的唯一來源，礦物質(zhì)不過起間接作用，以加速腐殖質(zhì)的轉(zhuǎn)化和溶解，使之成為易被植物吸收的物質(zhì)。,40,Justus von Liebig 1803-1873,Giessens university (with more than 21,000 students) has a long and interesting history. It was found

17、ed 1607. The official name Justus-Liebig-University stems from the famous German Justus von Liebig, who became professor in Giessen at the age of 21 and who taught in the agricultural chemistry department for 28 years.,二、植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的建立和李比希(Liebig)的工作,41,1. 植物礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說 （1840年，化學(xué)在農(nóng)業(yè)和生理學(xué)上的應(yīng)用） 要點(diǎn)：土壤中礦物質(zhì)是一切綠色植物唯

18、一的養(yǎng)料，廄肥及其它有機(jī)肥料對(duì)于植物生長(zhǎng)所起的作用，并不是由于其中所含的有機(jī)質(zhì)，而是由于這些有機(jī)質(zhì)在分解時(shí)所形成的礦物質(zhì)。 意義： 理論上，否定了當(dāng)時(shí)流行的“腐殖質(zhì)學(xué)說”，說明了植物營(yíng)養(yǎng)的本質(zhì)；是植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)新舊時(shí)代的分界線和轉(zhuǎn)折點(diǎn)，使維持土壤肥力的手段從施用有機(jī)肥料向施用無機(jī)肥料轉(zhuǎn)變有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)； 實(shí)踐上促進(jìn)了化肥工業(yè)的創(chuàng)立和發(fā)展；推動(dòng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。,42,19世紀(jì)中、后期，磷肥和鉀肥生產(chǎn)先后建立并得到發(fā)展； 20世紀(jì)初合成氨生產(chǎn)出現(xiàn)，氮肥生產(chǎn)迅速發(fā)展。 在農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的增加份額中，有4060歸功于化肥的施用。,植物礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)學(xué)說具有劃時(shí)代的意義,43,2. 養(yǎng)分歸還學(xué)說 要點(diǎn)：隨著作物的每

19、次收獲，必然要從土壤中取走大量養(yǎng)分，如果不正確地歸還土壤的養(yǎng)分，地力就將逐漸下降，要想恢復(fù)地力就必須歸還從土壤中取走的全部養(yǎng)分。 意義：對(duì)恢復(fù)和維持土壤肥力有積極作用 養(yǎng)分歸還方式：一是通過施用有機(jī)肥料， 二是通過施用無機(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。,44,在未來農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，養(yǎng)分歸還的主要方式是“合理施用化肥”，而不是 “只需施用有機(jī)肥料”。 (Why?),因?yàn)椋┯没适翘岣咦魑飭萎a(chǎn)和擴(kuò)大物質(zhì)循環(huán)的保證，目前，農(nóng)作物所需氮素的70是靠化肥提供的，因而合理施用化肥是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要標(biāo)志。我國(guó)幾千年傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)就是有機(jī)農(nóng)業(yè)，其特征是作

20、物單產(chǎn)低，因此不符合人口增長(zhǎng)的需求?？紤]到有機(jī)肥料所含養(yǎng)分全面兼有培肥改土的獨(dú)特功效，充分利用當(dāng)?shù)匾磺杏袡C(jī)肥源，不僅是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要，而且也是減少污染和提高環(huán)境質(zhì)量的需要。,45,3. 最小養(yǎng)分律（1843年） 要點(diǎn)：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，決定作 物產(chǎn)量的是土 壤中相對(duì)含量 最少的養(yǎng)分。,最小養(yǎng)分律示意圖,46,最小養(yǎng)件而變化的示意圖,而最小養(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。,意義：指出作物產(chǎn)量與養(yǎng)分供應(yīng)上的矛盾，表明施肥要有針對(duì)性，應(yīng)合理施肥。,47,李比希觀點(diǎn)認(rèn)識(shí)的不足與局限

21、性,尚未認(rèn)識(shí)到養(yǎng)分之間的相互關(guān)系； 對(duì)豆科作物在提高土壤肥力方面的作用認(rèn)識(shí)不足； 過于強(qiáng)調(diào)礦質(zhì)養(yǎng)分作用，對(duì)腐殖質(zhì)作用認(rèn)識(shí)不夠。,48,李比希是植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)科 杰出的奠基人！,杰出學(xué)者，光輝著作 紀(jì)念農(nóng)業(yè)化學(xué)奠基者 尤李比希逝世110周年 (金善寶，1983),Justus von Liebig 1803-1873,49,三、植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的發(fā)展 1. 布森高(Boussingault)1834年，開創(chuàng)了田間試驗(yàn) 2. 魯茨(Lawes)1843年創(chuàng)立英國(guó)洛桑試驗(yàn)站 3. 薩克斯(Sachs)和克諾普(Knop)1860年和1861年，水培試驗(yàn)研究的先軀 4. 普良尼施尼柯夫20世紀(jì)初，主張把植物土壤

22、肥料聯(lián)系起來研究，提出“肥肥土，土肥苗”的觀點(diǎn)，形成了“生理學(xué)路線的農(nóng)業(yè)化學(xué)派” 5. 羅宗洛20世紀(jì)2030年代，在氮素營(yíng)養(yǎng)及微量元素方面做了大量工作 6. 阿農(nóng)(Arnon)和斯道特(Stout)1939年，提出高等植物必需營(yíng)養(yǎng)元素的三條標(biāo)準(zhǔn),50,英國(guó)洛桑試驗(yàn)站,魯茨(Lawes),51,7. 植物必需微量元素的發(fā)現(xiàn)和確定：1860，19221938，1954 8. 霍格蘭(Hoagland)和阿農(nóng)(Arnon) 20世紀(jì)2030年代，研究營(yíng)養(yǎng)液中營(yíng)養(yǎng)元素的比例和濃度，發(fā)表了許多標(biāo)準(zhǔn)的營(yíng)養(yǎng)液配方，沿用至今 9. 元素功能等方面研究： 深入理解了16種必需營(yíng)養(yǎng)元素得營(yíng)養(yǎng)生理作用； 明確了有

23、益元素及其與有害元素間的差異； 加強(qiáng)了中量元素得研究； 認(rèn)識(shí)了營(yíng)養(yǎng)元素之間相互作用的重要性； 微量元素的功能研究進(jìn)展迅速； 完善了養(yǎng)分跨膜運(yùn)輸理論，更新了許多傳統(tǒng)概念 10. 根系研究工作進(jìn)展迅速： 海得爾(Hiltner)在1904年提出根際得概念； 德國(guó)馬斯納(H. Marschner)自20世紀(jì)80年代以來，系統(tǒng)地開展了植物根際營(yíng)養(yǎng)的研究； 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)成立了根系生物學(xué)研究中心,52,Dennis Hoagland Emanuel Epstein University of California,“植物營(yíng)養(yǎng)遺傳學(xué)” 和“植物營(yíng)養(yǎng)生態(tài)學(xué)” 都是21世紀(jì)人類重要的研究課題,11. 創(chuàng)立“植物

24、營(yíng)養(yǎng)遺傳學(xué)”：美國(guó)的愛潑斯坦(E. Epstien)在植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)( 1972年)一書中詳細(xì)敘述了植物營(yíng)養(yǎng)遺傳性狀；華南農(nóng)大嚴(yán)小龍等編著了植物營(yíng)養(yǎng)遺傳學(xué)，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)植物營(yíng)養(yǎng)遺傳方面的研究也取得豐碩成果 12. 提出“植物營(yíng)養(yǎng)生態(tài)學(xué)”：研究植物土壤及其環(huán)境的相互關(guān)系；Rorison在植物礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的生態(tài)問題(1969)一書總結(jié)了當(dāng)時(shí)植物營(yíng)養(yǎng)生態(tài)的研究成果；近年來環(huán)境保護(hù)更成為研究的熱點(diǎn),53,100多年來，植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)從零散的經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)象描述到揭示機(jī)理，最后建立完整的學(xué)科體系，經(jīng)歷了,54,在現(xiàn)代植物營(yíng)養(yǎng)發(fā)展時(shí)期，植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)科逐漸與其它學(xué)科相互滲透，形成許多新的研究領(lǐng)域并獲得大量成果。經(jīng)

25、過長(zhǎng)期積累并不斷充實(shí)，植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)已逐漸發(fā)展為一門體系更為完整，內(nèi)容更加豐富，并具有現(xiàn)代科技特點(diǎn)的一門學(xué)科。,55,56,Plant Nutriology ?,Modern Discipline of Plant Nutrition,57,本章小結(jié)：,植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的基本概念（植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)、肥料） 植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的范疇及研究方法 植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的發(fā)展概況（李比希的三個(gè)學(xué)說）,58,本章復(fù)習(xí)題： 1. 植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)是研究營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)對(duì)植物的 ，研究植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 、 、 和 的規(guī)律，以及植物與 之間營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量交換的科學(xué)。 2. 肥料具有 、 和 等作用。 3. 李比希創(chuàng)立的 學(xué)說，在理論上否定了 學(xué)說，說明了植物

26、營(yíng)養(yǎng)的本質(zhì)是 ；在實(shí)踐上，促進(jìn)了 和 的發(fā)展，因此，具有劃時(shí)代的意義。 4. 根據(jù)李比希的養(yǎng)分歸還學(xué)說，今后歸還土壤養(yǎng)分的方式應(yīng)該是 。 5. 最小養(yǎng)分律告訴我們，施肥應(yīng)該 。 6. 植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)的主要研究方法有 和 。,59,第二章 植物的營(yíng)養(yǎng)元素,60,61,二、影響植物體內(nèi)礦質(zhì)元素種類和含量的因素 1. 遺傳因素如：禾本科植物需Si、淀粉植物塊莖含K多、豆科植物含N較多等。 2. 環(huán)境條件（生長(zhǎng)環(huán)境）如：鹽漬土上生長(zhǎng)的植物含Na和Cl較多、沿海的植物含I較多、酸性紅壤上的植物含Al和Fe較多。,62,第二節(jié) 植物的必需營(yíng)養(yǎng)元素,一、植物必需營(yíng)養(yǎng)元素的標(biāo)準(zhǔn)及種類 （一） 標(biāo)準(zhǔn) (Arnon

27、b.等于; c.小于)陽離子時(shí)，根際pH值有所將上升； 水稻根際的Eh值一般 (a.大于; b.等于; c.小于)原土體，因此，可保護(hù)其根系少受(a.氧化物質(zhì); b.還原物質(zhì)) 的毒害。,158,本章復(fù)習(xí)題二： 1. 植物吸收養(yǎng)分的全過程可人為地分為 、 和 等三個(gè)階段。 2. 土壤中的養(yǎng)分一般通過 、 和 等三種途 徑遷移至植物根系表面。 3. 被動(dòng)吸收和主動(dòng)吸收的區(qū)別在于： 濃度梯度或電化學(xué)勢(shì)梯度 代謝能量 選擇性 被動(dòng)吸收 主動(dòng)吸收 4. 我們學(xué)過的主動(dòng)吸收的機(jī)理有 和 。 5. 植物吸收有機(jī)態(tài)養(yǎng)分的意義在于 和 。,159,本章復(fù)習(xí)題三： 1. 影響植物吸收養(yǎng)分的環(huán)境因素包括 、 、

28、、 、 和 等。 2. 介質(zhì)中的離子間存在著 作用和 作用，從 而影響著植物對(duì)養(yǎng)分的吸收。 3. 植物需肥的關(guān)鍵時(shí)期有 和 。 4. 植物葉部吸收養(yǎng)分的途徑有 和 。 5. 影響葉部營(yíng)養(yǎng)的因素有 、 、 、 和 等。 6. 葉面肥的類型一般可分為 、 和 等三類。 7. 根據(jù)施肥時(shí)期的不同，施肥方法一般分為 、 和 等三種。,160,THANK YOU!,161,第四章 植物的氮素營(yíng)養(yǎng)與氮肥,?,162,第一節(jié) 植物的氮素營(yíng)養(yǎng),一、植物體內(nèi)氮的含量與分布 1. 含量：占植物干重的0.35 影響因素： 植物種類：豆科植物非豆科植物 品種：高產(chǎn)品種低產(chǎn)品種 器官：種子葉根莖稈,163,組織：幼嫩組

29、織成熟組織衰老組織， 生長(zhǎng)點(diǎn)非生長(zhǎng)點(diǎn) 生長(zhǎng)時(shí)期：苗期旺長(zhǎng)期成熟期衰老期， 營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期生殖生長(zhǎng)期 2. 分布： 幼嫩組織成熟組織衰老組織， 生長(zhǎng)點(diǎn)非生長(zhǎng)點(diǎn) 原因：,氮在植物體內(nèi)的移動(dòng)性強(qiáng),164,在作物一生中，氮素的分布是在變化的： 營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期：大部分在營(yíng)養(yǎng)器官中（葉、莖、根） 生殖生長(zhǎng)期：轉(zhuǎn)移到貯藏器官（塊莖、塊根、果實(shí)、 籽粒），約占植株體內(nèi)全氮的70,注意：作物體內(nèi)氮素的含量和分布，明顯受施氮水平和施氮時(shí)期的影響。通常是營(yíng)養(yǎng)器官的含量變化大，生殖器官則變動(dòng)小，但生長(zhǎng)后期施用氮肥，則表現(xiàn)為生殖器官中的含氮量明顯上升。,165,二、植物體內(nèi)含氮化合物的種類 （氮的生理功能）,1. 氮是蛋白質(zhì)的

30、重要成分（蛋白質(zhì)含氮1618）生命物質(zhì) 2. 氮是核酸和核蛋白的成分（核酸中的氮約占植株全氮的10）合成蛋白質(zhì)和決定生物遺傳性的物質(zhì)基礎(chǔ) 3. 氮是酶的成分生物催化劑 4.氮是葉綠素的成分（葉綠體含蛋白質(zhì)4560）光合作用的場(chǎng)所,166,5. 氮是多種維生素的成分（如維生素B1、B2、B6等）輔酶的成分 6. 氮是一些植物激素的成分（如IAA、CK）生理活性物質(zhì) 7. 氮也是生物堿的組分（如煙堿、茶堿、可可堿、咖啡堿、膽堿卵磷脂生物膜）,氮素通常被稱為生命元素,167,三、植物對(duì)氮的吸收與同化,吸收的形態(tài),無機(jī)態(tài)： NO3-N、NH4+N （主要） 有機(jī)態(tài)：NH2 N、氨基酸、 核酸等（少量）

31、,168,吸收后：10%30%在根還原 70%90%運(yùn)輸?shù)角o葉還原 小部分貯存在液胞內(nèi)(硝酸根在液 泡中積累對(duì)離子平衡和滲透調(diào)節(jié) 作用具有重要意義。),（一）植物對(duì)硝態(tài)氮的吸收與同化 1. 吸收：旱地作物吸收NO3-N為主， 屬主動(dòng)吸收,169,170,葉細(xì)胞中硝酸鹽同化步驟的示意圖,介質(zhì)pH升高,171,總反應(yīng)式： NO3-8H+8e- NH32H2O OH- 結(jié)果：產(chǎn)生OH-，一部分用于代謝； 一部分排出體外，介質(zhì)pH值 ?（資料：植物吸收的NO3-與 排出的OH-的比值約為10：1） (2)影響硝酸鹽還原的因素 植物種類：與根系還原能力有關(guān)，如 木本植物 一年生草本植物 油菜 大麥 向日

32、葵 玉米,172, 光照：光照不足，硝酸還原酶活性低，使硝酸還要作用變?nèi)?，造成植物體內(nèi)NO3N濃度過高 溫度：溫度過低，酶活性低，根部還原減少 施氮量：施氮過多，吸收積累也多（奢侈吸收） 微量元素供應(yīng)：鉬、鐵、銅、錳、鎂等微量元素缺乏， NO3N難以還原 陪伴離子：如K，促進(jìn)NO3向地上部轉(zhuǎn)移，使根還原比例減少；若供鉀不足，影響NO3N的還原作用 當(dāng)植物吸收的NO3N來不及還原，就會(huì)在植物體內(nèi)積累,173,植物體內(nèi)硝酸鹽含量的分級(jí)： 我國(guó)蔬菜硝酸鹽污染程度的衛(wèi)生評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（沈明珠，1982） 級(jí)別 硝酸鹽含量 污染程度 參考衛(wèi)生性 (mg/kg，鮮重) 1 432 輕度 允許生食 2 785 中

33、度 允許鹽漬,熟食 3 1440 高度 允許熟食 4 3100 嚴(yán)重 不允許食用,蔬菜亞硝酸鹽國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：NO2 4 mg/kg,174,降低植物體內(nèi)硝酸鹽含量的有效措施：選用優(yōu)良品種、控施氮肥、增施鉀肥、增加采前光照、改善微量元素供應(yīng)等。,影響蔬菜硝酸鹽含量的因素 植物因素: 種類、品種、部位 肥料因素: 種類、用量、時(shí)間 氣候因素: 溫度、光照 收獲因素: 施肥后安全期、一天內(nèi)時(shí)間,175,176,2. 同化 (1) 部位：在根部很快被同化為氨基酸 (2) 過程：,177,178,3. 酰胺的形成及意義 形成：NH3 意義：貯存氨基； 解除氨毒； 參與代謝。,谷氨酸 酰胺合成酶 谷氨酰胺 天

34、門冬氨酸 ATP 天門冬酰胺,銨態(tài)氮配方,179,尿素的毒害：當(dāng)介質(zhì)中尿素濃度過高時(shí)，植物會(huì)出現(xiàn)受害癥狀,180,2. 氨基態(tài)氮 可直接吸收，效果因種類而異 第一類，效果 硫酸銨：如甘氨酸、天門冬酰胺等 第二類，尿素 效果 硫酸銨：如天門冬氨酸等 第三類，效果 尿素：如脯氨酸、纈氨酸等 第四類，有抑制作用：如蛋氨酸,181,四、銨態(tài)氮和硝態(tài)氮營(yíng)養(yǎng)特點(diǎn)的比較 關(guān)于植物主要氮源的早期爭(zhēng)論： 布森高(1822)、李比希(1840)：NH4+ N為主 Salm-Horstmar(1851):NO3- N為主 布森高(1855)：NH4+ N和NO3- N都是良好氮源,182,影響兩者肥效高低的因素：

35、（一）作物種類 不同植物對(duì)兩種氮源有著不同的喜好程度，可人為地分為 “喜銨植物”和“喜硝植物”。 植物的喜銨性和喜硝性 喜銨植物： 水稻、甘薯、馬鈴薯 兼性喜硝植物：小麥、玉米、棉花等 喜硝植物： 大部分蔬菜，如黃瓜、 番茄、萵苣等 專性喜硝植物：甜菜,183,（二）環(huán)境條件 1. 介質(zhì)反應(yīng) 酸性：利于NO3的吸收；中性至微堿性：利于NH4 的吸收 而植物吸收NO3時(shí)，pH緩慢上升，較安全 植物吸收NH4時(shí)，pH迅速下降，可能危害植物(水培尤甚),184,2. 伴隨離子 Ca2 + 、Mg2 +等利于NH4+的吸收（而NH4+、H+對(duì)K+、Ca2 + 、Mg2 +的吸收有拮抗作用）； 鉬酸鹽利

36、于NO3-的吸收與還原 3. 介質(zhì)通氣狀況 通氣良好，兩種氮源的吸收均較快 4. 水分水分過多，NO3- 易隨水流失,普氏結(jié)論：只要在環(huán)境中為銨態(tài)氮和硝態(tài)氮?jiǎng)?chuàng)造出各自所需要的最適條件，那么，它們?cè)谏砩鲜蔷哂型葍r(jià)值的。,185,第一節(jié)植物的氮素營(yíng)養(yǎng) 小結(jié)： 1. 氮素是植物體中 、 、 、 等的 組成成分。 2. 植物吸收的氮素以 形態(tài)的 和 為主， 也可以吸收少量 形態(tài)的氮。 3. 旱地植物吸收NO3- 以 吸收為主，被吸收的NO3-在同 化之前，必需先還原為 。 4. 植物在吸收NH4時(shí)，會(huì)釋放等量的 ，因此，介質(zhì)的 pH值將會(huì) 。 5. 酰胺具有 、 、 等作用。 6. 植物的喜銨性和

37、喜硝性是由 和 共 同決定的 。 7. 植物在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期缺氮通常表現(xiàn)為 。,186,五、植物氮素營(yíng)養(yǎng)失調(diào)癥狀 1. 氮缺乏 (1) 外觀表現(xiàn) 整株：植株矮小，瘦弱 葉片：細(xì)小直立，葉色轉(zhuǎn)為淡綠色、淺黃色、乃至黃色，從下部老葉開始出現(xiàn)癥狀 葉脈、葉柄：有些作物呈紫紅色 莖：細(xì)小，分蘗或分枝少，基部呈黃色或紅黃色 花：稀少，提前開放 種子、果實(shí)：少且小，早熟，不充實(shí) 根：色白而細(xì)長(zhǎng)，量少，后期呈褐色,187,水培小白菜,N,N,188,P,P,水培小白菜,189,水培小白菜,K,K,190,田 間 水 稻 缺 氮,191,玉 米 缺 氮,192,缺氮玉米葉片,193,蘿 卜 缺 氮,194,大 豆

38、 缺 氮,young,mature,195,(2) 對(duì)品質(zhì)的影響 影響蛋白質(zhì)含量和質(zhì)量（必需氨基酸的含量） 影響糖分、淀粉等的合成 2. 氮過量 (1) 外觀表現(xiàn) 營(yíng)養(yǎng)體徒長(zhǎng)，貪青遲熟； 葉面積增大，葉色濃綠，葉片下披互相遮蔭 莖稈軟弱，抗病蟲、抗倒伏能力差 根系短而少，早衰,196,氮過量 氮適宜 氮缺乏,番 茄,197,(2) 作物例子 禾谷類：無效分蘗增加；遲孰，秕粒多 葉菜類：水分多，不耐貯存和運(yùn)輸；體內(nèi)硝酸鹽含量增加 麻類：纖維量減少，纖維拉力下降 蘋果樹：枝條徒長(zhǎng)，花芽分化不充足；易發(fā)生病蟲害；果實(shí)不甜，著色不良，晚熟,198,第二節(jié) 土壤中的氮素及其轉(zhuǎn)化,一、土壤中氮素的來源及其

39、含量 （一）來源 1. 施入土壤中的化學(xué)氮肥和有機(jī)肥料 2. 動(dòng)植物殘?bào)w的歸還 3. 生物固氮 4. 雷電降雨帶來的NH4-N和NO3-N,199,（二）含量 我國(guó)耕地土壤全氮含量為0.04%0.35%之間，與土壤有機(jī)質(zhì)含量呈正相關(guān) 我國(guó)土壤含氮量的地域性規(guī)律：,西,北,南,東,長(zhǎng)江,增加,增加,200,二、土壤中氮的形態(tài) 水溶性 速效氮源 98%) 非水解性 難利用 占30%50% 離子態(tài) 土壤溶液中 2. 無機(jī)氮 吸附態(tài) 土壤膠體吸附 (1%2) 固定態(tài) 2：1型粘土礦物固定,201,三、土壤中氮的轉(zhuǎn)化,銨態(tài)氮 硝態(tài)氮,吸附態(tài)銨或固定態(tài)銨,水體中的硝態(tài)氮,礦化作用 硝化作用 生物固定 硝酸

40、還原作用,NH3 N2、NO、N2O,揮發(fā)損失 反硝化作用,吸附固定 淋洗損失,有機(jī)質(zhì),有機(jī)氮,生物固定,202,（一）有機(jī)態(tài)氮的礦化作用（氨化作用）,1. 定義：在微生物作用下，土壤中的含氮 有機(jī)質(zhì)分解形成氨的過程。 2. 過程： 有機(jī)氮 氨基酸 NH4N有機(jī)酸,異養(yǎng)微生物 水解酶,氨化微生物 水解、氧化、還原、轉(zhuǎn)位,203,3. 發(fā)生條件：各種條件下均可發(fā)生 最適條件：溫度為2030oC， 土壤濕度為田間持水量的60%， 土壤pH=7，C/N25:1 4. 結(jié)果：生成NH4-N（有效化）,204,205,206, 土壤CaCO3含量：呈正相關(guān) 溫度：呈正相關(guān) 施肥深度：揮發(fā)量 表施深施 土

41、壤水分含量 土壤中NH4的含量 4. 結(jié)果：造成氮素?fù)p失,207,208,最適條件：銨充足、通氣良好、 pH6.57.5、2530oC 4. 結(jié)果：形成NO3- -N 利：為喜硝植物提供氮素 弊：,易隨水流失和發(fā)生反硝化作用,209,210,3. 影響條件：土體的C/N比、溫度、 濕度、pH值 4. 結(jié)果：減緩氮的供應(yīng)； 可減少氮素的損失,211,1. 生物反硝化作用（嫌氣條件下） (1)定義：嫌氣條件下，土壤中的硝態(tài)氮在反硝化細(xì)菌作用下還原為氣態(tài)氮從土壤中逸失的現(xiàn)象 (2)過程： NO3- NO2- N2 、N2O、NO (3)最適條件：土壤通氣不良，新鮮有機(jī)質(zhì)豐富 pH58，溫度3035o

42、C,212,稻田氮素?fù)p失的主要途徑：占氮肥損失的35,稻田土壤中硝化作用和反硝化作用示意圖,犁底層,還原亞層,（銨態(tài)氮穩(wěn)定）,硝態(tài)氮,反硝化作用,氧化亞層,銨態(tài)氮肥 (或尿素),水層,銨態(tài)氮,硝化作用,硝態(tài)氮,氧化氮或氮?dú)?氧化氮 氮?dú)?耕 作 層,213,2. 化學(xué)反硝化作用（可在好氣條件下進(jìn)行） NO2 N2 、N2O、NO 發(fā)生條件： NO2存在 3. 結(jié)果：造成氮素的氣態(tài)揮發(fā)損失， 并污染大氣,（八）硝酸鹽的淋洗損失 NO3 -N 隨水滲漏或流失，可達(dá)施入氮量的5%10% 結(jié)果：氮素?fù)p失，并污染水體,214,四、土壤的供氮能力及氮的有效性 有效氮：能被當(dāng)季作物利用的氮素，包括 無機(jī)氮(

43、2)和易分解的有機(jī)氮 旱地：全氮、堿解氮、 供氮能力 土壤礦化氮、硝態(tài)氮 稻田：全氮、堿解氮、銨態(tài)氮 全 氮土壤供氮潛力 無機(jī)氮土壤供氮強(qiáng)度,215,小結(jié)：土壤有效氮增加和減少的途徑,增加途徑,減少途徑,化學(xué)氮肥的當(dāng)季利用率：20%50%,施肥(有機(jī)肥、化肥) 氨化作用 硝化作用(喜硝作物) 生物固氮 雷電降雨,植物吸收帶走 氨的揮發(fā)損失 硝化作用(喜銨作物) 反硝化作用 硝酸鹽淋失 生物和吸附固定(暫時(shí)),216,第三節(jié) 氮肥的種類、性質(zhì)和施用,由于世界土壤氮的平均肥力不高，氮素不易在土壤中積累，而現(xiàn)代集約化農(nóng)業(yè)又容易引起土壤有機(jī)質(zhì)和氮素的過多消耗，因此在多數(shù)條件下氮肥的增產(chǎn)效果或肥效，相對(duì)

44、于磷鉀等化肥而言，是最為穩(wěn)定和顯著的。據(jù)全國(guó)化肥試驗(yàn)網(wǎng)19811983年的資料，N、P、K化肥在水稻、小麥和玉米等糧食作物上的增產(chǎn)效果分別是100%、73%、31%。,一、氮肥重要作用 氮肥的生產(chǎn)在化肥工業(yè)中占據(jù)至關(guān)主要的地位。,217,二、銨態(tài)氮肥(ammonium fertilizers) 包括：液氨、氨水、碳酸氫銨、氯化銨、硫酸銨(liquid ammonia, ammonia water, ammonium bicarbonate, ammonium chloride, ammonium sulfate) （一）共同特性（均含有NH4 ） 1. 易溶于水，易被作物吸收 2. 易被土壤膠

45、體吸附和固定 3. 可發(fā)生硝化作用 4. 堿性環(huán)境中氨易揮發(fā) 5. 高濃度對(duì)作物，尤其是幼苗易產(chǎn)生毒害 6. 對(duì)鈣、鎂、鉀等的吸收有拮抗作用,218,硫酸銨：標(biāo)準(zhǔn)氮肥品種（“標(biāo)氮”），即以硫酸銨的含 氮量20作為統(tǒng)計(jì)氮肥商品數(shù)量的單位。,219,（三）在土壤中的轉(zhuǎn)化和施用 銨態(tài)氮肥在土壤中的轉(zhuǎn)化和施用 品種 轉(zhuǎn)化及結(jié)果 施用 液氨 NH3H2O NH4OH 基肥,施肥機(jī)深施 氨水 對(duì)土壤和作物影響不大 基肥,追肥,深施 碳酸氫銨 NH4HCO3 基肥,追肥,深施 對(duì)土壤沒有副作用 適于各種土壤和 大對(duì)數(shù)作物,220,221,硫酸銨在不同土壤中的轉(zhuǎn)化,222,表氯化銨在不同土壤中的轉(zhuǎn)化,223,

46、化學(xué)肥料進(jìn)入土壤后，如植物吸收肥料中的陽離子比陰離子快時(shí)，土壤溶液中就有陰離子過剩，生成相應(yīng)酸性物質(zhì)，久而久之就會(huì)引起土壤酸化。這類肥料稱為生理酸性肥料。反之，即為生理堿性肥料。,生理酸性（堿性）肥料,224,三、硝銨態(tài)和硝態(tài)氮肥 (nitrate fertilizers) 包括：硝酸銨、硝酸鈉、硝酸鈣、硝酸鉀(ammonium nitrate, sodium nitrate, calcium nitrate, potassium nitrate) （一）共同特性（均含有NO3- ） 1. 易溶于水，易被作物吸收 (主動(dòng)吸收) 2. 不被土壤膠體吸附，易隨水流失 3. 易發(fā)生反硝化作用 4.

47、促進(jìn)鈣鎂鉀等的吸收 5. 吸濕性大，具助燃性(易燃易爆) 6. 硝態(tài)氮含氮量均較低,225,（二）理化性質(zhì)與施用 硝銨態(tài)和硝態(tài)氮肥的基本性質(zhì)和施用 品種 分子式 含氮量 (%) 性質(zhì) 施用 硝酸銨 HN4NO3 3435 旱地追肥 硝酸鈉 NaNO3 1516 生理堿性鹽 少量多次 硝酸鈣 Ca(NO3) 12.615 吸濕性 (水培營(yíng)養(yǎng) 硝酸鉀 KNO3 14 助燃性 液氮源),(生理酸性鹽),226,兩種形態(tài)氮素的性質(zhì)和某些特性的比較,銨態(tài)氮素（NH4+-N）,帶正電荷，是陽離子 能與土壤膠粒上的陽離子進(jìn)行交換而被吸附 被土壤膠粒吸附后移動(dòng)性 減少，不隨水流失 進(jìn)行硝化作用后，轉(zhuǎn)變?yōu)橄鯌B(tài)氮

48、，但不降低肥效,帶負(fù)電荷，是陰離子 不能進(jìn)行交換吸收而存在于土壤溶液中 在土壤溶液中隨土壤水分運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)，流動(dòng)性大，易流失 進(jìn)行反硝化作用后，形成氮?dú)饣蜓趸獨(dú)舛鴨适Х市?硝態(tài)氮素（NO3-N）,227,四、酰胺態(tài)氮肥尿素(urea) （一）理化性質(zhì) 分子式：CO(NH2)2 含氮量：46 基本性質(zhì)： 有機(jī)物 純品為白色針狀結(jié)晶 肥料為顆粒狀 易溶于水，呈中性,針狀結(jié)晶,顆粒狀,228,（二）在土壤中的轉(zhuǎn)化 少部分以分子態(tài)被土壤膠體吸附和被植物吸收 大部分在脲酶作用下水解 1. 水解作用 CO(NH2)2 (NH4) 2CO3 NH3CO2H2O 影響因素：脲酶活性與pH值、水分、溫度、 有機(jī)

49、質(zhì)含量、質(zhì)地等有關(guān) 如：10 oC 712天 20 oC 4 5 天 完全轉(zhuǎn)化 30 oC 2 3 天,脲酶H2O,229,結(jié)果：局部土壤暫時(shí)變堿（注意氨揮發(fā)） 措施：深施、加脲酶抑制劑(如:氫醌制劑) 2. 硝化作用： NH4+ NO3- 因pH值適宜，能旺盛進(jìn)行，且比氯化銨和硫銨的快 結(jié)果：可能造成氮素的損失 措施：使用硝化抑制劑(如:西吡:2-氯-6三氯甲 基吡啶),1 和 2 均是影響尿素肥效的主要原因,230,（三）施用 可作基肥、追肥，深施覆土 宜作根外追肥 原因：？ 做法：濃度 0.22.0% 次數(shù) 23次，710天噴一次 規(guī)定尿素中縮二脲 0.5%,尿素分子體積小，易透過細(xì)胞膜

50、； 尿素溶液呈中性，電離度小，不易引起質(zhì)壁分離； 尿素具有一定的吸濕性，能使葉面保持濕潤(rùn)狀態(tài)，以利葉片吸收； 尿素進(jìn)入細(xì)胞后很快參與同化作用，肥效快,231,銨態(tài)氮肥、硝態(tài)氮肥、尿素均為速效氮肥，它們有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？,優(yōu)點(diǎn)：水溶性、肥效快、價(jià)格較易接受 缺點(diǎn)：易揮發(fā)、易硝化、易流失、易反硝化 (利用率低) 一次過多施用會(huì)造成減產(chǎn)且污染環(huán)境,232,五、長(zhǎng)效氮肥 （一）長(zhǎng)效氮肥與速效氮肥的特點(diǎn)比較 特 點(diǎn) 優(yōu) 點(diǎn) 缺 點(diǎn) 速效氮肥 水溶性、肥效快 易揮發(fā)、易硝化、易流失、 價(jià)格較易接受 易反硝化 (利用率低) 一次過多施用會(huì)造成減產(chǎn) 且污染環(huán)境 長(zhǎng)效氮肥 抗淋溶、損失少 肥效長(zhǎng) (利用率高)

51、作物早期生長(zhǎng)供氮不足 一次性施肥可代替 價(jià)格較昂貴 多次追肥；對(duì)環(huán)境污染輕,233,（二）長(zhǎng)效氮肥的種類 1. 緩釋肥料 (Slow Release Fertilizers，SRF) 含義：施用后在環(huán)境因素（如微生物、水）作用下緩慢分解，釋放養(yǎng)分供植物吸收的肥料。 品種：脲甲醛 丁烯叉二脲 異丁叉二脲 草酰銨,234,2. 控釋肥料 (Controlled Release Fertilizers，CRF) 含義：通過包被材料控制速效氮肥的溶解度和氮素釋 放速率，從而使其按照植物的需要供應(yīng)氮素的一類肥料。,養(yǎng)分釋放與植物需求基本一致,235,特 點(diǎn)： 可根據(jù)作物不同生長(zhǎng)階段對(duì)養(yǎng)分的需求,人為地控

52、制養(yǎng)分的供應(yīng)和釋放速度，從而一次施用能滿足作物各個(gè)生育階段的需要 基本上能消除養(yǎng)分在土壤中的淋失、退化、揮發(fā)等損失 能在很大程度上避免養(yǎng)分在土壤中的生物、化學(xué)固定 能基本滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)規(guī)?；男枨?，省工、省時(shí)、省力，一次大量施用不會(huì)對(duì)作物根系產(chǎn)生傷害 價(jià)廉、養(yǎng)分含量高、利用率高等,236,種 類： 長(zhǎng)效碳銨（鈣鎂磷肥包裹，石蠟瀝青封面） 涂層尿素（鈣鎂磷肥包裹，無機(jī)酸緩溶劑封） 硫衣尿素（包膜：硫磺粉、膠結(jié)劑、殺微生物劑） 添加硝化抑制劑的肥料 新型包膜尿素（包膜：熱塑性材料）,237,熱塑性材料包膜尿素： 特點(diǎn)：包膜材料隨溫度的變化而控制養(yǎng)分的釋放（養(yǎng)分釋放情況與作為生長(zhǎng)快慢及養(yǎng)分需要量相一致

53、） 效果：一次施用較尿素4次施用的平均增產(chǎn)幅度高 氮素利用率達(dá)6070 可在100360天內(nèi)控制尿素的釋放速度 缺點(diǎn)：價(jià)格昂貴；污染環(huán)境 小結(jié)：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用方面受到極大的限制,238,（三）長(zhǎng)效氮肥的存在問題及改進(jìn)措施 1. 存在問題 難以滿足作物早期及吸肥高峰期的需要 大多數(shù)品種價(jià)格過高難以在大田推廣應(yīng)用，多用于園藝及多年生觀賞植物 其中的優(yōu)良品種也難以滿足環(huán)境特別是可持續(xù)發(fā)展的要求 2. 改進(jìn)措施 以框架結(jié)構(gòu)的大分子有機(jī)物質(zhì)作包裹材料 以分解快慢不同的包膜材料分層包裹 把分解快慢不同的顆粒按一定比例混合,239,第四節(jié) 氮肥施用對(duì)環(huán)境的影響 大氣 環(huán)境 氮肥 NO3N 水體 植物體,措施

54、：合理施用氮肥,240,一、氨的毒害 濃度：開始毒害濃度：0.15mM 致死濃度： 6.0mM 癥狀：根：根尖分泌粘性物質(zhì)，根呈褐黃色，無根毛，不長(zhǎng) 新根，根量減少，毒害嚴(yán)重時(shí)，老根發(fā)黑、壞死 葉：葉片最初表現(xiàn)為凋萎軟弱，色澤暗綠，隨后發(fā)黃 焦枯 機(jī)理：在根部：抑制根部呼吸，破壞氧化磷酸化；影響其它 離子吸收 在葉部：抑制植物光合磷酸化作用 預(yù)防措施：改進(jìn)施肥方法，控制肥料用量，選好施肥時(shí)機(jī),241,二、硝酸鹽的污染 1. 硝酸鹽在植物體內(nèi)的積累 (1) 不會(huì)毒害植物（奢侈吸收） (2) 通過食物鏈危及動(dòng)物和人 研究發(fā)現(xiàn)：硝酸鹽是一種對(duì)人和動(dòng)物有害的物質(zhì)，對(duì)成人的致命劑量為1570mg/kg(

55、體重)。硝酸鹽在硝化系統(tǒng)和泌尿系統(tǒng)里通過大腸桿菌還原為亞硝酸鹽。食用蔬菜后，在口腔即可形成亞硝酸鹽。亞硝酸鹽破壞血液吸收氧的能力，致使哺乳動(dòng)物患正血紅蛋白癥，嚴(yán)重者致死，亞硝酸鹽對(duì)成人的致命劑量約為20mg/kg(體重)。,242,(3) 植株硝酸鹽和亞硝酸鹽限量指標(biāo) 世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（WHO/FAO）于1973年規(guī)定了人體攝入硝酸鹽的限量指標(biāo)，硝酸鹽（NO3）的日允許量為3.6mg/kg（體重）。根據(jù)這一限量指標(biāo)，假設(shè)成人體重60kg，日食蔬菜0.5kg，則蔬菜硝酸鹽含量的允許上限為432mg/kg（鮮重）。 蔬菜亞硝酸鹽含量的允許上限為4mg/kg（鮮重）。,243,2. 硝酸

56、鹽流失對(duì)水體的污染 (1) 造成水體富營(yíng)養(yǎng)化 如：我國(guó)長(zhǎng)江河口河水的NO3-含量為0.490.95mg/L 世界平均值為0.1mg/L (2) 使水生生物死亡（因藻類大量繁殖，造成水體缺氧） (3) 引起潛在性致癌突變體,244,3. 硝酸鹽反硝化作用對(duì)大氣的影響,(1) 破壞臭氧層： 反硝化作用產(chǎn)生的NO2，在平流層參與重要的大氣反應(yīng)而消耗臭氧。據(jù)估計(jì)，大氣中的NO2濃度增加一倍，臭氧含量就會(huì)減少10。 (2) 加劇溫室效應(yīng)： 一分子N2O的增溫效應(yīng)約為一分子CO2的200多倍。據(jù)估計(jì)，大氣中的N2O濃度每增加0.20.3%,溫室效應(yīng)將增加5。,據(jù)報(bào)道：19851996年間，我國(guó)投入的總氮量為2.2億噸，經(jīng)流失和反硝化損失的氮素達(dá)1億噸。,245,第五節(jié) 氮肥的合理分配和施用,討論題： 1. 怎樣測(cè)定氮肥利用率？我國(guó)的氮肥利用率約為多少？ 2. 如何根據(jù)氣候條件和土壤肥力條件合理分配和施用 氮肥？ 3. 如何根據(jù)作物需肥特性合理分配和施用氮肥？ 4. 如何根據(jù)氮肥特性合理分配和施用氮肥？ 5. 為什么提倡氮肥深施？具體如何實(shí)施？ 6. 氮肥與有機(jī)肥料及磷鉀肥配合施用有什么好處？ 7. 怎樣估算氮肥的用量？目前氮肥適宜用量的范圍是多少？,246,第五節(jié) 氮肥的合理分配和施用,一、氮肥利