肥料学授课教案

1、山东农大肥业科技有限公司肥料学授课教案第一章 绪论学 时：1主要内容：主要介绍肥料在农业生产中的作用，肥料学的发展概况和肥料学的研究内容与研究方法。本章重点： 肥料的概念，肥料在农业生产中的作用，肥料的分类和施用。教学方法：课堂教学 一、肥料在农业生产中的作用（一）、基本概念肥料：是指直接或间接供给作物生长所需要的养分，改良土壤性状，以提高作物的产量和品质的物质。（二）、肥料的分类依据不同的目的，肥料可分为不同类型：1、按肥料来源分有机肥(农家肥)： 农民自己积制的和农业废弃物等。化肥（无机肥）： 经过一定的工艺流程制造的，在市场上出售的肥料，如CO(NH2)2、NH4HCO3、过磷

2、酸钙等。生物肥料：含有益微生物的菌剂，主要作用在于促进所接种的微生物的繁殖、调整作物与微生物相互间的关系，利用后者的活动或代谢产物，改善作物营养状况或抑制病害，从而获得增产。绿肥： 绿肥是翻埋入土做肥料的栽培野生植物绿色体。2、按肥料的作用直接肥料： 施用肥料能直接供应作物生长所需要的养分，如氮、磷、钾肥和微肥。间接肥料： 施用肥料能改善外界环境条件，特别是作物生长的土壤条件促进作物的生长，如CaSO4. 2H2O、 CaO。3、按营养成分单质肥料：仅含有一种营养元素。复合肥料：含有两种或两种以上主要营养元素。完全肥料：含有作物生长所必需的所有营养元素。（三）、肥料在农业生产中的作用1、提高产

3、量2、改善品质3、改良土壤，提高土壤肥力二、肥料学的发展概况（一）、我国施用肥料的简史（二）、西欧化肥工业的兴建与世界化肥的生产和施用（三）、我国近代肥料生产与施用的概况三、肥料学的研究内容和研究方法（一）、研究内容1、植物营养与施肥原理植物体的组成成分，植物正常生长发育需要的养育元素的种类，植物对养分的吸收及影响植物养分吸收的环境条件，介绍矿质营养学说、最小养分律等施肥原理2、肥料部分各种肥料的成分及其性质；肥料施入土壤中的变化、被吸收的形态；肥料的合理使用3、计量施肥与施肥技术（1）根据作物的养分平衡原理，土壤的肥力水平或者其肥料的效应函数，计算预计产量的施肥量（2）肥料的施用方法和有效施

4、肥技术（二）、研究方法1、调查研究：总结科学施肥、积肥经验。科学解决存在的问题，指导生产。2、试验研究：生物试验：田间试验：小区进行 培养试验：网室、温室培养，砂培或者水培化学试验：常规分析土壤肥料中的N、P、K化学速测与营养诊断生物物理试验：利用15N、32P等同位素示踪肥料，研究肥料的吸收利用规律 思考题1、肥料在农业生产中的作用2、肥料是如何分类的？3、施肥的方法和时间有哪些？4、肥料学的研究方法有哪些？ 主要参考书王其贞 主编.1993.肥料学.北京农业大学出版社孙 曦主编. 1987. 植物营养与施肥. 农业出版社, 北京金继运 刘荣乐等译. 1999. 土壤肥力

5、与肥料. 中国农业科技出版社，北京中国农业科学院土壤肥料研究所主编. 1994. 中国肥料. 上海科学技术出版社. 上海植物营养学上、下册，陆景陵 胡霭堂主编，北京农业大学出版社，1994。植物营养原理史瑞和等遍著，江苏科学技术出版社，1989。   第二章 植物营养与施肥原则学 时：3主要内容：植物的营养成分，植物对养分的吸收，影响植物吸收养分的外界条件，养分平衡及其相互关系，植物的营养特性，合理施肥的原则。本章重点： 植物必须的营养元素，植物对养分的吸收及影响养分吸收的因素，养分间的平衡和植物吸收养分的关键时期，合理施肥的原则。牢固掌握必需元素、大量元素、微量元素、有益

6、元素、植物营养临界期、营养最大效率期、主动吸收和被动吸收等基本概念。教学方法：课堂教学第一节 植物营养成分1 植物生长发育必需的营养元素1）确定必需营养元素的三条标准：必要性：缺少这种元素植物就不能完成其生命周期不可替代性：缺少这种元素，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。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。目前国内外公认的高等植物所必需的营养元素有16种。它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、鉬、氯。 表1 植物可利用的必需营养元素形态、来源

7、和含量元素 植物可利用形态主要来源 干物质中含量（） 百分率%µg/g大量营养元素 碳(C)CO2空气45150000氢(H)H2O、 H2空气45450000氧(O)H2O水660000氮(N)NO3-、NH4+土壤1.515000磷(P)H2PO4- 、HPO42-土壤1.010000钾(K)K+土壤0.55000钙(Ca)Ca2+土壤0.22000镁(MG)Mg2+土壤0.22000硫(S)SO42-土壤0.11000微量营养元素 铁(Fe)Fe2+、Fe3+土壤0.01100锰(Mn)Mn2+土壤0.01100锌(Zn)Zn2+土壤0.00550铜(Cu)Cu2+土壤0.00

8、220钼(Mo)MoO42-、 HMoO4-土壤0.00220硼(B)H2BO3-、B4O72-土壤0.00066氯(Cl)Cl-土壤0.000010.12）必需营养元素的分组一般以元素含量占干物质重量的0.1%为界线，分为大量营养元素和微量营养元素。大量营养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种; 微量营养元素含量一般在0.1%以下，包括 Fe、B、Mn、Cu、Zn、Mo、Cl等7种。3）必需营养元素的来源碳(C)和氧(H)来自空气中的二氧化碳氢(H)和氧(O)来自水其它的必需营养元素几乎全部是来自土壤。（见表）由此可见，土壤不仅是植物生长的介质，

9、而且也是植物所需矿质养分的主要供给者。2. 肥料的三要素植物对氮、磷、钾的需求量较大，而土壤中含有的、能被植物吸收的有效量较少；同时以根茬归还给土壤的各种养分中氮磷钾是归还比例最小的元素，一般不足10%。因此，氮磷钾元素需要以肥料的形式补充给土壤，通常把氮磷钾称为肥料的三要素，而把氮磷钾肥称为三要素肥料。需要注意的问题十六种营养元素同等重要，具有不可替代性3.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。如：硅（Si）、钠（Na）、钴（Co）、硒（Se）、镍（Ni）。 硅水稻和禾本科植物必需的；钴豆科植物必需；钠藜科植物生长所需。

10、 第二节 植物对养分的吸收植物主要通过根部吸收养分，也可以通过叶部吸收。无论是根部或是叶部吸收，养分都要通过原生质膜。原生质膜是包围在原生质体表面的一层具有选择性的透性膜，它和其它生物膜一样，在养分吸收上有以下5个特点：（1）在膜上存在不同的酶系统，所以各细胞器执行着不同的代谢功能（2）膜是由脂类物质、蛋白质和水分子共同组成的，所以水分子可以自由通过，一些脂溶性化合物也能透过。（3）膜中层的类脂（磷脂）是双分子层，起着细胞膜透性的屏障作用，离子态养料吸收后不易向细胞外扩散。（4）在膜上的类脂是一层有序的流体，称为液晶态。类脂处于液晶时，离子和小分子可以自由通过，处于凝胶状态

11、时不能通过。（5）膜上有各种蛋白质和酶，某些透过酶是养分离子或分子透过膜的载体。一、根对无机养分的吸收根系吸收的养分主要是溶解在土壤溶液中无机离子，如NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+、NO3- 、H2PO4-等，还有少量的有机分子，如氨基酸、糖类、植素等。根系对养分的吸收有主动吸收和被动吸收两种方式。但无论是主动吸收或被动吸收，养分离子必须从土体向根表的迁移。（一）、土壤中养分的迁移1、质流 定义：由于植物的蒸腾作用，根系吸水消耗根表土壤水分，引起土体中的水分携带养分离子由土体向根表迁移的过程。特点：质流方式迁移养分的距离较长，是土壤养分向根表移动、特别是土体中长距离养分

12、迁移的主要方式。 NO3-、Ca2+、Mg2+、SO42-、Cl-等养分离子主要是以质流方式向根表迁移。 影响因素：受作物蒸腾量和土壤溶液的养分浓度的影响。一般，作物蒸腾量大、土壤溶液的养分浓度高，养分以质流的方式迁移的量就大。  根质流、扩散和截获供应玉米养分情况 养分每公顷9500公斤玉米产量所需要的养分（kg/hm2) 供应量(kg/hm2)质流扩散截获N 190150382P 402371K 195351564Ca 40150060Mg 45100015S 226501  2、扩散 定义：由于根系吸收养分，使根表附近的养分与土体养分存在养分离子的浓度差而引

13、起 土壤养分离子由高浓度向低浓度迁移。特点：养分离子迁移的距离较短。阴离子扩散较快(磷酸根除外)；阳离子扩散较慢(阳离 子易被土壤胶体吸附)。50以上的磷钾离子以扩散方式到达根表影响因素；离子的种类、土壤养分离子浓度、土壤含水量、根系活性等因素影响养分扩散。3、截获 定义：根系在土壤中伸长、并与土壤紧密接触，使根系释放的H+和HCO3-与土壤胶体的阴阳离子直接交换而到达根表而被吸收。特点：一般根系表面积仅为土体中的1-3，所以靠截获吸收的养分仅占总养分吸收量的0.2-10。氮占7、磷24、钾7。钙和镁通过截获吸收的较多。影响因素：截获量的多少取决于根系的阳离子代换量。以上三种迁移方式使养分离子

14、向根表富集被植物吸收。其中，磷以扩散为主；氮钙镁以质流为主，钙镁也可通过截获方式被吸收。钾在浓度高时以质流为主，低浓度时以扩散为主。铜锌锰铁主要是扩散；硼质流和扩散各一半；钼含量低时(0.004mg/kg)以扩散为主，含量高时(0.004mg/kg)以质流为主。二）、被动吸收被动吸收： 是离子顺电化学势梯度进行的扩散运动。这一过程不需要能量，也没有选择性，养分离子由浓度高和电位高的根际土壤扩散到根系。养分离子通过质流、扩散或截获首先进入根细胞的自由空间，或称外层空间。自由空间 : 是指根部某些组织或细胞允许外部溶液中离子自由扩散进入的区域。内皮层凯氏带是溶质迁移至中柱的真正障碍。内皮层以外的自

15、由空间包括表皮、皮层薄壁细胞的细胞壁、中胶层和细胞间隙；内皮层以内的自由空间包括中柱各部分的细胞壁、细胞间隙和导管。在内外两个自由空间之间，离子和水分均不能自由扩散。由于细胞壁的主要成分是果胶酸，解离后带负电荷，进入的阳离子多而阴离子少。因而根自由空间中离子存在形态至少有两种：其一是可以自由扩散出入的离子，其二是受细胞壁上多种电荷束缚的离子。前者主要处在根细胞的大孔隙即“水分自由空间”（WFS），后者则处在“杜南自由空间”（DFS）。在自由空间离子不断扩散，紧靠着细胞膜的离子以交换吸附方式吸附在细胞膜上。细胞膜多以蛋白质和磷脂为主，带负电荷，由此吸附近来的阳离子除了交换外，不容易扩散，多集中在

16、杜南空间，阴离子集中在水分空间。由此可见，根部自由空间有较强的贮存养分能力。进入杜南空间的养分离子通过与细胞膜上的阳离子交换，养分可以进入细胞膜内，但必须是顺浓度差进入，这种方式称杜南扩散。被动吸收的另一种方式就是离子交换，包括（1）根系与土壤溶液之间的离子交换；（2）根系表面与黏粒表面间的离子交换。（三）、主动吸收定义：植物细胞逆浓度梯度（化学势或电化学势）、需能量的离子选择性吸收过程。关于主动吸收有两种假说：载体学说和离子泵ATP酶1、载体学说当离子跨膜运输时，离子首先要结合在膜蛋白（即载体）上，着一结合过程与底物和酶结合的原理相同。 S + E ES E + P底物 酶 底物

17、酶 产物 S （外）+ C S C C + S（内）离子 载体 离子载体 载体 离子  载体学说以酶动力学为依据。应用Michaelis-Menten方程可求出： V=Vmax·S/（Km+S）式中： V吸收速率； Vmax载体饱和时的最大吸收速率； Km离子-载体在膜内的解离常数，相当于酶促反应的米氏常数； S膜外离子浓度。 当V=1/2Vmax时，Km=S。根据根系吸收离子的培养试验，用图解法可求得Km值。在外界离子浓度很低，离子被完全消耗之前，净吸收停止。此时外界离子浓度称为最小浓度，以Cmin表示。Barber对Michaelis-Menten方程进行了修正，提出目

18、前广泛使用的离子吸收动力学方程。离子流入量（In）计算公式如下：In=Vmax(C-Cmin)/Km+(C-Cmin)Cmin 是植物从土壤吸收离子的重要因素，决定着离子在根际的扩散梯度。载体学说能够比较圆满地从理论上解释关于离子吸收中的三个基本问题：（i）离子的选择性吸收（ii）离子通过质膜以及在膜上的转移（iii）离子吸收与代谢的关系2、离子泵ATP酶离子泵是存在于细胞膜上的一种蛋白质，在有能量供应时可使离子在细胞膜上逆电化学势梯度主动地吸收。高等植物细胞膜产生负电位的质子（H+）泵主要是结合在质膜上的ATP酶。 ATP酶的水解产生大量质子并泵出细胞质。与此同时，阳离子可反向运入细胞质，这

19、种运输方式称为逆向运输。质子泵维持的电位梯度为阳离子跨膜运输提供了驱动力，而原生质膜上的载体则控制着阳离子运输的速率和选择性。阴离子也能与质子协同运输。在液泡膜上还存在着另一个ATP驱动的质子泵，可能与阴离子向液泡内的运输相耦联。两类ATP驱动的质子泵不仅所在位置不同（原生质膜和液泡膜），而且对阴、阳离子的敏感程度也不同。H+-ATP酶能被一价阳离子激活，其激活力顺序为K+>NH4+>Na+，对阴离子较不敏感。液泡膜H+-ATP酶对一价阳离子很不敏感，但大多数阴离子，尤其是氯化物对它有激活作用。对物质的跨膜运输来说，一般的营养物质，尤其是离子，运输的主要驱动力是引起跨膜电位梯度的H

20、+-ATP酶。离子吸收与酶活性之间有很好的相关性。阴、阳离子的运输是一种梯度依赖型的或耦联式的运输。二、根对有机养分的吸收植物根系不仅能吸收无机养分，也能吸收有机养分。如水稻幼苗可直接吸收氨基酸和酚胺；大麦能吸收赖氨酸；玉米能吸收干氨酸等。一般，植物所能吸收的有机态养分只能是少量的有机态分子，如氨基酸、糖类、磷脂类、生长素和维生素等小分子有机化合物，不是所有的有机养分都能被根系吸收。根系对有机态养分的吸收不同于离子态养分。分子态养分不带电荷，比离子透入更快，但必须经过细胞膜上大小不等的微孔才能透过。一般，脂溶性化合物容易透过膜。 1）脂溶性愈强，愈容易透过（脂质假说）。 2）小分子容易透过膜，

21、大分子较难透过膜，即使是脂溶性分子也不容易透过（分子筛假说）。除了上述被动吸收外，还有主动现象。载体学说认为，有机养分的吸收是由细胞膜上的透过酶作为载体，将养分运入细胞膜内，需要消耗能量，并且具有选择性。植物对大分子有机养分的吸收可能是“胞饮作用”。细胞进行“胞饮”时，原生质先内陷，把许多大分子有机养分包裹起来形成胞饮体小囊泡，小囊泡逐渐向细胞内部移动，而后进入细胞质中，最后胞饮体小囊泡破坏解体，有机养分进入细胞质中。胞饮作用是一种需要能量过程，在植物细胞内不经常发生，只是在特殊情况下，如大分子有机养分，植物细胞才发生胞“饮作”用。三、 根外营养（叶部吸收）根外营养是矿质养分以气态（如SO2、

22、CO2、NH3、NOx等）或水溶液通过气孔和角质层进入茎、叶的一种途径。叶片角质层和气孔是叶片吸收养分的部位。叶片角质层的厚薄及气孔的多少影响进入细胞养分的多少和快慢。（一）、根外营养的机制水生植物的叶片是吸收矿质养分的部位，而陆生植物因叶表皮细胞的外壁上覆盖有蜡质及角质层，对矿质元素的吸收有明显障碍。角质层有微细孔道，也叫外质连丝，是叶片吸收养分的通道。（二）根外营养的特点优点:1. 直接供给养分，防止养分（如P、Fe、Mn、Cu、Zn等）在土壤中固定和转化，肥料的利用率较高2. 见效快 叶部营养对养分吸收比根部快，能及时满足植物需要3. 节省肥料，经济效益高 叶部喷施一般为土壤施肥量的10

23、-20。4. 利于植物生长后期追肥 5. 能促进根系的生长6. 适用与盐渍化地区和微肥的施用。叶面施肥的局限性1）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2）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3）受天气影响,下雨、刮风时不能使用4）费工、费时总之，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。（三）、 影响根外营养吸收的条件1、 营养液的组成(1)不同植物对养分的需求不同忌氯作物忌施Cl-的肥料；(CH2O)多的作物，多施用磷钾肥以促进糖的合成和运转；禾谷类作物后期喷磷能促进作物

24、的早熟。(2)不同养分的吸收速率不同 KClKNO3KH2PO4; 无机盐有机盐; 尿素硝酸盐铵盐 2、 营养液的浓度在一定浓度范围内，矿质养分进入叶片的速率和数量随浓度的提高而增加，但浓度过高会灼伤叶片。 因此，在不受肥害的前提下，适当提高喷施的浓度，能提高叶部营养的效果。不同植物适宜浓度不同，如禾本科植物喷施尿素浓度为2.0%，蔬菜仅为0.2%-0.3%。一般大量元素浓度为0.5%-2%，微量元素浓度为0.02%-0.5%。幼龄叶片浓度要稀一些，成熟叶片浓度可大一些。3、 营养液的pH原生质是两性胶体，叶片在酸性条件下吸收 阴离子多，在碱性条件下吸收阳离子多。因此，若主要供应阳离子时，喷施

25、液调整到微碱性；若主要供应阴离子时，喷施液调整到微酸性。但需要注意，喷施液不要过酸或过碱，以免灼伤叶片。4、 叶片性质与养分吸收双子叶植物的叶面积大，叶片角质层薄，喷施效果好；单子叶植物则相反，叶面积较小，叶片角质层较厚，喷施液不易透过。施用时可以加入0.10.2的洗涤剂等表面活性剂，以增加粘着力，提高叶片喷施的效果，也可增加浓度或喷施次数。从叶片结构来看，叶表面的表皮组织下是比较致密的栅栏组织，叶片的背面是海绵组织、比较疏松，吸收快，一般应喷施叶片的背面。5、 溶液与叶片的湿润时间 要求喷施后保持叶片湿润时间30-60分钟，吸收速度快，吸收量大，并且剩余的也会逐渐被吸收。因此，喷施一般在早晨

26、或傍晚进行；下雨后应重喷。6、 喷施的部位和次数喷施的次数为2-3次。另外，叶部营养供给养分数量少，仅能作为养分的辅助手段。大多用在作物生长后期禾微肥上。 7、 温度温度对营养元素进入叶片有间接影响。温度下降，叶片吸收养分减慢。但温度较高时，液体易蒸发，也会影响叶片对矿质养分的吸收。第三节 影响植物吸收收养分的环境条件植物吸收养分因外界条件的不同而不同，影响植物吸收养分的外界条件主要有：光照、温度、水分、通气、反应、养分浓度和元素间的相互作用等方面。一、光照：作物根部吸收养分所消耗的能量，由呼吸过程供给，凡是能影响根部呼吸的外界因素，也都能影响根部对养分的吸收。（1）根部呼吸作用是依靠分解光合

27、作用所产生的有机养分来释放能量的，而光照直接影响着光合作用的强弱，也就是说光照的充足与否，直接或间接的影响着根对养分的吸收。 （2）根部对养分的吸收也直接影响着作物地上部分生长的好坏。一般根部吸收能力较强，地上部分生长也稳健，则能更多利用光能，提高光能的利用率。二、土壤温度 温度影响：1）土壤养分的有效性，2)微生物的活性，3)根系的活力和吸收能力。根系生长的最适温度15-25。在一定的范围内随温度提高， 呼吸作用增强，吸收养分的速率增加，吸收数量也增加。当温度下降时植物的呼吸作用减弱，养分的吸收数量也随知减少。但温度超过40，根系老化，酶蛋白的活性下降，养分吸收数量就明显减少。但需要说明的是

28、：低温对阴离子吸收的影响大于阳离子。温度对磷钾吸收的影响比氮明显。土壤温度低于10时，根系对磷的吸收比较困难。因此，越冬类作物上要增施磷钾肥、特别是磷肥，以提高其抗寒能力。另外，不同植物对温度的反应也不同。三、土壤水分 水分是生命活动的重要因素，其对植物吸收养分的影响是多方面的：1） 土壤水分是根系生长的必要条件2） 土壤水分是养分和施入肥料的溶剂，只有溶解在土壤水分中的养分才能被作物根系吸收及土壤中迁移3） 土壤水分是土壤中有机养分矿化和无机养分转化的必要条件4） 土壤养分在土体内的迁移、植物的被动吸收与土壤水分密切相关5） 土壤水分影响土壤中离子的溶解度、土壤氧化还原状况，也间接影响离子的

29、吸收四、土壤通气条件1） 根系的呼吸作用 2） 有毒物质的产生 3） 土壤养分的形态和有效性 五、土壤酸碱度1）影响土壤养分的有效性 2） 影响阴阳离子的吸收 第四节 养分的平衡及相互关系一、养分平衡养分平衡:是指植物最大生长速率和产量必需的各种养分浓度间的最佳比例和收支平衡。作物在整个生育期中需要许多养分且数量的差异较大，这种差异是由作物的营养特性决定的。作物主要从土壤中吸收各种养分，但有效养分的数量并不一定符合作物的需要，常常需要通过施肥解决，这就是养分平衡。因此土壤养分平衡也使作物正常生长的重要条件之一。如果施用肥料过多，尤其是偏施某一种肥料或养分，破坏了养分平衡，作物的生长也会受到影响

30、。这种人为施肥造成的养分比例不均衡，称为养分比例失调。养分比例失调会引起作物对某些养分吸收的减少。氮肥施用量过大而不注意施用磷钾肥，不仅会造成减产，而且会影响产品的品质。如棉花施用氮肥过多，前期生长过旺，体内的C/N比例失调，造成落花落果。果树和蔬菜产品含糖较多，在氮肥用量较大时，作物吸收了大量的氮素，体内的碳水化合物用于合成氨基酸和蛋白质，从而降低了其含糖量，影响品质和耐贮性。如果在施氮的基础上施用磷钾肥，就调节了土壤中养分的平衡，使产量提高，品质改善。二、离子间的相互关系植物从土壤中吸收的养分主要是离子态的，离子之间的相互关系对植物的吸收影响很大。根据离子间相互作用的特点，把离子间的关系分

31、为两类。（一）离子间的拮抗作用是指介质中某一离子的存在或吸收能抑制植物对另一离子吸收或运转的现象。离子间的拮抗作用主要表现在离子的选择性吸收上，是由离子的种类和浓度决定的。阴离子和阴离子间、阳离子和阳离子间在质膜上会发生竞争和对抗。常见的离子间的对抗关系有:1. 一价阳离子间：K+与Cs+、Rb+；2. 二价阳离子间：Mg2+与Ca2+；3. 不同价阳离子间：NH4+与Ca2+、K+，Mg2+与Na+，Ca2+与K+、Na+；4. 阴离子间NO3-与H2PO4-、Cl-。（二）离子间的协助作用介质中某一离子的存在或吸收能促进植物对另一离子吸收或运转的现象。 阴离子与阳离子间、阳离子与阳离子间。

32、“维茨效应” : 溶液中Ca2+、Mg2+、Al3+等二价或三价阳离子的存在，特别是Ca2+的存在能促进一价阳离子K+、Br-、Rb+等的吸收；并且钙离子不是影响代谢而是影响质膜。1.Ca2+的存在促进NH4+、K+的吸收（质膜透性）2.NO3-、 H2PO4-、SO42-促进阳离子Ca2+、K+，Mg2+的吸收（因为细胞膜要保持电荷的中性，过多的吸收阴离子必须有其它阳离子来补偿电荷，从而促进了阳离子的吸收）；3.氮素含量低时Ca2+能促进磷的吸收，氮素含量高时Ca2+促进钾的吸收；4.NH4+存在有助于H2PO4-的吸收。第五节 植物的营养特性一、植物营养的共性和个性：共性：高等植物生长发育

33、必需16种营养元素，这些营养元素是所有高等植物生活所必需的。个性： 虽然各种植物都需要以上各种营养营养元素，但（1）不同植物，（2）同种植物在不同的生育期，所需的养分也是不同的，（3）甚至个别植物还需要特殊的养分，如，水稻需要Si；豆科植物固N需要微量Co；块茎块根类植物需要较多钾；油菜能很好利用磷矿粉中的P，而小麦利用能力就很弱；粳稻比籼稻需要养分多，杂交水稻根系发达，吸收养分能力强；水稻在营养生长期适于NH4N，到生殖生长期间则适于NO3N，烟草则以NO3N较为适合茶树是叶用植物，N素尤为重二、植物营养的阶段性 植物从种子到种子的一世代间，一般要经历不同生育阶段。在这些阶段中，除前期种子自

34、体营养阶段和后期根部停止吸收养分阶段外，其它生育阶段中都要通过根系从土壤中吸收养分。植物的生长期：是指从种子到种子的过程。虽然植物的代谢过程是在整个生长期进行的，但从外界吸收养分的时期并不是整个生长期。植物营养期：是指开始从外界吸收养分到停止从外界吸收养分的时期。一般生长期长，营养期也长。营养期短的作物以基肥为主，并早施追肥；营养期长的作物，追肥的比例应当提高，分次施用，且以基肥辅助，适当的施用缓效性肥料。植物营养期中对养分的要求有两个极其重要的时期，如能及时满足这两个时期对养分的需求，能显著的提高产量、改善品质。1、植物营养临界期 是植物对养分浓度比较敏感的时期，多为植物生长的前期。这一时期

35、对养分需要的绝对数量并不太多，但很迫切，如果此时营养元素缺乏或过多或元素间的不平衡，对植物的生长发育和产量产生很大的影响，且后期难以弥补和纠正的时期。如磷的营养临界期在苗期， 玉米在出苗后1周，棉花在出苗后10-20天；小麦磷素在分蘖始期。氮的临界期比磷稍后一些，一般在营养生长到生殖生长过渡时期，小麦的在分蘖和幼穗分化两个时期；玉米在幼穗  冬小麦各生育期中养分吸收百分量（%）生育期NP2O5K2O越冬期14.49.16.9返青2.61.92.8拔节23.818.030.3孕穗17.225.736.0开花14.037.924.0乳熟20.0完熟8.07.4 棉花各生育期中养分吸收百分

36、量（%）生育期NP2O5K2O出苗-真叶0.780.590.21真叶-现蕾9.965.211.90现蕾-开花32.7628.8017.20开花-成熟56.5065.4080.60 分化期；棉花在现蕾初期。如果此时缺氮，小麦的分蘖减少、花数量少，棉花现蕾速度慢、蕾数少、易脱落。植物营养临界期的养分供应主要靠基肥或种肥供应。2、 植物营养最大效率期是指养分需要量最多，且施肥能获得最大效应的时期。植物营养最大效率期往往在植物生长最旺盛的时期，此时植物吸收养分的绝对数量和相对数量最多，如能及时满足此时期作物对养分的需要，增产效果极为显著。植物营养最大效率期的施肥是以追肥的方式施入的。

37、0;第六节 合理施肥的原则一、养分归还学说 植物以不同方式从土壤中吸收矿质养分，使土壤养分逐渐减少，连续种植会使土壤贫瘠，为了保持土壤肥力，就必须把植物带走的矿质养分和氮素以施肥的方式归还给土壤。二、最小养分律作物产量受土壤中相对含量最少的养分所控制，作物产量的高低则随最小养分补充量的多少而变化。三、报酬递减律随着投入的增加,作物产出增加,但单位投入的产出是逐步减少的。 思考题1、概念：必需营养元素、 有益元素、 肥料三要素、根部营养、质流、 扩散 、 截获、 根外营养、主动吸收 、 离子对抗作用、 离子相助作用 、 维茨效应、 作物营养临界期、作物营养最大效率期、养分归还学说、最小

38、因子律、报酬递减律 2、离子被动吸收和主动吸收的区别是什么？3、养分吸收动力学参数Km、Vmax是什么意义？4、不同浓度下，养分吸收曲线有何不同？5、离子间的相互作用如何影响养分的吸收？6、什么是养分的临界期、养分最大效率期？7、叶面营养有哪些特点？8、在哪些情况下应用根外施肥技术效果较好？9、影响根部吸收养分的因素有哪些10、影响叶面追肥效果的因素有哪些？11、施肥应该遵循的原理有哪些？   第三章 氮肥学 时：3主要内容；氮素的营养作用，作物对氮素的吸收，氮素缺乏和过量的症状，氮肥的种类、性质和施用，氮肥的合理施用。本章重点：氮素缺乏和过量的症状，作物对NO3-N、NH

39、4+-N、酰胺态氮的同化和利用；NO3-N、NH4+-N、酰胺态氮肥的特点和施用，提高氮肥利用率的有效途径。教学方法：课堂教学与实验 第一节 氮素的营养作用一、植物体内氮的含量 一般植物含氮量约占植物体干物质重的0.3%-5%,而含量的多少与植物种类、器官、发育阶段有关。二、植物体内氮的分布、不同作物种类含量不同 豆科植物含有丰富的蛋白质，含氮量也高。按干重计，大豆含氮2.25%，紫云英含氮2.25%；而禾本科作物一般含氮量较低，大多在1%左右。同为禾本科作物，小麦>小麦>水稻、作物不同器官含量不同 一般，幼能器官和种子中含氮量较高，而茎杆含量较低，尤其是老熟的茎杆含量更

40、低。如小麦子粒含氮量为2.0%-2.5%，而茎杆仅为0.5%左右；豆科作物子粒含氮量为4.5%-5%，而茎杆仅为1.4%。、作物不同生育时期含量不同 在各生育期中，作物体内氮素的分布在不断变化。在营养生长阶段，氮素大多集中在茎叶等幼嫩器官，当转入生殖生长时，茎叶中的氮素就向子粒、果实、块根或块茎等储藏器官转移；成熟时，大约有70%的氮素已转入种子、果实、块根或块茎等储藏器官。如水稻，分蘖期含量高于苗期，通常在分蘖盛期含量达到最高峰，其后。随生育期推移而逐渐下降。4、供氮水平 氮素的含量和分布，明显受施氮水平和施氮时期的影响，随施氮量增加，作物各器官中氮的含量均有明显提高。通常是营养器官的含量变

41、化大，生殖器官则变动小，但生长后期施用氮肥，则表现为生殖器官中的含氮量明显上升。三、氮在植物生长发育中的作用、蛋白质的重要组分（蛋白质中平均含氮16%-18%）、核酸和核蛋白质的成分、叶绿素的组分元素、许多酶的组分（酶本身就是蛋白质）5、氮还是一些维生素的组分，而生物碱和植物激素也都含有氮。四、氮素缺乏和过量的症状叶片黄化，植株生长过程迟缓.苗期植株生长受阻而显得矮小、瘦弱，叶片薄而小。禾本科作物表现为分蘖少，茎杆细长；双子叶则表现为分枝少。若继续缺氮，禾本科作物表现为穗小粒瘪早衰。氮素是可以再利用的元素，作物缺氮的显著特征是下部叶片首先失绿黄化，然后逐渐向上部叶片扩展。 第二节 第

42、二节           氮肥的种类、性质与施用氮肥生产是我国化肥工业的重点，氮肥产量占化肥总产量的绝大部分。氮肥种类很多，大致可分为铵态氮肥（NH4+）、硝态氮肥（NO3-）、酰胺态氮肥和长效氮肥。各类氮肥的性质、在土壤中的转化和施用即有共同之处，也各有特点。 一、铵态氮肥含有铵离子（NH4+）或氨（NH3）的含氮化合物。包括碳酸氢铵（NH4CO3）、硫酸铵(NH4）2SO4)、氯化铵（NH4Cl）、氨水（NH4OH）、液氨（NH3）。它们的共同特点是：（1）易溶于水，是速效养分。作物能直接吸

43、收利用，能迅速发挥肥效（2）易被土壤胶体吸附，不易淋失 铵态氮肥易被土壤胶体吸附，部分还进入粘土矿物晶层间。因此，铵态氮肥在土壤中移动性小，不易淋失，肥效比硝态氮肥慢，但肥效长；即可作追肥，也可作基肥。（3）碱性条件下易发生氨的挥发损失 NH4+-N肥宜表施。在石灰性土壤上会引起NH3的挥发损失；而酸性土壤上则不会发生挥发损失。（4）高浓度的NH4+易对作物产生毒害，造成“氨的中毒”。（5）作物吸收过量的铵会对Ca2+、Mg2+、K+的吸收产生抑制作用。（6）铵态氮肥不能与碱性物质混和贮存和施用，以免造成氨的挥发损失。  （一）、液氨（NH3）1、含量和性质含N 82.3。

44、由合成氨工业制造的氨直接加压、冷却、分离而成的高浓度液体肥料。呈碱性反应，常温常压下呈气态，比重0.617，浮点33.3,冰点77.8；贮存时需要特殊的容器，施用也需要特殊的施肥机。施入土壤后很快转化为NH4OH，被土壤胶体吸附或发生硝化作用。因此，短时间内土壤碱性增强，但长期施用不会给土壤带来危害。2、施用深施。用施肥机具施用，施在耕作层的中下部，即1520cm。不要与皮肤直接接触，以免造成严重的冻伤。 （二）、氨水（NH3.H2O）1、 含量和性质含氮1517 。呈液态，易挥发损失氨，也易中毒。氨的浓度越高、气温越高挥发越大。pH10左右，呈碱性反应，具有强烈腐蚀性。施入土壤后，

45、短时间内会解除碱性，这主要是因为：土壤解离的H+和OH离子，作物选择性吸收解离的H+，硝化作用产生的硝酸等，中和氨水的碱性。2、施用可作基肥、追肥，不宜作种肥。深施并覆土。耐腐蚀容器贮存，置阴凉干燥处保存。也可通入CO2，形成NH4HCO3、(NH4)2CO3或表面撒矿物油，减少挥发。不宜与种子一起贮存，以免影响种子发芽。为减少挥发，施用时应采取：稀释1920倍，并深施；加入吸附性物质如泥土、泥炭；阴天、早晨、傍晚施用，起稀释作用；减少与叶片的接触，以免灼伤叶片。 （三）、碳酸氢铵（NH4HCO3） 1 、含量 和性质含氮17%左右。 它是在氨水中通入CO2，离心、干燥而成，其制造流

46、程简单，能量消耗低，投资省，建设速度快。 白色细小的结晶，易溶于水，速效性肥料；肥料水溶液pH8.2-8.4，呈碱性反应；化学性质不稳定，易分解挥发损失氨；含水量<0.5时NH4HCO3不易分解；对热的稳定性差，高温下易引起分解。应密封、阴凉干燥处保存。贮存、运输过程中，易发生潮解、结块。施入土壤后，碳酸氢铵很快发生解离为均能被作物吸收利用的NH4+和HCO3-，不残留任何副成分。因此长期施用不会给土壤带来任何影响。2、施用可作基肥、追肥，但不易作种肥；因本身分解产生氨，影响种子的呼吸和发芽。深施并覆土，以防止氨的挥发。粒肥，能提高利用率，但需提前施用。一般水田提前45天，旱作提前610

47、天；用量可较粉状减少1/41/3。 （四）、硫酸铵(NH4)2SO41、含量和性质硫酸铵简称硫铵，是应用较早的固态氮肥品种，一般称为标准氮肥。含氮量：2021N。纯品为白色结晶，有少量杂质时多呈微黄色。物理性状良好，不吸湿、不结块。但是，若制造过程加入过多硫酸或环境湿度大时，会吸湿结块。易溶于水，肥料水溶液呈酸性反应。化学性质稳定，常温常压下不挥发、不分解。碱性条件下，发生氨的挥发而损失氮。因此，硫酸铵不能与碱性物质混合贮存和施用。属于生理酸性肥料。长期施用会使土壤酸度增强。酸性土壤施用硫铵，会使土壤酸性增强，应配施石灰，但注意石灰与硫铵应分开施用；石灰性土壤含有大量CaCO3，施用

48、硫铵对土壤酸度的影响较小，但会引起氨的挥发损失，应深施。 2、施用适宜作基肥、追肥和种肥作种肥和追肥效果较好；若作拌种肥要干拌，且随拌随播；拌种时最好与腐熟的有机肥以1：比例混匀后拌种，以免局部盐分浓度过高，影响发芽。适宜各种作物，喜硫作物施用效果更好。稻田不宜长期施用 稻田长期施用会使SO42-在土壤中大量积累，嫌气条件下产生FeS和H2S，影响水稻根系的呼吸，发生水稻的黑根病。深施并覆土，特别是在石灰性土壤上。在有机肥施用的基础上，施用量为1525kg/亩。 （五）、氯化铵 （NH4Cl ） 1、含量和性质氯化铵简称氯铵，含氮量为2425N，由合成氨工业制成的氨与制碱工业相联系而

49、制成的。物理性状较好，吸湿性略大于硫酸铵。易溶于水，肥料水溶液呈酸性反应。化学性质稳定，不挥发、不分解。2、施用1)适宜作基肥、追肥，不宜作种肥。2)适宜稻田长期施用。因为：稻田Cl-易淋失，不会给土壤带来危害；土壤中Cl-的存在能抑制亚硝化毛杆菌的活性，从而抑制土壤中NH4转化为NO3的硝化作用，减少了NO3的淋失。3)忌氯作物不要施用，以免影响作物产量、特别是品质。如果施用含有Cl¯的肥料应播种前早施，使Cl-淋失掉。4)适宜于棉麻类作物。Cl-的存在有利于碳水化合物在地上部的积累，增加纤维的强度和长度。5) 碱性条件下，发生氨的挥发损失氮。因此，不能与碱性物质混合贮存合施用。6

50、)属于生理酸性肥料。由于作物的选择性吸收，会引起环境的酸化。氯化铵施入土壤后对土壤的影响大于硫铵，长期施用会使土壤酸度增强和土壤Ca2+的大量淋失，因CaCl2的溶解度大于CaSO4。大量施用氯化铵（特别是酸性土壤）应配施石灰和有机肥料。7) 深施覆土，特别是在石灰性土壤上。 二、 硝态氮肥（NO3-）硝态氮肥的共性（1）白色结晶，易溶于水，属速效性氮肥。(2) 易淋失不易被土壤胶体吸附，易淋失。(3) 作物吸收过量NO3-不会发生中毒现象。(4) 嫌气条件下，易发生反硝化作用，生成N2、N2O等损失氮素氮素损失的途径之一。(5)吸湿性较大，物理性状较差。(6)易爆、易燃，贮存和运输

51、过程中应采取安全措施 (7)易淋失稻田施用淋失更多，渗透到还原层易引起反硝化作用，以气态氮方式损失氮素。 （一）、硝酸铵（NH4NO3）1、含量和性质含氮3334。白色结晶，含杂质时呈淡黄色，易溶于水，速效。吸湿性强溶解时发生强烈的吸热反应。贮存和堆放不要超过3米，以免受压结块。易爆易燃，属热不稳定肥料，运输过程中振荡摩擦发热，能逐渐分解放出NH3。施入土壤后，NH4+和NO3-能被作物吸收。2、施用适宜作追肥、种肥，一般不作基肥。追肥要少量多次；作种肥时注意用量，并尽量不使其与种子直接接触，小麦拌种每亩不超过2.5kg且干拌。适宜各种作物和土壤。不宜与有机肥混合施用 易造成嫌气条件

52、，发生硝化作用。不宜水田施用 避免硝态氮的淋失和反硝化损失氮。 二）、硝酸钠（NaNO3）1、含量和性质简称智利硝石,含氮1415。白色结晶，易溶于水，速效。吸湿性强，易潮解。生理碱性肥料。含有Na+，不适合盐碱土上施用。2、施用适于旱地，以减少淋失。作追肥，少量多次。经济作物、特别是喜Na+作物如萝卜、甜菜、十字花科作物施用效果较好。少量多次施用。并注意土壤的次生盐渍化。  三、酰胺态氮肥尿素（CO(NH2)2 ）1、含量和性质含N4246，含氮较高，固态肥料含N最高的单质氮肥。结构：H2NCONH2，是化学合成的有机小分子化合物。白色针状或棱柱状结晶。易溶于水，易吸湿，

53、特别是在温度大于20、相对湿度80时吸湿性更大。目前加入疏水物质制成颗粒状肥料，以降低其吸湿性。尿素制造过程中，温度过高，会产生缩二脲，尿素中缩二脲含量应<2.0%。2、施入土壤后的转化20左右借助于氢键和范德华力以分子吸附的形式被土壤胶体吸附，吸附力较弱，易淋失。因此，尿素施入土壤后不要浇大量的水，以免造成尿素的淋失。大部分CO(NH2)2 NH4HCO3+(NH4)2CO3+NH4OH（在脲酶作用下）3种氮均不稳定，易解离产生NH3。因此尿素应深施。脲酶的活性受土壤温度、水分、酸度的影响。中性、温度较高、水分适宜时转化较快；温度为7转化率100时需要710天，温度为30时仅需1天。尿

54、素中的缩二脲施入土壤后也会发生转化，旱地29天有60分解成NH4HCO3，而水田分解较快。施入土壤后对土壤pH值的影响较小，尿素转化为NH4+-N后，局部碱性增强，随硝化作用的进行和作物的吸收，平缓了土壤酸度的变化。不残留任何副成分。3、施用适宜各种作物和土壤。稻田宜作基肥 不要急于灌水，因尿素施用初期具有流动性。肥效较NH4+-N和NO3-N肥慢 尿素在土壤中的转化需要一段时间；因此，作追肥时，要提前45天施用，作水稻追肥要施到浅水层。不提倡作种肥 尿素分解产生NH4HCO3、(NH4)2CO3和NH4OH，挥发产生氨，影响种子的呼吸和发芽。 另外，尿素肥料中含有的缩二脲是植物生长的紊乱剂。若作种肥，用量要限制，并且避免与种子直接接触。尿素品质鉴定指标：含N量和缩二脲含量。尿素适宜作根外追肥，喷施浓度0.2-2%。因 为：A)尿素为中性有机小分子，电离度较小（1.5×10-4），对作物茎叶损伤小；B)尿素分子体积较小（0.99）。C)尿素是水溶性的，又具吸湿