第六章 植物营养与施肥的基本原理.ppt

第六章植物营养与施肥的基本原理 植物的生长需要吸收土壤养分植物的收获要带走部分土壤养分 土壤肥力下降土壤结构改变 需要养活更多的人口 需要用更少的土地生产出数量更多和品质更优的食品 未来的挑战 肥料是必需的 肥料养活了整个世界 不争的事实但肥料的使用是不平衡的 存在的问题 1 1为什么要施肥 植物是人 动物 的粮食肥料是植物的粮食 1 2肥料的起源与发展 农业生产中肥源发展进程 粮食增产与化肥施用的关系图 1 3化肥有哪些作用 1 增加产量 改善品质 B 2 培肥土壤3 发挥良种的增产潜力4 补偿耕地不足5 增加有机肥量6 发展经济作物 森林和草原的物质基础 例 良种和地方种小麦对养分吸收的差异 1 4肥料的负效应有哪些 不合理的施肥 产量降低 不合理的施肥 农产品的质量下降 不合理的施肥 环境污染 不合理的施肥 温室气体 秸秆还田 排泄物 1 5营养元素的循环 迁移和再利用 植物营养与施肥与人类是息息相关的 具有高营养价值的食品是人类健康的最基本的物质条件合理的植物营养与施肥是实现人类健康的最基本的手段 一 植物体的元素组成及含量灰分元素 Ca Mg K Si P S Fe Mn Zn Cu Mo B Cl Na Al Co Ni V Se等70多种元素 95 以上以气体挥发5 以下为灰分元素 第一节植物体内的营养元素 黄瓜中水分与固形物的比较 其他元素 一 标准1 必要性 缺少这种元素植物就不能完成其生命周期2 不可替代性 缺少这种元素后 植物会出现特有的症状 而其它元素均不能代替其作用 只有补充这种元素后症状才会减轻或消失 3 直接性 这种元素是直接参与植物的新陈代谢 对植物起直接的营养作用 而不是改善环境的间接作用 定义 对于植物生长具有必需性 不可替代性和作用直接性的化学元素称为植物必需营养元素 Arnon Stout 1939 二植物必需营养元素 二 必需营养元素的组成17种 碳 氢 氧 氮 磷 钾 钙 镁 硫 铁 硼 锰 铜 锌 鉬 氯 镍 Mn B Fe S N C O H Ca K P Cu Cl Zn Mg Mo Ni 有益元素 非必需营养元素中一些特定的元素 对特定植物的生长发育有益 或为某些种类植物所必需 这些元素为有益元素 例 豆科作物 钴 藜科作物 钠 硅藻和水稻 硅 根据植物体内营养元素含量的高低 将必需营养元素分为三组 1 C H O N P K 大量营养元素 大于0 5 干物 2 Ca Mg S 中量营养元素 0 1 0 5 干物 3 Fe Mn Cu Zn B Cl Mo Ni 微量营养元素 小于0 1 干物 三 必需营养元素的分组 碳和氧 空气中的二氧化碳氢和氧 水其它必需营养元素 几乎全部是来自土壤由此可见 土壤不仅是植物生长的介质 而且也是植物所需矿质养分的主要供给者 必需营养元素的来源 第一类 C H O N S1 组成有机体的结构物质和生活物质2 组成酶促反应的原子基团第二类 P B1 形成连接大分子的酯键2 储存及转换能量 必需营养元素的一般营养功能 第三类 K Mg Ca Mn Cl1 维护细胞内的有序性 如渗透调节 电性平衡等2 活化酶类3 稳定细胞壁和生物膜构型第四类 Fe Cu Zn Mo Ni1 组成酶辅基2 组成电子转移系统 十七种营养元素同等重要 具有不可替代性 N P K素有 肥料三要素 之称 有益元素对某些植物种类所必需 或是对某些植物的生长发育有益 植物体内元素组成的特点 不同植物种类 同种类不同器官 同器官不同时期 需要注意的问题 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 一 根系对养分的吸收二 根外器官对养分的吸收三 养分在植物体内的运转和利用 第二节植物对养分的吸收 一 根系吸收养分的部位 根尖以上的分生区理由 1 从结构上看 凯氏带未分化 木质及韧皮部已分化2 从生理活性上看 生长旺盛 质膜急剧增加的部位 一 根系对养分的吸收 气态CO2 O2 H2O离子态阴 阳离子分子态氨基酸 尿素 二 根系吸收养分的形态 三 土壤养分向根表的迁移 根系对养分吸收的过程包括 养分向根表面的迁移 养分进入质外体 养分进入共质体养分 土壤根表根内 迁移吸收截获质流扩散主动被动 三 土壤养分向根表的迁移 1 截获 Interception 定义 是指植物根系在生长过程中直接接触养分而使养分转移到根表的过程 实质 接触交换 数量 约占1 迁移量 远小于植物的需要2 质流 Massflow 定义 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 影响因素 与蒸腾作用呈正相关与离子在土壤溶液中的溶解度呈正相关 迁移的离子 氮 硝态氮 钙 镁 硫 3 扩散 Diffusion 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 影响因素 土壤水分含量养分离子的扩散系数土壤质地土壤温度 迁移的离子 磷 钾 氮 扩散速率主要取决于扩散系数 不同迁移方式对小麦根系养分的相对贡献 根据Baeber 1974 估计 根容积等于土壤容积的1 四 根部对无机态养分的吸收 质外体 A 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 共质体 B 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 由于质外体与外界相通 养分离子能以质流 扩散或离子交换的方式自由进入质外体 也被称作自由空间 自由空间 AFS 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水分自由空间 是指被水分占据并能和外部介质溶液达到物理化学平衡的那部分质外体区域杜南自由空间 是指质外体中因受电荷影响 养分离子不能自由移动和的那部分区域 1 养分进入质外体 被动吸收 非代谢吸收 溶质分子或离子无选择性地顺着浓度差梯度或电化学势梯度进入细胞的过程 三个特点 不需要消耗代谢能量 没有选择性 顺着浓度梯度或电化学势梯度吸收 方式 主要有离子交换和离子扩散 离子的运输动力来自膜间的电化学势梯度 当膜两边的电化学势梯度相等时 离子达到动态平衡 净吸收停止 根系对养分的被动吸收 被动吸收离子交换 2 养分进入共质体 养分需要通过原生质膜才能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 原生质膜是一个具有精密结构的屏障 对不同的物质具有不同的透性 一些亲脂性非极性分子或不带电的极性小分子能溶于双层磷脂层中 因而能以扩散的形式透过质膜 而极性大分子或带电离子则要借助膜上的某些物质才能透过 生物膜的流动镶嵌模型 主动吸收是指溶质分子或离子有选择性地逆浓差梯度或电化学梯度而进入细胞膜内的过程 主动吸收的特点是 1 需要消耗代谢能 2 吸收的离子具有选择性 3 根系逆浓度梯度吸收养分 根系对养分的主动吸收 高溶质浓度 低溶质浓度 细胞膜 电化学势梯度 载体学说 载体 carrier 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 ATP 载体对一定的离子有专一的结合部位 能有选择性地携带某种离子通过膜 主动吸收载体学说 离子运输过程 离子泵 ion spump 是位于植物细胞原生质膜上的ATP酶 它能逆电化学势将某种离子 泵入 细胞内 同时将另一种离子 泵出 细胞外 外界膜细胞质 离子泵学说 二 根外器官对养分的吸收 机理特点影响根外营养效果的因素 仙人掌表面向内凹陷的气孔 表面 横切面 1 表皮细胞途径养分外部腊质层分子间隙角质膜角质层分子间隙 通透性差 角化层借助果胶内部 一 叶部吸收养分的途径 2 气孔途径1 气态养分 如CO2 SO2 进入的必经之路2 一些离子态养分也可通过扩散进入 然后被比邻气孔的叶肉细胞吸收 二 叶部营养的特点1 直接供给植物养分 可防止养分在土壤中的固定和转化 2 根外营养养分吸收转化比根部快 能及时满足作物需要 3 叶部营养直接影响作物体内代谢 有促进根部营养和改善品质的作用 4 根外追肥是经济有效地施用微肥的一种方式 三 叶部营养的应用条件 影响因素 1 叶片结构 作物种类 1 叶片类型 双子叶 叶面积大 角质膜薄 易吸收 2 叶的年龄 幼叶比老叶吸收能力强 3 叶的正反面 叶背面比叶表面吸收效果好2 溶液的组成 氮肥 尿素 硝酸盐 铵盐钾肥 氯化钾 硝酸钾 磷酸二氢钾3 喷施时间 清晨 傍晚或阴天4 溶液反应 酸性 有利于阴离子吸收中性 微碱性 有利于阳离子吸收5 溶液浓度 0 1 2 6 湿润剂 可加入 润湿剂 0 1 0 2 洗涤剂或中性皂 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 总之 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 叶面施肥的局限性 一 短距离运输横向运输 表皮皮层内皮层中柱 导管 质外体途径 a 运输部位 根尖的分生区和伸长区b 运输方式 自由扩散 静电吸引c 运输的养分种类 Ca2 Mg2 等共质体途径 1 运输部位 根毛区 2 运输方式 扩散 原生质流动 3 运输的养分种类 NO3 H2PO4 K SO42 Cl 等 三 养分在植物体内的运转和利用 横向运输 二 长距离运输纵向运输 养分沿木质部导管向上或沿韧皮部筛管向下或向上a 木质部运输 1 动力 蒸腾作用 根压 2 方向 单向根地上部 叶 果实 种子 3 主要运输水和无机离子 b 韧皮部运输 1 特点 养分在活细胞内双向运输 2 主要是碳水化合物和无机养分的运输 矿质元素重新分配的难易程度 再利用程度强的元素指通过韧皮部而运转的离子 元素可由老叶向新叶转移 缺素症由老叶开始 NPKMgCl再利用程度较差的元素其缺素症 出现在幼叶上 现在完全展开的叶片或老叶片上 SZnCuMnFeMo难于再利用的元素主要在木质部由下往上随蒸腾液流而运输 出现在顶叶和新叶 CaB 纵向运输 c 木质部与韧皮部之间的养分转移木质部韧皮部 顺浓度梯度渗漏作用逆浓度梯度转移细胞 木质部与韧皮部养分运输与转移示意图 P T X 韧皮部 韧皮部 P 转移细胞 T 木质部 X 一方面受植物本身遗传特性所控制植物对养分的吸收一方面还会受到外界环境的影响 第三节影响植物吸收养分的条件 土壤中有效养分只有达到根系表面才能为植物吸收 成为实际有效养分 对于整个土体来说 植物根系仅占据极少部分空间 扩大根系与土壤的接触对促进根系对土壤养分的吸收有重要的意义 一 根系形态特征对养分吸收的影响 自学 一 植物吸收养分的基因型差异 二 植物的生理生化特性对养分吸收的影响 自学 1 根系的阳离子交换量2 根系的氧化力3 根系的还原力4 根系的代谢作用5 酶的活性6 植物激素和植物毒素 三 植物的生育特点对养分吸收的影响 1 植物营养的共性和特殊性 1 共性 所有高等植物都需要17种必需营养元素 2 特殊性a 不同的植物对各种营养元素的需求量不同b 不同的作物对不同形态的养分吸收能力不同c 同一种作物的不同品种对养分的需要量不同d 同一种作物在不同的生育期对养分的需求量不同 2 作物各生育期的营养特点在植物整个生育期中 根据反应强弱和敏感性可以把植物对养分的反应分为营养临界期和最大效率期 概念作物营养临界期是指植物对养分供应不足或过多显示非常敏感的时期 特点 1 多数发生在植物生长的转折期 2 植物对养分的需要量不一定多 但很迫切 3 这个时期缺乏某种养分所造成的损失难以弥补 举例 作物磷营养的临界期多出现在幼苗期 氮营养临界期也在生育前期 水稻在三叶期和幼穗分化期 棉花 现蕾初期 玉米 三叶至五叶期和幼穗分化期 钾营养的临界期 分蘖初期和幼穗形成期 作物营养临界期 作物营养最大效率期 概念 作物营养最大效率期是指某种养分能发挥其最大增产效率的时期 特点 1 多数出现在作物旺盛生长的时期 2 作物对养分的吸收速率快 且数量多 3 肥料和土壤中的养分能发挥最大增产效果 举例 玉米 大喇叭口 抽雄期 氮 棉花 花铃期 氮 磷 二 环境因素对养分吸收的影响 光照 温度 水分 通气 pH 养分的浓度 离子间的相互作用 一 温度 1 温度影响作物的生理活动 一般6 38 C的范围内 随温度升高而增加 温度过高 超过40 C 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 低温往往使植物的代谢活性降低 从而减少养分的吸收量 2 温度影响养分的有效性和微生物的活动3 不同的作物适宜的温度范围不同4 温度对不同营养元素的影响不同 生产实践 冬季应重视施用灰肥 磷钾肥 达到保暖防冻 协调作物地上 地下部分的生长 在早春时节 气温 土温较低 土壤有机质矿化缓慢 有必要配合施用速效肥料 促进植物的早期生长 光照可通过影响植物叶片的光合强度而影响到生物化学能的供应 对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 二 光照 光照不足时 各种养分的吸收减少 特别是铵态氮 磷 钾与锰 遮荫对水稻根呼吸作用和32P吸收率的影响 遮荫时间为6天 水分状况是决定土壤中养分离子以扩散还是以质流方式迁移的重要因素 也是化肥溶解和有机肥料矿化的决定条件 水分含量过高 稀释了土壤溶液中养分浓度 易产生养分的淋洗损失 水分状况对植物生长 特别是对根系的生长有很大影响 从而间接影响到养分的吸收 三 水分 不施肥 少量施肥 大量施肥 土壤含水量 产量 土壤水分状况决定着作物从土壤中吸收养分的能力 施肥效果一般随土壤含水量的提高而增加 水分与施肥的效果 土壤通气状况主要从三个方面影响植物对养分的吸收 一是根系的呼吸作用 二是土壤养分的形态和有效性 三是有毒物质的产生 良好的通气环境 能使根部供氧状况良好 并能使呼吸产生的CO2从根际散失 这一过程对根系正常发育 根的有氧代谢以及离子的吸收都有十分重要的意义 四 通气状况 pH改变了介质中H 和OH 的比例 其对离子吸收的影响主要是通过根表面 特别是细胞壁上的电荷变化及其与K Cu2 Mg2 等阳离子的竞争作用表现出来的 五 土壤酸碱反应 pH 1 pH能影响根细胞表面的带电性 2 pH能影响原生质膜的通透性 3 pH能影响到养分的有效性 4 pH影响微生物的活动 间接影响到植物对养分的吸收 外部溶液的pH及Ca2 的供应对大麦根K 净吸收率的影响 土壤的酸碱性与养分有效性的关系 六 离子间的相互作用 离子间的拮抗作用是指在溶液中某一离子的存在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 化学性质近似的离子在质膜上占有同一结合位点 阳离子中 K Rb 和Cs 之间 Ca2 Sr2 和Ba2 之间 阴离子中Cl Br 和I 之间 SO42 与SeO42 之间 H2PO4 与SO42 之间 H2PO4 与Cl 之间 NO3 与Cl 之间 都有拮抗作用 此外还有竞争电荷的非竞争性拮抗作用 1 离子间的拮抗作用 机制 a 具有拮抗作用的离子可能竞争载体上的结合部位 比如K NH4 Rb Cs 它们的水合半径相近在载体上可能具有相同的结合部位 从而产生拮抗作用 b 具有拮抗作用的离子可能影响到原生质膜的通透性 主要是指Ca2 对一些离子产生的拮抗作用 c 其它一些影响 比如水稻上的K 对Fe2 的拮抗作用 因为K 可增加水稻根系的氧化力 从而减少Fe2 的有效性 离子间的协助作用是指在溶液中某一离子的存在有利于根系对另一些离子的吸收 这种作用主要表现在阳离子和阴离子之间 以及阴离子与阴离子之间 Ca2 对多种离子的吸收有协助作用 一般认为是由于它具有稳定质膜结构的特殊功能 有助于质膜的选择性吸收 的这种协助作用也称 维茨效应 2 离子间的协助作用 应用 由于离子间存在于拮抗作用 在农业生产上要注意离子间的拮抗作用 a 解毒作用b 施肥或混合肥料时 要注意离子间的拮抗作用 第四节施肥的基本原理 一 养分归还学说 德国化学家 现代农业化学的倡导者李比希 J V Liebig 提出定义 植物从土壤中吸收养分 每次收获必从土壤中带走某些养分 使土壤中养分减少 土壤贫化 要维持地力和作物产量 就要归还植物带走的养分 一些作物利用养分的近似值 作物产量 T ha 移走的养分 kg ha NP2O5K2OMgOS玉米6120501204025水稻6100501602010小麦6170751753030花生2170301102015棉花 皮棉 112045904020油菜籽3165702203065香蕉4025060100014015 养分归还学说 的局限 1 对养分消耗的估计只局限于磷 钾上2 反对豆种植物能丰富土壤氮素的说法3 归还是正确的 但绝对的全部归还是不必要的 不经济的 植物生长发育需要每种必需元素 但决定植物产量 生物量 的是土壤中相对含量最小的养分 只有补充了土壤最小养分 植物的产量才会提高 李比希1843 二 最小养分律 最小养分律之木桶图解 最小养分律 的要点 1 决定作物产量的是土壤中某种对作物需要来说相对含量最小而非绝对含量最少的养分 2 最小养分不是固定不变的 而是随条件变化而变化的 3 继续增加最小养分以外的其它养分 不但难以提高产量而且还会降低施肥的经济效益 最小养分随条件而变化的示意图 年代 我国农田土壤普遍缺氮 年代 磷成为限制作物产量提高最小养分 年代 土壤中钾的耗竭加剧 我国长江以南 钾转化为最小养分 年代以后 土壤中微量元素的缺乏严重阻碍作物产量的提高 微量元素成为最小养分 其中缺乏面积较大的微量元素主要是是锌 硼 钼 三 报酬递减律 从一定土地上所得到的报酬随着向该土地投入的劳动和资本量的增大而有所增加 但随着投入的增加 单位劳动和资本所获取的报酬却在减少 报酬递减率说明 最小养分律的扩大和延伸1 含义 增加一个因子的供应 可以使作物生长增加 但在遇到另一个生长因子不足时 即使增加前一个因子 也不能使作物增产 直到缺少的因子得到满足 作物产量才能继续增长 2 意义 施肥既要考虑各种养分供应状况 又要注意与生长有关的环境因素 限制因子律 布来克曼 第五节如何合理施肥 基本知识 土壤肥力1 土壤养分形态 土壤是作物养分的主要来源 土壤养分的供给状况 直接影响作物正常的生长发育 土壤中的养分有多种形态 可分为有机态与无机态养分 水溶态 吸附态与矿物态养分 速效态 缓效态与无效态养分 离子态与分子态养分等 2 各种形态养分之间的关系及其有效性 速效态养分是指当季作物能够直接吸收的养分 包括水溶态养分和吸附在土壤胶体颗粒上容易被交换下来的养分 其含量的高低是土壤养分供给的强度指标 无效养分是指当季作物不能吸收的养分 包括几乎所有的矿物质中的矿物态养分和难分解的有机物质中的养分 土壤中的养分90 以上为无效形态 少部分为缓效形态 极少部分为速效形态 各种形态的养分相互转化 处于动态平衡之中 并且随土壤环境条件 作物吸收养分特性而异 3 土壤速效养分的评估方法 土壤中的速效养分含量可以用多种方法测定 目前一般都采用化学方法测定 仅指示所浸提出来的养分与作物吸收的养分数量之间存在显著的相关性 缓效养分是指当季作物不能直接吸收 必须经过转化才能被作物吸收 包括大部分有机态养分和部分不太容易被交换下来的吸附态养分 以及一些容易分解的矿物质中的养分 缓效态养分是土壤养分供给的容量指标 施肥量 施肥时间 施肥方法 施肥技术包括 施肥量的确定 地力分级法 目标产量法 田间试验配方法 合理施肥 较少的肥料获得最大的经济效益 计算机推荐施肥法 营养诊断法 地力分区 级 法按土壤肥力高低 将肥力几乎相同的土壤作为一个区 进行配方施肥 一般是利用过去的土壤普查资料和田间肥料试验结果 结合农民的实践经验 估计出该地区的肥料用量和肥料品种 该方法简单易行 但准确性差 2 目标产量法目标产量配方施肥方法是根据土壤养分供给量 以及计划获取的作物产量所需养分量来计算肥料用量 分为养分平衡和地力差减两种方法 1 养分平衡法 以土壤速效养分的测定值来计算土壤供肥量 以当地前三年作物的平均产量为基础 提高10 15 作为目标产量 计算公式为 计划产量所需的养分总量 计划产量 形成单位经济产量所需养分数量 土壤的供肥量 无肥区全收获物中的养分量 无肥区的产量 形成单位经济产量所需养分数量 肥料利用率 施肥区植物地上部该元素的吸收量 无肥区植物地上部该元素的吸收量 所施肥料中该元素的总量 100 计划施肥量 计划产量所需的养分总量 土壤供肥量 肥料的养分含量 肥料的利用率 1 养分平衡法 例 某农户麦田前三年的平均产量是365kg 1 15hm2 该地块无氮对照区小麦的量是150kg 1 15hm2 试估算实现小麦的计划产量 并计算欲达到计划产量 1 15hm2需要NH4HCO3 N17 多少公斤 NH4HCO3利用率30 解 计划产量 365 365 10 401 5kg计划产量所需养分 401 5 3 100 12 045kg土壤供氮量 150 3 100 4 5kg计划施肥量 12 045 4 5 17 30 147 9kg 2 地力差减法 根据作物产量的形成是由土壤和施肥两个部分决定的 从目标产量中减去不施肥时的作物产量 就是由于施肥所得的作物产量 计算公式 肥料需要量 作物单位产量养分吸收量 肥料中养分含量 目标产量 不施肥时的产量 肥料当季利用率 应用地力差减法计算尿素施用量某农户玉米地 不施任何肥料时产量为250kg 目标产量为400kg 每千克玉米吸收氮0 027kg 玉米对尿素的利用率为45 则尿素需要量为 尿素需要量 0 027 46 400 250 45 19 56kg hm2 3 田间试验配方法通过田间多点肥料试验 选择最优化的处理 确定肥料的用量和配比 主要有以下几种方法 1 肥料效应函数法 所谓肥料效应函数法 就是设计一元肥料的施肥量或二元 多元肥料的施肥量及其配比方案进行田间试验 利用试验结果之产量数据与相应的施肥量建立肥料效应函数方程 亦称肥料效应回归方程 然后依据此方程计算出各种肥料的最高施肥量 最佳施肥量和最大利润率施肥量 二元 多元肥料试验还可计算出肥料间的最佳配比组合 到目前为止 通过田间肥料试验来获取肥料用量信息 是推荐施肥最基本的方法 其它各种方法都要以其作为参照标准 但田间肥料试验费用较高 费工费时 试验点数要求较多 否则不能反映当地农田的各种土壤肥力水平状况 然而在实际上又不可能在每一块农田布置肥料试验 因此 一般都把田间肥料试验与土壤测试结合起来 在同等肥力水平的农田 推荐田间肥料试验结果所得肥料用量 例如 用一种肥料 如氮肥 进行一元 亦称单因素 肥效试验 其肥料效应可用一元二次方程来拟合 y a bx cx 式中y为植物产量 x为肥料用量 a为空白产量 b c为回归系数 再如 用两种肥料 如氮 磷两种肥料 进行二元 亦称双因素 肥效试验 其肥料效应可用二元二次方程来拟合 y a bx cx dz ez fxz式中y为植物产量 x为第一种肥料用量 如氮肥 z为第二种肥料用量 如磷肥 xz为两种肥料的交互效应 a为空白产量 b c d e f为回归系数 三种或三种以上肥料进行的肥效试验称为多元 或多因素 肥效试验 用多元的二次方程来拟合 单因素和双因素肥效试验可以用一般常规的肥料试验设计进行 多因素肥效试验要用各种专门设计的正交试验方法 如回归正交 旋转正交来进行 目前测土配方施肥中常采用3414实验设计 3414 方案设计吸收了回归最优设计处理少 效率高的优点 是目前国内外应用较为广泛的肥料效应田间试验方案 3414 是指氮 磷 钾3个因素 4个水平 14个处理 4个水平的含义 0水平指不施肥 2水平指当地最佳施肥量 1水平 2水平 0 5 3水平 2水平 1 5 该水平为过量施肥水平 3414 试验方案处理 2 养分丰缺指标法 根据作物的相对产量将土壤测定值分为不同的等级 并制成土壤养分丰缺和施肥量检索表 相对产量 95 土壤养分含量为丰富 90 95 为中等 80 90 为缺乏 当相对产量 80 时 土壤养分含量极低 3 氮 磷 钾比例法 根据田间肥料试验所得到的氮磷钾等养分的最佳施用比例 实际应用时只需确定某种养分如氮肥的用量 其它养分施用量可根据这一比例来估计 一般用氮定磷钾 或以磷定氮钾 4 计算机推荐施肥方法实际上是将施肥量确定方法的计算机化 也称计算机施肥专家系统 一般是将土壤分析结果 植物营养特点 气候条件 肥料田间试验效果等数据 以及专家的知识和农民的经验等输入电脑 做成计算机软件 使用时只要输入所种植的作物 目标产量 土壤养分含量 当地的气候和农业生产条件等数据指标 计算机就会给出施肥量及其它相关数据 目前我国有些地方已开始采用计算机推荐施肥系统进行玉米 水稻等作物的配方施肥 5 营养诊断方法根据对土壤养分贮量和供给能力 以及植株营养状况的分析结果 判别土壤养分的丰缺和植物营养状况 分为土壤诊断和植株诊断两种 1 土壤诊断 利用生物和化学等手段 对土壤养分的供给容量和供给强度进行测定和评估 分为常规诊断和快速诊断 前者用于确定配方施肥量 后者为追肥提供指导 2 植株诊断 对植株 一般为成熟的叶片 的养分含量和外部表现 如缺素症状 进行分析 判断植株是否缺乏某种营养元素或养分过多 二 施肥时间作物营养临界期作物营养最大效率期 施肥时期 种类 基肥种肥追肥 1 基肥指播种 或定植 前结合土壤耕作施用的肥料 目的是创造作物生长发育所要求的良好的土壤条件 满足作物整个生长期间对养分的要求 有机肥和磷钾肥一般作基肥 氮肥一般50 做基肥 50 做追肥 2 种肥 指播种 或定植 时施于种子附近或与种子混播的肥料 目的是供给幼苗养分 特别是满足幼苗营养临界期对养分的需要 在下面两种情况下施用种肥的效果较好 a 施肥水平较低 基肥不足 b 土壤贫瘠 作物苗期因低温等 养分转化慢 幼根吸收力弱 不能满足作物对养分需要 3 追肥 是在作物生长期间施用的肥料目的是满足作物生育期间对养分的需求一般施用速效性化肥 三 施肥方法 撒施 把肥料撒于地表条施 开沟施肥穴施 施在播种或移栽穴中分层施肥 施在上下土层随水浇施 将肥料溶于灌溉水中根外追肥 将肥料配制成一定浓度的溶液 喷洒在植物体上环状和放射状施肥 用于树木施肥 施肥方法 表施肥方法及其相应的施肥方式 测土配方施肥是以土壤测试和肥料田间试验为基础 依据作物需肥规律 土壤供肥性能和肥料效应 提出氮 磷 钾及中 微量元素等肥料的施用品种 数量 施用时期和施用方法 2005年首次把 推广测土配方施肥 写入党中央一号文件 2006 2007 2008中央一号文件再次强调要增加测土配方施肥补贴 是中央落实科学发展和推进新农村建设的重大举措 1 实行测土配方施肥的必要性1 1促进农业增产 农民增收的重要措施实行测土配方施肥 农作物增产幅度在8 15 高的达到20 以上1 2提高农产品品质 增强农业竞争力的重要环节1 3发展循环经济 建设节约型社会的重大行为试验结果表明 实施测土配方施肥 化肥的当季利用率比原来的习惯施肥提高10 15个百分点 我国化肥的利用率每提高一个百分点 就相当于增加了100万吨肥料的产量 因此 测土配方施肥蕴藏着巨大的节约潜力 测土配方施肥技术简介 1 4加强农业综合生产能力的根本措施实践证明 连续3 5年开展测土配方施肥 能明显改善土壤理化性状 增强土壤保水保肥能力 提高肥料利用率 目前 化肥肥效逐年下降 其中氮肥的增产效应1981 1985年为平均每千克氮增产稻谷12 4kg 1988 1990年降为10 5kg 1991 1995年再度降为8 9kg 1997 1999年已降至6 3kg 目前已降至5kg左右 个别地方出现了增肥不增产甚至减产的局面 1 5降低生产成本 促进农民节本增收的重要途径目前 我国在小麦 水稻 玉米 大豆4大粮食作物的直接物质成本中 肥料费用约占44 与国际比较 我国4大粮食作物生产成本总体偏高 直接影响了粮食生产的比较效益和国际竞争力 推广测土配方施肥 每亩可节约施肥20 30公斤 按现行价格 每亩降低施肥成本7 3 12 9元 2 测土配方施肥项目工作内容测土配方施肥是一项庞大的系统工程 按照公益性环节国家支持 经营型环节市场运作的总体思路 围绕 测土 配方 配肥 供肥 施肥指导 五个环节 开展11项工作 2 1野外调查坚持资料收集整理与野外定点采样调查相结合 典型农户调查与随机抽样调查相结合 按照农业部提供的调查表格 逐项开展野外调查和取样地块农户调查 准确掌握耕地立地条件 土壤理化性状与施肥管理水平 与规定的采样测试土样数量