第四章 植物营养与施肥

1、第四章第四章 植物营养与施肥原理植物营养与施肥原理（Plant nutrition and fertilizer principles）4-1 植物对养分的吸收植物对养分的吸收 Nutrient uptake of plantNutrient uptake of plant 一、植物必需营养元素一、植物必需营养元素 （Essential nutrients of plant）中量中量 营养元素营养元素Secondary nutrients 大量大量 营养元素营养元素Macronutrients微量微量 营养元素营养元素Micronutrients 肥料三要素肥料三要素(一一) 吸收部位吸收部位

2、二、植物根对养分的吸收二、植物根对养分的吸收 （ Root nutrients uptake of plant）根尖的根毛区根尖的根毛区（成熟区）（成熟区）(二二) 养分向根部迁移的方式养分向根部迁移的方式截获截获 Interception 根根土壤土壤 质流质流 Mass flow扩散扩散 Diffusion(三三) 根部对养分的吸收根部对养分的吸收1、被动吸收（被动吸收（Passive uptake） 顺浓度梯度的吸收过程，不消耗能量顺浓度梯度的吸收过程，不消耗能量（1）扩散、质流等）扩散、质流等（2）离子交换）离子交换2、主动吸收（主动吸收（Active uptake） 逆浓度梯度的吸收

3、过程，消耗能量，有选择性逆浓度梯度的吸收过程，消耗能量，有选择性（1）载体学说）载体学说（2）离子泵学说）离子泵学说3、胞饮作用（胞饮作用（Pinocytosis） 通过细胞膜的内折作用摄取物质进入细胞，消通过细胞膜的内折作用摄取物质进入细胞，消耗能量耗能量三、根外营养三、根外营养（一）根外营养的机制（一）根外营养的机制 根外营养是作物吸收养分的另一种方式；根外营养是作物吸收养分的另一种方式； 根外营养的部位是茎叶，主要是根外营养的部位是茎叶，主要是叶叶； 叶部吸收可通过植物叶片的角质层上的叶部吸收可通过植物叶片的角质层上的裂缝裂缝进入；进入； 叶背面叶背面是比较疏松的海绵组织，细胞间隙大，是

4、比较疏松的海绵组织，细胞间隙大，孔道细胞多，吸收养分比上表皮快。孔道细胞多，吸收养分比上表皮快。（二）根外施肥的特点：（二）根外施肥的特点：1、提高肥料利用率（无土壤中的固定作用）；提高肥料利用率（无土壤中的固定作用）；2、用量少，经济效益好：、用量少，经济效益好：用量是土壤施用的用量是土壤施用的1/5 1/10；3、有利于作物后期和密植作物的追肥；、有利于作物后期和密植作物的追肥；4、吸收转化快：、吸收转化快：32P肥示踪表明，肥示踪表明，5分钟后各器官有分钟后各器官有PO43-；5、是施肥的辅助性方法，需与主要措施配合。、是施肥的辅助性方法，需与主要措施配合。 （二）影响根外施肥的因素：（

5、二）影响根外施肥的因素：1、养分种类：、养分种类：氮肥：氮肥： 尿素尿素硝态氮肥硝态氮肥铵态氮肥铵态氮肥钾肥：钾肥：KClKNO3KH2PO42、溶液的、溶液的pH值值 溶液酸性，有利于溶液酸性，有利于H2PO4-、SO42-、BO33-、NO3-等阴离子的吸收。等阴离子的吸收。 溶液碱性，有利于溶液碱性，有利于NH4+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+等阳离子的吸收。等阳离子的吸收。3、溶液与叶面接触时间、溶液与叶面接触时间 喷肥后保持叶片湿润喷肥后保持叶片湿润3060min，吸收最快，吸收最快 无风傍晚喷肥最好，遇雨重喷无风傍晚喷肥最好，遇雨重喷 营养液加湿润剂营养液加湿润剂4、叶片部位

6、、叶片部位 叶背面有气孔，易吸收叶背面有气孔，易吸收 叶正面液体易存留，注意喷施叶正面液体易存留，注意喷施6、喷施次数、喷施次数 不移动性的元素（不移动性的元素（B、Ca）和部分移动的元素）和部分移动的元素（Fe、Cu、Mo、Zn等）须增加喷施次数，并等）须增加喷施次数，并喷在吸收部位喷在吸收部位5、作物种类、作物种类 双子叶植物：双子叶植物： 叶片大，角质层薄，有利吸收叶片大，角质层薄，有利吸收 单子叶植物：单子叶植物： 叶片小、厚，加大喷施浓度叶片小、厚，加大喷施浓度4-2 施肥的基本原理施肥的基本原理 Basic principles of fertilizerBasic princip

7、les of fertilizer一、养分归还学说一、养分归还学说 （Theory of nutrient returns） 随着作物的每次收获（包括籽粒和茎杆）随着作物的每次收获（包括籽粒和茎杆） 必然要从土壤中取走一定的养分；必然要从土壤中取走一定的养分； 如果不正确地归还养分于土壤，地力必然如果不正确地归还养分于土壤，地力必然 会下降；会下降； 要想恢复地力，就必需归还从土壤中取走要想恢复地力，就必需归还从土壤中取走 的全部东西；的全部东西； 为增加产量，就应该向土壤中施加灰分元素为增加产量，就应该向土壤中施加灰分元素 十九世纪四十年代，十九世纪四十年代，LiebigLiebig（李比希

8、，德）提（李比希，德）提出出1、主要思想、主要思想通过施用有机肥料通过施用有机肥料通过施用无机肥料通过施用无机肥料2、归还方式、归还方式3、实践指导意义、实践指导意义调节土壤和人类之间的物质交换，不以养分归还调节土壤和人类之间的物质交换，不以养分归还为基础的耕作是掠夺性的耕作制度；为基础的耕作是掠夺性的耕作制度；对化肥工业的兴起和发展起到了巨大的推动作用对化肥工业的兴起和发展起到了巨大的推动作用（氮、磷、钾）。（氮、磷、钾）。二、最小养分律（二、最小养分律（Law of the minimum） 1843年年Libieg在在化学在农业和植物生理化学在农业和植物生理学上的应用学上的应用第二版中提

9、出。第二版中提出。1、含义、含义 作物的生长和产量的高低受最小的养分所限作物的生长和产量的高低受最小的养分所限制，制， 当一种必需的养分缺乏或不足，其它养分当一种必需的养分缺乏或不足，其它养分含量虽多，作物也不能正常生长。含量虽多，作物也不能正常生长。2、“木桶理论木桶理论” 最小养分随条件而变化最小养分随条件而变化3、限制因子率、限制因子率 1905年英国年英国Blackman把最小养分律扩大到养分以外把最小养分律扩大到养分以外的生态因子，这就是限制因子律，即作物的产量受各的生态因子，这就是限制因子律，即作物的产量受各种生态因子中最低因子的影响，任何一个生态因子不种生态因子中最低因子的影响，

10、任何一个生态因子不足，都可成为影响作物生长的限制因子。足，都可成为影响作物生长的限制因子。4、实践意义、实践意义 强调施肥要有针对性；帮助我们发现和把握生强调施肥要有针对性；帮助我们发现和把握生产上限制作物生长的主要矛盾。产上限制作物生长的主要矛盾。三、报酬递减律三、报酬递减律 Law of the diminishing returns18世纪世纪Turgot和和Anderson（经济学家）提出（经济学家）提出1 1、含义、含义 从一定土地上所得到的报酬，随着向该土地投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增加，但随着投入的单入的劳动和资本量的增大而增加，但随着投入

11、的单位劳动和资本量的增加，报酬的增加却逐渐减少。位劳动和资本量的增加，报酬的增加却逐渐减少。 产量与施肥量之间的关系符合报酬递减律，随着产量与施肥量之间的关系符合报酬递减律，随着施肥量的增加，产量增加，但单位施肥量的增产效施肥量的增加，产量增加，但单位施肥量的增产效应随施肥量的增加而减少。应随施肥量的增加而减少。2、米采利希学说（、米采利希学说（Theory of Mitscherlich）产量产量施肥量施肥量1432567Y=A(1-e-cx)7 6 2 13、实践意义、实践意义揭示了作物产量与施肥量之间的一般规律；揭示了作物产量与施肥量之间的一般规律；第一次用函数第一次用函数Y=A(1-e

12、-cx)关系反映了肥料递减关系反映了肥料递减规律；规律；使肥料使用由经验型、定型化走向了定量化。使肥料使用由经验型、定型化走向了定量化。4-3 施肥技术施肥技术Fertilizer practiceFertilizer practice不合理施用化肥的危害不合理施用化肥的危害环境压力环境压力 对地下水的污染（硝酸根积累）对地下水的污染（硝酸根积累） 对地表水的污染（富营养化）对地表水的污染（富营养化） 对大气的污染（温室效应）对大气的污染（温室效应） 对土壤的破坏（理化性质变差、化肥副成分的污染）对土壤的破坏（理化性质变差、化肥副成分的污染）能源压力能源压力农产品产量品质压力农产品产量品质压力

13、合理施肥技术包括合理施肥技术包括施肥量施肥量、施肥时期施肥时期、施肥方施肥方法法、养分配比养分配比等，核心是等，核心是施肥量施肥量的确定。的确定。一、施肥量的确定一、施肥量的确定养分平衡法养分平衡法 以作物与土壤之间以作物与土壤之间养分供求平衡养分供求平衡为目的，根据为目的，根据作物需肥量与土壤供肥之差，求得实现计划产量所作物需肥量与土壤供肥之差，求得实现计划产量所需肥料量。需肥料量。（1）作物吸收养分量 =土壤供应养分量+肥料供应养分量（2）肥料供应养分量 =施肥量肥料养分含量肥料利用率 计划产量所需养分量计划产量所需养分量（Kg/ha）土壤供肥量（）土壤供肥量（Kg/ha）施肥量施肥量(K

14、g/ha) 肥料养分含量（）肥料养分含量（）肥料利用率（）肥料利用率（）100kg计划产量计划产量需肥量=每产量吸收养分量100（一）计划产量需肥量（一）计划产量需肥量 计划产量：当地前计划产量：当地前3年平均产量的年平均产量的110115 每每100kg产量吸收养分量产量吸收养分量（植株各部位质量（植株各部位质量各部分养分含量）各部分养分含量）作物作物收获物收获物 N P2O5 K2O水稻水稻冬小麦冬小麦春小麦春小麦玉米玉米甘薯甘薯马铃薯马铃薯大豆大豆籽粒籽粒籽粒籽粒籽粒籽粒籽粒籽粒鲜块根鲜块根鲜块根鲜块根豆粒豆粒2.1-2.43.03.02.570.350.507.20（2.40）0.9-

15、1.31.251.00.860.180.201.802.1-3.32.502.502.140.551.064.00常见作物常见作物100Kg公斤经济产量所需养分量公斤经济产量所需养分量(Kg)（二）土壤供肥量（二）土壤供肥量 施肥施肥 PK NK NP玉米产量玉米产量(Kg/ha)5700 6300 6750则该土壤则该土壤 供氮量为：供氮量为：（5700/100）2.57146.49Kg/ha 供磷量为：（供磷量为：（6300/100）0.8654.15Kg/ha 供钾量为：（供钾量为：（6750/100）2.14144.45Kg/ha1、田间试验法、田间试验法 如在有代表性地块上进行玉米不

16、完全缺肥如在有代表性地块上进行玉米不完全缺肥的田间小区试验，产量结果如下：的田间小区试验，产量结果如下：2、测土法、测土法对照田产量对照田产量(Kg/ha)单位产量养分吸收量单位产量养分吸收量(Kg/kg)土壤养分测定值土壤养分测定值( mg/Kg) 10-6 耕层土壤干重耕层土壤干重(Kg/ha) 利用化学法测定土壤养分含量，利用土壤利用化学法测定土壤养分含量，利用土壤养分利用系数进行校正。养分利用系数进行校正。土壤养分利用系数（）土壤养分利用系数（）100故：故： 耕层土壤供肥量耕层土壤供肥量 =土壤养分测定值土壤养分测定值土壤养分利用系数土壤养分利用系数利用田间差减法求得：利用田间差减法

17、求得：肥料利用率（）肥料利用率（） 100 a：施肥区农作物吸收养分量（：施肥区农作物吸收养分量（Kg/ha） b：不施肥区农作物吸收养分量（：不施肥区农作物吸收养分量（Kg/ha） c：肥料施用量（：肥料施用量（Kg/ha） d：肥料中养分含量（）：肥料中养分含量（） cdab（三）肥料利用率（三）肥料利用率（四）肥料中养分含量（四）肥料中养分含量肥料中的养分是一个重要参数，各成品化肥肥料中的养分是一个重要参数，各成品化肥在包装袋上一般有注明。在包装袋上一般有注明。常用化肥可查表，否则需进行化学测定。常用化肥可查表，否则需进行化学测定。例题例题1 1 某地有一水稻田面积为某地有一水稻田面积为

18、2.12.1亩，亩，20122012年稻谷计划单产为年稻谷计划单产为7000 kg ha7000 kg ha-1-1，经前期试验可知：不施氮肥条件下该稻田稻谷，经前期试验可知：不施氮肥条件下该稻田稻谷产量为产量为3800 kg ha3800 kg ha-1-1，稻谷氮素含量为，稻谷氮素含量为 12.3 g kg12.3 g kg-1-1，已知该，已知该区氮肥当季利用效率为区氮肥当季利用效率为30%30%，氮肥为尿素（含氮肥为尿素（含N 46.6%N 46.6%）。）。试试用养分平衡法确定该稻田尿素的需求量？用养分平衡法确定该稻田尿素的需求量？单位面积需氮量单位面积需氮量=（7000-3800）

19、12.31000 = 39.36（kg ha-1） 2.1亩需氮量亩需氮量 =39.36 2.115 = 5.51（kg） 尿素尿素 =5.5146.6 %=11.98（kg）例题例题2 一水稻田面积一水稻田面积8.0亩，亩，2012年稻谷目标单产为年稻谷目标单产为7000 kg ha-1。前期试验：无氮对照区稻谷产量前期试验：无氮对照区稻谷产量3800 kg ha-1；水稻谷杆比；水稻谷杆比1:0.92；谷茬比；谷茬比1:0.16；稻谷、秸秆、残茬含氮量分别为；稻谷、秸秆、残茬含氮量分别为12.3 g kg-1、7.44 g kg-1和和7.10 g kg-1；区域氮肥当季利用率为；区域氮肥

20、当季利用率为30%。试用养分平衡法确定该稻田的尿素（含试用养分平衡法确定该稻田的尿素（含N 46.6%）需求量？）需求量？解：单位面积稻谷移出量：解：单位面积稻谷移出量：7000-3800=3200 kg ha-1 单位面积秸秆移出量：单位面积秸秆移出量：32000.92=2944 kg ha-1 单位面积单位面积N素移出量：素移出量：320012.310-3+29447.4410-3 =61.26kg ha-1 单位面积肥料需求量：单位面积肥料需求量：61.2646.6%30%=438.20kg ha-1 8.0亩需肥量：亩需肥量：8.015438.20=233.70kg二、植物营养与施肥二

21、、植物营养与施肥（一）植物阶段营养期一）植物阶段营养期 植物不同生长发育阶段对养分的吸收量和需求程植物不同生长发育阶段对养分的吸收量和需求程度不同度不同（二）植物营养的连续性（二）植物营养的连续性（三）植物吸收养分的比例（三）植物吸收养分的比例三、施肥方式与方法三、施肥方式与方法（一）施肥方式一）施肥方式 1、基肥（底肥）（、基肥（底肥）（basal fertilizer） 播种（定植）前结合耕作施用播种（定植）前结合耕作施用 培肥土壤、补充养分的双重作用培肥土壤、补充养分的双重作用 以有机肥为主、配施部分化肥以有机肥为主、配施部分化肥 2、种肥（、种肥（seed fertilizer） 播种（定植）时施用播种（定植）时施用 供给种子萌发或幼苗生长所需养分供给种子萌发或幼苗生长所需养分 以优质少量的有机肥、化肥和微生物制剂为主以优质少量的有机肥、化肥和微生物制剂为主 3、追肥（、追肥（top dre